Trabajo de Maxima Demanda de Energia

INSTALACIONES INSTALACIONES ELECTRICAS

MAXIMA DEMANDA EN INSTALACIONES INSTALACIONES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PRODUCCION Y SERVICIOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

AINSTALACIONES ELECTRICAS

TEMA:

ESTUDIANTES:

MAXIMA DEMANDA EN INSTALACIONES DOMICILIARIAS E INDUSTRIALES

SAMO CASTILLO WILBER 

AREQUIPA 2013

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20074335

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MAXIMA DEMANDA EN INSTALACIONES INSTALACIONES

INDICE

1 Estudio de demanda máxima

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2 Demanda de una instalación 2.1 Potencia instalada (kW) 2.2 Potencia aparente instalada (kVA)

3 3 3

3 Clasificación de tipos de instalación 3.1 Niveles de consumo de instalaciones domiciliarias 3.2 Determinación de niveles de consumo

4 4 4

4. Estimación de la demanda máxima real de kVA 4.1 Factor de utilización máxima (ku) 4.2 Factor de simultaneidad (ks)

5 5 5

5 Determinación de la demanda máxima en instalaciones domiciliarias unifamiliares 5.1 Potencia instalada de iluminación 5.2 Potencia instalada en tomacorrientes 5.3 Potencia instalada en fuerza 5.4 Demandas máximas

5 5 6 6 6

6 Determinación de la demanda máxima en edificios destinados principalmente a viviendas 6.1 Demanda máxima simultánea correspondiente al conjunto de viviendas. 6.2 Demanda máxima correspondiente a los servicios generales del edificio 6.3 Demanda máxima correspondiente a los locales comerciales del edificio

7 7 7 8

7 Demanda máxima correspondiente a edificios comerciales o de oficinas 7.1 determinación de la potencia instalada 7.1.1 potencia de iluminación 7.1.2 Potencia para tomacorrientes: 7.2 Determinación de la demanda máxima

9 9 9 9 9

8 Determinación de la demanda máxima en instalaciones industriales

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9 Determinación de la demanda máxima en instalaciones de edificios públicos e instalaciones Especiales 10 ejemplos aplicativos 11 Selección de la potencia del transformador  12 Selección de fuentes de alimentación

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Bibliografía

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1 ESTUDIO DE DEMANDA MAXIMA La demanda máxima representa para un instante dado, la máxima coincidencia de cargas eléctricas operando al mismo tiempo. La demanda máxima corr esponde a un valor instantáneo en el tiempo. Por ejemplo, si encienden en una planta todas su maquinas casi al mismo tiempo, el pico de corriente de arranque será muy grande, pudiéndose hacer de forma escalonada y reducir costos en el pago del recibo eléctrico. Los medidores de energía energía almacenan únicamente, la lectura correspondiente al máximo valor registrado de demanda, en cualquier intervalo de 15 minutos de cualquier día del ciclo de lectura. Los picos por demanda máxima se pueden controlar evitando el arranque y la operación simultánea de cargas eléctricas.

2 DEMANDA DE UNA INSTALACION Para diseñar una instalación se debe evaluar la demanda máxima de potencia que se puede solicitar al sistema. Un diseño que simplemente se base en la suma aritmética de todas las cargas existentes en la instalación sería extremadamente caro y poco práctico desde el punto de vista de la ingeniería. El propósito de este capítulo es el de mostrar cómo se pueden evaluar varios factores teniendo en cuenta la diversidad (operación no simultánea de todos los dispositivos de un grupo determinado) y la utilización (por ejemplo, un motor eléctrico no funciona normalmente al límite de su capacidad, etc.) de todas la cargas existentes y proyectadas. Los valores proporcionados están basados en la experiencia y en los registros extraídos de las instalaciones actuales. Además de proporcionar datos de diseño de instalaciones básicas en circuitos individuales, los resultados proporcionarán un valor global para la instalación a partir de la que se pueden especificar los requisitos de un sistema de alimentación (red de distribución, transformador de alta/baja tensión o grupo electrógeno).

