Calculadora de caída de tensión al arranque del generador – IEEE, IEC, NTC 2050

La caída de tensión al arranque del generador es crítica para la confiabilidad eléctrica y la protección de equipos. Calcularla correctamente evita fallas, arranques fallidos y daños en sistemas industriales y comerciales.

Este artículo explica cómo calcular la caída de tensión al arranque del generador según IEEE, IEC y NTC 2050. Encontrarás fórmulas, tablas, ejemplos reales y una calculadora inteligente para optimizar tus proyectos eléctricos.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de caída de tensión al arranque del generador – IEEE, IEC, NTC 2050

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Calcular la caída de tensión al arrancar un motor de 75 kW, 400 V, 100 m de cable, cobre.
¿Cuál es la caída de tensión al arranque de un generador de 250 kVA, 480 V, 150 m, aluminio?
Determina la caída de tensión para un motor de 30 HP, 220 V, 50 m, cobre, arranque directo.
¿Qué caída de tensión se presenta al arrancar un generador de 500 kVA, 380 V, 200 m, cobre?

Tablas de valores comunes para la Calculadora de caída de tensión al arranque del generador – IEEE, IEC, NTC 2050

Potencia del Generador (kVA)	Tensión Nominal (V)	Corriente de Arranque (A)	Longitud de Cable (m)	Material del Conductor	Sección del Conductor (mm²)	Caída de Tensión (%)
50	400	90	50	Cobre	25	2.1
100	480	150	100	Aluminio	50	3.8
250	400	450	150	Cobre	120	4.5
500	380	950	200	Cobre	240	5.2
750	480	1200	250	Aluminio	400	6.8
1000	400	1800	300	Cobre	630	7.5
1500	690	1800	350	Aluminio	800	8.2

La tabla anterior muestra valores típicos de caída de tensión al arranque para diferentes configuraciones de generadores, tensiones, materiales y distancias, siguiendo recomendaciones de IEEE 141, IEC 60364 y NTC 2050.

Fórmulas para la Calculadora de caída de tensión al arranque del generador – IEEE, IEC, NTC 2050

El cálculo de la caída de tensión al arranque del generador se basa en la Ley de Ohm y en consideraciones normativas específicas para arranques de motores y generadores. Las fórmulas varían según el tipo de sistema (monofásico o trifásico) y el material del conductor.

Fórmula general para caída de tensión en sistemas trifásicos

ΔV (%) = [ (√3 × Iarr × L × R) / (Vn × S) ] × 100

ΔV (%): Caída de tensión porcentual al arranque.
Iarr: Corriente de arranque del generador o motor (A).
L: Longitud del cable (m).
R: Resistencia del conductor a 20°C (Ω·mm²/m). Para cobre: 0.0178, para aluminio: 0.0282.
Vn: Tensión nominal del sistema (V).
S: Sección transversal del conductor (mm²).

Para sistemas monofásicos, la fórmula se ajusta:

ΔV (%) = [ (2 × Iarr × L × R) / (Vn × S) ] × 100

El factor √3 se reemplaza por 2 en sistemas monofásicos.

Fórmula para caída de tensión en porcentaje (IEC 60364, NTC 2050)

ΔV (%) = (Caída de tensión en V / Tensión nominal) × 100

La caída de tensión en voltios se calcula con:

ΔV (V) = √3 × Iarr × (R × L / S)

Para monofásico: ΔV (V) = 2 × Iarr × (R × L / S)

Valores comunes de las variables

Iarr: Suele ser 5 a 8 veces la corriente nominal del generador/motor.
L: Longitudes típicas de 10 a 300 metros.
R: 0.0178 Ω·mm²/m (cobre), 0.0282 Ω·mm²/m (aluminio).
S: 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630 mm².
Vn: 220, 230, 380, 400, 440, 480, 690 V.

Las normativas recomiendan que la caída de tensión al arranque no supere el 10% para motores y generadores críticos (IEEE 141, IEC 60364-5-52, NTC 2050).

Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de caída de tensión al arranque del generador – IEEE, IEC, NTC 2050

Ejemplo 1: Arranque de motor de 75 kW, 400 V, 100 m de cable de cobre

Potencia del motor: 75 kW
Tensión nominal: 400 V
Longitud del cable: 100 m
Material: Cobre
Sección del conductor: 50 mm²
Corriente nominal (In): In = 75,000 / (√3 × 400 × 0.9) ≈ 120 A (cos φ = 0.9)
Corriente de arranque (Iarr): Iarr ≈ 6 × In = 720 A

Aplicando la fórmula:

ΔV (%) = [ (√3 × 720 × 100 × 0.0178) / (400 × 50) ] × 100

Numerador: √3 × 720 × 100 × 0.0178 ≈ 2220
Denominador: 400 × 50 = 20,000
ΔV (%) = (2220 / 20,000) × 100 = 11.1%

Resultado: La caída de tensión al arranque es 11.1%. Excede el 10% recomendado, se debe aumentar la sección del conductor o reducir la longitud.

Ejemplo 2: Generador de 250 kVA, 480 V, 150 m, aluminio, sección 120 mm²

Potencia del generador: 250 kVA
Tensión nominal: 480 V
Longitud del cable: 150 m
Material: Aluminio
Sección del conductor: 120 mm²
Corriente nominal (In): In = 250,000 / (√3 × 480) ≈ 301 A
Corriente de arranque (Iarr): Iarr ≈ 6 × In = 1806 A

Aplicando la fórmula:

ΔV (%) = [ (√3 × 1806 × 150 × 0.0282) / (480 × 120) ] × 100

Numerador: √3 × 1806 × 150 × 0.0282 ≈ 13,236
Denominador: 480 × 120 = 57,600
ΔV (%) = (13,236 / 57,600) × 100 ≈ 22.98%

Resultado: La caída de tensión al arranque es 22.98%. Muy superior al límite recomendado, se debe aumentar la sección del conductor o usar cobre.

Recomendaciones normativas y consideraciones prácticas

IEEE 141 recomienda no superar el 10% de caída de tensión al arranque para motores críticos.
IEC 60364-5-52 y NTC 2050 establecen límites similares para instalaciones eléctricas seguras.
El material del conductor influye significativamente: el cobre tiene menor resistencia que el aluminio.
La longitud y la sección del conductor son variables clave para controlar la caída de tensión.
En arranques directos, la corriente de arranque puede ser 5 a 8 veces la nominal.
El uso de arrancadores suaves o variadores puede reducir la corriente de arranque y la caída de tensión.

Para más información técnica y normativa, consulta:

La correcta aplicación de la calculadora de caída de tensión al arranque del generador – IEEE, IEC, NTC 2050 es esencial para la seguridad, eficiencia y confiabilidad de los sistemas eléctricos modernos.