dimensionamiento de conductor

DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTOR

PRINCIPAL PARA MOTOR

OBJETIVO

“Dada la información técnica metodológica, elalumno al término de la clase, deberá dimensionarcorrectamente el conductor principal dealimentación para uno o varios motores eléctricos”

Para un motor

PARA UN MOTOR

CONDUCTORES PARA ALIMENTAR A CARGAS CONCENTRADAS

𝑃 = 𝑘 ∗ 𝑈 ∗ 𝐼 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅ ∗ 𝜂

A). Por capacidad de corriente:

PARA UN MOTOR

𝐼 =𝑃

𝑘 ∗ 𝑈 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅ ∗ 𝜂

El calibre se selecciona calculando la corriente de diseño “Id”:

Id = 1,25*I

PARA UN MOTOR

B). Por caída de tensión:

PARA UN MOTOR

PARA UN MOTOR

∆𝑈 =𝐾𝑉 ∗ 𝐿 ∗ 𝐼𝑑 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅

𝑆

P = 40 HPCosφ = 0.80𝜂 = 0.85

Ejemplo

P = 20 HPCosφ = 0.80𝜂 = 0.85

Ejercicio 1

U = 440VL = 60m

• Instalación por ductos

P = 75 HPCosφ = 0.80𝜂 = 0.85

Ejercicio 2

• Instalación aérea

U = 380VL = 45m

Para varios motores

PARA VARIOS MOTORES

A) Por capacidad de corriente:

PARA VARIOS MOTORES

𝐼 =𝑃

𝑘 ∗ 𝑈 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅ ∗ 𝜂

B) Por caída de

tensión:

PARA VARIOS MOTORES

Donde:

∆𝑈 =𝐾𝑉 ∗ 𝐿 ∗ 𝐼𝑑𝑖 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅𝑖

𝑆

Ejemplo

P1= 50HP

Cosφ= 0.78

P2= 25HP

Cosφ= 0.88

P3= 15HP

Cosφ=0.86

Motor 1 Motor 2 Motor 3

L= 60m

En el siguiente esquema eléctrico, la alimentación es 3Ф , 440 Vac, el conductor es en aire, determinar el conductor alimentador de los motores.

Ejercicio 01

Circuito trifásico

Donde:

• IAG: Interruptor general

• IA1: Interruptor termomagnético para motor 1.

• IA2: Interruptor termomagnetico para motor 2.

• IA3: Interruptor termomagnético para motor 3.

L = 100m

Caso práctico

• Se posee 3 motores eléctricos trifásicos de380V, los cuales accionan, mecanismos detracción; en un régimen de servicio continuo.

Motor Potencia(HP)

Tensión(V)

Cosϕ n(eficiencia)

Distancia TG (m)

M1 5 380 0.87 0.90 35

M2 10 380 0.85 0.88 50

M3 20 380 0.89 0.87 78

• 𝐼𝑁𝑚1 =746 ∗𝐻𝑃

3∗𝑈∗𝑛∗𝐶𝑜𝑠φ=

746∗5

3∗380∗0.9∗0.87= 7.24𝐴

• 𝐼𝑁𝑚2 =746 ∗𝐻𝑃

3∗𝑈∗𝑛∗𝐶𝑜𝑠φ=

746∗10

3∗380∗0.88∗0.85= 15.15𝐴

• 𝐼𝑁𝑚3 =746 ∗𝐻𝑃

3∗𝑈∗𝑛∗𝐶𝑜𝑠φ=

746∗20

3∗380∗0.87∗0.89= 29.27𝐴

A) Por capacidad de corriente:

• 𝐼𝐷𝑚1 = 1.25 ∗ 7.24𝐴 = 9.05𝐴

• 𝐼𝐷𝑚2 = 1.25 ∗ 15.15𝐴 = 18.94𝐴

• 𝐼𝐷𝑚3 = 1.25 ∗ 29.27𝐴 = 36.58𝐴

Corriente de diseño:

Determinando sección del conductor

Losconductoresque alimentanun motordeben teneruna capacidadde conducciónno menor queel 125% de sucorrientenominal

Sección de conductor de cobre(mm2)

Corriente máxima admisible (A)

1 9.6

1.5 13

2.5 18

4 24

6 31

10 43

16 59

25 77

35 96

50 116

70 148

95 180

B) Por caída de

tensión:

∆𝑈𝑀1=0.0309 ∗ 35𝑚 ∗ 9.05𝐴 ∗ 0.87

1.5𝑚𝑚2= 5.7𝑉 < 3%(380𝑉)

∆𝑈𝑀2=0.0309 ∗ 50𝑚 ∗ 18.94𝐴 ∗ 0.85

4𝑚𝑚2= 6.22𝑉 < 3%(380𝑉)

∆𝑈𝑀3=0.0309 ∗ 78𝑚 ∗ 36.58𝐴 ∗ 0.89

10𝑚𝑚2= 7.84𝑉 < 3%(380𝑉)

Selección de conductores eléctricosindividuales por cada motor, cumplen con elrequisito de la corriente y la caída de tensión.