2.1 Potencia instalada (kW) La mayor parte de los dispositivos y aparatos eléctricos se marcan para indicar su potencia nominal (P ( Pn). La potencia instalada es la suma de las potencias nominales de todos los dispositivos eléctricos de la instalación. Esta no es en la práctica la potencia absorbida realmente. Este es el caso de los motores eléctricos, en los que la potencia nominal se refiere a la potencia de salida en el eje principal. El consumo de potencia de entrada será evidentemente superior. Las lámparas fluorescentes y de descarga asociadas a resistencias de estabilización son otros casos en los que la potencia nominal indicada en la lámpara es inferior a la potencia consumida por la lámpara y su resistencia. La demanda de potencia (kW) es necesaria para seleccionar la potencia nominal de un grupo electrógeno o batería. Para una alimentación de una red de alimentación pública de baja tensión o a través de un transformador de alta/baja tensión, la cantidad significativa es la potencia aparente en kVA.

2.2 Potencia aparente instalada (kVA) Normalmente se asume que la potencia aparente instalada es la suma aritmética de los kVA de las cargas individuales. Los kVA máximos estimados que se van a proporcionar pr oporcionar sin embargo no son iguales a los kVA totales instalados. La demanda de potencia aparente de una carga (que puede ser un dispositivo sencillo) se obtiene a partir de su potencia nominal (corregida si es necesario, como se dice anteriormente con los motores, etc.) y de la aplicación de los siguientes coeficientes: η = rendimiento = kW de salida/kW de entrada. cos Φ = el factor de potencia = kW/kVA. La demanda en kVA de potencia aparente de la carga: Sn = Pn /( η × cos Φ )

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A partir de este valor, la corriente de carga completa Ia (A)(1) que toma la carga será:  I a



S n * 10

3

V 

Para una carga conectada entre fase y neutro.  I a



S n * 10

3

3 * U 

Para la carga trifásica equilibrada, en la que: V = tensión fase-neutro (voltios). U = tensión fase-fase (voltios). Se tiene que tener en cuenta que, hablando de un modo estricto, los kVA totales de potencia aparente no son la suma aritmética de los kVA calculados de las cargas individuales (a no ser que todas las cargas tengan el mismo factor de potencia). Sin embargo, es normal realizar una suma aritmética simple, cuyo resultado dará un valor de kVA que supera el valor real por un “margen de diseño” aceptable. Cuando no se conocen alguna o todas las características de carga, los valores que se muestran en la de la página siguiente se pueden utilizar para proporcionar una estimación muy aproximada de demandas de VA (las cargas individuales normalmente son demasiado pequeñas para expresarlas en kVA o kW). Las estimaciones para cargas de iluminación están basadas en superficies de 500 m2

3 CLASIFICACION DE TIPOS DE INSTALACION Las instalaciones eléctricas interiores en función del uso de la energía, se clasifican de la siguiente manera: - Domiciliarias - Edificios destinados principalmente a viviendas - Edificios comerciales o de oficinas - Edificios públicos - Industriales En cada caso es necesario determinar la demanda máxima, con la cual se dimensionan las instalaciones de enlace (acometidas) y la potencia del transformador propio si es el caso.

3.1 Niveles de consumo de instalaciones eléctricas La determinación del nivel de consumo de una instalación domiciliaria se hace de acuerdo con las cargas previstas para esta vivienda, sin embargo, si no se conoce la utilización que tendrá la vivienda, el grado de electrificación dependerá de la superficie (ver Tabla 1.1).

3.2 Determinación de niveles de consumo El nivel de consumo de las viviendas será el que de acuerdo con las utilizaciones anteriores determine el proyecto. Sin embargo como mínimo dependerá de la superficie de la vivienda de acuerdo con la siguiente tabla: tabla1.1

Niveles de consumo de energía y demanda máxima, según la superficie de la vivienda

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4 ESTIMACION DE LA DEMANDA MAXIMA REAL DE KVA Todas las cargas individuales no operan necesariamente a su potencia nominal máxima ni funcionan necesariamente al mismo tiempo. Los factores k u y k s permiten la determinación de las demandas de potencia máxima y de potencia aparente realmente necesarias para dimensionar la instalación.

