CÁLCULO ELÉCTRICO DE LÍNEAS
El cálculo eléctrico de una línea consiste en calcular:
– la sección del conductor de forma que satisfaga unas
condiciones (cálculo preliminar);
– o escogida una sección verificar que esas condiciones
se cumplen (cálculo de comprobación).
En el cálculo de la sección de los conductores se
consideran tres criterios:
a) Calentamiento del conductor
b) Caída de tensión en el conductor
c) Capacidad del conductor para soportar la corriente de
cortocircuito
En el cálculo de la sección de los conductores se consideran tres
criterios:
a) Calentamiento del conductor: La densidad de corriente en el
conductor debe ser limitada para disminuir el calentamiento producido
al circular la corriente eléctrica. Este criterio fija la máxima intensidad
de corriente por el conductor.
b) Caída de tensión en el conductor: La caída de tensión (diferencia
entre la tensión al principio y al final de la línea), se limita para evitar el
efecto que la disminución de la tensión de utilización tiene sobre el
funcionamiento de los receptores, los cuales deben estar conectados a
la tensión nominal para su correcto funcionamiento.
c) Capacidad del conductor para soportar la corriente de
cortocircuito: Debe limitarse la intensidad de corriente de
cortocircuito, porque su valor muy elevado produce un excesivo
calentamiento del conductor y puede originar que las fuerzas que
tienden a separar o a juntar conductores próximos recorridos por esa
corriente tomen un valor excesivo. En las instalaciones interiores
receptoras de BT, no se suele tener en cuenta este criterio
2.- SECCIÓN MÍNIMA DE LOS
CONDUCTORES
El cálculo se realizará de la siguiente forma:
a) Cálculo por calentamiento del conductor: puede efectuarse
de dos formas:
-Cálculo preliminar: Para calcular la sección del conductor
necesaria para que por él circule una determinada intensidad
de corriente (carga de la instalación), se calcula con la fórmula
apropiada, y con el valor resultante se elige en las tablas la
sección que admita una intensidad nominal igual o superior.
-Cálculo de comprobación: Escogida una sección, para
determinar la intensidad admisible, se escoge en las tablas la
intensidad nominal correspondiente a esa sección. Este valor
se compara con la intensidad de corriente (carga de la
instalación) el cual debe ser mayor (IN>I).
b) Cálculo por caída de tensión: igualmente puede
efectuarse de dos formas:
- Cálculo preliminar: Fijada la máxima caída de tensión
admisible en las condiciones de la instalación y la
carga, se realiza el cálculo de la sección y se evalúa si la
intensidad permitida por calentamiento es superior a la
que circulará por el conductor.
- Cálculo de comprobación: Fijada la sección del
conductor y la carga de la instalación, se verifica que la
caída de tensión es admisible y que la intensidad
permitida por calentamiento es superior a la de carga.
3.-CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN
CORRIENTE ALTERNA CON CARGA
UNICA
3.-CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN CORRIENTE
ALTERNA CON CARGA UNICA
Este tipo de líneas están formadas por una sola
carga al final de la línea.
Si tenemos un generador que suministra una
tensión Vo , a una carga de potencia P y factor
de potencia cos ρ, a una distancia L de la carga,
dicha carga estará a una tensión V menor que Vo
, debido a la caída de tensión (u = V0 –V).
CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN CORRIENTE ALTERNA CON
CARGA UNICA
Las fórmulas a utilizar son las siguientes:
Monofásica
En función de la
Intensidad
En función de la
Potencia
Donde:
2·L·I ·cos 
K ·u
2·L·P
S
K ·u·V
S
Trifásica
3·L·I L ·cos
K ·u
L·P
S
K ·u·V L
S
S: Sección del conductor (mm2).
L: Longitud de la línea (m).
I: Intensidad eficaz del circuito monofásico (A).
IL: Intensidad eficaz de línea del circuito trifásico (A).
cos : Factor de potencia.
u: Caída de tensión en la línea (V).
V: Tensión de la línea monofásica (V).
VL: Tensión de línea trifásica (V).
K: Conductividad del conductor utilizado (m/·mm2).
Para el cobre.
Para el aluminio:
K = 56
K = 35
4.-CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN
C.A. ABIERTAS DE SECCION
UNIFORME.
Consideremos una línea que parte de C y de la que
derivan varias cargas de intensidades I1, I2, I3,
....,In , cada una de ellas con su respectivo factor
de potencia, siendo u la caída de tensión máxima
admitida hasta la derivación mas alejada, In.
RESOLUCIÓN MEDIANTE LA LONGITUD
VIRTUAL
• La longitud virtual λ, se define como la
distancia a la que habría que colocar una
única carga, suma de todas ellas, para que la
caída de tensión sea la misma.
S
2  I i
k  V
L I


I
i
i
i
Si la línea es monofásica y el dato que nos da es
la Intensidad, para realizar el cálculo debemos
utilizar la siguiente expresión:
2·(L1·I1·cos1  L2·I 2·cos2  L3·I3·cos3  ...... Ln·I n·cosn1 ) 2· ( L·I·cos )
S

