Verificación de las caídas de tensión en instalaciones de BT.

La caída de tensión en una canalización se calcula por medio de la fórmula:

 ∆V :  caída de tensión, en Voltios

 b     :  coeficiente (= 1 para circuitos trifásicos, = 2 para circuitos monofásicos)

 ρ_{1  :}  resistividad del conductor en servicio normal, o sea 1,25 veces la correspondiente a 20 ºC, 

L : Longitud de la canalización, en metros

            S : Sección de los conductores, en mm2

cos ϕ  : Factor de potencia; en ausencia de indicación precisa se puede tomar cos ϕ  = 0,8

            IB : corriente máxima de empleo, en Amperios

            λ : reactancia lineal de los conductores, en Ω/m

       Los valores de λ en BT son:

• 0,08 ·10-3 Ω/m para cables tripolares

• 0,09 ·10-3 Ω/m para cables unipolares en contacto

         o en triángulo

• 0,15 ·10-3 Ω/m para cables unipolares espaciados d = 8r

           d : distancia media entre conductores
           r : radio de conductores

Se define como caída de tensión relativa:

∆V/Vn  para circuitos trifásicos o monofásicos alimentados entre fases y neutro 

∆V/Un  para circuitos monofásicos alimentados entre fases (en este caso, ∆V representa la caída de tensión entre fases) 

Conforme al Reglamento de BT - ITC 19, la caída de tensión entre el origen de la instalación y cualquier punto de utilización no deberán ser superiores a los valores indicados en la tabla siguiente:

	Alumbrado	Otros usos
A.- Instalaciones alimentadas directamente a partir de una  red de distribución pública en baja tensión B.- Instalaciones alimentadas por un centro de transformación propio a partir de una instalación de alta tensión (el origen de la instalación en este caso seria el punto de conexión en la salida del transformador)*	3% 4,5%	5% 6,5%
(*) en la medida de lo posible, las caídas de tensión en los circuitos terminales no deben sobrepasar los valores indicados en A.

Caídas de tensión admisibles en redes de BT. 

NOTA:

1.- Caídas de tensión más elevadas pueden ser aceptadas, por ejemplo:

- En los periodos de arranque de grandes motores
- Otros materiales con puntas de conexión importantes

Siempre que se garantice que las fluctuaciones de tensión se mantienen dentro de los límites especificados por la norma correspondiente.

2.- No se tienen en cuenta las condiciones temporales siguientes:

- Sobretensiones transitorias
- Variaciones de tensión debidas a funcionamientos anómalos

Circuitos que alimentan motores

La caída de tensión se calcula reemplazando la corriente de empleo IB por la corriente de arranque del motor.

Como regla general, la caída de tensión, teniendo en cuenta todos los motores arrancando simultáneamente, debe ser inferior al 15%. Aunque es preferible normalmente, una limitación del 10%.



REFERENCIAS:

Norma IEC 60364

Reglamento de BT - ITC 19

ARTÍCULO EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:

http://www.mediafire.com/download/hdna1t2hhcn9dby/Ca%C3%ADdas_de_tensi%C3%B3n.pdf

Conexiones de los devanados de Transformadores

Las conexiones de los transformadores, tanto en el primario como en el secundario, van generalmente acopladas de la siguiente forma:

• Estrella con o sin neutro accesible
• Triángulo
• Zig-zag

Designaremos en las figuras por :

I: corriente de línea o compuesta,

i: corriente de fase

U: Tensión de línea o compuesta

u: Tensión de fase o simple

Conexión estrella:

La corriente de línea es igual a la corriente de fase: I = i

La tensión compuesta es igual a √3 la tensión simple: U = √3 · u

Conexión triángulo:

La tensión compuesta es igual a la tensión simple: U = u

La corriente de línea es igual √3 la corriente de fase: I = √3 · i

Conexión Zig-zag:

La conexión zig-zag permite conservar el decalage introducido en el acoplamiento estrella/triángulo conservando la posibilidad de un punto neutro.

Con:

u1 = tensión simple de cada semi bobina zig-zag

u2 = tensión simple de cada semi bobina estrella correspondiente, pudiéndose escribir:

La conexión zig-zag exige aproximadamente el 15% más espiras que un arrollamiento estrella de la misma tensión, o un peso de cobre de un 15% superior. Este sobrecoste y las dificultades constructivas debidas a las conexiones suplementarias hacen que sea poco utilizado por encima de los 100 kVA.