4.1 Factor de utilización máxima ( k u) u) En condiciones normales de funcionamiento, el consumo de potencia de una carga es a veces inferior que la indicada como potencia nominal, una circunstancia bastante común que justifica la aplicación de un factor de utilización (k  (k u) u) en la estimación de los valores reales. Este factor se le debe aplicar a cada carga individual, con especial atención a los motores eléctricos, que raramente funcionan con carga completa. En una instalación industrial, este factor se puede estimar en una media de 0,75 para los motores. Para cargas de luz incandescente, el factor siempre es igual a 1. Para circuitos con tomas de corriente, los factores dependen totalmente del tipo de aplicaciones a las que ofrecen suministro la toma implicada.

4.2 Factor de simultaneidad ( k s) s) Es una práctica común que el funcionamiento simultáneo de todas las cargas instaladas de una instalación determinada nunca se produzca en la práctica. Es decir, siempre hay cierto grado de variabilidad y este hecho se tiene en cuenta a nivel de estimación mediante el uso del factor de simultaneidad (k  (k s). s). El factor k s se aplica a cada grupo de cargas (por ejemplo, obtener el suministro de un cuadro de distribución o su distribución). El diseñador es el responsable de la determinación de estos factores, ya que precisa un conocimiento detallado de la instalación y de las condiciones en las que se van a explotar los circuitos individuales. Por este motivo, no es posible proporcionar valores precisos para la aplicación general.

Ejemplo de aplicación de los factores k u y k s Un ejemplo de la estimación de las d emandas de kVA máximos reales a todos los niveles de una instalación, desde cada posición de carga al punto de suministro En este ejemplo, la potencia aparente instalada total es de 126,6 kVA, que corresponde a un valor máximo real (estimado) en los bornes de baja tensión del transformador de alta/baja tensión de sólo 65 kVA.

Nota: Para seleccionar el tamaño de los cables para los circuitos de distribución de una instalación, la corriente I (en amperios) a través de un circuito está determinada a partir de la ecuación: S ( KVA) * 10 U 

3

3 

 I 

Donde kVA es el máximo real del valor de potencia aparente trifásico que aparece en el diagrama para el circuito en cuestión y U es la tensión fase-fase (en voltios).

5 DETERMINACION DE LA DEMANDA MAXIMA EN INSTALACIONES DOMICILIARIAS (VIVIENDAS UNIFAMILIARES En la determinación de la demanda máxima de una vivienda unifamiliar, debe primeramente preverse las cargas que serán instaladas y luego considerar las posibilidades de no-simultaneidad de su funcionamiento. En instalaciones de este tipo deben localizarse y caracterizarse: a) Equipos de iluminación b) Puntos de tomacorriente c) Equipos de fuerza de potencia igual o mayor a 2000 W

5.1 Potencia instalada de iluminación La potencia total del circuito de iluminación, estará determinada a partir de los cálculos luminotécnicos respectivos (Método de los Lúmenes o Cavidades Zonales), de a cuerdo con los niveles de iluminación prescritos por cada tipo de ambiente, tipo de iluminación, tipo de luminaria, tipo de fuente de luz, etc.

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En instalaciones domiciliarias y en ambientes de dimensiones reducidas donde no se realicen tareas visuales severas, se puede obviar un proyecto formal de iluminación. En éste caso debe cumplirse: - El tipo de lámpara y de luminaria debe ser elegido a criterio. - Los puntos de luz deben disponerse en el local tratando de obtener la iluminación más uniforme posible. - Para efectos de estimación de las potencias nominales instaladas en circuitos de iluminación en instalaciones domiciliarias, se puede utilizar como base los valores de densidad de carga de la siguiente tabla:

