CALCULO DE CAIDA DE TENSION Y PERDIDA DE POTENCIA EN LINEAS DE MEDIA TENSION
Fig 01: Red Primaria
Fuente: Ortiz w (1993)
Sea una red de media tensión con tres SED siguientes:
SED N° 01 = 75 kVA
SED N° 02 = 75 kVA
SED N° 03 = 75 kVA
--------------S Total
= 225 kVA
Sea la tensión de línea 𝑉𝑛 =13,2 kV trifásica
Calculo de la corriente nominal:
𝐼𝑛 =
𝐼𝑛 =
𝑆𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
√3. 𝑉𝑛
225 𝑘𝑉𝐴
√3𝑥13,2 𝑘𝑉
𝑰𝒏 = 𝟗, 𝟖𝟒 𝑨
De acuerdo a la R.D. 018-2003-EM/DEGE, tabla 4.2.2, la sección mínima del conductor de
aleación de aluminio es: AAAC 25 mm2
AAAC: All Aluminum Alloy Conductor (Todos los Conductores de Aleación de Aluminio)
De tablas CELSA se tiene:
Sección de conductor
: AAAC 25 mm2
Capacidad de corriente
: 117 A
Numero de hilos
: 7 hilos
Diámetro exterior del conductor;
dC : 6,40 mm
Resistencia unitaria;
R20°C : 1,3511 Ω/km
Temperatura máxima de operación
: 75 °C
Temperatura ambiente máxima
: 40 °C
Considere los parámetros del conductor siguiente:
T2 = 40°C; Temperatura final de operación del conductor
T1 = 20°C; Temperatura inicial de operación del conductor
α = 0,0036 1/°C; coeficiente corrección de resistencia por temperatura del aluminio
(CNE IV)
Calculo de la resistencia corregida a la temperatura de operación:
𝑅40°𝐶 = 𝑅20°𝐶 (1+∝ (𝑇2 − 𝑇1 )
𝑅40°𝐶 = 1,3511𝑥(1 + 0,0036𝑥(40 − 20)
𝑹𝟒𝟎°𝑪 = 𝟏, 𝟒𝟒𝟖𝟒 Ω/km
Considerando una disposición vertical y vanos menores a 100 m
dRS= 1 m
dST= 1 m
dRT = 2 m
Calculo de Distancia Media Geométrica
𝐷𝑀𝐺 = 3√𝑑𝑅𝑆 𝑑𝑆𝑇 𝑑𝑅𝑇
3
𝐷𝑀𝐺 = √1𝑥1𝑥2
𝑫𝑴𝑮 = 𝟏, 𝟐𝟔 𝒎
Calculo del Radio del conductor cableado:
𝑟𝐶 =
𝑑𝐶
2
𝑟𝐶 =
𝑑𝐶
2
𝑟𝐶 =
6,4𝑥10−3
2
𝒓𝑪 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟑𝟐 𝒎
Calculo del Radio Medio Geométrico para conductor cableado de 7 hilos
𝑅𝑀𝐺 = 0,726 𝑟𝑐
𝑅𝑀𝐺 = 0,726 𝑥 0,0032
𝑹𝑴𝑮 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟑𝟐𝟑𝟐 𝒎
Calculo de la Reactancia Inductiva:
𝑋 = 0,0754𝐿𝑛(
𝐷𝑀𝐺
)
𝑅𝑀𝐺
𝑋 = 0,0754𝑥𝐿𝑛(
1,26
)
0,0023232
𝑿 = 𝟎, 𝟒𝟕𝟒𝟕 Ω/km
Factor de potencia de la carga (Inductiva)
Cos Ø = 0,90
Sen Ø = 0,436
Calculo del factor de caída de tensión:
𝐾3∅ = √3 (𝑅 𝐶𝑜𝑠Ø + 𝑋 𝑆𝑒𝑛 Ø)
𝐾3∅ = √3 𝑥 (1,4484𝑥0,90 + 0,4747𝑥0,436)
𝑲𝟑∅ = 𝟐, 𝟔𝟏𝟔𝟑 Ω/km
Diagrama de Carga de la Red Primaria
Nodo 0: punto de alimentación:
