Previsión de cargas en las instalaciones eléctricas

Previsión de Cargas en Instalaciones Eléctricas

Introducción a la Previsión de Cargas

Uno de los primeros pasos en el cálculo de una instalación eléctrica de interior es la previsión de las cargas o de la potencia demandada. Este es el dato de partida para determinar las intensidades de corriente que recorren los distintos conductores de la instalación. Sin ellas resultaría imposible diseñar correctamente las secciones y protecciones de la totalidad de los circuitos, incluyendo la acometida.

El método habitual para abordar este cálculo consiste en concretar los receptores eléctricos que se utilizarán, especialmente en lo que se refiere a sus correspondientes potencias, rendimientos y factores de potencia, así como las necesidades en cuanto a tomas de corriente. Se continúa analizando su forma de funcionamiento teniendo en cuenta la actividad a la que se dedica la instalación para determinar con ello los factores de simultaneidad en la actividad del conjunto de receptores. Con ello puede estimarse una potencia demandada global e iniciar los restantes cálculos.

Sin embargo, en un edificio de viviendas en el que cada propietario decidirá a posteriori los distintos receptores que instalará, es difícil hacer una previsión realista mediante este procedimiento. La indeterminación es mayor en los locales comerciales de un edificio en proyecto ya que el desconocimiento de su uso final hace imposible toda estimación realista. No obstante, el REBT resuelve esta incertidumbre estableciendo unas directrices para la previsión de cargas en la ITC-BT-10 y fijando unos valores mínimos. De ellas se ocupa el presente capítulo.

De manera general, la previsión de carga de un edificio de viviendas puede deducirse aplicando la ecuación siguiente:

PT = Pv + PSG + PLC + PG + PI + CSRV. PRV

Donde:

Asunción León Blasco 1Tema 13. Previsión de cargas PT - Previsión de cargas del edificio, en vatios (W) Pv - Potencia prevista en viviendas, en vatios (W) PSG - Potencia prevista debida a los servicios generales, en vatios (W) PLC - Potencia prevista en los locales comerciales y oficinas, en vatios (W) PG - Potencia debida a los garajes, en vatios (W) PI - Potencia debida a los locales industriales, en vatios (W) PRV - Potencia prevista para puntos de recarga de vehículos eléctricos, en vatios (W) CSRV - Coeficiente de simultaneidad adoptado para las instalaciones de recarga de vehículos eléctricos (Adimensional). Este puede tomar los valores de 1 o 3 como se verá en el apartado correspondiente.

Cabe resaltar que se toma como coeficiente de simultaneidad uno entre estos conceptos y que no necesariamente han de aparecer todos estos términos en todos los edificios. Por otro lado, la operación de adición se realiza con valores de potencia activa y nunca empleando la potencia aparente, de acuerdo con el teorema de Boucherot.

A continuación se analizan los distintos componentes por separado.

Carga Correspondiente a Viviendas

Cuando se quiere hallar la carga correspondiente al conjunto de las viviendas de un edificio PV, debe comenzarse por determinar la potencia instalada en cada una de ellas. Para ello han de estimarse los posibles electrodomésticos, receptores de alumbrado y tomas de corriente que podrían emplearse en uso doméstico. Con el objeto de resolver este problema, el REBT diferencia entre dos niveles de electrificación distintos correspondientes a dos situaciones de demanda energética diferente. En consecuencia se habla de electrificación básica y electrificación elevada. A continuación se analiza cada una de ellas.

Electrificación Básica

Se aplica cuando en una vivienda se prevé la utilización de los aparatos electrodomésticos considerados como básicos. En este caso, la potencia mínima de diseño que debe adoptarse es de 5750 W a 230 V, aunque existen dos escalones diferentes para este nivel de electrificación, tal y como se refleja en la Tabla 1.

Asunción León Blasco 2Tema 13. Previsión de cargas Tabla 1. Escalones de potencia para viviendas de electrificación básica

Intensidad nominal del IGA (Interruptor General Automático) Potencia 25 A 5750 W 32 A 7360 W

Electrificación Elevada

En determinadas circunstancias se prevé el uso de un nivel de potencia mayor que el definido anteriormente. Esto sucede cuando al menos se da alguna de las siguientes condiciones:

• Que la superficie útil de la vivienda supere los 160 m2
• Que se prevea la instalación de un sistema de aire acondicionado o calefacción eléctrica.
• Que se prevea la instalación de un sistema domótico o de automatización.
• Que el número de tomas de corriente de uso general previstas supere el valor de 20.
• Que el número de tomas de puntos de luz previstos sobrepase el valor de 30.
• Que el número de tomas de corriente en cuartos de baño y auxiliares de cocina sea mayor que 6.
• Si hay más de un circuito destinado a la cocina y horno.
• Si hay más de un circuito destinado a lavadora, lavavajillas y termo eléctrico.
• Que pretenda dotarse a la vivienda de secadora.
• Que se trate de una vivienda unifamiliar dotada de una instalación para la recarga del vehículo eléctrico.

