trabajo instalaciones electricas

Trabajo de Instalaciones Elctricas Industriales TECSUP VIRTU@L

PEDRO JAVIER PINGO TALLEDO

25/07/2013

Trabajo de Instalaciones Elctricas Industriales 2013

2 PEDRO JAVIER PINGO TALLEDO

PREGUNTA N 1: (6,0 p)

Seleccionar los conductores de los circuitos derivados, el conductor alimentador y el interruptor automtico que protege al conductor alimentador, para el circuito mostrado en la figura.

M3 ~

40 m

380 V

M3 ~

M3 ~

22.4 kW

f.d.p. = 0.91 = 87,5%

70 m

100 m

CONDUCTOR ALIMENTADOR NYY EN BANDEJA

9,0 kW

f.d.p. = 0.84 = 84%

13.4 kW

f.d.p. = 0.86 = 85%

CONDUCTORES

DERIVADOS TW-80

EN TUBO METLICO

Justificar los clculos siguiendo el siguiente orden:

a) Calcular las corrientes nominales de los motores. b) Calcular el calibre de los conductores de los circuitos derivados por capacidad de

corriente c) Calcular el calibre del alimentador por capacidad de corriente y por cada de tensin. d) Seleccionar el calibre del conductor alimentador. e) Calcular el interruptor automtico.



SOLUCIN:

a)

Corriente I1 del Motor 1:

1 =

. . .

1 =9000

3 380 0,84 (0,84)

= ,

1 = (1,25)1

= ,


2 =

. . .

2 =13400

3 380 0,86 (0,85)

= ,

2 = (1,25)2

= ,


3 =

. . .

3 =22400

3 380 0,91 (0,875)

= ,

3 = (1,25)3

= ,



b)

ESPECIFICACIONES CONDUCTORES TW - 80 - mm

CALIBRE

CONDUCTOR N

HILOS

DIAMETRO

HILO

DIAMETRO

CONDUCTOR

ESPESOR

AISLAMIENTO

DIAMETRO

EXTERIOR PESO

AMPERAJE

(*)

AIRE DUCTO

mm mm mm mm mm Kg/Km A A

ALAMBRES

1.5 1 1.4 1.4 0.70 2.9 20 18 14

2.5 1 1.8 1.8 0.80 3.4 31 30 24

4 1 2.2 2.2 0.80 3.9 46 35 31

6 1 2.7 2.7 0.80 4.4 64 50 39

10 1 3.5 3.5 1.00 5.6 107 74 51

CABLES

1.5 7 0.53 1.5 0.70 3.0 21 18 14

2.5 7 0.70 2.0 0.80 3.6 33 30 24

4 7 0.90 2.5 0.80 4.1 48 35 31

6 7 1.04 3.0 0.80 4.7 68 50 39

10 7 1.35 4.0 1.00 6.1 114 74 51

16 7 1.75 4.6 1.00 6.7 172 99 68

25 7 2.20 5.8 1.20 8.4 269 132 88

35 7 2.59 6.9 1.20 9.4 364 165 110

50 19 1.83 8.1 1.40 11.0 490 204 138

70 19 2.20 9.7 1.40 12.6 690 253 165

95 19 2.59 11.5 1.60 15.0 959 303 198

120 37 2.10 13.0 1.60 16.4 1192 352 231

150 37 2.25 15.8 1.80 18.5 1390 413 264

185 37 2.60 16.2 2.00 20.4 1837 473 303

240 37 2.99 18.5 2.20 25.1 2464 528 352

300 37 3.35 21.0 2.40 28.3 3106 633 391

400 61 2.85 25.7 2.60 31.3 3922 737 451

500 61 3.20 28.8 2.60 34.4 4891 858 506

(*) - NO MAS DE TRES CONDUCTORES POR DUCTO

- TEMPERATURA AMBIENTE 30C



En la Tabla de Fabricante se selecciona:

1. Para el Motor 1: Cable Unipolar de 4mm2, TW 80



*NOTA: PROFESOR EN ESTA PARTE ELEGI LOS CALIBRES 4 mm2, 6 mm2, 16mm2

YA QUE LAS CORRIENTES DE DISEO (Id) QUEDAN ENTRE ESOS RANGOS.

c)

Calculo del calibre del conductor alimentador por capacidad de corriente:

= 1,25 +

= 1,25 42,74195168 + (27,85115418 + 19,37937262 )

= ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Cable unipolar de 35 mm2 en

Ducto, TW 80 25 mm2 en el Aire, TW 80.