Tabla 1.2 Densidad de carga para iluminación

Para las luminarias fijas de iluminación incandescente, la potencia debe tomarse igual a la suma de las potencias nominales de las lámparas: - En ambientes con una superficie de hasta 6 m2 se debe considerar como mínimo una potencia de 60 W por punto de iluminación incandescente - Para ambientes con una superficie entre 6 m2 a 15 m2 se debe considerar como mínimo de 100 W por punto de iluminación incandescente. Para las luminarias fijas de iluminación con lámparas de descarga (Fluorescentes), la potencia debe considerar la potencia nominal de la lámpara y los accesorios a partir de los datos del fabricante. Si no se conocen datos precisos, la potencia nominal de las luminarias debe tenerse como mínimo 1.8 veces la potencia nominal de la lámpara en vatios.

5.2 Potencia instalada en tomacorrientes: El número mínimo de tomacorrientes se determinará, de acuerdo a los siguientes criterios:

a) Local o dependencia de área igual o inferior a 10 m2 una toma b) Local o dependencia de área superior a 10 m2, el número mayor a partir de las siguientes alternativas: - Una toma por cada 10 m2 - Una toma por cada 5 m de perímetro

c) En baños: 1 toma (normalmente elevado por problema de humedad) A cada toma se atribuirá una potencia de 200 W para efectos de cálculo de cantidad como de potencia, las tomas dobles o triples instaladas en una misma caja, deben considerarse como una sola. Cabe destacar que el número de tomacorrient es determinado como se indicó, es un número mínimo, en general es mejor incrementar el número de tomacorrientes.

5.3 Potencia instalada en fuerza Todos los equipos o aparatos con potencia igual o mayores a 2000 W se considera como ligados a tomas de uso específico y la potencia instalada será la suma de las potencias nominales de los aparatos.

5.4 Demandas máximas a) La potencia instalada de iluminación y tomacorrientes se afectarán de los siguientes factores de demanda (ver Tabla 1.3).

b) La potencia instalada de fuerza se afectará de los siguientes factores de demanda (Ver Tabla 1.4)

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Tabla 1.3 Factor de demanda para iluminación y tomacorriente

Tabla 1.4 Factor de demanda para tomas de fuerza

6 DETERMINACION DE LA DEMANDA MAXIMA EN EDIFICIOS DESTINADOS PRINCIPALMENTE A VIVIENDAS La demanda máxima simultánea correspondiente a un edificio destinado principalmente a viviendas, resulta de la suma de: - Las demandas máximas simultáneas correspondientes al conjunto de departamentos, - De la demanda máxima de los servicios generales del edificio, - Las demandas máximas de los locales comerciales ó de oficinas si hubieran. Cada una de las demandas se calculará de la siguiente forma:

6.1 Demanda máxima simultánea correspondiente al conjunto de viviendas. Se obtiene sumando las demandas máximas por vivienda señaladas en el punto 1.3. Este valor deberá multiplicarse por un factor de simultaneidad que corresponde aplicar por la razón de la no coincidencia de las demandas máximas de cada vivienda. En la Tabla siguiente se dan los valores de este factor en función del número de viviendas.

Tabla 1.5 Factor de simultaneidad

S = factor de simultaneidad Es decir: DDep = N x DMax d x S Donde: DDep = Demanda máxima del conjunto de departamentos N = Número de departamentos S = Factor de simultaneidad DMax d = Demanda de un departamento

6.2 Demanda máxima correspondiente a los servicios generales del edificio Será la suma de la potencia instalada en ascensores, bombas hidráulicas, montacargas, iluminación de gradas, circulación, parqueos, vivienda de portería y otros de uso general del edificio, entonces aquí no se aplica ningún factor de demanda. Max SG Ins SG La potencia instalada en servicios generales se obtiene con la siguiente fórmula:

PInst SG = P1 + P2 + P3 + P4 Donde: P1 = Potencia de aparatos elevadores (ascensores y montacargas). P2 = Potencia de alumbrado de zonas comunes (Portal, escalera, etc.).

