Estudios de cargas y alumbrado público

1. Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Maracay
ESTUDIOS DE CARGAS
Y
ALUMBRADO PÚBLICO
Autor:
Oscar Marcano
17365705
Maracay, Noviembre 2015

2. Las redes de distribución ocupan un lugar importante en el sistema electroenergético, siendo su
función tomar la energía eléctrica de la fuente y distribuirlas o entregarlas a los consumidores. La
afectividad conque las redes de distribución realizan esta función se mide en términos de regulación
de voltaje, continuidad del servicio, flexibilidad, eficiencia y costo. Las tareas de la distribución son el
diseño, construcción, operación y mantenimiento del sistema para poder brindar un servicio eléctrico
adecuado al área bajo consideración, en la actualidad y en un futuro próximo.
Atendiendo a su configuración las redes de distribución pueden ser de tipo radial, de lazo y malla,
indicando sus nombres la configuración que toma la red con el fin de brindar el servicio solicitado.
Entre estos se encuentran los Circuito radiales, los cuales son aquellos que partiendo de un punto de
alimentación (planta, subestación, etc.), recorre una determinada región; cubriendo la demanda
eléctrica de esta. La red radial está constituida por la línea propiamente dicha, los ramales y
subramales. Su característica fundamental es la presencia de sólo un punto de alimentación y la
ausencia de caminos cerrados. Asi mismo se encuentra el Circuito o red en Lazo, este tipo de circuito
de distribución, tiene la característica de que se cierra sobre sí mismo, poseyendo sólo un punto de
alimentación; pero estableciendo 2 caminos para la alimentación de las cargas, lo que permite
menores caídas de voltaje, pérdidas de potencia que en la red radial, además, ante un fallo en una de
las ramas, es posible alimentar a las cargas como si fuesen dos redes radiales; es por eso que su
sistema de protecciones debe reaccionar no sólo a la magnitud de la corriente de falla, sino también a
la dirección de la misma con respecto a la barra para poder eliminar las fallas desconectando el
menor número de consumidores. También se encuentran los Circuitos o redes en malla, los cuales
en estos circuitos, se forma una malla o red altamente interconectada. Su mayor aplicación es en las
zonas densamente pobladas de las grandes ciudades y su carácter de malla se manifiesta
mayormente en las interconexiones por secundario. La red o malla secundaria se forma
interconectando todos los transformadores usados en la distribución de forma tal que prácticamente
cada transformador contribuye a todas las cargas en alguna medida. Esta red ofrece una alta
confiabilidad en el servicio, ya que la avería de un transformador no interrumpe el servicio, puesto que
la carga entregada por él se redistribuye entre los demás
El estudio de carga, es sin lugar a duda lo más importante que se realiza
en un proyecto eléctrico sí no se conocen exactamente las
necesidades de carga. Existen varias técnicas para su
determinación, entre ellas se encuentra la de la demanda a través de las
curvas de la Westinghouse, el cual es muy utilizado y considera la
diversidad entre cargas similares y la no coincidencia entre los picos
de los diferentes tipos de carga, a través del Factor de Variación horaria
que indica el porcentaje en que cada tipo de carga (artefacto)
contribuye a la demanda máxima.
También se encuentra la técnica de los planos regulares, la cual es la
expresión del proyecto y ellos deben representar claramente las obras
que se van a realizar, con todos los detalles y explicaciones necesarias para que no existan errores
de interpretación. Los principales elementos que deben identificarse en los planos son los siguientes:
a) Centros generales de distribución.
b) Unidad generadora de emergencia.
c) Tableros y Subtableros.
d) Alimentadores de circuitos ramales.
e) Interruptores y salidas de importancia.
f) Cajas de paso, derivaciones o empalmes de conductores que puedan servir de referencia para
la distribución eléctrica.
g) Ductos verticales o paso de conductores de un nivel a otro representado en los planos
diferentes.
Pasando al estudio del alumbrado público se encuentra la separación máxima entre luminarias de
calles, el cual es la distancia en pies o en metros entre unidades de alumbrado sucesivas, medido a
lo largo de la línea de centro de la calle. La separación seleccionada para cualquier proyecto dado

3. será consistente con el tipo de luminarias, capacidad, ancho de rodaje, altura de montaje y el patrón
de iluminación. La razón de uniformidad (razón promedio de los valores de iluminación sobre el
mínimo), se mantendrá en todos los diseños.
1. El factor de mantenimiento (Fm) utilizado para calles: A partir del día en que una instalación de
alumbrado nueva se pone en funcionamiento, la iluminación va sufriendo cambios constantes a
medida que las lámparas envejecen, las luminarias acumulan suciedad y se hace sentir el efecto de
otros factores que contribuyen a las pérdidas de luz. El factor final de pérdidas es el producto de
todos los factores parciales, y se define como la relación entre la iluminación existente cuando ésta
alcanza su nivel más bajo en el plano de trabajo, inmediatamente antes de efectuar una acción
correctora, y el nivel inicial de iluminación si no se considera ninguno de los factores de parciales de
perdidas. Para el cálculo del factor de mantenimiento se toma en cuenta los siguientes factores
parciales de pérdida: la depreciación del flujo de la lámpara, de la luminaria y la suciedad sobre la
superficie de la calle o avenida en el caso de iluminación de exteriores.
2. El coeficiente de utilización (Cu) utilizado para calle: El coeficiente de utilización es la relación
entre el número de lúmenes que alcanzan el plano de trabajo y el número total de lúmenes emitidos
por la lámpara. Este factor toma en cuenta la eficacia de la lámpara, las dimensiones del sitio, altura
de montaje y porcentaje de reflexión del suelo..
3. La técnica para calcular el calibre del conductor de alumbrado de
calles: Existen varios métodos para calcular el calibre, tales como
a. Por Corriente
b. Por Caída de Tensión
c. Por Resistencia de los Conductores.
De los tres métodos señalados el más utilizado es el de explicaré a
continuación.
Procedimiento.
a.1 Se determina aproximadamente la CARGA TOTAL
a.2 Se aplica la fórmula:I= P/(V*0.9)
En donde:
I es la corriente que pasará por los conductores (amperes);
P es la carga total (Watts);
V es el voltaje que llega a la residencia por medio de la acometida (127 Volts-ca para el caso de una
instalación que no rebasa los 5,000 Watts); y,
0.9 es el denominado factor de potencia el cual regularmente es del 90% por la combinación de
cargas resistivas e inductivas existentes en la instalación eléctrica.
a.3 Con la I, se determina una Ic (corriente corregida) multiplicándola por un factor de demanda o
factor de utilización (f.d.) el cual tiene un valor que varía de la siguiente manera.
Primeros 3,000 VA o menos: 100%; 1
De 3,001 a 120,000 VA: 35%; 0.35
A partir de 120,000 VA: 25%; 0.25

4. En virtud de que el factor de demanda o utilización, varía mucho antes y después de los 3000 Watts,
puede utilizarse a cambio uno más acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70%
respectivamente. Para calcular la Corriente Corregida simplemente se multiplica la I por el f.d. o sea:
Ic=(I)(f.d.)
a.4.Con la Ic se busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la
marca del fabricante y de si estará al aire libre (instalación visible) o en tubo (instalación oculta).
Actualmente los luminarios convencionales para el alumbrado público de vialidades a nivel mundial
son lámparas de aditivos metálicos y de vapor de mercurio con potencias de 175 y 250 W o de vapor
de sodio en alta presión con potencias de 150 y 250 W (mediante sus respectivos balastros
electromagnéticos en todos los casos) y que se encuentran instalados en postes a 9 metros de altura
de montaje.