En estas circunstancias, la potencia mínima prevista es de 9200 W a 230 V, existiendo dos escalones más posibles, mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2. Escalones de potencia para viviendas de electrificación elevada

Intensidad nominal del IGA (Interruptor General Automático) Potencia 40 A 9200 W 50 A 11500 W 63 A 14490 W

Asunción León Blasco 3Tema 13. Previsión de cargas En ambos casos el tipo de suministro es monofásico. Si por las circunstancias que fuese se superase el valor de 14490 W, obligatoriamente la instalación de la vivienda tendría que ser trifásica. Asimismo, también debe implementarse este tipo de alimentación si alguno de los receptores previstos fuera trifásico.

Una vez concretados los valores de potencia correspondientes a cada una de las viviendas de un mismo edificio, la potencia prevista para el conjunto de todas ellas se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde:

Pvi- Potencia prevista para la vivienda i en vatios (W) Nv- Número total de viviendas Cs - Coeficiente de simultaneidad para el número total de viviendas obtenido de la Tabla 3

Tabla 3. Coeficiente de simultaneidad Cs en función del número total de viviendas

Nº VIVIENDAS Nº VIVIENDAS Cs 1 1 12 9,9 2 2 13 10,6 3 3 14 11,3 4 3,8 15 11,9 5 4,6 16 12,5 6 5,4 17 13,1 7 6,2 18 13,7 8 7 19 14,3 9 7,8 20 14,8 10 8,5 21 15,3 11 9,2 n > 21 15,3 + (n-21) · 0,5

El parámetro Cs representa el hecho improbable de que se demande al mismo tiempo la máxima potencia prevista en cada una de las viviendas. La utilización de un coeficiente de simultaneidad Asunción León Blasco 4Tema 13. Previsión de cargas está más que justificada por dos razones: la potencia que se contrata en cada dependencia suele ser inferior a la que se instala siendo la última la que se emplea en la previsión y, por otro lado, la ocupación y la demanda de energía de las distintas viviendas se suele distribuir de manera temporal, más aún cuando el número de viviendas de un mismo edificio es elevado.

Ejemplo de Cálculo de Potencia Prevista

Ejemplo 1 Determina la potencia prevista correspondiente exclusivamente a las viviendas de un edificio si se tienen 6 de electrificación básica y 4 de electrificación elevada.

Solución Si se consulta la tabla 6.3 para un total de 10 viviendas, se obtiene un coeficiente de simultaneidad:

Cs = 8,5

Suponiendo en cada nivel de electrificación el escalón mínimo, se aplica la fórmula:

PV= 6.5.750+4.9.200 10 ·8,5=60.605 W

En el caso de que las viviendas cuenten con una plaza de garaje vinculada a cada una de ellas y se vayan a realizar instalaciones de recarga de vehículos eléctricos en todas las plazas con un contador de energía común para registrar tanto el consumo de la vivienda cómo el de la recarga del vehículo, la potencia prevista en cada vivienda deberá incluir esta necesidad adicional.

Dado que no existe ninguna normativa que determine cómo realizar este cálculo, se recomienda consultar el Anexo II de la GUÍA-BT-52 del REBT donde se dan orientaciones de como abordar esta situación

Carga Correspondiente a los Servicios Generales

Se entiende por servicios generales al conjunto de los receptores eléctricos que se ubican en las zonas comunes del edificio y constituyen una prestación a la comunidad. Forman parte de estos los aparatos elevadores, el alumbrado de las zonas comunes, los grupos de presión, los sistemas centralizados de calefacción, la alimentación de los equipos de antenas colectivas, etc.

Asunción León Blasco 5Tema 13. Previsión de cargas La potencia prevista por este concepto se designa como PsG y se calcula aplicando la siguiente expresión:

PSG= PASC + P ILU + P GP + PICT + POEC

Donde:

PSG - Potencia prevista debida a los servicios generales, en vatios (W) PASC - Potencia de ascensor, en vatios (W) PILU - Potencia de iluminación de todos los elementos comunes, en vatios (W) PGP - Potencia del grupo de presión, en vatios (W) PICT - Potencia de las infraestructuras comunes de telecomunicación, en vatios (W) POEC - Potencia de otros elementos comunes, en vatios (W)

Cabe observar que en este caso el coeficiente de simultaneidad es la unidad ya que todos los receptores mencionados son susceptibles de funcionar al mismo tiempo.

Cuando se conozcan exactamente los elementos que se van a conectar y se disponga de sus datos técnicos, basta con sumar los valores de potencia reales para determinar la demanda total. Cuando aún no se ha decido qué receptores se van a emplear como es bastante habitual en la fase de proyecto del edificio, debe recurrirse a estimaciones. Existen valores estándar que pueden emplearse en la previsión de potencia para los aparatos elevadores y para el alumbrado de las zonas comunes. La incertidumbre relativa al resto de los elementos debe solventarse consultando en catálogos técnicos.

Potencia del Ascensor

En ausencia de datos del modelo concreto, se puede recurrir a las tablas de la NTE-ITE-ITA que establecen la potencia correspondiente a cada tipo de elevador y cuyos valores se sintetizan en la Tabla 4.

Tabla 6.4. Valores de potencia eléctrica de los distintos tipos de ascensores según la norma NTE- ITE-ITA

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