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P3 = Potencia de servicios centralizados de calefacción y agua caliente. P4 = Potencia de otros servicios. a) Cálculo de P1 (aparatos elevadores).- En ausencia de datos del aparato elevador, se utilizan los valores de la Tabla 1.6, en función del tipo de ascensor

Tabla 1.6 Relación de aparatos elevadores

b) Cálculo de P2 (alumbrado).- Se determina como la suma de las potencias obtenidas por las zonas comunes (portal, gradas, patios) de los valores de la Tabla 1.7.

Tabla 1.7 Potencia de alumbrado zonas comunes

c) Cálculo de P3 (Calefacción y agua caliente).- En esta operación se incluirán los valores de la potencia de los sistemas de calefacción y agua caliente centralizada que disponga el edificio, y que el fabricante de los equipos facilite.

d) Cálculo de P4 (Otros servicios).- Incluirán las potencias que pertenezcan a zonas comunes, no consideradas en los anteriores cálculos como: Grupos de presión de agua, iluminación de jardines, depuración de piscinas, etc.

6.3 Demanda máxima correspondiente a los locales comerciales del edificio a) La potencia de iluminación se calcula en base a una densidad de carga de: - 20 W/m2 para la iluminación incandescente y - 8 W/m2 para la iluminación fluorescente. b) La potencia de tomacorrientes se toma como: - Una toma de 200 W por cada 30 m2 o fracción; a esto debe añadirse las tomas destinadas a conexión de lámparas, tomas de vitrina y las destinadas a demostración de aparatos. La demanda máxima será la suma de la potencia de iluminación y tomacorrientes afectados por el factor de demanda indicado en 1.3.4 (Tabla 1.3) con un mínimo de 1000 W por local. Por lo tanto, la demanda máxima de un edificio destinado principalmente a viviendas es:

DMAX = DDep + DSG + DC Donde: DMAX = Demanda máxima total del edificio DDep = Demanda máxima de los departamentos

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DSG = Demanda máxima de los servicios generales DC = Demanda máxima de la parte comercial o de oficinas Cabe hacer notar, que en edifici os pueden darse consideraciones de departamentos de consumo medio, mínimo o elevado. En este caso, el factor de simultaneidad calculado por separado por cada tipo de departamento conducirá a una demanda máxima muy conservadora. En este caso es más razonable utilizar el número total de departamentos, por consumo mínimo, medio o elevado y aplicar este factor a la potencia de cada tipo de departamento.

7 DEMANDA MAXIMA CORRESPONDIENTE A EDIFICIOS COMERCIALES O DE OFICINAS 7.1 determinación de la potencia instalada La potencia instalada en edificios comerciales o de oficinas, será la que de acuerdo a las utilizaciones determina el proyectista, sin embargo, como mínimo dependerá de la superficie del local de acuerdo con los siguientes valores:

7.1.1 potencia de iluminación iluminación Tabla 1.8 Densidad de carga para iluminación en W/m2

Son aplicables las prescripciones del punto 1.3.1 sobre la determinación de la potencia instalada, tanto para el caso de luminarias fijas de iluminación incandescente o fluorescente.

7.1.2 Potencia para tomacorrientes: tomacorrientes: - En oficinas, tiendas comerciales o locales análogos con áreas iguales o inferiores a 40 m2, el número mínimo de tomacorrientes debe calcularse tomando como base los dos criterios que se indican a continuación, adoptando el que conduce a un número mayor: · 1 toma por cada 5 m o fracción de su perímetro · 1 toma por cada 8 m2 o fracción de área distribuidas lo más uniformemente posible. - En oficinas con áreas superiores a 40 m2 , la cantidad de tomas debe calcularse tomando el siguiente criterio: · 5 tomas por los primeros 40 m2 y · 1 toma por cada 10 m2 o fracción de área resultante, distribuidas lo mas uniformemente posible. - En tiendas comerciales, debe preverse tomas en cantidad no menor a una toma por cada 30 m2 o fracción, sin tomar en cuenta la toma destinada a conexiones de lámpara, tomas de vitrinas y las destinadas a demostración de aparatos. - A las tomas en oficinas y tiendas comerciales deben atribuirse como mínimo una carga de 200 W por toma. - Para efectos de cálculo (tanto de cantidad como de potencia), las tomas dobles o triples montadas en la misma caja deben computarse como una sola.

