Calculo y selección de alimentadores eléctricos en baja tensión - Prof. Cortes, Tesis de Circuitos Digitales

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TEMARIO BIBLIOGRAFÍA PROCEDIMIENTO Datos generales

BIBLIOGRAFÍA

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEDE-2012 INSTALACIONES ELÉCTRICAS

(UTILIZACIÓN).

PROCEDIMIENTO

DATOS GENERALES:

Los conductores utilizados son de cobre para media y baja tensión, con una temperatura de aislamiento de 105 °C. Los siguientes datos son considerados para el cálculo y selección de los alimentadores en baja tensión. Sistema de alimentación Trifásico 4 hilos Tensión nominal 460 VCA Frecuencia 60 HZ Tipo de conductor Multiconductor aislado, THWW-LS Temperatura ambiente 40 °C Material del conductor Cobre Material de aislamiento XLPE(Polietileno reticulado), Ploricloruro de vinilo (PVC) Máxima temperatura de operación del conductor

105 °C

Máxima caída de tensión permitida para el circuito

1) CÁLCULO DEL ALIMENTADOR PARA EL MOTOR MIM189 ELEVADOR

3, ALIMENTA A SILO 1 O 2.

DATOS DE PLACA:

POTENCIA CORRIENTE

NOMINAL

TENSIÓN FACTOR DE

POTENCIA

FRECUENCIA LONGITUD

200 HP 234 A. 460 V 0.80 60 HZ 225 MTS

DONDE:

Fct = Factor de corrección por temperatura Fca = Factor de corrección por agrupamiento Is = Corriente nominal permisible (Ampere) Ic = Corriente corregida (Ampere). Ic =

0.93 x 0. =393.15 Amperes SELECCIONANDO EL CALIBRE DEL ALIMENTADOR DE LA TABLA 310-60(c) (73) AMPACIDAD DE CABLES DE TRES CONDUCTORES O TERNAS DE CABLES INDIVIDUALES AISLADOS, DE COBRE, EN TUBO CONDUIT FÍSICAMENTE AISLADOS EN EL AIRE, CON BASE EN TEMPERATURAS DEL CONDUCTOR DE 90 °C Y 105 °C Y TEMPERATURA AMBIENTE DEL AIRE DE 40 °C. DE LA NOM-001- SEDE-2012. PARA UNA TEMPERATURA DE OPERACIÓN DEL CONDUCTOR DE 105 °C, EL CUAL CORRESPONDE AL CALIBRE 350 KCM CON UNA AMPACIDAD DE 430 AMP. Y UNA SECCIÓN TRANSVERSAL DE 177 mm^2. PARA US0 DE DOS CONDUCTORES POR FASES SE DIVIDE 177/2 = 88.5 mm^2 , UBICAMOS LA TABLA 310-60(c) (73 ) Y TEMPERATURA NOMINAL DEL CONDUCTOR 105 °C, SELECCIONANDO UN CONDUCTOR CON UNA SECCIÓN TRANSVERSAL MAYOR QUE 88.5 mm^2 ; USAMOS EL CONDUCTOR 4/0 CON UNA SECCIÓN TRANSVERSAL DE 107 mm^2 TENIENDO UNA AMPACIDAD DE 305 AMPERES. POR TANTO SE DETERMINA QUE SON DOS CONDUCTORES 4/0 POR FASES.

1.2 CÁLCULO DEL ALIMENTADOR POR CAÍDA DE TENSIÓN.

SE VERIFICA QUE EL CALIBRE DEL CONDUCTOR CALCULADO POR AMPACIDAD

CUMPLA CON LOS REQUISITOS DE CAÍDA DE TENSIÓN ESTABLECIDOS EN LOS

ARTÍCULOS 210-19 NOTA 4 Y 215-2 NOTA 2 DE LA NOM-001-SEDE-2012 EN LOS

QUE DEFINE UNA MÁXIMA CAÍDA DE TENSIÓN PERMISIBLE DE 3% PARA LOS

CONDUCTORES ALIMENTADORES DE CIRCUITOS.

