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POR: ING. ISRAEL AYALA PÉREZ SIDE 03-01-659
FIFURA 1: MODELO DE CAIDA DE VOLTAJE
Debido al pequeño valor en el ángulo Ɵ, entre el voltaje en la carga y el voltaje de alimentación, se
puede asumir con un error despreciable que:
-
El tamaño del conductor en AWG o kcmil.. El material de conductor, Cobre o Aluminio. La temperatura del conductor (normalmente 75ºC para carga normal y 75ºC para carga máxima). El tipo de ducto en donde está instalado el conductor, metálico o PVC.
La reactancia X es obtenida del fabricante. Depende del tamaño y del material del conductor, si el ducto es metálico o PVC, y del espaciamiento entre conductores en el circuito. La reactancia se produce debido a que la corriente alterna que circula en el conductor causa un campo magnético alrededor de éste. Ya que este campo magnético se acumula y cae radialmente, corta a través del mismo y de los otros conductores del circuito, causando un voltaje inducido en cada conductor de la misma manera que la corriente que circula en el primario de un transformador induce un voltaje en el secundario del transformador. Dado que el voltaje inducido es proporcional a la velocidad de cambio del campo magnético, que es máximo cuando la corriente pasa por cero, el voltaje inducido será de un máximo cuando la corriente pasa a través de cero, o, en la terminología de fasores, hay un desfase de 90 grados entre la onda de voltaje y la onda de corriente. En el caso de redes de distribución aéreas trenzadas es sensiblemente constante al estar los conductores reunidos en haz, siendo del orden de X=0,1 Ω /km, valor que se puede utilizar para los cálculos sin error apreciable. En el caso de redes de distribución subterráneas, aunque se suelen obtener valores del mismo orden, es posible su cálculo en función de la separación entre conductores, determinando lo que se conoce como separación media geométrica entre ellos. En la ecuación (4) y (5) el valor de se conoce como la impedancia efectiva
Ejemplo: Dados un secundario trifásico de 60Hz. Con 500 ft. de longitud, el cual consta de un conductor de cobre 2/0 AWG, dentro de tubería PVC; carga en el extremo receptor de 100 KVA con un factor de potencia de 0.8 en atraso; voltaje línea a línea de 480V.
√
, o sea 6.014 veces el valor de la tabla
Con base en la tabla 1, para el cable 2/0 AWG, factor de potencia de 0.8, ducto no magnético, el valor es 1.7. La caída de voltaje línea – línea es 1.7 x 6.014 = 10.224V. Ésta es una caída de voltaje . del
Referencias -
Fink, Donald y Beaty, Wayne. MANUAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, Editorial McGRAW-HILL, Decimotercera Edición, Tomo II, México.
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IEEE Std 141-1993, IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants.
Table 1: Three-phase line-to-line voltage drop for 600 V single-conductor cable per 10 000 A-ft (60°C conductor temperature, 60 Hz)
Wire size (AWG) 2 4 6 8 10 12 14 1/0 2/0 3/0
Cooper conductors in magnetic conduit
Cooper conductors in nonmagnetic conduit
Aluminum conductors in magnetic conduit
Aluminum conductors in nonmagnetic conduit
Load power factor
Load power factor
Load power factor
Load power factor
1.00 3.4 5.3 8.4 13.0 21.0 33.0 53.0 2.1 1.7 1.4
0.95 3.5 5.3 8.2 13.0 20.0 32.0 50.0 2.3 1.9 1.5
0.90 3.4 5.2 8.0 12.0 19.0 30.0 48.0 2.3 1.9 1.6
1.00 0.95 0.90 3.2 3.0 3.3 3.4 3.3 4.8 4.4 5.3 5.3 5.1 7.3 6.6 8.4 8.2 7.9 11.0 9.9 13.0 13.0 12.0 17.0 15.0 21.0 20.0 19.0 27.0 24.0 33.0 32.0 30.0 43.0 38.0 53.0 50.0 48.0 2.3 2.1 2.1 2.2 2.2 1.9 1.8 1.6 1.8 1.8 1.6 1.5 1.3 1.5 1.5
0.80
0.70
1.00 0.95 0.90 3.1 2.8 5.2 5.3 5.1 4.7 4.3 8.4 8.2 7.9 7.2 6.4 13.0 13.0 12.0 11.0 9.7 21.0 20.0 19.0 17.0 15.0 33.0 32.0 30.0 27.0 24.0 52.0 50.0 48.0 43.0 38.0 2.1 2.0 3.3 3.4 3.4 1.7 1.6 2.6 2.7 2.7 1.4 1.4 2.1 2.3 2.3
0.80
0.70
To convert voltage drop to Single-phase, three-wire, line-to-line Single-phase, three-wire, line-to-neutral Three-phase, line-to-neutral
0.80
0.70
4.7 4.3 7.3 6.5 11.0 10.0 17.0 15.0 27.0 24.0 43.0 37.0 3.2 2.9 2.6 2.4 2.2 2.1
1.00 0.95 0.90 0.80 0.70 5.2 5.2 5.0 4.6 4.2 8.4 8.2 7.9 7.2 6.4 13.0 13.0 12.0 11.0 9.9 21.0 20.0 19.0 17.0 15.0 33.0 32.0 30.0 27.0 24.0 52.0 50.0 48.0 42.0 37.0 3.3 2.6 2.1
3.4 2.7 2.2
3.3 2.6 2.2
3.1 2.5 2.1
2.8 2.3 1.7
Multiply by 1.15 0.577 0.577
Tabla Tomada de: IEEE Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants, IEEE Std 141-1993, pag. 100
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