7.2 Determinación de la demanda máxima a) Demanda máxima simultánea correspondiente al conjunto de oficinas y comercios. La demanda máxima por oficina o local comercial se tomará como el 100 % de la potencia instalada y la demanda máxima del conjunto de determinara de acuerdo a la siguiente tabla

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Tabla 1.9 Factor de demanda en edificios comerciales u oficinas

b) Demanda máxima correspondiente a los servicios general es del edificio, se procederá de manera similar al punto 1.4.2.

8 DETERMINACION DE LA DEMANDA MAXIMA EN INSTALACIONES INDUSTRIALES La demanda máxima en instalaciones industriales, se determina de acuerdo a las exigencias particulares de cada industria.

9 DETERMINACION DE LA DEMANDA MAXIMA EN INSTALACIONES DE EDIFICIOS PUBLICOS E INSTALACIONES ESPECIALES Para la demanda máxima en instalaciones de edificios públicos e instalaciones especiales correspondientes a iluminación general se puede utilizar la siguiente Tabla:

Tabla 1.10 Factor de demanda para iluminación en edificios públicos

Para cualquier otro tipo de instalación especial, la demanda máxima se ajustará a las determinaciones y criterios del proyectista. Para la demanda máxima en instalaciones de edificios públicos e instalaciones especiales correspondientes a tomacorrientes para uso general

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Tabla 1.11 Factor de demanda para toma corrientes en edificios público

10 EJEMPLOS APLICATIVOS Ejemplo 1.1 Para una superficie total de 70 m2 y un ambiente de 5 m. de largo y 3 m. de ancho. Determinar la potencia a instalar, considerando iluminación incandescente. A = 5 x 3 = 15 m2 De la Tabla 1.1 nivel de consumo mínimo y de la tabla 1.2 la densidad de carga = 10 W/m2 Entonces: 15 x 10 = 150 W necesarios para la iluminación, es decir 2 puntos de 100 W, aproximadamente.

Ejemplo 1.2 Para una superficie total de 144 m2 y un ambiente de 7 m. de largo y 4 m. de ancho. Determinar la potencia a instalar, considerando iluminación fluorescente. A = 7 x 4 = 28 m2 De la tabla 1.1 nivel de consumo elevado y de la Tabla 1.2 la densidad de carga = 10 W/m2 Entonces: 28 x 10 x 1.8 = 504 W necesarios para la iluminación. Nota: El valor de 1.8 veces se considera para el cálculo de la potencia de los circuitos de iluminación.

Ejemplo 1.3 Se tiene un ambiente de 6 m. de largo y 5 m. de ancho, Determinar la mayor cantidad de tomacorrientes a partir del área o perímetro. Por el área = 6 x 5 = 30 m2 Entonces: 30/10 = 3 Tomacorrientes, Por el perímetro = 6 x 2 + 5 x 2 = 22 m.

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Entonces: 22/5 = 4.4 @ 5 Tomacorrientes Comparando ambos resultados tomamos el que conduce al número mayor, y en este caso es 5 tomacorrientes este es un número mínimo, es posible incrementar la cantidad en el diseño de una instalación

Ejemplo 1.4 Determinar la Demanda máxima de iluminación y tomacorriente, sobre la base de los siguientes datos: Potencia instalada en iluminación = 8000 W Potencia instalada en tomacorrientes = 7000 W Entonces: PInst I+T = 8000 + 7000 = 15000 W Luego afectando por el factor de demanda tenemos la Demanda máxima Los primeros Los siguientes