e %=

√ 3 ∗ L ∗(

Id

n )

∗( R ∗cos ∅ + X ∗ Sen ∅ ) 10 ∗ V DONDE: L = LONGITUD DEL ALIMENTADOR (m) Id = CORRIENTE MÁXIMA DEMANDA (CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR) (AMPERES) n = NÚMERO DE CONDUCTORES POR FASE. R = RESISTENCIA DEL CONDUCTOR (Ω/Km) X = REACTANCIA DEL CONDUCTOR (Ω/Km) V = TENSIÓN DEL SISTEMA. (V) APLICANDO LOS VALORES DE LA TABLA 9.- RESISTENCIA Y REACTANCIA EN CORRIENTE ALTERNA PARA LOS CABLES PARA 600 VOLTS, 3 FASES A 60 HZ Y 75 °C. TRES CONDUCTORES INDIVIDUALES EN UN TUBO CONDUIT. COLUMNA CONDUIT DE ACERO, DE LA NOM-001-SEDE-2012. Y CONSIDERANDO DOS CONDUCTORES POR FASES CALIBRE 4/0. USAMOS LOS VALORES: R = 0.207 Ω/KM; X = 0.167 Ω/KM e %=

√^3 ∗ L ∗(

Id

n )

∗( R ∗cos ∅ + X ∗ Sen ∅ ) 10 ∗ V Para obtener el ángulo de “FI” hacemos lo siguiente: cos ∅ =0.8 ∅ = Cos-10.8 = 36.86 Sen 36.86 = 0. SUSTITUYENDO LOS DATOS EN LA FÓRMULA TENEMOS: e %=

√^3 ∗^225 ∗(

1.4 SELECCIÓN DE LA CANALIZACIÓN PORTA CABLES

USO DE CHAROLAS PORTA CABLES TIPO ESCALERA PARA LOS CABLES DE ALIMENTACIÓN.

EL ARTÍCULO 392-22 DE LA NOM-001-SEDE-2012 DEFINE EL NÚMERO DE CABLES

PERMITIDOS O CONDUCTORES Y LAS CONDICIONES DE USO EN CHAROLA.

PARA CALCULAR LA CANALIZACIÓN SE DETERMINA EL TAMAÑO SEGÚN LA TABLA 310-

104(b) ESPESOR DEL AISLAMIENTO PARA CONDUCTORES NO BLINDADOS… DE LA NOM- 001-SEDE 2012. DE LA SIGUIENTE FÓRMULA: d =

√ ( 4 ∗ A )

π DONDE: A = ÁREA NOMINAL DEL CONDUCTOR (mm^2 ) d = DIÁMETRO NOMINAL DEL CONDUCTOR (mm) PARA ESTE CASO EL ÁREA DEL CONDUCTOR CALIBRE 4/0 = 107.2 mm^2 d = √

d = 11.68 mm EL DIÁMETRO SOBRE AISLAMIENTO NOMINAL SERÁ: D = d + (2 * t) DONDE: t = ESPESOR DEL AISLAMIENTO NOMINAL D = DIÁMETRO SOBRE AISLAMIENTO NOMINAL DE LA TABLA 310-104(b ) USAMOS EL VALOR PARA t = 2.29 mm Y DE LA FÓRMULA ANTERIOR TENEMOS: D = 11.68 + (2 * 2.29) = 16.26 mm OBTENIENDO EL DIÁMETRO SOBRE AISLAMIENTO NOMINAL Y MULTIPLICANDO POR LA CANTIDAD DE CONDUCTORES, PARA ESTE CASO SON 7; DOS POR FASE Y EL NEUTRO.

DT = DIÁMETRO TOTAL

DT = 16.26 * 7 = 311.82 mm

2.- CÁLCULO DE LA AMPACIDAD DEL ALIMENTADOR A CCM DEL MOLINO 8.