Calculo del calibre del conductor alimentador por cada de tensin:

= . .

%.

=(0,0309) 40 24,22421578 0,84 + 70 34,81394272 0,86 + 100 53,4274396 (0,91)

0,03 (380)

= ,

En la Tabla de Fabricante no existe este calibre as que asumiremos el

calibre de 25 mm2, TW 80, para una corriente de 132 A en el aire, que

es el calibre ms cercano a nuestro clculo.

d)

ENTONCES SELECCIONARIA LOS CALIBRES DE 35 mm2, TW 80 EN

DUCTO 25 mm2, TW 80 EN EL AIRE. DEPENDIENDO DE CMO

SEA EL DISEO SE ELEGIRA EL MAS CONVENIENTE.



e)

La corriente nominal del interruptor termomagntico (IITM )se selecciona

entre:

1,15 + < <

Para conductor de calibre 35 mm2, TW 80 en ducto:

1,15 42,74195168 + 27,85115418 + 19,37937262 < < 110

96,38377123 < < 110

Para conductor de calibre 25 mm2, TW 80 en ducto:

1,15 42,74195168 + 27,85115418 + 19,37937262 < < 132

96,38377123 < < 132

ENTONCES SELECCIONAREMOS EL INTERRUPTOR AUTOMATICO:

SISTEMA COMPACT NR/NS100 A 250, MODELO TMD 100 (80 A 100

A) EL TMD 125 YA QUE VAN DE ACUERDO A NUESTROS RANGOS.




Se desea elaborar un arrancador estrella tringulo para un motor con las siguientes caractersticas: 13,4 kW, 3470 rpm, 380 / 220 V, 27,5 / 47 A, factor de potencia 0,88 y eficiencia 85 %; realice los clculos justificativos y especifique los equipos y materiales necesarios para elaborar el arrancador.

SOLUCIN:

Asumimos los siguientes componentes del arrancador:

1. F1F: Fusibles.

2. K1M: Contactor comn

3. K2M: Contactor de conexin estrella.

4. K3M: Contactor de conexin tringulo.

5. F2F: Rel trmico.

6. X1X: Bornes de fuerza.

Calculamos el conductor alimentador:

= (1,25)

= 1,25 47

= ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Cable unipolar de 16 mm2,

TW 80.

Calculamos el conductor en la conexin estrella:

=(1,25)

3

= 1,25 47

3

= ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Cable unipolar de 2,5 mm2,

TW 80.



Calculamos el conductor en la conexin triangulo:

=(1,25)

3

= 1,25 47

3

= ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Cable unipolar de 6 mm2,

TW 80.

Calculo del fusible F1F:

1 =

=

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Fusible cilndrico de 14 x 51

mm, 50 A, aM. Y el Portafusible Seccionador Tripolar de 14 x 51 mm.

Calculo de los contactores K1M y K3M:

1 = 3 =

3

1 = 3 =47

3

= = ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Contactor tripolar AC3, 32 A,

con bobina de 380 V y 1NA.

Calculo del contactor K2M:

2 =3

2 =47

3

= ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Contactor tripolar AC3, 18 A,

con bobina de 220 V y 1NA.



Calculo del rel trmico F2F:

(0,8)

3 2

(1,2)

3

, ,

En la Tabla de Fabricante se selecciona: Rel Trmico tripolar

bimetlico de 23 A a 32 A.




Se instal un analizador de redes en una subestacin de distribucin de una empresa X cuya baja tensin es 400 V y se obtuvo los siguientes datos: Potencia activa promedio 260 kW, factor de potencia promedio 0,80 a) Calcule la potencia aparente, la potencia reactiva y luego dibuje el tringulo de

potencias. b) Determinar la potencia reactiva del banco de condensadores para compensar el

factor de potencia a 0,98. c) Realice los clculos justificativos y luego especifique los componentes del banco de

condensadores, sabiendo que es automtico y de seis pasos.

SOLUCIN:

a)

Calculamos la potencia aparente:

=

= 0,8 =260

=260

0,8

=

Luego utilizamos la relacin de triangulo de potencias para calcular la

potencia reactiva:

2 = 2 + 2

325 = 2602 + 2

=

Realizamos el triangulo de potencias:



b)

Determinamos los valores de los ngulos de cada F.P.:

1 = 0,8

cos1 0,8 = 36,86989765

= ,

2 = 0,98

cos1 0,98 = 11,47834095

= ,

Hallamos las tangentes de cada ngulo:

1 = 0,75

2 = 0,203058660

Obtenemos el banco de condensadores de la siguiente manera:

= 1 2

= 260 0,75 0,2030586606

= ,

c)



Clculo de la corriente total IT:

=

3.

