Cálculo de Caída de Tensión por Número de Terna: Una Guía Completa
El cálculo preciso de la caída de tensión en un sistema eléctrico es crucial para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro. La caída de tensión, también conocida como caída de voltaje, representa la diferencia entre el voltaje en la fuente y el voltaje en la carga. En sistemas trifásicos, el número de ternas (conjuntos de tres conductores de fase) influye directamente en esta caída. Este artículo explicará cómo calcular la caída de tensión considerando el número de ternas, abordando diferentes factores y escenarios.
¿Qué es una terna en un sistema trifásico?
Una terna, en el contexto de sistemas eléctricos trifásicos, se refiere a un conjunto de tres conductores de fase (fase A, fase B y fase C) que transportan energía eléctrica. Cada terna se origina en un transformador o generador y alimenta una parte específica de la carga. Un mayor número de ternas implica una mayor capacidad de distribución de energía, pero también puede afectar la caída de tensión.
Factores que influyen en la caída de tensión:
Antes de adentrarnos en el cálculo, es importante comprender los factores que determinan la caída de tensión en un sistema trifásico:
- Longitud del conductor: A mayor longitud, mayor resistencia, resultando en una mayor caída de tensión.
- Sección del conductor: Una sección transversal mayor reduce la resistencia y, por lo tanto, disminuye la caída de tensión.
- Corriente: Una corriente mayor genera una mayor caída de tensión.
- Material del conductor: La resistividad del material del conductor (cobre, aluminio, etc.) afecta directamente la caída de tensión.
- Tipo de conexión: La conexión en estrella o delta influye en el cálculo.
- Potencia aparente (S): La potencia aparente consumida por la carga es un factor determinante.
- Factor de potencia (cos φ): Un factor de potencia bajo incrementa la corriente y, por consiguiente, la caída de tensión.
- Número de ternas: Como se mencionó, el número de ternas influye en la distribución de la corriente y, en consecuencia, en la caída de tensión.
¿Cómo calcular la caída de tensión considerando el número de ternas?
No existe una fórmula única para calcular la caída de tensión que considere directamente el número de ternas. La influencia del número de ternas se refleja indirectamente a través de la corriente que circula por cada conductor. A mayor número de ternas, la corriente por conductor se distribuye, generalmente disminuyendo la caída de tensión individual en cada conductor. Sin embargo, la caída de tensión total del sistema podría aumentar levemente si la distancia total del cableado aumenta.
El cálculo se realiza usualmente mediante la siguiente fórmula:
ΔV = I * R * L
Donde:
- ΔV: Caída de tensión (Voltios)
- I: Corriente (Amperios) - Esta corriente debe ser calculada considerando la carga total distribuida entre las ternas.
- R: Resistencia del conductor por unidad de longitud (Ohmios/metro)
- L: Longitud del conductor (metros)
Para considerar el número de ternas:
- Calcular la corriente por terna: Divida la corriente total del sistema entre el número de ternas.
- Calcular la caída de tensión por terna: Utilice la fórmula anterior con la corriente por terna calculada en el paso 1.
- Calcular la caída de tensión total (opcional): Si necesita la caída de tensión total del sistema, sume las caídas de tensión de cada terna, teniendo en cuenta la configuración del sistema y la posible suma vectorial de las caídas de tensión.
¿Cómo influye la configuración del sistema en el cálculo?
La configuración del sistema (ej: alimentación radial, en anillo, etc.) y el balanceo de cargas entre las ternas influyen significativamente en el resultado. En sistemas con un balance de carga imperfecto, una terna podría soportar una corriente mayor que las otras, resultando en una caída de tensión desproporcionada.
¿Existen programas o software para realizar este cálculo?
Sí, existen diversos programas de diseño y análisis de sistemas eléctricos (como ETAP, EasyPower, etc.) que facilitan el cálculo preciso de la caída de tensión, considerando todos los factores mencionados, incluyendo la cantidad de ternas y la topología de la red.
¿Qué sucede si la caída de tensión es excesiva?
Una caída de tensión excesiva puede provocar mal funcionamiento de los equipos, reducción de la eficiencia y sobrecalentamiento de los conductores. Es esencial mantener la caída de tensión dentro de los límites permitidos por las normas y regulaciones.
Este análisis proporciona una comprensión fundamental del cálculo de la caída de tensión considerando el número de ternas. Para cálculos precisos en sistemas complejos, se recomienda la utilización de software especializado. Recuerde que la seguridad eléctrica es primordial, y cualquier cálculo debe ser realizado por personal cualificado.
