EE347 - Clase 4 - P - Sistemas Distribucion Secundaria

CAPÍTULO III

SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA

TENSIONES Y SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA NORMALIZADOS EN EL PERÚ

De conformidad con la Regla 017.A. del CNE referida a Niveles de Tensión, la tensión recomendada para sistemas de distribución secundaria es la siguiente: *

Sistema trifásico 380 Y/220 V, de cuatro conductores, neutro puesto a tierra de manera efectiva. De los cuatro conductores, tres son activos y el cuarto es neutro.

Sin embargo, el mismo CNE señala que “podrá continuar utilizándose los niveles de tensión existentes”. Los niveles de tensión existentes en el Perú son los siguientes: * *

*

Sistema trifásico 220 V, de tres conductores. Sistema monofásico 440/220 V, de tres conductores, dos activos y un neutro puesto a tierra de manera efectiva. Sistema monofásico 220 V, de dos conductores.

TABLA 3-I TENSIONES NORMALIZADAS Y SISTEMAS UTILIZADOS EN EL PERU Tensión Normalizada

Sistema

380/220 V Trifásico - 4 conductores

220 V

Trifásico -3 conductores

440/220 V Monofásico – 3 conductores 220 V Monofásico – 2 conductores

Disposición de transformadores -3 transformadores monofásicos conectados en estrella. - 1 transformador trifásico - 3 transformadores monofásicos conectados en delta. - 1 transformador trifásico - 2 transformadores monofásicos conectados en "V" - 1 transformador monofásico - 1 transformador monofásico

TENSIONES NORMALIZADAS Y SISTEMAS UTILIZADOS EN EL PERU Nivel de Tensión 220 V, trifásico, 3 conductores

Diagrama (Devanado Secundario) R 220 V

S T 220 V en “V”, trifásico,

3 conductores

Aplicación Cargas predominante trifásicas en áreas industriales y comerciales; y cargas monofásicas y trifásicas aisladas en zonas residenciales.

R Cargas predominante mono220 V fásicas conectadas entre el conductor común y las otras S dos fases y cargas trifásicas T aisladas en zonas residenciales y comerciales. (neutro puesto a tierra)

TENSIONES NORMALIZADOS Y SISTEMAS UTILIZADOS EN EL PERU Nivel de Tensión 380/220 V, trifásico, 4 conductores. 380V fase-fase 220V fase-neutro 440/220 V, monofásico, 3 conductores. 220 V, monofásico,

2 conductores.

Diagrama (Devanado Secundario)

Aplicación

R 380 V 220 V S N T A

Cargas predominante monofásicas conectadas entre el conductor común y las otras tres fases y cargas trifásicas aisladas en zonas residenciales y comerciales.

Cargas monofásicas en 220 220V N V en áreas urbanas y rurales, B y motores monofásicos en 440 ó 220 V. A Cargas monofásicas en 220 V en áreas urbanas y rurales, 220 V B y motores monofásicos en 220 V.

Comparación entre los Sistemas de Distribución Secundaria Definiciones Sobre los Tipos de Cargas a) Carga Puntual .- Se caracteriza por tener la carga concentrada en el extremo de un alimentador secundario. P.e.: electrificación de haciendas (típico en Brasil y Argentina). S.E.

Carga Puntual

Alimentador Secundario

Acometida

b) Densidad de Carga Lineal (L).- Se caracteriza por tener cargas conectadas a lo largo del alimentador secundario, pero sin necesidad de derivar de éste subalimentadores secundarios. P.e.: electrificación rural en el Perú caso típico de las viviendas ubicadas a lo largo de una carretera, vía o camino.

S.E.

Carretera

Carga (vivienda)


L

c) Densidad de Carga Superficial ( S).- se caracteriza por tener cargas conectadas a lo largo del alimentador secundario y además con derivaciones mediante subalimentadores secundarios a los cuales también se conectan cargas. P.e.: electrificación de ciudades y de localidades rurales del Perú. Subalimetador Secundario S.E.


Comparación de las Tensiones Nominales y Sistemas, en cuanto a Radio de Acción ( L) y Potencia a Distribuir ( P )

Las comparaciones se efectuarán teniendo como criterio mantener el mismo %V y la misma sección de conductor. Fórmulas de caída de tensión:

Trifásico:

P L  R²+ X² P L K %V = ----------------------- = -------------V ² cos V² cos

2P L  R²+ X² 2 P L K Monofásico: %V = ------------------------- = --------------V ² cos V² cos

Comparación del Sistema 220 V - trifásico, con el sistema 380/220 V trifásico Carga Puntual Sistema 220 V S.E.

P1 = P L1 %V1 = %V

L1 = ??? L2

S1 = S Sistema 380/220 V S.E.