= 142,2047482

3 (400 )

= ,

Clculo de la corriente total I1:

1 = 1

3

1 = 23,70079137

3 400

= ,

Seleccin del conductor alimentador:

= 1,4

= 1,4 205,2548741

= ,

o En la Tabla de Fabricante se selecciona: Cable unipolar de 95 mm2,

TW 80, en el aire 185 mm2, TW 80, en ducto.

Seleccin del conductor del circuito derivado 1:

1 = 1,4 1

1 = 1,4 34,20914569

= ,

o En la Tabla de Fabricante se selecciona: Cable unipolar de 6 mm2, TW

80, en el aire 10 mm2, TW 80, en ducto.



Seleccin del Interruptor Termomagntico Q0:

0 = (1,43)

0 = 1,43 205,2548741

= ,

Seleccin del Interruptor Termomagntico Q1:

1 = 1,43 1

1 = 1,43 34,20914569

= ,

o Seleccionaremos el Interruptor Termomagntico: Sistema

compact NR/NS100 a 250, modelo TMD 50 (40 A 50 A).

Seleccin del Contactor K1:

Se selecciona segn la potencia reactiva del condensador C1,

entonces seleccionamos el Contactor Tripolar LC1DMK11M5.




Explique cul es la funcin que cumplen los interruptores diferenciales y la puesta a tierra en las instalaciones elctricas.

SOLUCIN:

INTERRUPTORES DIFERENCIALES

El interruptor diferencial es un dispositivo elctrico, generalmente instalado en el

cuadro general electricidad, cuya funcin es desconectar la instalacin elctrica de

forma rpida cuando existan fugas de corriente. Si funciona correctamente, en caso de

que haya una derivacin en el interior de un equipo, y como consecuencia de la misma

haya una fuga de corriente, interrumpir el suministro. Si dicha derivacin no implica fuga

de corriente, dicho equipo quedar en tensin, es decir, que si alguien lo toca, la corriente

pasar a travs de su cuerpo hacia tierra. Cuando alguien toque el equipo en cuestin, el

diferencial desconectar la instalacin en un tiempo lo suficientemente corto como para

que el paso de corriente a travs del cuerpo no suponga daos graves. Adems, si el

diferencial es de alta sensibilidad (300 mA) puede suponer proteccin adicional contra

contactos elctricos directos.

Los diferenciales poseen dos elementos mviles, una pestaa y un pulsador de

Test.

Fig. Interruptor diferencial

Aparte de este dispositivo, en los cuadros elctricos hay otras protecciones como

magnetotrmicos (protegen contra sobrecargas de la instalacin y contra cortocircuitos)

as como otros elementos. Es muy fcil distinguirlos de los interruptores diferenciales,

pues no poseen pulsador de test.



PUESTA A TIERRA

En los edificios destinados a viviendas se instalan sistemas de puesta a tierra, acompaados de interruptores diferenciales de alta sensibilidad que garantizan la seguridad de las personas.

Podemos definir la puesta o conexin a tierra como la conexin elctrica directa de todas las partes metlicas de una instalacin, sin fusibles ni otros sistemas de proteccin, de seccin adecuada y uno o varios electrodos enterrados en el suelo, con objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficies prximas al terreno, no existan diferencias de potencial peli- grosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o la de descarga de origen atmosfrico.

La finalidad principal de una puesta a tierra es limitar la tensin que con respecto a tierra, puedan presentar, en un momento dado, las masas metlicas, asegurar la actuacin de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avera en los materiales elctricos utilizados.

El sistema de proteccin est basado, principalmente, en no permitir la existencia de tensiones entre diferentes masas metlicas o entre stas y el suelo, superiores a 24 V en viviendas y locales hmedos, o 50 V en locales secos. Estos valores son los mximos que puede soportar el cuerpo humano sin peligro de lesiones graves.

Para conseguir estos valores de tensin, se equipan las instalaciones con una lnea paralela a los conductores de enlace del edificio que sea capaz de enviar a tierra cualquier corriente de fuga, derivacin, etc., as como las descargas de origen atmosfricos (rayos).

Fig. Representacin esquemtica de un circuito de puesta a tierra.

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