EJEMPLOSProtecciones

-Protecciones termo magnéticas por circuito

Deberá existir un circuito con su correspondiente protección termo magnética, por cada bomba del Sistema.

Si las bombas consumen 13, 16 y 17 amperes como corriente nominal, entonces utilizaremos interruptores automáticos tripolar con capacidad para 20 A.

Estos interruptores serán del tipo modular y deberán poseer curva tipo D. Esto es para circuitos con transitorios fuertes, cargas con motores de arranque prolongado y fuerte corriente de partida.

En cuanto a la corriente de cortocircuito, no tenemos datos de los elementos eléctricos conectados aguas arriba de los interruptores automáticos, que nos permita calcular la corriente de cortocircuito, por lo tanto asumiremos interruptores automáticos con capacidad de ruptura equivalente a 15 kA según disponibilidad del mercado.

Protección termo magnético general:

Para la determinación del interruptor principal, tenemos que la corriente es

ITOTAL=17+(16∗2 )+13=62 Amperes

El interruptor será del tipo moldeado, tripolar de 80 A, curva D y capacidad de ruptura de 15 KA según disponibilidad del mercado.

Dimensionamiento de los ductos para los alimentadores

Según la Tabla Nº 8.10, los conductores poseen una sección de 6.61 mm2 con aislación termoplástica. Esto corresponde a los conductores de 2.08 mm2.

Al ser 3 fases más el conductor de protección, tenemos en total:

Sección total=6 .61∗4=26 . 44 mm2

Con este dato y según la Tabla Nº 8.19 se puede utilizar un ducto de acero galvanizado de pared gruesa de ½” de diámetro por cada circuito.

Cálculo de las protecciones térmicas

Para el cálculo de la protección del térmico, según la norma NCh Eléc. 4/2003 el dispositivo de protección que corresponda tendrá una capacidad nominal o estará regulado a no más de 1.25 la corriente nominal cuando los motores son superiores a 1 Hp.

En este caso los relés térmicos tendrán que tener una corriente de operación equivalente a

I=10 .5∗1 .25=13 .125 Amperes

Alimentador para el circuito de control

En este caso no se requiere de mayores cálculos, así que se considerará dos conductores THHN de 2.08 mm2 (fase y neutro) para ejecutar todas las conexiones de los elementos eléctricos de control.

Especificaciones técnicas de los materiales

Empalme

Esta instalación eléctrica interior de fuerza va a requerir de un empalme del tipo AR-48, el cual cuenta con una protección de 3 x 80 A.

Tablero

Chasis y elementos eléctricos que cumplan con lo especificado en la Sección 6 de la Norma NCh Eléct. 4/2003 referente a la construcción de tableros, calidad de los materiales, espesor de las láminas de la caja, pintura, etc. Con espacio para aproximadamente unos 50 módulos entre dispositivos de protección y de maniobra o comando, además de cajas de fusibles y borneras.

Dimensiones 1000 x 800 x 300 mm.

Cable XTU

Instalaciones aéreas o subterráneas, en ducto o directamente en tierra o bajo agua, interiores canalizados en ductos, bandejas o escalerillas. Ambientes secos, húmedos o mojados.

Cable THHN

Conductor con aislación de policloruro de vinilo (PVC) con chaqueta exterior de Nylon, para ambientes secos y húmedos, cuya cubierta lo hace resistente a la acción de aceites, grasas, ácidos y gasolina, y con una máxima temperatura de servicio de 90º.

ELEMPLO 2CALCULOS JUSTIFICATIVOS

1.- Calculo de Sub Estación.

Según lo proyectado con respecto a los circuitos de Fuerza, y potencia disponible para alumbrado del puente grua, para la ejecución del proyecto de Instalación Eléctrica de la Obra en cuestión, se obtuvo un valor de potencia total instalada de:

15.0 KW.

Luego, aplicando un factor de demanda a la Industria de un 0.8 %, el valor de potencia máxima queda determinada de la siguiente manera:

P Max = Pinstalada×F . D .

