REGULACIN DE TENSIN EN

INSTALACIONES ELCTRICAS

Uno de los aspectos primordiales al dimensionar los conductores que forman parte de una

instalacin elctrica, luego del cumplimiento de la capacidad de conduccin de corriente,

es el Porcentaje de Cada de Tensin, denominado tambin en el mbito tcnico,

Porcentaje de Regulacin.

En este artculo se dan a conocer los fundamentos tcnicos y los conceptos tericos

involucrados en el clculo de la cada porcentual de tensin en instalaciones de baja y

media tensin. Para ilustrar la aplicacin se incluyen datos y conceptos tomados del

Cdigo Elctrico Nacional.

CADA DE TENSIN

La cada de tensin en el conductor se origina debido a la resistencia elctrica al paso de

la corriente. Esta resistencia depende de la longitud del circuito, el material, el calibre y la

temperatura de operacin del conductor. El calibre seleccionado debe verificarse por la

cada de tensin en la lnea. Al suministrar corriente a una carga por medio de un

conductor, se experimenta una cada en la tensin y una disipacin de energa en forma de

calor. En circuitos de corriente continua (c.c.) la cada de tensin se determina por medio

de la siguiente frmula, conocida como la Ley de Ohm:

V = I R

Dnde:

V es la cada de tensin. I es la corriente de carga que fluye por el conductor. R es la resistencia a c.c. del conductor por unidad de longitud.

Para circuitos de corriente alterna (c.a.) la cada de tensin depende de la corriente de

carga, del factor de potencia y de la impedancia de los conductores (en estos circuitos es

comn la combinacin de resistencias, capacitancias e inductancias).

Por lo anterior, la cada de tensin se expresa:

V = I Z

Siendo Z la impedancia.

IMPEDANCIA EFICAZ

La Norma establece que multiplicando la corriente por la impedancia eficaz se obtiene un

valor bastante aproximado de la cada de tensin entre fase y neutro, adicionalmente

define la impedancia eficaz as:

ZEF = R Cos + X Sen

Dnde:

es el ngulo del factor de potencia del circuito.

R es la resistencia a corriente alterna de conductor. X es la reactancia del conductor.

Por otro lado, tenemos:

X = XL - XC

Dnde:

XL es la reactancia inductiva XC es la reactancia capacitiva

Considerando que las distancias de las redes elctricas en sistemas de distribucin de

Cables para Media Tensin implican longitudes cortas, se pueden despreciar los efectos

capacitivos. As mismo, para sistemas de distribucin de Cables de Baja Tensin estos

efectos capacitivos tambin son despreciables debido a las bajas tensiones de operacin

(menos de 600V); por lo tanto se pueden tener en cuenta solamente la resistencia y la

reactancia inductiva, simplificando los clculos con una muy buena aproximacin a la

realidad (ver ilustracin 1).

Reemplazando en la frmula la reactancia X por la reactancia inductiva XL (es decir,

despreciando la reactancia capacitiva), la impedancia eficaz se define as:

ZEF= R Cos + XL Sen

Dnde:

I: Corriente de carga que fluye por el conductor. : Tensin de envo por la fuente. Vs: Tensin recibida en la carga. Vr

: Impedancia de la lnea. Z: Resistencia a c.a. del conductor. R

: Reactancia inductiva del conductor. XL

Conociendo los valores de resistencia a la corriente (R), de reactancia inductiva

(XL) y el factor de potencia (FP = Cos ), es posible calcular la impedancia eficaz

(ZEF), para lo cual se incluyen en la tabla 1 los valores de Sen correspondientes.

Los Cables de Baja Tensin son utilizados en alambrado elctrico en edificaciones, en

circuitos alimentadores, ramales y redes interiores secundarias industriales.

En la tabla 2 se muestran los valores de resistencia elctrica y reactancia inductiva para

instalacin de tres conductores de fase en conduit; como se observa en la ilustracin 2, se

incluyen los conductores de neutro y de tierra.

Para Cables de Media, la tabla 3 indica los valores de resistencia elctrica y reactancia

inductiva de los calibres tpicos en cualquier sistema de distribucin de energa elctrica

en media tensin, instalados al aire, en ductos subterrneos, canaletas, enterrado directo o

dispuestos en bandejas portacables; en la ilustracin 3 se muestra la instalacin en un

conduit.

Para Cables de Aluminio tipo Mltiplex Autosoportados de Baja Tensin en sistemas

areos de distribucin secundaria (red trenzada), se muestran las caractersticas elctricas

(resistencia y reactancia) en la tabla 4. Adicionalmente este tipo de cable es usado en

alumbrado pblico, instalaciones temporales de construccin o en algunas ocasiones desde

el transformador de poste hasta la derivacin para el usuario; en la ilustracin 4 se

muestran las secciones transversales de Cables Trplex y Cudruplex.

CENTELSA tambin fabrica estos cables con especificaciones de calibres en mm2 para lo

cual se indican los parmetros elctricos respectivos en la tabla 5.

Para cables ACSR en sistemas areos de distribucin primaria, se muestran las

caractersticas elctricas (resistencia y reactancia) en la tabla 6, y en la ilustracin 5 se

muestran dos configuraciones tpicas para este tipo de instalaciones.

Ilustracin 5. Configuracin de Cables ACSR para distribucin primaria area

REGULACIN

La Cada de Tensin (V=Vs-Vr) se calcula mediante las siguientes frmulas:

Para circuitos monofsicos:

V FASE-NEUTRO = ZEF 2 L I

Para circuitos trifsicos:

V FASE-FASE = 3 V FASE-NEUTRO

V FASE-FASE = 1.732 V FASE-NEUTRO

V FASE-NEUTRO = ZEF L I Dnde:

V es la Cada de Tensin en Voltios. L es la longitud del circuito en km. I es la corriente del circuito en A. ZEF es la impedancia eficaz en ohm/km.

La Regulacin de Tensin o Porcentaje de Cada de Tensin se define como:

% Regulacin = [(Vs-Vr) / Vr] 100 % Regulacin = [V / Vr] 100

Finalmente, el resultado obtenido en el clculo del Porcentaje de Regulacin debe

compararse con los valores establecidos por el Cdigo Elctrico Nacional.