Sistemas de Distribución Eléctrica Industrial: Voltajes, Tipos y Criterios de Selección

Características de los Sistemas de Distribución Secundaria

Los sistemas monofásicos son fundamentales en ciertas aplicaciones industriales y domésticas.

Sistemas Monofásicos

Monofásico 120V

Se encuentra únicamente en industrias "caseras" o como complemento de una industria que utilice sistemas 240 V (D), 480 V (D), 416 V (Y) o 480 V (Y), ya que la iluminación o los pequeños equipos de oficina se conectan generalmente al voltaje de 120 V.

Monofásico 240/120V

Se encuentra únicamente en industrias "caseras" o como complemento de industrias que utilicen otros sistemas de voltajes mayores. En este sistema no se pueden conectar motores trifásicos, sino únicamente motores monofásicos de poca potencia.

Sistemas Trifásicos

Los sistemas trifásicos son la columna vertebral de la distribución eléctrica en la mayoría de las industrias, ofreciendo mayor eficiencia y capacidad.

Trifásico 208/120V

Se utiliza principalmente en las pequeñas industrias y también como sistema complementario de industrias que utilicen otros sistemas de voltajes. De este sistema se pueden obtener circuitos en 120 V monofásicos (2 hilos) para aparatos de alumbrado y tomacorrientes de uso general, y circuitos trifásicos 208/120 V para motores pequeños, máquinas de talleres, bombas, etc.

Trifásico 416/240V

Se utiliza principalmente en las medianas y grandes industrias que tengan motores de fabricación europea (el voltaje nominal de los motores europeos es de 380 V). Este sistema es conveniente cuando la carga es grande en magnitud, ya que se logra mejorar la regulación y se obtienen beneficios económicos al reducir las pérdidas.

Trifásico 480/277V

Se utiliza principalmente en las modernas y grandes industrias que posean motores fabricados en los Estados Unidos (el voltaje nominal de los motores estadounidenses es de 440 V). Presenta las mismas ventajas y beneficios que el sistema 416Y.

Trifásico 240V Delta

Se utiliza generalmente en la pequeña y mediana industria en aquellos casos donde la carga de motores trifásicos con voltaje nominal de 220 V representa un alto porcentaje de la carga total.

Trifásico 480V Delta

Se utiliza generalmente en la mediana y grande industria en aquellos casos donde la carga de motores trifásicos con voltaje nominal de 440 V representa un alto porcentaje de la carga total.

Factores Clave para la Selección del Voltaje Apropiado

La elección del voltaje adecuado es crucial para la eficiencia, seguridad y economía de un sistema de distribución eléctrica.

Selección del Voltaje del Sistema de Distribución Primario

La selección del voltaje del sistema de distribución primario de una industria depende de factores como:

• Voltajes primarios ofrecidos por la compañía de electricidad.
• Seguridad.
• Tarifa eléctrica.
• Confiabilidad requerida.
• Magnitud de la carga.

Selección del Voltaje del Sistema de Distribución Secundario

La selección del voltaje del sistema secundario en una planta industrial depende de factores como:

• Magnitud y densidad de la carga.
• Economía.
• Características del equipo industrial.
• Seguridad.
• Distancia de la fuente al centro de carga.
• Planificación para el crecimiento futuro.
• Calificación del personal humano disponible para la operación y el mantenimiento.
• Consideración de si se trata de una ampliación de una planta existente o si se trata de una planta nueva.

Ventajas del Uso de Tensiones Eléctricas

La elección de tensiones mayores o menores conlleva diferentes beneficios que deben ser evaluados según las necesidades del proyecto.

Beneficios de Tensiones Mayores

El uso de tensiones mayores tiene como ventajas:

• Disminuye el calibre del conductor.
• Disminuye el tamaño de los ductos.
• Disminuye el tamaño de los centros de control y distribución.
• Disminuye las pérdidas de energía.
• Disminuye la caída de tensión en los circuitos, entre otros.

Beneficios de Tensiones Menores

El uso de tensiones menores tiene como ventajas:

• Menor costo de los equipos, cables, etc.
• Menor riesgo para la seguridad del personal.
• Menor dificultad para la operación y el mantenimiento, entre otros.

Regulación de Voltajes en Sistemas Eléctricos

La regulación de voltaje es una medida de la variación del voltaje en un punto cualquiera de un sistema eléctrico entre la condición de voltaje nominal.

Bandas de Voltaje

Para asegurar la calidad del suministro eléctrico, se establecen bandas de voltaje que definen los límites aceptables de variación.

Zona A

Contempla variaciones de la tensión de hasta un 5 % por encima o por debajo de los valores nominales del sistema.

Zona B

Incluye tensiones por encima y por debajo de los límites de la Zona A, permitidas cuando ocurren contingencias simples en las condiciones de funcionamiento de los sistemas de suministro de energía eléctrica.