1ºUnidad Alimentadores.doc

7/25/2019 1Unidad Alimentadores.doc

1/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA 1

CALCULO APLICADO AL PROYECTO ELECTRICO

CALCULO APLICADOAL PROYECTO ELECTRICO

Contenidos

Clculo de alimentadores

Clculo aplicado utilizando componentes simtricas. Clculo de fallas.

Superacin constante para ser a!ana e"or #ue $o%&


2/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA '


INDICE DE CONTENIDOS PAGINA

1 Unidad Alimentadores. Alimentadores propiamente tales y subalimentadores 3 Demanda

3 Demanda mxima

4 Factor de demanda

4 Factor de diversidad 4 Capacidad de transporte y temperatura de servicio, tabla ,! y ,! a.

4 Calculo de secci"n de alimentadores.

# Clculo sin considerar coseno F$. # Clculo considerando coseno F$. # Clculo de un alimentador considerando impedancia en la l%nea.

& 'abla de impedancia secuencia positiva y ne(ativa ,por unidad de lon(itud para conductores

)* 'abla de impedancias secuencia cero por unidad de lon(itud para conductores .+no ma(nticos

)) Clculo de alimentadores con criterio de secci"n constante con car(a concentrada en un extremo.

)- Clculo de alimentadores con criterio de secci"n constante con car(a repartida en la l%nea.

)- Clculo de alimentadores con criterio de secci"n c"nica con densidad de corriente constante.

)3 Clculo de alimentadores con criterio de secci"n c"nica con ca%da de tensi"n uniforme.

)4 Clculo de alimentadores alimentada por ambos extremos con car(a repartida en la l%nea.

) 'racci"n mecnica de alimentadores o l%neas.

) /rincipio del clculo mecnico. ) 0olicitaciones de los conductores. )& Car(as debido al 1ielo o nieve. )& Calculo de la flec1a. y e2ercicios. -*

2 Unidad Cl!"los a#li!ados "tili$ando !om#onentes sim%tri!as. 0%mbolos normalizados -- structura bsica de un 0/.

-3 Dia(rama unilineal

-3 Dia(rama de impedancias

-4 Dia(rama de reactancias. -4 Cantidades en /

-4 5enta2as del sistema / -4 Definici"n (eneral de la cantidad en / - 0elecci"n de cantidades base

- /ropiedades del sistema /

- 6edes con transformadores de - enrollados -# Cambio de base 3* 7onas de un 0/

3*

Circuito e8uivalente de un transformador de 3 enrollados3) 'eorema de 9illman 3- studio de las condiciones anormales de funcionamiento de un 0/

3 Clculo de C:C$ 3! :b2etivos del calculo del C:C$ 3!



3/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA (


'eorema de las componentes simtricas 3! :perador ;a< 3# Fasores de componentes de secuencia en funci"n de los fasores ori(inales

3& studio de las componentes simtricas de secuencia cero para conexiones trifsicas mas utilizadas

4) $mpedancia de secuencia 43 9alla de un alternador 44 :tras conexiones de alternadores +(eneradores, consumos, transformadores.

4!

& Unidad 'allas Fallas * Fallas Asimtricas

* 'ipos de C:C$ * C:C$ )' 7 * C:C$ )' ) 2ercicio CC)' 3 C:C$ -' !

C:C$ -Franco # C:C$ -' 7 C:C$ -' & Fallas 0imtricas !)

C:C$ 37 !) C:C$ 3

!-



4/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA )


CALCULO APLICADO AL PROYECTO EL(CTRICO

Unidades) Clculo de alimentadores y sub.=alimentadores. Clculo utilizando componentes simtricos. Calculo de fallas.

*i+lio,ra-a) 9inisterio de conom%a, Fomento y 6econstrucci"n >:69A >C? -@4, 4@-**3, )*@4. 5alenzuela or(e $ntroducci"n al proyecto elctrico 0tevenson Billiams. 0istemas elctricos de potencia.

/.0 ALIENTADORES

#.*.= Con!e#tos Generales

#.*.).= 0e clasificarn en

Alimentadores #ro#iamente tales son a8uellos 8ue van entre el e8uipo de medida y el primer tablero dela instalaci"n, o los controlados desde el tablero (eneral y 8ue alimentan tableros (enerales auxiliares otableros de distribuci"n.

S"+alimentadores son a8uellos 8ue se derivan desde un alimentador directamente o a travs de untablero da paso, o bien, los controlados desde un tablero (eneral auxiliar.

#.*.-.= n un circuito, a los conductores a travs de los cuales se distribuye la ener(%a se denominarnl%neas de distribuci"n y a los conductores 8ue alimentan a un consumo espec%fico o lle(an al punto decomando de ste se les denominar derivaciones y, en (eneral, no se les aplicarn las disposiciones deesta secci"n.

'. aux '.D.A

Alimentador sub. Alimentador

'. '.D.FyA E%nea de distribuci"n

Alimentador sub. Alimentador

Derivaci"n

'ablero de paso

Alimentador0ub. Alimentador

'.D.FyA

Eos consumos utilizan ener(%a elctrica para desarrollar el traba2o, la ener(%a 8ue re8uiere para desarrollareste traba2o se llama demanda del consumo.

C:>C/':0 D

a DEANDA)+>C? 4@-**3 4.).)3 Demanda de una instalaci"n o sistema elctrico o parte del, es lacar(a de consumo en el punto considerando promediada sobre un intervalo de tiempo dado, sexpresa en unidades de potencia +B.