3000 W x 1.0 = 3000 W 5000 W x 0.35 = 1750 W 7000 W x 0.25 = 1750 W PInst I+T =15000 W 6500 W = DMax I+T

Ejemplo 1.5 Determinar la Demanda máxima de fuerza: 3 equipos c/u de 2500 W, o 2 equipos de 2400 W y uno de 2700 W La cantidad de equipos esta en el rango 3 – 3  – 5  5 de la Tabla 1.4, entonces el factor de demanda = 0.75 Luego la demanda máxima de fuerza para cada caso será: DMax F = 3 x 2500 x 0.75 = 5625 W DMax F = (2 x 2400 +1 x 2700) x 0.75 = 5625 W

Ejemplo 1.6 Se tiene 5 departamentos. La demanda máxima de cada departamento es de 9000 W c/u con una superficie de 140 m2 (nivel de consumo medio). Determinar la demanda máxima: La cantidad de departamentos esta en el rango 5 – 5 – 10  10 de la Tabla 1.5 por lo tanto el factor de simultaneidad a aplicar es 0.8 correspondiente al nivel de consumo medio Luego la demanda máxima será: DMax S = 5 x 9000 x 0.8 = 36000 W = 36 kW

Ejemplo 1.7 Determinar la Demanda máxima para una vivienda con las siguientes potencias instaladas: Potencia en iluminación = 4000 W Potencia en toma corrientes = 5000 W Potencia en fuerza (3 duchas) = 4400 W c/u Entonces la Pints I + Pint T = 4000 +5000 = 9000 W Luego aplicando el factor de demanda tenemos la demanda máxima de iluminación y tomacorrientes Los primeros 3000 W x 1.0 = 3000 W Los siguientes 5000 W x 0.35 = 1750 W 1000 W x 0.25 = 250 W PInst I+T =9000 W 5000 W = DMax I+T Teniendo 3 equipos c/u de 4400 W La cantidad de equipos esta en el rango 3 – 3  – 5  5 de la Tabla 1.4, entonces el factor de demanda = 0.75 Luego la demanda máxima de fuerza será: DMax F = 3 x 4400 x 0.75 = 9900 W Luego la Demanda máxima será:

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DMax = DMax I+T +DMax F DMax = 5000 + 9900 = 14900 W.

Ejemplo 1.8 Determinar la Demanda máxima para un edificio principalmente destinado a viviendas con los siguientes datos: - 10 departamentos de 120 m2, con una demanda máxima de 11000 W cada uno - 8 departamentos de 170 m2 con una demanda máxima máxima de 18000 W cada uno - Demanda máxima en servicios generales generales 8000 W y en la parte comercial 7000 W Aplicado el factor de simultaneidad por separado

a) DMAX = 11000 x 10 x 0.8 + 18000 x 8 x 0.7 + 8000 + 7000 DMAX = 88000 + 100800 + 8000 + 7000 = 203800 W Aplicando el factor de simultaneidad para el total de departamentos:

b) DMAX = 11000 x 10 x 0.6 + 18000 x 8 x 0.6 + 8000 + 7000 DMAX = 66000 + 86400 + 8000 + 7000 = 167400 W En el caso a), se adopta el factor de simultaneidad solo para 10 departamentos consumo medio y 8 departamentos de consumo elevado por separado. En el caso b), se adopta un factor de simultaneidad para 18 departamentos de consumo medio. La demanda máxima determinada en b) es significativa mente menor que en el caso a). Incluso se podría hacer una interpolación entre los factores de simultaneidad 0.6 y 0.5 que corresponden a 18 departamentos y a los consumos medio y elevado, en este caso la demanda será: S  

S  

 N 1 * S 1  N 1



* N 2 S 2

  N 2

10 * 0.6  8 * 0.5 18



0.55

c) DMAX = 11000 x 10 x 0.55 + 18000 x 8 x 0.55 + 8000 + 7000 DMAX = 60500 + 79200 + 8000 + 7000 = 154700 W El valor obtenido en c) es plenamente aceptable y menor a los casos a) y b).