Ahora se calculará para el conductorprincipal, osea el que llega hasta el T.G.(Tablero General)

A) Por capacidad de corriente:

𝐼 =𝑃

𝑘 ∗ 𝑈 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅ ∗ 𝜂

160-108 (a) CEN

“Los conductores que alimentan a un grupo de 2o mas motores deben tener una capacidad decorriente no menor que 125% de la corrientenominal a plena carga del motor mayor, mas lacorriente nominal a plena carga de todos losotros motores del grupo”

• 𝐼𝑁𝑚1 = 7.24𝐴

• 𝐼𝑁𝑚2 = 15.15𝐴

• 𝐼𝑁𝑚3 = 29.27𝐴Entonces:

𝐼𝑁𝑚3 > 𝐼𝑁𝑚2 > 𝐼𝑁𝑚1Por lo tanto:

𝐼𝐷𝑇= 1.25 ∗ 𝐼𝑁𝑚3 + 𝐼𝑁𝑚2 + 𝐼𝑁𝑚1

Sabemos que las corrientes de diseño de cada

motor son:

𝐼𝐷𝑇= 1.25 ∗ 𝐼𝑁𝑚3 + 𝐼𝑁𝑚2 + 𝐼𝑁𝑚1

𝐼𝐷𝑇= 1.25 ∗ 29.27 + 15.15 + 7.24 = 𝟓𝟖. 𝟗𝟕𝑨

Calculando obtenemos:

Sección del conductor principal

Sección de conductor de cobre(mm2)

Corriente máxima admisible (A)

1 9.6

1.5 13

2.5 18

4 24

6 31

10 43

16 59

25 77

35 96

50 116

70 148

95 180

B) Por caída de tensión:

∆𝑈𝑇=0.0309 ∗ 100𝑚 ∗ (9.05𝐴 ∗ 0.87 + 18.94𝐴 ∗ 0.85 + 36.58𝐴 ∗ 0.89)

16𝑚𝑚2

∆𝑈𝑇= 10.91𝑉 < 2% 380𝑉 = 7.6𝑉

NO cumple ambos criterios para el dimensionado delconductor principal

Utilizamos 25mm2

∆𝑈𝑇= 6.98𝑉 < 2% 380𝑉 = 7.6𝑉

Sección del conductor principal

Sección de conductor de cobre(mm2)

Corriente máxima admisible (A)

1 9.6

1.5 13

2.5 18

4 24

6 31

10 43

16 59

25 77

35 96

50 116

70 148

95 180

Dimensionamiento de las llaves

Determinando IN de las llaves termomagnéticas

• 𝐼𝑁𝑚1 = 7.24𝐴 < 𝑰𝑨𝟏 < 18𝐴 2.5𝑚𝑚2

• 𝐼𝑁𝑚2 = 15.15𝐴 < 𝑰𝑨𝟐 < 24𝐴 ( 4𝑚𝑚2)

• 𝐼𝑁𝑚3 = 29.27𝐴 < 𝑰𝑨𝟑 < 43𝐴 ( 10𝑚𝑚2)

Obteniendo un valor comercial

Valores comerciales de llaves termomagnéticas

• 𝑰𝑨𝟏: 𝐹𝐸83/16 − 230/400 − 10𝐾𝐴

• 𝑰𝑨𝟐: 𝐹𝐸83/20 − 230/400 − 10𝐾𝐴

• 𝑰𝑨𝟑: 𝐹𝐸83/40 − 230/400 − 10𝐾𝐴

• Por ello se eligió un conductor de:

𝐼𝐷 = 𝟓𝟖. 𝟗𝟕 𝑨

• Teniendo en cuenta que la corriente de diseño delconductor principal fue de:

𝟐𝟓𝒎𝒎𝟐 ==⇒ 𝑰𝑫 = 𝟕𝟕𝑨

Dimensionamiento de llave térmica general

Dimensionamiento de llave térmica general

• Se utilizará un conductor de 25 mm2 el cual soporta como máximo 77A

• La intensidad nominal de la llave termomagnética general deberá encontrarse en el rango de:

58.97𝐴 < 𝑰𝑨𝑮 < 77𝐴 25𝑚𝑚2

MR7013/63 – 500V – 16KA

𝑭𝑬𝟖𝟑/𝟏𝟔 − 𝟐𝟑𝟎/𝟒𝟎𝟎 − 𝟏𝟎𝑲𝑨

𝑭𝑬𝟖𝟑/𝟐𝟎 − 𝟐𝟑𝟎/𝟒𝟎𝟎 − 𝟏𝟎𝑲𝑨

𝑭𝑬𝟖𝟑/𝟒𝟎 − 𝟐𝟑𝟎/𝟒𝟎𝟎 − 𝟏𝟎𝑲𝑨

Configuración final del tablero

Ejercicio

Para una instalación de 380 volts se deseadimensionar un alimentador para 4 motores deinducción de:

a) 50HP, Cosφ = 0.87, 𝜂=0.92

b) 75HP, Cosφ=0.85, 𝜂=0.87

c) 100HP, Cosφ= 0.92, 𝜂=0.92

d) 125 HP, Cosφ=0.77, 𝜂=0.85