Calculo de Instalaciones Eléctricas
En esta ocasión me saldré un poco de los
temas cotidianos para escribir un poco sobre fórmula para instalaciones
eléctricas, para esto are una serie de entradas relacionadas entre sí para que
puedan dar seguimiento.
Esta serie de entradas tratara de
temas desde selección de subestaciones eléctricas, balanceo de cargas en
sistemas trifásicos. Conexiones delta y estrella de transformadores etc.
La electricidad asida y será el
descubrimiento más grande del mundo desde que se descubrió le ha servido al ser
humano para ir evolucionando en lo tecnológico, creando distintos aparatos de
entretenimiento como las televisiones, y otros que facilitan nuestra vida como
los electrodomésticos, todos estos artefactos necesitan de la energía eléctrica
para su funcionamiento.
La energía eléctrica es fundamental para
el funcionamiento de muchos equipos tanto dentro de los hogares como en la industria,
por lo tanto, para lograr un óptimo funcionamiento de nuestras instalaciones y
propiciar el ahorro de la energía es necesario realizar una serie de cálculos
que nos permitirán conocer los valores ideales para el óptimo funcionamiento de
nuestra instalación.
Antes que nada, veremos algunos conceptos
que nos servirán más adelante ha como vallamos realizando los ejercicios.
Triangulo de potencias
P= Potencia real medida en KW
Q= Potencia reactiva medida en KVAR
S= Potencia aparente medida en KVA
POTENCIA REAL
La potencia real (P) es la
potencia consumida por la carga instalada, es decir, es la energía realmente consumida
por la carga y se expresa en watts, y se calcula de la siguiente manera.
Ejemplo
Si tenemos un sistema con una
potencia aparente de 7.5KVA y un Angulo de fase de 31.5°
De acuerdo a la formula
anterior obtenemos el coseno del Angulo de fase, tendremos como resultado 0.85
y este lo multiplicamos por la potencia aparente, queda de la siguiente man8era
P= (7.5KVA) (0.85)
El resultado en watts es de
6375W y se leerá como 6.3KW o redondeado 6.4KW.
POTENCIA APARENTE
La potencia aparente (S) es la
potencia total consumida por la carga y es el producto de los valores eficaces
de tensión e intensidad se obtiene como la suma vectorial de la potencia activa
y reactiva y representa la ocupación total de las instalaciones, su unidad de
medida es el (VA), (KVA).
POTENCIA REACTIVA
La potencia reactiva (Q) es la
potencia necesaria para que las bobinas y capacitores generen campo magnético,
o diciéndolo de otra manera es la potencia necesaria para que la carga inicie
su funcionamiento, la unidad en la que se mide es (VAr).
Y se calcula con la siguiente
ecuación:
QT=
También podemos utilizar la
siguiente ecuación:
Q= (tanθ) (P)
ANGULO DE FASE
Es la diferencia de fase entre
dos ondas senoidales, usual mente esta diferencia de fase se debe a que, en el
circuito, se encuentran instaladas cargas capacitiva e inductivas, con esta
afirmación damos por hecho que las cargas puramente resistivas no tienen Angulo
de fase.
Cuando requerimos calcular la
potencia real y la potencia reactiva se necesita calcular el Angulo de fase y
esto lo podemos deducir encontrando primero el factor de potencia.
Θ=cos-1(f.p)
f.p= factor de potencia
A continuación, un ejemplo de cómo calcular el triángulo de potencias
En un circuito se encuentran
instaladas las siguientes cargas, 2 motores trifásicos de 10 hp cada uno y un
factor de potencia de 0.85 cal cular.
A) Potencia
aparente (S)
B) Potencia
reactiva (Q)
C) Potencia
real (P)
1. Como
podemos darnos cuenta en los datos del ejercicio, tenemos la potencia del motor
en hp necesitamos hacer la conversión a watts y ya tendremos la potencia real
para realizar los demás cálculos, sumaremos los 10 Hp de cada motor para
conseguir la potencia total en hp, posteriormente aremos la conversión a watts.
1HP=745.7W
P=10Hp+10Hp
(745.7W)
P=20Hp*745.7W
P=14914W
P=14.9KW
2. Teniendo
la potencia real ahora calculamos la potencia reactiva para eso obtendremos la
potencia reactiva de cada motor y después la sumaremos.
P=10Hp*745.7W
= 7457W o 7.4KW
Este
resultado será igual para los dos motores ya que ambos tienen la misma
potencia.
Motor 1
Q=tanθ*P
Q= (tan
0.85) (7.4KW)
Q= (1.13)
(7.4KW)
Q= 8.36KVAr
3. Ahora
calcularemos la potencia aparente.
- S=
- S=
- S=
S=11.16KVA
Los resultados finales son
P=14.9KW
Q=16.72KVAr
S=22.32KVA
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