Ejemplo 1.9 Se tiene 5 oficinas c/u con 3000 W y 10 locales comerciales c/u con 7000 W Determinar la demanda máxima. La potencia instalada será: PInst Of + Lc = 5 x 3000 + 10 x 7000 = 85000 W =85 kW Luego la demanda máxima del conjunto será: Los primeros Los siguientes

20000 W x 1.0 = 20000 W 65000 W x 0.7 = 45500 W

PInst Of + Lc =15000 W 65500 W = DMax Conjunto

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11 SELECCIÓN DE LA POTENCIA DEL TRANSFORMADOR Cuando una instalación se va a alimentar directamente desde un transformador de alta/baja tensión y la carga de potencia aparente máxima de la instalación se ha determinado, se puede decidir un calibre adecuado para el transformador, teniendo en cuenta las consideraciones siguientes

Potencias aparentes estándar para transformadores de alta/baja tensión y corrientes nominales relacionadas * La posibilidad de mejorar el factor de potencia de la instalación * Extensiones anticipadas a la instalación. La corriente nominal de carga completa In en la parte de baja tensión de un transformador trifásico viene determinada por:  I n



S ( KVA) * 10 U 

3

3

Donde * S = potencia kVA del transformador. * U = tensión fase-fase en vacío en voltios (237 V o 410 V). * In está en amperios. Para un transformador monofásico:  I n

S  * 10 

3

V 

Donde * V = tensión entre los bornes de baja tensión en vacío (en voltios). * Ecuación simplificada para 400 V (carga trifásica). * In = S (kVA) × 1,4. La norma IEC para los transformadores de potencia es IEC 60076.

12 SELECCIÓN DE FUENTES DEALIMENTACION De la importancia de mantener una alimentación permanente, surge la cuestión sobre el uso de una planta de energía de reserva. La selección y las características de estas fuentes alternativas están definidas en el capítulo D. Para la fuente principal de suministro la selección generalmente se realiza entre una conexión a la red de baja tensión o a la de alta tensión de la red eléctrica pública. En la práctica, puede ser necesaria la conexión a un suministro en alta tensión cuando la carga exceda (o esté planificado que pueda exceder) de cierto nivel, generalmente del orden de 250 kVA, o si la calidad del servicio necesaria es superior a la que está normalmente disponible desde una red de baja tensión. Por otra parte, si se prevé que la instalación produzca perturbaciones a los consumidores cercanos cuando esté conectada a la red de baja tensión, las autoridades encargadas del suministro pueden proponer un servicio en alta tensión.

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Los suministros de alta tensión pueden contar con ciertas ventajas: de hecho un consumidor de alta tensión: • No tiene perturbaciones de otros consumidores como puede ser el ca so de la baja tensión. • Es libre de elegir cualquier tipo de sistema de conexión a tierra de baja tensión. • Puede elegir entre más tarifas económicas. • Puede aceptar incrementos muy grandes de carga. Sin embargo, hay que tener en cuenta que: • El consumidor es el propietario del centro de transformación de alta/baja tensión y, en algunos países debe construirlo y equiparlo de su propio bolsillo. La empresa suministradora puede, en determinadas circunstancias, participar en la inversión, al nivel de la línea de alta tensión por ejemplo. • Una parte de los costes de conexión pueden, por ejemplo, recuperarse a menudo si se conecta un segundo usuario a la línea de alta tensión un cierto tiempo después de la conexión original del consumidor. • El consumidor tiene acceso sólo a la parte de baja tensión de la instalación, el acceso a la parte de alta tensión está reservado al personal de la empresa suministradora (lectura de contador, operaciones, etc.). Sin embargo, en determinados países, el consumidor puede acceder al interruptor automático protector de alta tensión (o interruptor de carga con fusibles). • El tipo y la ubicación del centro de transformación se acuerdan entre el consumidor y la empresa suministradora.

BIBLIOGRAFIA El ABC de las instalaciones eléctricas residenciales

Gilberto Enríquez Harper

Electricidad: principios y aplicaciones

Richard J. Fowler

Instalaciones eléctricas de baja tensión en edificios de viviendas Carrasco Sánchez, Emilio

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