Anteproyectos de Instal. Eléctricas.

8 05 2009

Tema 3. ¿Cómo realizar un balance de cargas?

Balance, “balanceo” o equilibrio de cargas se refiere a lo mismo, es la distribución que debe hacer todo técnico o ingeniero electricista de las cargas existentes en una instalación eléctrica, de tal manera que las fases que la alimentan lo hagan más o menos en la misma proporción para todas. Si la instalación es monofásica es obvio que no se requerirá ningún balance. Si la instalación es bifásica o trifásica por norma oficial tienes que hacerlo.

El equilibrio de las cargas tanto en anteproyectos como físicamente (midiendo las corrientes que circulan por los conductores alimentadores) siempre es una estimación, es sumamente complicado balancearlas y que se mantengan en constante equilibrio a lo largo de las 24 horas del día, es prácticamente imposible dado que su naturaleza es variable tanto en residencias como en comercios o en industrias, pero debe hacerse y debe buscarse que sea lo más cercano posible al equilibrio ideal en donde circularía 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 bifásico o trifásico no deben ser diferentes una de la otra en un porcentaje mayor al 5%.

La fórmula para determinar el desbalance es la siguiente:

%Desbalance = [(CargaMayor–CargaMenor)x(100)]/(CargaMayor)

Un poco más simple…

%D = (CM-cm)x100/CM

Veamos un caso…

Tienes el siguiente cuadro de cargas.

Observa que la instalación tiene varios circuitos (C1, C2, C3, C4 y C5), cada uno controlado por un interruptor termomagnético ubicado en el centro de carga.

Puesto que la carga total es de 8,683 Watts entonces son dos fases las que alimentarán a dicha instalación (acometida bifásica 2F-1N, o también se le llama monofásica a 3 hilos).

Resulta obvio que uno o más circuitos deben estar conectados a cada fase (dos fases en este caso). Por ejemplo: C1 y  C2 podrían  alimentarse/conectarse por/en la Fase 1 mientras que C3, C4 y C5 por/en la Fase 2, resultando el arreglo de la primera figura.

¿Es correcto?

Apliquemos la fórmula para saberlo.

C1+C2, que están conectadas a la Fase 1 suman…

3420 + 2105 = 5525 W.

C3+C4+C5, que están conectadas a la Fase 2 suman…

1010 + 1775 + 373 = 3158 W.

Resultando: Carga Mayor = 5525 W, y carga menor = 3158 W.

Sustituyendo en la fórmula:

%D = (CM-cm)x100/CM = (5525-3158)(100)/5525 = 42.84%

Obtenemos un ENORME desequilibrio del 42.84%

¿Cómo corregirlo?

Necesitas “reacomodar” las cargas. Por ejemplo podrías hacer el siguiente arreglo. Observa cómo cambió la colocación de los circuitos en las Fases.

C1 + C5 = 3420 + 373 = 3793 W.

C2+C3+C4 = 2105+1010+1775 = 4890 W.

Por lo tanto CM = 4890 W.  Y cm = 3793 W.

Aplicando la fórmula…

%D = (CM-cm)x100/CM = (4890-3793)(100)/4890 = 22.43%

El porcentaje bajó del 42.84% al 22.43% pero todavía rebasamos el 5% permitido así que nuevamente procedemos a reacomodar cargas.

Probemos el siguiente arreglo.

C1+C3 = 3420+1010 = 4430 Watts.

C2+C4+C5 = 2105+1775+373 = 4253 Watts.

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

¡Okkkkkkkk!

El resultado es menor del 5%, por lo tanto este es el arreglo que debes elegir (a menos que existiera una mejor alternativa).

Ahora bien, ¿todo lo anterior qué representaría?, es decir, ¿qué es lo que tendrías que hacer en la instalación para conseguirlo?

Físicamente implicaría que en el centro de carga “movieras” los circuitos (o los interruptores termomagnéticos los cuales protegen a cada circuito) intercambiándolos de una Fase a otra hasta que te queden igual que en el arreglo anterior.

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123 responses

30 07 2017
Ernesto

Buenas tardes Ing. Guerrero. en una instalación électrica, ¿cual es la carga máxima que soporta un circuito? y si es conveniente instalar en un circuito contactos y lámparas, o se deben hacer circuitos por separado para contactos y otro para las lámparas. De antemano mucchas gracias.
……………

Hola Ernesto…
Haz lo siguiente (para una instalación eléctrica en una vivienda “normal”).
Un circuito para tus lámparas. (protección de 15 Amperes).
Un circuito para contactos. (protección de 20 Amperes).
Un circuito especial para tu lavadora. (proteión de 15 Amperes).
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

26 07 2017
diego edisson rivera ramos

por que es importante el balanceo de cargas a la hora de un diseño electrico en edificaciones residenciales, comerciales y industriales.
……………

Hola Diego…
Para evitar corrientes más altas en alguno de los conductores generales que por lo regular son del mismo calibre, o visto de otra forma evitar dejar algún conductor demasiado holgado. También CFE lo tiene como norma y si tu proyecto lo va a revisar una UVIE te lo requerirán.
En fin son varias cosas las que comprende un buen equilibramiento de cargas.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

4 04 2017
Everardo Rodriguez Miranda

Hola buenas tardes Ingeniero Guerrero, para construir departementos se requier unidad verificadora?
……………..

Hola Everardo….
Sí, por supuesto en materia de instalaciones eléctricas.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

22 02 2017
Richy rivera

Buena tarde ing, Ya me aventé un clavado a la red y no encontré sustento de respaldo para poder aseverar que el balance no debe exceder el 5% me pregunto si alguno de los lectores sabe de donde salio ese porcentaje,
………………

Hola Richy…
Te remito a la siguiente respuesta: https://iguerrero.wordpress.com/2009/05/08/anteproyectos-de-instal-electricas-3/comment-page-1/#comment-21457
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

24 05 2016
Eder

Centro de carga es el tablero de distribución?!
…………….

Hola Eder….
Es correcto, en instalaciones residenciales comunes ambas cosas son lo mismo.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

27 01 2016
Paul Romero

Buen día Ing. Guerrero.
Solo quiero preguntarle, ¿en qué artículo de la NOM se trata este tema?
Le agradezco de antemano y felicito por su página, es muy buena.
Saludos.
…………….

Hola Paul…
No hay un artículo especifico, entra a la NOM-001 y escribe en el buscador: balance
Al hacer lo anterior te aparecerán los puntos, artículos, etc, en los cuales puedes apoyarte al respecto.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

28 03 2016
marimar

disculpe, y si se tienen 2 centros de carga, como se hace?

21 08 2017
Armando C

Depende de tu arreglo. Por ejemplo si tienes un centro de carga A y de allí derivas a un centro de carga B, balancea primero el A y después el del B. SI Haces esto no importa si sales de los bornes del A o de un itm derivado, al final las fases A y B de la alimentación general estarán balanceadas. Solo ten cuidado al dimensionar los conductores.

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