SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓNProceso Gestión de la Formación Profesional Integral

Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 01

Fecha: 01/04/2013

Código: F004-P006-GFPI

Programa de Formación:TECNOLOGO EN ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

Código: 821222Versión: 1

Nombre del Proyecto:Código:

Fase del proyecto:

Actividad (es) del Proyecto:

Actividad (es) de Aprendizaje: Calcular el calibre de acometidas y

circuitos ramales. Calcular regulación y corrientes de

cortocircuito de cada ramal. Dibujar el diagrama unifilar.

Resultados de Aprendizaje:1. Preparar acciones de mantenimiento en la instalación eléctrica de acuerdo a la normatividad establecida.

Competencia:Mejorar un bien o proceso mediante la alteración de un parámetro eléctrico para perfeccionar sus características iniciales.

Duración de la guía ( en horas): 12

En el diseño de instalaciones eléctricas, una de las tareas más importantes, repetitivas y decisivas es el cálculo y selección de conductores que suministrarán energía eléctrica las cargas conectadas a la misma. De la precisión con la que se realice el cálculo y la selección de los conductores depende, en buena medida, la seguridad y el buen funcionamiento de la instalación, así como el costo de la inversión inicial y de los gastos de operación y mantenimiento.

Esta guía lo llevará a analizar a grandes rasgos los principales criterios que deben tenerse en cuenta al calcular y seleccionar conductores para instalaciones eléctricas de baja tensión. Se tratarán aspectos como la determinación de la ampacidad, el cálculo de las caída de tensión y las corrientes de corto circuito. Se incluye el manejo de tablas y fórmulas y conceptos de diseño.

GUÍA DE APRENDIZAJE Nº 07

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE

2. INTRODUCCIÓN

3. ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Guía de Aprendizaje

3.1 Actividades de Reflexión inicial.

¿Cómo se determina la sección de los conductores?

¿Cómo se determina la caída de tensión en las canalizaciones?

¿Cómo se determina las corrientes de cortocircuito en las canalizaciones?

3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje.)

Necesitamos ahora calcular los conductores que llevarán las corrientes básicas para cada uno de los circuitos y la corriente del alimentador principal o acometida. Para ello partimos de que usted ya tiene los cálculos de demanda de la instalación y el transformador ya está escogido para suplir las necesidades.

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Guía de Aprendizaje

3.3 Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

3.3.1 Determinación de la sección de los conductores

Llene la siguiente tabla con los datos ya calculados

Descripción Tipo Longitud[m]

Carga instalada

cos φ Demanda(kW)

Sobre-dimension

Corriente demanda

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Descripción Tipo Longitud[m]

Carga máxima

(kW)

cos? φ Factor utilización

[ku]

Factor simultanei

dad [ks]

Carga corregida

(kW)

Corriente de usoIB [A]

T1 C.C.M. Trifasica 30T2 Puente Grua Trifasica 40T3 Tomacorrientes Trifasica 10T4 Horno incinerador Monofasica 40T5 Iluminación Trifasica 5

Guía de Aprendizaje

Corriente de cortocircuito trifásico Icci en cualquier punto de la instalación de BT.

En una instalación trifásica, se obtiene la Icci en cualquier punto de la siguiente manera:

Para calcular ZT en un punto cualquiera.

Se calculan todas las resistencias de cada tramo, junto con las reactancias de cada tramo y se halla la magnitud de la impedancia total.

Los valor de R y X se pueden conseguir en tablas de fabricantes, en caso de que no se puedan obtener se puede asumir lo siguiente:

R=22.5(Ωmm2/km)S (mm¿¿2)¿

(Para Cu y S ≤ 500 mm2)

X=0.096Ω /km (Para S > 50 mm2)X=0Ω /km (Para S ≤ 50 mm2)

RT=R1+R2+Rn, donde n son el numero de tramos del circuito.

Para calcular la reactancia es igual: XT=X 1+X2+Xn, donde n son el número de tramos del circuito.

Y finalmente ZT=√RT2+XT

2

ACTIVIDAD

Calcular, descartando la impedancia del barraje principal, la corriente de cortocircuito trifásico

I pcc=U

√3ZT en los diferentes puntos del sistema de distribución (Ipcc A y Ipcc 1 a Ipcc 5). Se reportaran los

diferentes resultados en la tabla del documento respuesta 1.

Desarrollo de la actividad

Cálculo de la impedancia de la redi. Aguas arriba del transformador de AT/BT

La impedancia de la red de AT, se puede tomar de la Fig G35 de la guía de Sneider.

RAT=0,106 [mΩ ] ; X AT=0,71[mΩ ]ii. Transformadores

De la tabla de especificaciones del transformador elegido se lee Zmax = 4,5% y Pcu = 4730 W.

ZTrafo=U 2

Sn×U cc

100=

(440 )2

400000× 4.5100

=21.8 [mΩ ]

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Guía de Aprendizaje

RTrafo=Pcu

3 I s2=

47303 (524 )2

=5.7 [mΩ ] ; XTrafo=√21.82−5.72=21.04 [mΩ ]

iii. Protecciones

El valor de reactancia que se suele tomar es X = 0.18mΩ por interruptor automático, mientras que se ignora la resistencia.