P2 = P L2 %V2 = %V

S2 = S

Comparación del Sistema 220 V - trifásico, con el sistema 380/220 V trifásico a1) Carga Puntual Sistema 220 V - trifásico

Sistema 380/220 V - trifásico

L1 %V1 = %V P1 = P Z1 = Z V1 = 220 K1 = K

L2 %V2 = %V P2 = P Z2 = Z V2 =380 =  3 V1 K2 = K

P1 L1 K %V1 = ---------------V1²cos

P2 L2 K %V2 = ---------------- --- (2) V2² cos

--- (1)

Igualando las ecuaciones (1) y (2) : P1 L1 K P2 L2 K P1 L2 K ---------------- = ---------------- = ---------------V1² cos V2² cos 3 V1² cos L2 = 3 L1

y

P1 = P2

Los resultados nos indican que para cargas puntuales el sistema 380/220 V, puede distribuir la misma potencia, con la misma sección de conductor e igual porcentaje de caída de tensión, a una distancia tres veces superior a la que corresponde al sistema 220 V.

Si se hace L1 = L2 y P1 diferente de P2 y se reemplaza las ecuaciones (1) y (2) se obtiene: P2 = 3 P1

y

L2 = L1

Carga Puntual Sistema 220 V S.E.

P L %V

Sistema 380/220 V S.E.

P 3 L %V

Sistema 220 V S.E.

P L %V


3P L %V

Comparación del Sistema 220 V - trifásico, con el sistema 380/220 V trifásico Densidad de Carga Lineal Sistema 220 V S.E.

P1 L1 %V1 = %V S1 = S

C = ???


P1

P2 = C P1 L2 = C L1 %V2 = %V S2 = S

Comparación del Sistema 220 V - trifásico, con el sistema 380/220 V trifásico a2) Densidad de Carga Lineal .- Se puede determinar la relación entre los radios de acción y las potencias a distribuir, si se asume que tanto la longitud como la potencia en el sistema 380/220 V, se incrementarán en igual proporción (factor C) con respecto a la longitud y la potencia en el sistema 220 V respectivamente. Sistema 220 V - trifásico


L1 %V1 = %V P1 Z1 = Z V1 = 220 K1 = K

L2 = C L1 --- (3) %V2 = %V P2 = C P1 --- (4) Z2 = Z V2 =380 =  3 V1 K2 = K

P1 L1 K %V1 = ---------------V1² cos

P2 L2 K %V2 = ---------------- --- (2) V2² cos

--- (1)

Igualando (1) y (2): P1 L1 K P2 L2 K C P1 C L1 K ---------------- = ---------------- = ---------------V1² cos V2² cos 3 V1² cos C=3 Reemplazando el valor de "C” en (3) y (4) se obtiene: L2 =  3 L1

y

P2 = 3

L2 = 1,73 L1

y

P2 = 1,73 P1

P1

Los resultados indican que para una densidad de carga lineal, con el sistema 380/220 V se puede obtener longitudes y potencias (simultáneamente) mayores en un 73% con respecto al sistema 220 V.

Densidad de Carga Lineal

Sistema 220 V S.E.

P L

C = 1,73 %V1 = %V S1 = S Sistema 380/220 V S.E.

P

1,73 P 1,73 L1 %V2 = %V S2 = S

Densidad de Carga Superficial

L2 = C L1

L1

S.E.

P1 %V1= %V1

S1= S2 P2 = C ² P1

C = ???

Comparación del Sistema 220 V - trifásico, con el sistema 380/220 V trifásico a3) Densidad de Carga Superficial .- Se puede determinar la relación entre los radios de acción y las potencias a distribuir si se tiene en cuenta que al incrementar la longitud en una proporción determinada se incluye una carga muy superior en proporción con respecto a la carga inicial; es decir, si por ejemplo se incrementa el radio de acción en un factor C se puede dar el caso de incrementar la potencia en C², ya que el tipo de carga es superficial, lo cual puede tomarse como referencia para establecer las siguientes condiciones. Sistema 220 V - trifásico


L1 %V1 = %V P1 = P Z1 = Z V1 = 220 K1 = K

L2 = C L1 --- (5) %V2 = %V P2 = C ² P1 --- (6) Z2 = Z V2 =380 =  3 V1 K2 = K

P1 L1 K %V1 = ---------------V1² cos

P2 L2 K %V2 = ---------------- --- (2) V2² cos

--- (1)

Igualando (1) y (2): P1 L1 K P2 L2 K C² P1 C L1 K ---------------- = ---------------- = ---------------V1² cos V2² cos 3 V1² cos C = ³ 3 Reemplazando el valor de "C” en (5) y (6) se obtiene: L2 = ³ 3 L1

L2 = 1,44 L1

y

P2 = (³ 3 ) ² P1

y

P2 = 2,08 P1

Los resultados nos indican que para una densidad de carga superficial, con el sistema 380/220 V se puede obtener una longitud mayor en un 44% y una potencia mayor en un 108% (simultáneamente) con respecto al sistema 220 V.