Flujo de potencia en el nodo:
S0 =75 +75 +75
S0 = 225 kVA
Corriente en el nodo:
𝐼0 =
𝐼0 =
𝑆0
√3. 𝑉𝑛
225 𝑘𝑉𝐴
√3𝑥13,2 𝑘𝑉
𝐼0 = 9,84 𝐴
Caída de tensión propia en el nodo:
ΔV0 = 𝐾3∅ I L
ΔV0 = 2,6163x9,84x0/1000
ΔV0 = 0 V
En este nodo se considera una caída de tensión de 3% de la tensión nominal (dato
proporcionado por el concesionario)
Caída de tensión acumulada en el nodo:
∑ΔV0= ΔV0 + 3%*Vn
∑ΔV0 = 0 + 3% ∗ 13 200 V
∑ΔV0 = 396 V
Caída de tensión acumulada porcentual:
%∑ΔV0 =
∑ΔV0
𝑥100%
𝑉𝑛
%∑ΔV0 =
396
𝑥100%
13 200
%∑ΔV0 = 3,000%
Perdida de potencia
𝑃𝑃0 = 3 𝐼 2 𝑅 𝐿
𝑃𝑃0 = 3 𝑥9,842 𝑥 1,4484 𝑥0/1000
𝑃𝑃0 = 0 W
Nodo 1:
Flujo de potencia en el nodo:
S1 =75 +75 +75
S1 = 225 kVA
Corriente en el nodo:
𝐼1 =
𝐼1 =
𝑆1
√3. 𝑉𝑛
225 𝑘𝑉𝐴
√3𝑥13,2 𝑘𝑉
𝐼1 = 9,84 𝐴
Caída de tensión propia en el nodo
ΔV1 = 𝐾3∅ I L
ΔV1 = 2,6163x9,84x72/1000
ΔV1 = 1,854 V
Caída de tensión acumulada en el nodo:
∑ΔV1 = ΔV1 + ∑ΔV0
∑ΔV1 = 1,854 + 396
∑ΔV1 = 397,854 V
Caída de tensión acumulada porcentual:
%∑ΔV1 =
∑ΔV1
𝑥100%
𝑉𝑛
%∑ΔV1 =
397,854
𝑥100%
13 200
%∑ΔV1 = 3,014%
Perdida de potencia
𝑃𝑃1 = 3 𝐼 2 𝑅 𝐿
𝑃𝑃1 = 3 𝑥9,842 𝑥 1,4484 𝑥72/1000
𝑃𝑃1 = 30,29 W
Nodo 2:
Flujo de potencia en el nodo:
S2 =75 +75 +75
S2 = 225 kVA
Corriente en el nodo:
𝐼2 =
𝐼2 =
𝑆2
√3. 𝑉𝑛
225 𝑘𝑉𝐴
√3𝑥13,2 𝑘𝑉
𝐼2 = 9,84 𝐴
Caída de tensión propia en el nodo
ΔV2 = 𝐾3∅ I L
ΔV2 = 2,6163x9,84x73/1000
ΔV2 = 1,879 V
Caída de tensión acumulada en el nodo
∑ΔV2 = ΔV2 + ∑ΔV1
∑ΔV2 = 1,879 + 397,854 V
∑ΔV2 = 399,733 V
Caída de tensión acumulada porcentual
%∑ΔV2 =
∑ΔV2
𝑥100%
𝑉𝑛
%∑ΔV2 =
399,733
𝑥100%
13 200
%∑ΔV2 = 3,028%
Perdida de potencia
𝑃𝑃2 = 3 𝐼 2 𝑅 𝐿
𝑃𝑃2 = 3 𝑥9,842 𝑥 1,4484 𝑥73/1000
𝑃𝑃2 = 30,71 W
Nodo 3:
Flujo de potencia en el nodo:
S3 =75 kVA
Corriente en el nodo:
𝐼3 =
𝐼3 =
𝑆3
√3. 𝑉𝑛
75𝑘𝑉𝐴
√3𝑥13,2 𝑘𝑉
𝐼3 = 3,28 𝐴
Caída de tensión propia en el nodo
ΔV3 = 𝐾3∅ I L
ΔV3 = 2,6163x3,28x52/1000
ΔV3 = 0,446 V
Caída de tensión acumulada en el nodo
∑ΔV3 = ΔV3 + ∑ΔV2
∑ΔV3 = 0,446 + 399,733 V
∑ΔV3 = 400,179 V
Caída de tensión acumulada porcentual
%∑ΔV3 =
∑ΔV2
. 100%
𝑉𝑛
%∑ΔV3 =
400,179
100%
13 200
%∑ΔV3 = 3,032%
Perdida de potencia
𝑃𝑃3 = 3 𝐼 2 𝑅 𝐿
𝑃𝑃3 = 3 𝑥3,282 𝑥 1,4484 𝑥52/1000
𝑃𝑃3 = 2,43 W
Nodo 4, 5, etc: Se procede igual que los pasos anteriores
0
