La selección de los voltajes o tensiones de un sistema eléctrico es crucial para el diseño exitoso del sistema de potencia.
En la labor de escoger el voltaje mas optimo para un edificio debe participar activamente el cliente o representante dueño de la instalación y la parte de venta de equipos. Esto debido a que gran parte de la información necesaria para determinar el voltaje debe estar dada por el cliente y la parte comercial.
Como recomendación en media tensión y baja tensión lo mas optimo es manejar dos niveles de tensión estándares. Si se requieren niveles de tensión especiales se recomienda tener un transformador para estos equipos en particular.
Voltajes comerciales de acuerdo a diferentes normas
Voltajes estándares de acuerdo a la NEC/NTC2050 (Sección 220.5)
(A) Tensiones. Si no se especifican otras tensiones para el cálculo de cargas del alimentador y los circuitos ramales, se deben aplicar las tensiones nominales de 120, 120/240, 208Y/120, 240, 347, 480Y/277, 480, 600Y/347 y 600 V.
El NEC/NTC2050 define las clases de voltaje de la siguiente manera:
Bajo voltaje (LV): Voltajes nominales del sistema de 1000 V o menos.
Media Tensión (MV): Voltajes nominales del sistema superiores a 1.000 V e inferiores a 100 kV.
Alta Tensión (HV): Voltajes nominales del sistema igual o superior a 100 kV e igual o inferior a 230 kV.
Voltaje extra alto (EHV): Voltajes nominales del sistema superiores a 230 kV pero inferiores a 1000 kV.
Ultra-High Voltage (UHV): Voltajes nominales del sistema iguales o mayores a 1,000kV.”
Voltajes estándares de acuerdo a la norma NTC1340
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Voltajes estándares de acuerdo a la Norma IEC60038
Sistemas de AC de 100 V a 1000 V:
| Tensión nominal (Voltios) | ||
|---|---|---|
| Sistemas trifásicos de tres o cuatro hilos | Sistemas monofásicos | |
| 50 Hz | 60 Hz | 60 Hz |
| – | 208/120 | 240/120 |
| – | 240 | – |
| 400/230 | 4808/277 | – |
| 690/400 | 480 | – |
| – | 600/347 | – |
| 1000 | 600 | – |
Sistemas de AC por encima de 1 kV a 35 kV:
| Voltaje en kV | ||||
|---|---|---|---|---|
| Serie I | Serie 2 | |||
| más alto | Nominal | más alto | Nominal | |
| 3.6 | 3.3 | 3 | 4.40 | 4.16 |
| 7.2 | 6.6 | 6 | ||
| 12 | 11 | 10 | ||
| 13.2 | 12.47 | |||
| 13.97 | 13.2 | |||
| 14.52 | 13.8 | |||
| (17.5) | (15) | |||
| 24 | 22 | 20 | ||
| 26.47 | 24.94 | |||
| 36 | 33 | |||
| 36.5 | 34.5 | |||
| 40.5 | 35 | |||
Selección del voltaje en industrias, comercio, oficinas, hospitales y edificios residenciales
Los factores mas importantes que afectan la selección de los niveles de voltaje nominal para los sistemas eléctricos son:
- Tipo y potencia de los equipos.
- Distancia a la que se va a transmitir la potencia (Regulación de voltaje y amperaje).
Tipo y potencia de los equipos eléctricos
La definición del voltaje nominal que tendrá el sistema eléctrico depende del tipo y clasificación de los equipos que requieren el voltaje.
En industrias, el comercio, las áreas de salud y en la parte residencial, generalmente se tienen motores, maquinas especiales, iluminación, oficinas, locales, aires acondicionados y/o ventilación, aire comprimido, salidas eléctricas para mantenimiento, ascensores, piscinas etc.
Por tanto para determinar los voltajes principales de estas áreas se debe conocer…
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Distancia a la que se va a transmitir la potencia (Regulación de voltaje y amperaje).
La regulación de voltaje o caída de tensión aumenta con la distancia entre la fuente y el equipo, por ello mientras mas amplia es esta distancia, mas se debe aumentar el voltaje. Con ello se disminuye los costos en el cableado.
Es mas costoso alimentar un motor eléctrico de…
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Ejemplo de determinación de voltajes en una industria
Una industria de mermeladas esta situada a las afueras de una ciudad principal. El operador de la red eléctrica le asigno un voltaje en media tensión de 13800V, sin embargo la asignación de los voltajes de baja tensión son responsabilidad del diseñador eléctrico.
De acuerdo a lo anterior y a los siguientes equipos que se instalaran en la planta industrial se debe determinar los voltajes óptimos en baja tensión:
| kW | Voltaje | |
| Compresores (3 unidades 150kW c/u) | 450 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Maquinas especiales (Contienen motores de 460V, motor mas grande 40hp) | 750 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Aires acondicionados | 1500 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Extracción | 800 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Iluminación | 250 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Salidas eléctricas para mantenimiento | 80 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Oficinas | 50 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Cargador de bus eléctrico | 150 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
| Motor principal de triturado | 1250 | Cliente solicita que se recomiende Voltaje |
El representante del dueño de la planta de producción solicita se le recomiende los voltajes mas óptimos para los equipos y toda la planta industrial.
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En resumen los voltajes de la industria quedarían de la siguiente forma:
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