La tensión compuesta es igual a 3 veces la tensión simple de cada semi bobina en zig-zag. La corriente de línea es igual a la corriente de fase 

Designación de conexiones: 

La conexión en el lado de mayor tensión se designará en mayúsculas y será: 

Y, para conexión estrella 

D, para conexión triángulo. 

Z, para la conexión zig-zag 

N, neutro accesible 

La conexión en el lado de menor tensión se designará en minúsculas y será: 

y, para conexión estrella. 

d, para conexión triángulo. 

z, para conexión zig-zag. 

n, neutro accesible 

Para formar la conexión completa del transformador se designa en primer lugar la conexión de mayor tensión seguida de la conexión de menor tensión, por ejemplo Yd ó Dy. 

Además aparece uno o dos dígitos a continuación de los dos símbolos anteriores. Es el indicador del desfase denominado índice horario, es decir, la variación en ángulo que sufre la tensión aplicada en los bornes homólogos del primario con respecto a los del secundario, se obtienen multiplicando este índice horario por 30º. Ejemplo: YNd 11 ó Dyn 5, con desfases de 330º y 150º respectivamente. 

Grupo de conexión e índice horario (Dy 11)

Comparación de conexiones

Estrella-estrella: Se utiliza cuando se requiere poner ambos neutros a tierra, no hay grandes desequilibrios de carga ni generadores de armónicos.

Estrella-zig-zag: Se emplea solo en transformadores de distribución de reducida potencia. Se puede conectar a tensiones relativamente elevadas y se comporta bien ante todos los desequilibrios. Es más caro.

Estrella-triángulo: Adecuado como reductor en final de línea si no se requiere puesta a tierra en el secundario. No genera armónicos.

Triángulo-estrella: Útil como transformador de generación y de distribución: posibilidad de neutro accesible en baja tensión, admite cargas desequilibradas, filtra armónicos de baja hacia alta, y no genera armónicos de alta hacia la baja. Es menos económico que el estrella-zig-zag cuando se conecta a tensiones elevadas.

Estrella-estrella-terciario: Transformador más caro. Se utiliza en redes de transporte donde se precisa poner a tierra ambos devanados y es necesario el terciario para compensar las cargas desequilibradas.

Acoplamientos principales y esquemas correspondientes

Los esquemas de conexión siguientes están trazados admitiendo que los arrollamientos tienen el mismo sentido relativo de bobinado.

Acoplamientos adicionales y esquemas correspondientes

ARTÍCULO EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:

http://www.mediafire.com/download/2j9ib5intxnpp9n/Conexiones_de_los_devanados_de_Transformadores.pdf

Sección de los conductores de protección (PE), de equipotencialidad y de neutro en instalaciones de B.T.

En una instalación de BT, los conductores de protección aseguran la interconexión de las masas de utilización y derivan a tierra las corrientes de defecto de aislamiento.

Los conductores de equipotencialidad permiten poner al mismo potencial, o a los potenciales próximos, las masas y los elementos conductores.

■ Sección de los conductores de protección entre transformadores MT/BT y cuadro principal BT (ver fig. 1)

Figura 1: Conductor PE entre transformador y cuadro principal 

La tabla 1 da los valores de las secciones de los conductores de protección (en mm2) en función: 

• De la potencia nominal del transformador MT/BT. 
• Del tiempo de funcionamiento t (en segundos) de la protección MT. Cuando la protección está asegurada por fusibles, la sección a tener en cuenta corresponde a t = 0,2 s 
• Del material aislante y de la naturaleza del metal conductor 

En el esquema IT, si un dispositivo de protección contra sobretensiones se intercala entre el neutro y tierra, se aplica el mismo dimensionamiento a sus conductores de conexión. 

En el caso de funcionamiento en paralelo de varios transformadores, la suma de sus potencias nominales será utilizada para la determinación de la sección.

Potencia del transformador (kVA)		Naturaleza de los conductores		Conductores desnudos			Conductores con aislamiento PVC			Conductores con aislamiento PR
Tensión BT		Cu	t (s)	0,2 s	0,5 s	-	0,2 s	0,5 s	-	0,2 s	0,5 s	-
127/220 V	230/400 V	Al		-	0,2 s	0,5 s	-	0,2 s	0,5 s	-	0,2 s	0,5 s
63	100	Sección de los conductores de protección SPE (mm2)		25	25	25	25	25	25	25	25	25
100	160			25	25	35	25	25	50	25	25	35
125	200			25	35	50	25	35	50	25	25	50
160	250			25	35	70	35	50	70	25	35	50
200	315			35	50	70	35	50	95	35	50	70
250	400			50	70	95	50	70	95	35	50	95
315	500			50	70	120	70	95	120	50	70	95
400	630			70	95	150	70	95	150	70	95	120
500	800			70	120	150	95	120	185	70	95	150
630	1000			95	120	185	95	120	185	95	120	150
800	1250			95	150	185	120	150	240	95	120	185

