Paneles y Circuitos Eléctricos de Distribución

ANEXO INFORMATIVO F
PANELES Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE DISTRIBUCIÓN
Para poder obtener un mayor entendimiento de la separación de sistemas de energía
eléctrica y de las medidas precautorias de separación de sistemas de alta tensión, así como
de las normativas presentadas en esta sección, es importante saber como se clasifican los
paneles y circuitos de distribución eléctrica.
Para determinar la máxima potencia generada por un panel de distribución dado,
multiplique el producto de la tensión y la corriente por cada una de sus fases (no aplica para
paneles de tres fases). Véase la figura B1 y los cálculos subsiguientes para mayores
detalles.
Figura F1 – Panel de Distribución (Dos Fases)
CÁLCULOS DE POTENCIAS PARA EL PANEL DE DISTRIBUCIÓN DE LA
FIGURA F1
P1: Máxima potencia generada por la fase Φ1
P1 = 120 V x 100 A = 12,000 VA = 12 kVA
P2: Máxima potencia generada por la fase Φ2
P2 = 120 V x 100 A = 12,000 VA = 12 kVA
Potencia Total = P1 + P2 = 2 x 12 kVA = 24 kVA
Nota: La potencia dada en VA (Volt-Ampere) se conoce como Potencia Aparente
▲= Normativo (Obligatorio)
∆= Consultivo
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F-1
ANEXO INFORMATIVO F
Los circuitos ramales o secundarios son los que se derivan de cada fase principal de un
panel de distribución dado y se usa para suministrar potencia al equipo activo. La figura F2
muestra un circuito ramal y su máxima potencia generable.
Figura F2 – Circuitos Ramales Derivados de un Panel de Distribución
Cada circuito ramal está expuesto a la misma tensión aplicada a la fase conveniente donde
es conectada o se deriva. No obstante, la máxima corriente permitida para circular en cada
circuito ramal está limitada por su dispositivo de protección (20 A en este caso).
CÁLCULOS DE POTENCIAS PARA LOS CIRCUITOS RAMALES DE LA
FIGURA F2
Circuito C11 (Circuito #1, Fase #1): P11 = 120 V x 20 A = 2,400 VA = 2.4 kVA
Circuito C21 (Circuito #2, Fase #1): P21 = 120 V x 20 A = 2,400 VA = 2.4 kVA
Circuito C31 (Circuito #3, Fase #1): P31 = 120 V x 20 A = 2,400 VA = 2.4 kVA
Circuito C41 (Circuito #4, Fase #1): P41 = 120 V x 20 A = 2,400 VA = 2.4 kVA
Circuito C51 (Circuito #5, Fase #1): P51 = 120 V x 20 A = 2,400 VA = 2.4 kVA
La potencia total de los circuitos derivados de la fase Φ1 =
= P11 + P21 + P31 + P41 + P51 =
= 12 kVA
▲= Normativo (Obligatorio)
F-2
∆= Consultivo
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ANEXO INFORMATIVO F
De los cálculos anteriores podemos observar que el poder total de los circuitos ramales
derivados de la fase Φ1 es igual a la máxima potencia generada por esta fase (120V x 100A
= 12 kVA). Esta relación siempre es válida para sistemas de distribución eléctrica de una o
dos fases.
Nota 1:
Técnicamente, los circuitos de dos fases no existen; ellos se obtienen de la
combinación de dos circuitos monofásicos.
Nota 2:
Los mismos cálculos y relaciones se aplican a los circuitos ramales
derivados de la fase Φ2.
Nota 3:
La mayoría de las instalaciones comerciales se basan en sistemas de
distribución monofásicas; los sistemas trifásicos se usan comúnmente en
instalaciones industriales.
Nota 4:
En los Estados Unidos, la iluminación fluorescente usa sistemas de
distribución trifásica de 227 V incluso en instalaciones comerciales. Para
determinar la potencia de un circuito de iluminación de este tipo, sígase el
procedimiento siguiente:
Circuitos Típicos de Iluminación en EE.UU. (227 V, 15 A, trifásico)
Potencia de Iluminación = 3 x 277 x 15 = 12.5 kVA
La clasificación de potencia de cada circuito de iluminación a 227 V, 15 en
un sistema de distribución trifásico es 12.5 kVA. Todos los criterios de
separaciones establecidos en este anexo también aplican a circuitos de
iluminación en instalaciones comerciales.
▲= Normativo (Obligatorio)
∆= Consultivo
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F-3
ANEXO INFORMATIVO F
Paneles de Distribución Trifásica
La figura F3 muestra un esquema de panel de distribución trifásica. Este esquema usa tres
fases en dos configuraciones especiales (delta o estrella) para el suministro de potencia
eléctrica para los circuitos ramales.
Figura F3 – Esquema de Panel de Distribución Trifásica
Para el cálculo de la potencia mostrada en la figura B3, se considera un sistema de
distribución trifásica conectado en configuración delta (tres alambres). La tensión de salida
típica por fase para esta configuración es 120 voltios. Para un sistema conectado en una
configuración de estrella, la tensión de salida típica por fase (con relación al neutro
eléctrico) es 120 V. En el ejemplo mostrado en la figura F3, cada fase trabaja a 208 V /
30A.
Nota 1:
Si la especificación de potencia de un panel de distribución está indicada en
watts (W) en lugar de voltios-amperios (VA), divida la clasificación de
potencia entre el factor de potencia de los circuitos o cargas a ser conectados
en el panel para obtener la clasificación de potencia en VA. Por ejemplo, si
un panel de distribución está clasificado para 18 kW, entonces la
clasificación en VA será 18kW/0.65 = 27.7kVA.
Nota 2:
Los factores de potencia varían de equipo a equipo. Véase la tabla siguiente.
Un factor de potencia del 0.65 es típico del equipo activo de red/equipo de
cómputo y se usó en este ejemplo.
▲= Normativo (Obligatorio)
F-4
∆= Consultivo
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ANEXO INFORMATIVO F
Equipo o Sistema
Calderas (Calentadores de Agua)
Iluminación Residencial y Comercial
Motores Eléctricos
Fotocopiadoras
Acondicionadores de Aire
Equipo de Cómputo
Factor de Potencia tipico
1.00
0.50 a 0.85
0.85
0.80
0.75
0.65
Tabla F:3 – Factores de Poder Típicos para Equipos o Sistemas Eléctricos
Tabla F:4 – Valores típicos de baja tensión para circuitos trifásicos basados en
configuraciones de tres o cuatro hilos (Fuente: IEC)
Nota:
Las líneas sombreadas de la tabla anterior se refieren a los valores típicos de
un sistema de distribución eléctrica actualmente usados en los Estados
Unidos.
▲= Normativo (Obligatorio)
∆= Consultivo
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F-5