RProtección=0 [mΩ ]; X Protección=0.18 [mΩ ]

iv. Barras conductoras

La impedancia Z del barraje son tan bajas que generalmente se desprecian. Página 247 Guia Sneider

RBarraje=0 [mΩ ]; X Barraje=0 [mΩ ]

v. Alimentador (TA)

Se calcula la R y X para la fase, neutro y tierra.

Por ejemplo para la fase es:

RFase=22.5∗0.005202.2

=0.56 [mΩ ]; X Fase=0.096∗0.005=0.48 [mΩ ]

Completar la tabla para el neutro y la tierra.

Z (TA)Fase Neutro Tierra

R[mΩ]

X[mΩ]

R[mΩ]

X[mΩ]

R[mΩ]

X[mΩ]

Finalmente para la Z de la subestación se tiene:RS/E=RFase+RProteccion+RAT+RBarraje+RTrafo=6.36 [mΩ ]X S /E=XFase+X Proteccion+X AT+XBarraje+XTrafo=22.77 [mΩ ]

Por lo tanto la impedancia total vista en el lado de baja tensión es:

ZT=√RS /E2−XS /E

2=23.30 [mΩ ]Entonces la corriente de cortocircuito en el lado de baja tensión es:

I pcc−BT=V n

√3ZT

= 440√323.30

=10,9 kA

---Corriente de cortocircuito trifásico Icci en cualquier punto de los tramos de la instalación de BT.

Inicie considerando los datos de la tabla siguiente:

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TAT1 22.5 22.5 22.5 T2 22.5 22.5 22.5T3 22.5 22.5 22.5T4 22.5 22.5 22.5T5 22.5 22.5 22.5T6 22.5 22.5 22.5

Caid

a de

Voilt

aje[V

]

REGULACION

Resis

tivid

ad

[Ω*m

m2/

km]

Resis

tenc

ia [Ω

/km

]

Reac

tanc

ia [Ω

/km

]

Resis

tenc

ia [Ω

/km

]

PHASE NEUTRAL GROUND

Resis

tivid

ad

[Ω*m

m2/

km]

Reac

tanc

ia [Ω

/km

]

Resis

tivid

ad

[Ω*m

m2/

km]

Resis

tenc

ia [Ω

/km

]

Reac

tanc

ia [Ω

/km

]

Guía de Aprendizaje

Para cada tramo de red se calcula R y X totales y luego se calcula la ZT por tramo.

Ejemplo: Para T1.RT 1=RS /E+RFase+RNeutro+RProteccion+RBarraje T 1;

XT 1=X S /E+X Fase+XNeutro+X Proteccion+XBarrajeT 1

Luego se procede a calcular la impedancia ZT 1ZT 1=√RT 1

2 +XT 12

Y finalmente

I pcc−T 1=V n

√3 ZT 1

Completemos la siguiente tabla:

TramoR

[mΩ]X

[mΩ]R

[mΩ]X

[mΩ]R

[mΩ]X

[mΩ]R

[mΩ]X

[mΩ]R

[mΩ]X

[mΩ]R

[mΩ]X

[mΩ]

T1

T2

T3

T4

T5

Proteccion BarrajeFase Neutro TierraZ S/E

Donde:

TramoR

[mΩ]X

[mΩ]Z

[mΩ]Iccp [kA]

T1

T2

T3

T4

T5

Total

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Guía de Aprendizaje

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Guía de Aprendizaje

Evidencias de Aprendizaje Criterios de Evaluación Técnicas e Instrumentos de Evaluación

Evidencias de Conocimiento :Determina calibres fases, neutro, tierra para cargas industriales, regulación y corrientes de cortocircuito.Evidencias de Desempeño:No AplicaEvidencias de Producto:No Aplica

Diligencia la documentación técnica de mantenimiento del sistema de distribución eléctrica (planos, equipos y parámetros de reglaje) cumpliendo con el pliego de cargas y las normas vigentes

Documento respuesta - Lista de chequeo

Equipo de cómputo con: PDF, OFFICE, INTERNET, SCHNEIDER ECODIAL, Calculadora por alumno, apuntes Calculadora por alumno, cuaderno de apuntes Impresión: Documento respuesta 1 Ambiente de aprendizaje sala de socializaciónDocumento digital: Guía para instalaciones eléctricas 2008 IEC. DT1. DT2. DT3. DT4.

KT Factor de corrección para temperatura superior a 30°CKE Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corrienteK4 Factor que depende del método de instalaciónK5 Factores de corrección para las corrientes de armónicos en cables (tabla D52-1 de IEC 60364-5-52).Kn Factor de corrección del neutro refiérase a la norma NFC 15 100 sec 524.2.4.KS Factor de corrección de simetría refiérase a la norma NFC 15 100 sec 523.6.Iz Corriente admisible del conductor o ampacidadIB’ Corriente corregida con los factores que la afectan

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4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE

5. GLOSARIO DE TERMINOS

6. BIBLIOGRAFÍA/ WEBGRAFÍA

Guía de Aprendizaje

NTC 2050RETIEGuía de Diseño de instalaciones eléctricas según normas internacionales IEC, 2008, Schneider Electricwww.centelsa.com

VERSION 1. Elaborado por: Sergio Andrés García Peña, 18 de julo de 2013Revisado por:

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7. CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)