Tabla 1: Sección de los conductores de protección entre transformador MT/BT y el cuadro de principal BT 

■ Sección de los conductores de protección de las masas BT: (PE)

La sección del conductor PE está definida en función de la sección de las fases (para el mismo material conductor) de la siguiente forma:

(1) Cuando el conductor de protección no forma parte de la canalización, debe tener una sección de al menos:

• 2,5 mm2 si lleva protección mecánica
• 4 mm2 si no lleva protección mecánica

En el esquema TT, la sección del conductor de protección puede estar limitada a:

• 25 mm2 para el cobre
• 35 mm2 para el aluminio

Con la condición que las tomas de tierra del neutro y las masas sean distintas, si no serán aplicadas las condiciones del esquema TN (en el esquema TT, una conexión fortuita en las carcasas metálicas u otros puede existir entre las dos tomas de tierra; la corriente de defecto a tierra es en tal caso importante).

■ Sección de los conductores de equipotencialidad

□ Conductor de equipotencialidad principal

Su sección debe ser al menos igual a la mitad de la sección del mayor conductor de protección de la instalación, con un mínimo de 6 mm2. Sin embargo, puede ser limitada a 2,5 mm2 para el cobre.

□ Conductor de equipotencialidad suplementaria

Si este conductor une dos masas, su sección no debe ser inferior a la más pequeña de las secciones de los conductores de protección conectados a estas masas (ver fig. 2-a).

Si este conductor une una masa a un elemento conductor, su sección no debe ser inferior a la mitad de la sección del conductor de protección conectado a esta masa (ver fig. 2-b).

Figura 2: Sección de los conductores de equipotencialidad suplementaria

(*) Con un mínimo de: 

• 2,5 mm2 si los conductores están mecánicamente protegidos
• 4 mm2 si los conductores no están mecánicamente protegidos

Los conductores no incorporados en un cable están mecánicamente protegidos cuando disponen de conductos, canales, molduras o protegidos de manera análoga.

■ Sección de los conductores PEN

En el caso del esquema TNC. El conductor de protección asegura igualmente la función del neutro.

En este caso la sección del PEN debe ser al menos igual al mayor valor resultante de las condiciones siguientes:

- Cumplir a las condiciones relativas al conductor PE

- Cumplir las condiciones impuestas para la sección de los conductores de neutro

■ Sección del conductor neutro

- El conductor neutro debe tener la misma sección que los conductores de fase en los casos siguientes: 

• Circuito monofásico 
• Circuito trifásico con secciones de fase inferiores o iguales a 16 mm2 para el cobre o 25 mm2 para el aluminio.

- Para los circuitos trifásicos con una sección de fase superior a 16 mm2 para el cobre o 25 mm2 para el aluminio, la sección del neutro puede ser inferior a la de las fases con la condición de respetar, simultáneamente las condiciones siguientes:

• La corriente máxima susceptible de circular permanentemente en el neutro es inferior a la corriente admisible de la sección elegida. Es necesario tener en cuenta el desequilibrio de cargas monofásicas y las corrientes armónicas de orden 3 y sus múltiplos que pueden exigir la utilización de una sección superior a la de las fases.
• El conductor neutro está protegido contra sobreintensidades por un fusible o un reglaje de disparo del disyuntor adaptado a su sección.
• La sección del conductor neutro es al menos igual a 16 mm2 para el cobre o 25 mm2 para el aluminio

REFERENCIAS:

Guide de conception de réseaux électriques: Schneider Electric

ITC-BT- 14 y 18: Reglamento de baja tensión

Normas IEC 60364, IEC 60460.

ARTÍCULO EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:

http://www.mediafire.com/download/luw11daw3bk47ub/Secci%C3%B3n_de_los_conductores_de_protecci%C3%B3n.pdf

ARTÍCULOS RELACIONADOS EN ESTE BLOG:

Dimensionado, protección y corte del conductor neutro en instalaciones de BT.

http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/07/dimensionado-proteccion-y-corte-del.html

Efectos de los armónicos en cables de potencia

http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/07/efectos-de-los-armonicos-en-cables-de.html