Densidad de Carga Superficial

L2 = 1,44 L1

L1

S.E.

P1 %V1= %V1

S1= S2 P2 = 2,08 P1

C = 1,44

Comparación de los Sistemas de Distribución Secundaria

Sistema de Distribución

220 V Trifásico

380/220 V Trifásico

220 V Monofásico

440/220 V Monofásico

L2

L3

L4

L3 = L1 / ³ 2

L4 = ³ 2

L2 =  3 L1

L3 = L1 /  2

L4 =  2 L1

L2 = 3 L1

L3 = L1 / ??

L4 = ?? L1

L2 = ³ 3

L1

L1

valor superior: densidad de carga superficial. valor intermedio: densidad de carga lineal. valor inferior: carga puntual.

L1




220 V Trifásico

220 V Monofásico


L1

L3

L4

L1 = L2 / ³ 3

L3 = L2 / ³ 6

L4 = (³ 2 / 3) L2

L1 = L2 /  3

L3 = L2 /  6

L4 = ( 2 / 3) L2

L1 = L2 / 3

L3 = L2 / ??

L4 = ?? L2

L2




220 V Monofásico

220 V Trifásico



L1

L2

L4

L1 = ³ 2

L3

L2 = ³ 6

L3

L4 = ³ 4

L2

L1 =  2 L3

L2 =  6 L3

L4 =  4 L2

L1 = ?? L3

L2 = ?? L3

L4 = ?? L2

L3





220 V Trifásico


220 V Monofásico

L1

L2

L3

L1 =L4 / ³ 2

L2 = ³ 3/2 L4

L3 = L4 / ³ 4

L1 = L4 /  2

L2 =  3/2 L4

L3 = L4 /  4

L1 = L4 / ??

L2 = ?? L4

L4 = L4 / ??

L4


Casos por analizar

Carga Puntual Sistema 220 V S.E. L

P

S1

%V

L

P

S2

%V


S1 = ??? S2

Casos por analizar

Densidad de Carga Lineal Sistema 220 V S.E.

P L1

S1

C=>1

%V Sistema 380/220 V S.E.

P C L1 S2=(1/C)S1

%V

Comportamiento de Sistema 380/220 V sin neutro corrido ¿Cuál es la tensión que recibe cada una de las cargas monofásicas?

s

r

220 V n

Z

Z Z

t

Cuando las cargas están balanceadas existirá entre cada una de las fases y neutro 220 V.

Comportamiento de Sistema 380/220 V sin neutro corrido ¿Cuál es la tensión que recibe cada una de las cargas monofásicas?

s

r

 220 V

Z1

Z2

n Z3

t

Z1  Z2  Z3

Cuando las cargas están desbalanceadas existirá entre cada una de las fases y neutro una tensión mayor o menor 220 V. PELIGRO ¡¡¡¡ Cuando la tensíón fase-n de la carga >>>> 220 V

Comportamiento de Sistema 380/220 V sin neutro corrido ¿Qué hacer para evitar el PELIGRO?

s

r

Z1

Z2

n Z3

t

Z1  Z2  Z3

Uniendo los puntos neutro del secundario del transformador y de la carga se garantiza que las tensiones fase-n sean iguales a 220 V. A este conductor se le conoce como neutro corrido

Comportamiento de Sistema 380/220 V con neutro corrido ¿Qué sucederá si se rompe o roban un tramo del neutro corrido?

s

r

Z1

Z2

n Z3

t

Z1  Z2  Z3

Se comportará nuevamente como si no existiese neutro corrido.

Comportamiento de Sistema 380/220 V con neutro corrido ¿Qué hay que hacer para evitar ésto?

s

r

Z1

Z2

n Z3

t

Z1  Z2  Z3

Se deberá conectar el neutro a un punto de referencia estable tal como tierra.

Comportamiento de Sistema 380/220 V con neutro corrido ¿Qué hay que hacer para evitar ésto?

s

r

Z1

n

I desbalance

t

Z2 Z3

Z1  Z2  Z3

Aunque se rompa o se roben un tramo de neutro existirá continuidad a través de la tierra misma. Por esta misma razón el neutro nunca deberá llevar un dispositivo de seccionamiento.

EE347 - Clase 4 - P - Sistemas Distribucion Secundaria

Recommend Documents