DE ACUERDO A LO ESTIPULADO EN 430-24. VARIOS MOTORES O MOTORES Y OTRAS

CARGAS, DE LA NOM-001-SEDE-2012. LOS CONDUCTORES QUE ALIMENTEN VARIOS

MOTORES O MOTORES Y OTRAS CARGAS DEBEN TENER UNA AMPACIDAD NO MENOR A

LA SUMA DE CADA UNO DE LOS SIGUIENTES:

1) 125 POR CIENTO DE LA CORRIENTE NOMINAL DE PLENA CARGA DEL MOTOR CON

EL VALOR NOMINAL MÁS ALTO.

2) LA SUMA DE LAS CORRIENTES NOMINALES DE PLENA CARGA DE TODOS LOS

OTROS MOTORES DEL GRUPO.

2.1.- AMPACIDAD Y NÚMERO DE CONDUCTORES DEL TRANSFORMADOR AL

INTERRUPTOR M1X20.1.

DATOS DEL INTERRUPTOR:

POTENCIA VOLTAJE CORRIENTE F.P. FRECUENCIA LONGITUD

974 KW 460 V 1600 A 0.80 60 HZ 19 MTS

CORRIENTE NOMINAL DE LA SUMA DE TODOS LOS MOTORES INSTALADOS:

∑In = 1738.2 AMPERES MOTOR DE MAYOR CAPACIDAD M1M105 SOPLADOR # 1 PARA AEROPOL 1 O 2 HP: 250. In: 292 A

Icond. De grupo de motores = ∑In de los motores + (1.25% X In del motor de mayor

capacidad) Sustituyendo los datos:

I cond. Gpo. De motores = 1738.2 + (1.25 % X 292) = 2103.2 Amperes.

2.1.- SELECCIÓN DEL DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN Y CÁLCULO DEL

NÚMERO DE CONDUCTORES POR FASE

SEGÚN EL ARTÍCULO 240-6 DE LA NOM-001-SEDE-2012, SE DETERMINÓ LA PROTECCIÓN

DE 3 X 2000; AHORA CONSIDERANDO UN CONDUCTOR 400 kcmil (203 MM^2 ) CON UNA AMPACIDAD DE 503 AMP. SEGÚN LA TABLA 310-15(b) (20) DE LA NOM-001-SEDE- REALIZAMOS LO SIGUIENTE:

FONDO VENTILADO CONTENGA CABLES DE UN SOLO CONDUCTOR, EL NÚMERO MÁXIMO

DE DICHOS CABLES DEBE CUMPLIR LOS SIGUIENTES REQUISITOS:

b). SI TODOS LOS CABLES SON DE 127 mm^2 (250 kcmil) HASTA 456 mm^2 (900 kcmil), LA SUMA DE LAS ÁREAS DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES DE TODOS LOS CABLES DE UN SOLO CONDUCTOR, NO DEBE EXCEDER EL ÁREA DE OCUPACIÓN MÁXIMA PERMITIDA EN LA COLUMNA 1 DE LA TABLA 392-22(b)(1) PARA EL ANCHO CORRESPONDIENTE DE LA CHAROLA. DE LA TABLA 392-22(b)(1) ÁREA DE OCUPACIÓN PERMISIBLE PARA CABLES DE UN SOLO CONDUCTOR EN CHAROLAS PORTACABLES DE TIPO ESCALERA, FONDO VENTILADO O MALLA VENTILADA PARA CABLES DE 2000 VOLTS O MENOS. PARA NUESTRO CASO TENEMOS 6 CONDUCTORES POR FASE DE 203 mm^2 ( kcmil) Y 1 CONDUCTOR NEUTRO DEL MISMO CALIBRE. 19 CABLES X 203 mm^2 = 3857 mm^2 UNA CHAROLA DE 15 cm. ES FUNCIONAL PARA 4200 mm^2 , SIN EMBARGO SE TIENE INSTALADA CHAROLA DE 50 cm. APLICABLE PARA 14000 mm^2. Y SOPORTAR LOS 19 CABLES DE 203 mm^2 (400 kcmil). SUMANDO LAS ÁREAS DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES DE TODOS LOS CONDUCTORES TENEMOS 3857 mm^2.