K·u
K·u
• Luego para todos los casos las fórmulas a
utilizar serán las siguientes:
Monofásica
 (L·I ·cos )
2·
En función de la
S
Intensidad
En función de la
Potencia
S
K ·u
2· (L·P)
K ·u·V
Trifásica
S
3· (L·I L ·cos )
S
K ·u
(L·P)
K ·u·VL
5.-CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN
C.A. ABIERTAS DE SECCION NO
UNIFORME (EN ARBOL).
• En este tipo de líneas es posible disminuir la sección en
algunos tramos de la línea, para conseguir mayor
economía que con líneas de sección uniforme. La sección
más económica será aquella que de lugar a un volumen
de material mínimo.
• En la práctica se divide la línea en tramos que se calculan
independientemente, considerando todas las cargas que
soporta y su caída de tensión. En el caso de la línea de la
figura 4, serían tres tramos: tramo AB, tramo BC y tramo
BD.
El proceso de cálculo será el siguiente:
1- Se establecen los tramos de sección homogénea.
2- Se calculan las longitudes virtuales para cada tramo considerado:
LI


I
i i
i
3- Se determina la sección teórica para el primer tramo, partiendo de la fuente de
alimentación:
S AB 
2AB  I i
k  V
4- Se determina la sección normalizada inmediata superior
5- Se determina la caída de tensión real en el tramo en cuestión, utilizando el valor de la
sección normalizada, por medio de la expresión:
V 
2AB  I i
k  SN
6- Determinar las secciones de los demás tramos, siguiendo el mismo proceso, hasta
llegar a todas las cargas considerando la caída de tensión restante.
6.-CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN
C.A. ALIMENTADAS POR LOS DOS
EXTREMOS A LA MISMA TENSIÓN
Este tipo de líneas consiste, eléctricamente, en una
serie de cargas las cuales están alimentadas por dos
generadores de igual tensión conectados en
paralelo.
Considerando una línea de longitud L, alimentada
por sus dos extremos A y A’, tal, se procede el
cálculo de la siguiente forma:
Se procede el cálculo de la siguiente forma:
1º. Se calcula la carga que soporta cada uno de los extremos de
la línea. La carga suministrada por un extremo se calcula
sumando los momentos de las cargas respecto al otro extremo y
dividiendo por la longitud total de la línea, es decir:
a) En función de la intensidad de corriente, calculamos Ix e Iy
mediante las fórmulas:
b) En función de la potencia que consumen los receptores,
calculamos Ix e Iy mediante las fórmulas:
2º. Calculamos el punto de mínima tensión (M) que es
aquel punto que recibe corriente por los dos lados, el cual
divide a la línea en dos líneas abiertas de sección
uniforme.
Este punto se determina a partir de las corrientes Ix e Iy,
restando las corrientes que se deriven en cada nudo de la
línea, hasta encontrar un valor negativo, y ese nudo es el
punto de mínima tensión.
3º. Como lo que hemos obtenido son dos líneas
abiertas de sección uniforme, debemos realizar
el cálculo de cada una de ellas.
Monofásica
En función de la
Intensidad
En función de la
Potencia
S
2· (L·I ·cos )
S
K ·u
2· (L·P)
K ·u·V
Trifásica
S
3· (L·I L ·cos )
S
K ·u
 (L·P)
K ·u·VL
7.-CÁLCULO DE LÍNEAS DE B.T. EN
C.A. CERRADAS EN ANILLO.
Consisten en una serie de cargas las cuales están
conectadas en forma cerrada, tal y como podemos
ver en la figura.
Estas líneas pueden suponerse abiertas en el punto
de alimentación. Así pueden considerarse como
líneas abiertas alimentadas por los dos extremos a
la misma tensión, pudiéndose utilizar el método
delas líneas alimentadas por dos extremos
8.-CÁLCULO DE LÍNEAS EN
CORRIENTE CONTINUA.
• El cálculo de la sección en las líneas bifilares (a
dos hilos) de corriente continua puede realizarse
con las mismas expresiones que para las líneas
monofásicas de corriente alterna, teniendo en
cuenta que las cargas serían sólo resistivas, por
no existir en corriente continua reactancia
• Luego utilizaremos las mismas fórmulas pero
eliminando el factor de potencia (cos ), es decir,
podemos usar las mismas fórmulas pero dándole
al factor de potencia el valor de la unidad (cos  =
1).
Luego las fórmulas a utilizar dependerán del tipo de línea, y de si nos dan datos de los valores de la
potencia o de la intensidad.
Carga Única
Corriente Continua
En función de la
Intensidad
En función de la
Potencia
S
S
2·L·I
K ·u
2·L·P
K ·u·V
Abiertas de Sección
Uniforme
Corriente Continua
S
S
2· (L·I )
K ·u
2· (L·P)
K ·u·V
Abiertas de Sección
No Uniforme
Corriente Continua
B   ( L·I ) AB
C   ( L·I ) BC
D   ( L·I ) BD
B   ( L·P) AB
C   ( L·P) BC
D   ( L·P) BD
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