Reemplazando en la ecuación:

P Max = 15 ,0×0. 8= 12.0KW.

Obtenido el valor de Potencia Máxima Demandada, se obtiene el valor de Potencia Aparente que consume la Instalación Eléctrica de la Industria, mediante el siguiente criterio:

S =

PCosϕ =

Reemplazando:

S =

12 .0 KW0 ,93 = 12.9 KVA.

Según el valor de Potencia Aparente obtenido, se ha dispuesto una Sub Estación de 16KVA. (Potencia comercial), se recalca que también se considera La potencia de alumbrado para el puente grúa. Para el tema presupuestario solo se considera instalación eléctrica de puente grua.

Obtenido el valor de Potencia Aparente, se obtiene el valor de Corriente total que consume la Instalación Eléctrica de la Industria, mediante el siguiente criterio:

Itotal =

St√3×Vl =

Así, reemplazando en la formula de corriente total:

Itotal =

16 K VA√3×380V = 24.34 A

Protección de la Sub Estación.

Para efectos del cálculo de la protección en el lado de M.T. de la Sub Estación se calculara de la siguiente manera:

Iprimario =

Pot . SS/EE√3×12KV

Reemplazando en la ecuación:

Iprimario =

16 KVA√3×12KV = 0.76 A

Se utilizaran fusibles para la protección con el fin de que la capacidad nominal de este no debiere exceder de 1.5 veces la corriente nominal de entrada de la Sub Estación.

Por lo tanto, la corriente del fusible queda determinada de la siguiente manera:

Ifus = I primario×1 .5

Reemplazando en la ecuación anterior:

Ifus = 0 . 76×1 .5 = 1.15 A

Por lo tanto se utilizara un fusible de características 5 T

2.- Calculo del Alimentadores.

Según el punto 7 de la Norma Eléctrica NCH 4/2003 sobre Alimentadores se establece que:

Alimentadores propiamente tales: son aquellos que van entre el equipo de medida y el primer tablero de la instalación, o los controlados desde el tablero general y que alimentan tableros generales auxiliares o tableros de distribución.

Subalimentadores: son aquellos que se derivan desde un alimentador directamente o a través de un tablero da paso, o bien, los controlados desde un tablero general auxiliar.

Cálculo de Alimentador General

La sección del Alimentador General será obtenida según el máximo valor de Corriente que solicite la carga, según potencia instalada y factor de Demanda considerado.

Este valor de corriente se obtiene mediante el siguiente criterio:

Imax =

DemandaMáxima√3×380V =

Reemplazando:

Imax =

15 Kw√3×380V = 22.79 A

CERVIFLEX PLANO H07VVH6-F. Cable plano flexible con los unipolares en disposición paralela, destinado a aplicaciones de maniobra y control de automatismos en puentes grúa, pórticos, etc. 2,5O mm2 que tiene una capacidad de corriente de 25 A.

CALCULO DE ALIMENTADOR . Nota: Se consideran los cálculos obtenidos mediante el software.

No se aplica factor de demanda a los subalimentadores y se calcula según el máximo valor de corriente que solicite la carga.

2.3.2.- Factores de Corrección por Cantidad de Conductores y Temperatura

Según lo establece la Norma Eléctrica NCH 4/2003 en la tabla 8.8, sobre Factor de Corrección de Capacidad de Transporte de Corriente por Cantidad de Conductores en Tubería.

En igual forma, si la temperatura ambiente excede de 30ºC la capacidad de transporte de los conductores se deberá disminuir de acuerdo al factor de corrección ft indicado en las tablas Nº 8.9 y Nº 8.9a.

