UNIVERSIDAD DISTRITAL

UNIVERSIDAD DISTRITALFACULTAD TECNOLGICA INSTALACIONES ELECTRICASBALANCE DE CARGAS El BALANCE de cargas es la distribucin que debe durante el proceso de diseo de las cargas existentes en una instalacin elctrica, buscando de esta manera que las fases que la alimentan lo hagan ms o menos en la misma proporcin para todas.

Si la instalacin es monofsica no se requerir ningn balance.

Si la instalacin es bifsica o trifsica por norma se tendr que realizar un balance de cargas.DESBALANCE TRIFSICOEl desbalance trifsico es el fenmeno que ocurre en sistemas trifsicos donde las tensiones y/o ngulos entre fases consecutivas no son iguales.

El balance perfecto de tensiones es tcnicamente inalcanzable.

El continuo cambio de cargas presentes en la red, causan una magnitud de desbalance en permanente variacin.

La misma conexin de cargas residenciales, de naturaleza monofsica, provocan un estado de carga en el sistema trifsico que no es equilibrado entre fases, de all las cadas de tensin del sistema tampoco sern equilibradas dando por resultado niveles de tensin desiguales.CAUSAS DE DESBALANCE DE TENSIONES

LA PRINCIPAL CAUSA SON LAS CARGAS MONOFSICAS SOBRE EL SISTEMA TRIFSICO, DEBIDO A UNA DISTRIBUCIN NO HOMOGNEA, EN ESPECIAL LA DE CONSUMIDORES DE BAJA TENSIN DE NDOLE MONOFSICOSCMO AFECTA A MIS EQUIPOS EL DESBALANCE DE VOLTAJE?Este fenmeno afecta principalmente a los equipos trifsicos que poseen motores, como aires acondicionados y bombas; incrementando su temperatura, reduciendo su vida til y hacindolos ms susceptibles a fallas de otra naturaleza. Adems, el desbalance genera fluctuaciones de voltaje (alto/bajo) permanentes en las lneas monofsicas, afectando tambin a este tipo de equipos.CONSECUENCIAS Aumento de perdidas en las lineas Sobrecalentamiento en la fasesFluctuaciones de tensin: Aumento o disminucin del valor RMS de las tensionesSobrecargar el neutro Subdisionamento y sobredimensionamiento de los conductores Generacin de armonicosLas fluctuaciones de tensin pueden daar equipos sensibles (electronicos)

El equilibrio de las cargas tanto en el DISEO como FSICAMENTE (midiendo las corrientes que circulan por los conductores alimentadores) siempre es una estimacin

Es complejo e imposible balancear un sistema y, que se mantengan en constantemente equilibrio a lo largo del da, dado que su naturaleza es variable tanto en residencias como en comercios o en industrias, pero debe hacerse y debe buscarse que sea lo ms cercano posible al equilibrio ideal en donde circulara exactamente la misma cantidad de corriente en las dos o en las tres fases requeridas para alimentarlas.

El desbalance permitido no debe exceder al 5%, lo que quiere decir que las cargas totales conectadas a cada Fase de un sistema bifsico o trifsico no deben ser diferentes una de la otra en un porcentaje mayor al 5%.La frmula para determinar el desbalance es la siguiente:

%DESBALANCE = [(CARGAMAYORCARGAMENOR)X(100)]/(CARGAMAYOR)EJEMPLOCUADRO DE CARGAS

CONTINUACIN EJEMPLOLa instalacin tiene 5 circuitos (C1, C2, C3, C4 y C5), cada uno controlado por un interruptor termomagntico.

Puesto que la carga total es de 8,683 Watts entonces son dos fases las que alimentarn a dicha instalacin (acometida bifsica 2F-1N, o tambin se le llama monofsica a 3 hilos).

LMITES DE CARGA (CODENSA)La Empresa suministrar la energa elctrica atendiendo los siguientes criterios respecto a lmites de carga instalada que deber ser contratada en las mismas magnitudes as: Se concedern servicios de la red secundaria o desde el barraje de un armario de medidores existente para cargas instaladas iguales o menores a 35 kW as:

Monofsico bifilar a 120 Voltios, para cargas con valores enteros desde 1 hasta 8 kW

Monofsico trifilar a 120/240 Voltios para cargas con valores enteros desde 5 hasta 25 kW en zonas donde se tengan transformadores de distribucin monofsica

Bifsico trifiliar a 120/208 Voltios, para cargas con valores enteros desde 5 hasta 20 kW en zonas urbanas

LMITES DE CARGA (CODENSA)Trifsico tetrafilar a 120/208 Voltios, para cargas con valores enteros desde 9 hasta 35 kW en zonas urbanas y veredales.

La carga solicitada debe corresponder a la potencia mxima requerida por el usuario que podr ser resultado de las cargas de diseo o demanda, resultado de estudios del usuario o entregados por CODENSA.

- Para cargas, contratadas con valores enteros alimentadas a 120/208 Voltios mayores a 35 kW y menores a 225 kW, CODENSA S.A. ESP suministrar el servicio de acuerdo a criterios tcnico econmicos desde un transformador existente o instalando un transformador nuevo.

CONTINUACIN EJEMPLOPara el ejemplo C1 y C2 podran conectarse a la Fase 1 mientras que C3, C4 y C5 a la Fase 2, para saber si esta configuracin cumple con lo establecido del 5% se validar el planteamiento:

Carga fase 1 = C1+C2 3420 + 2105 =5525 W.

Carga fase 2 = C3+C4+C5 = 1010 + 1775 + 373 =3158 W.

CONTINUACIN EJEMPLOCarga Mayor = 5525 W Carga menor = 3158 W

Sustituyendo en la frmula:

%D = (Cargamayor-Cargamenor)x100/Cargamayor %D = (5525-3158)(100)/5525 =42.84%

Obtenemos un ENORME desequilibrio del 42.84%

CONTINUACIN EJEMPLOCmo corregirlo?

Se Necesita REACOMODAR las cargas. Por ejemplo se podra hacer el siguiente arreglo.

C(F1) = C1 + C5 = 3420 + 373 =3793 W

C(F2) = C2+C3+C4 = 2105+1010+1775 =4890 W

Cargamayor = 4890 W

Cargamenor =3793 W

%D = (4890-3793)(100)/4890 =22.43%CONTINUACIN EJEMPLO

EL PORCENTAJE BAJ DEL 42.84% AL 22.43% PERO TODAVA REBASAMOS EL 5% PERMITIDO AS QUE NUEVAMENTE PROCEDEMOS A REACOMODAR CARGAS.CONTINUACIN EJEMPLOSe prueba otra configuracin:

C(F1) = C1+C3 = 3420+1010 =4430 Watts

C(F2) = C2+C4+C5 = 2105+1775+373 =4253 Watts

%D = (4430-4253)100/4430 =3.99 %

EL RESULTADO ES MENOR DEL 5%, POR LO TANTO ESTA CONFIGURACIN ES VIABLE, A MENOS QUE EXISTIERA UNA MEJOR ALTERNATIVAECUACIN OPCIONAL