Según lo establece la Norma Eléctrica NCH 4/2003 en la tabla 8.9.a, sobre Factor de Corrección de la Capacidad de Transporte de Corriente por Variación de Temperatura Ambiente. Secciones AWG

Si la temperatura ambiente y/o la cantidad de conductores exceden los valores fijados en las tablas, la corriente de servicio para cada conductor estará fijada por la expresión:

I S=I t× f t×f n

Siendo It la corriente de tabla e Is la corriente de servicio.

Por lo tanto, y según los valores obtenidos de la norma vigente se obtiene un valor de corriente de servicio:

Cálculo de Alimentador General:

I S=22 .79×0,8×1,0

I S=18 . 23 A.

Por lo que la sección del conductor empleado cumple con las exigencias propuestas por el sistema.

2.3.3.- Canalizaciones.

Las canalizaciones se dimensionaron según los establece la Norma Eléctrica NCH 4/2003 en la tabla 8.18 sobre Cantidad Máxima de Conductores en Tubos de Acero Galvanizado de Pared Gruesa (Cañerías), Tuberías No Metálicas y Tuberías Metálicas Flexibles, y además la tabla 8.18 a sobre Cantidad Máxima de Conductores en Tubos de Acero Galvanizado de Pared Gruesa(Cañerías) y Tuberías No Metálicas.

El alimentador general tendrá un ducto de según tabla de 1”. Según tabla debiera ser ducto de ¾”, sin embargo se aumenta a 1”

cosiderando que el diámetro del conductor ,tipo RVK (XLPE).

2.3.4.- Caída de Tensión.

Según el punto 7.1.1.3 de la Norma Eléctrica NCH 4/2003 establece que:

La sección de los conductores de los alimentadores o sub-alimentadores será tal que la caída de tensión provocada por la corriente máxima que circula por ellos, no exceda del 3% de la tensión nominal de la alimentación, siempre que la caída de tensión total en el punto más desfavorable de la instalación no exceda del 5% de dicha tensión.

Para efectos de cálculo se utilizará como tensión nominal de alimentación 380V.

Vp =

3×380V100 = 11.4V

El cálculo el voltaje de perdida de los alimentadores se realizo mediante el siguiente criterio:

Para sistema trifásico:V P=

ρ×L×ISc

Para sistema monofásicoV P=

2×ρ×L×ISc

Donde:

ρ = Resistividad del material del conductor (cobre) = 0.018

Ω×mm2

m

ρ = Resistividad del material del conductor (alum.) = 0.033

Ω×mm2

m

L = Largo del conductor en metros.

I = Corriente en Amper.

Sc = Sección del conductor en mm2

Por lo tanto, y según lo considerado anteriormente los cálculos obtenidos, estuvieron de acuerdo a lo entregado por software.

2.5.- Cálculo de la Corriente en cada circuito

Para el cálculo de las corrientes de los diferentes circuitos de fuerza(motores) se utilizó el siguiente criterio:

I= PotenciaCircuito√3׿380V *cos ϑ

¿

EJEMPLO 3 Cálculos justificativos:

In = P

VL* Cos φ * 1.73

In = 5000/380 x 0,85 x 0,86 x 1,73 = 10,5(A)

Calculo del Disyuntor:

1,25(veces) x 10,5(In) = 13,125(A) En el mercado se encuentran disyuntores tripolares de 16(A).

Calculo del Protector Térmico:

Para calcular el protector térmico se debe utilizar la siguiente formula y se debe seleccionar de acuerdo a un rango de intensidad, en este caso la corriente In: 10,5(A), por lo tanto se selecciono un protector de un rango de 5 (A) a 18,9(A).

Regulación del Relé Térmico

10,5 x 1.25 = 13,125 (A)

Corriente Mínima 13,125 x 0.8 = 10,5 (A)

Corriente Máxima 13,125 x 1.2 = 15,75 (A)

Factor de dimensionamiento (1,4)

10,5 x 1,4 = 14,7 (A)

Conductor THW de 2.08 mm² de 20 (A)