Dic1o de otra manera, si tomamos un determinado lapso de tiempo por 2. De **1rs a )1rs ymedimos los valores de potencia de una o varias car(as se(undo a se(undo, obtendremos una curvade consumo de la car(a en dic1o tiempo, y al promediar todos estos valores se obtiene el promedio deconsumo de la car(a en el determinado tiempo, esto es la demanda. ;/6:9D$: D /:'>C$A0:E$C$'ADA AE 0$0'9A > > $>'65AE: D '$9/:.

'*/+,/1, Superacin constante para ser a!ana e"or #ue $o%&

-

- -


5/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA *


/otencia

+ DEANDA A3IA +>C? 4@-**3 4.).)4 s la mayor demanda de la instalaci"n o sistemaelctrico, o parte del 8ue ocurre en un periodo de tiempo dado. 0e expresa en unidades de potencia.n otras palabras es el valor mximo de demanda de un sistema elctrico en un tiempo determinadoexpresado en B.

! 'ACTOR DE DEANDA +>C? 4@-**3 4.).) s la raz"n o divisi"n entre la demanda mxima de lainstalaci"n o sistema y la car(a total conectada, definida sobre un periodo de tiempo dado. 0eentender por car(a total conectada a la suma de las potencias nominales de la instalaci"n

considerada. 0e puede tambin definir este factor para parte de una instalaci"n o sistema.

Demanda9ximaFD ),*

/otencia$nstalada= =

/otencia total conectada

l FD (eneralmente es menor a ) ya 8ue no todos los consumos estn funcionando al mismo tiempo, peropuede ocurrir 8ue todos los consumos estn funcionando al mismo tiempo +caso solo luminarias, en estecaso FD).>:'A EA 'AGEA #. +>C? 4@-**3 >'6A FAC':60 D D9A>DA /A6A E CAECE: D

AE$9>'AD:60 ;D AE9G6AD:C? 4@4 'ablas de conductores para instalaciones.'ablas .! y .! a

.# y .# a., .& y .& a

'abla ,! ;Condiciones de uso para conductores aislados con secciones mtricas< +fabricaci"n se(Jn norma5D

'ipo de aislaci"n Desi(naci"n'emperatura

de0ervicio CK

'ensi"n deservicio mximo

admisiblerespecto a tierra

Condiciones de empleo+tendido fi2o

Conductor unipolaraislamiento de /5C

>LA #*!!*v CA#*v CC

$nstalaciones interiores de ambienteseco colocado dentro de tubosembutidos, sobrepuestos odirectamente sobre aisladores

Conductor unipolarespecial de aislamientode /5C

>0LA #*!!*v CA#*v CC

n recintos 1Jmedos y a laintemperie sobre aisladores, enl%neas de entradas a viviendassituado fuera del alcance de lamano, tendido fi2o prote(ido, enalimentaci"n de ma8uinas,1erramientas y similares o adosadoa las mismas

Cables multiconductor,aislamiento y c1a8uetade /5C

>LL +) #*!!*v CA#*v CC

/ara instalar en recintos secos y1Jmedos a la intemperie sinexposici"n a rayos solares, encanaleta directamente enterrado enel suelo y ba2o el a(ua, conprotecci"n adicional cuando estaexpuesta a posibles daMos

mecnicos.Cables planosmulticonductores,aislamiento y c1a8uetade /5C

'/0>L$F

>L$FL#*

!!*v CA#*v CC

/ara instalaciones ba2o tec1o,embutidos, a la vista u ocultos. nnin(Jn caso podrn apoyarse sobrematerial combustible

'abla ,!a ;Conductores de uso de los conductores aislados con secciones AB< +fabricados se(Jn norma E o$/CA

'ipo de aislamiento Desi(naci"n'emperaturamxima deservicio CK

'ensi"n mximade servicio 5. +CA

Condiciones de empleo

Conductor unipolar conaislamiento de /5C ' !* !**

n interiores con ambiente seco,

colocaciones dentro de ductos,embutidos o sobrepuestos odirectamente sobre aisladores.

Conductor unipolar conaislamiento de /5Cresistente a la 1umedad

'?B +) !* !**$d ;'< pero para ambientes secos o

1Jmedos y mayor temperatura.

Conductor unipolar conaislamiento de /5C ycubierta de nylonresistente a la

'?B> # !** $d ;'?B< para utilizarse enambientes donde se manipulan

lubricantes y combustibles.



7/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA


1umedad, mayortemperatura a loslubricantes ycombustibles

Cable multiconductor

aislamiento y c1a8uetade /5C

'9 !* !* !**

/ara instalar en recintos secos y1Jmedos a la intemperie, sinexponerse a rayos solares en

canaletas directamente enterradosen el suelo y ba2o el a(ua conprotecci"n adicional cuando este

expuesto a posibles daMosmecnicos.

Cable multiconductorcon aislamiento de /5Cresistente a mayortemperatura.

'9 # # !** $d ;'>

'ipo de aislamiento desi(naci"n'emperaturamxima deservicio CK

'ensi"n mximade servicio 5. +CA

Condiciones de empleo

Cable multiconductorcon aislamiento de /5Cresistente a mayortemperatura

'9 &* &* !**$d ;'>< # con mayor temperatura.

Conductor unipolar conaislaci"n de polietilenoy c1a8ueta de /5C

'' o +)/'

# !**

Ambientes 1Jmedos y corrosivossobrepuestos en canaletas,

instalaciones subterrneas enductos, directamente ba2o tierra, en

a(ua y a la intemperie, sinexponerse a rayos solares.

Conductor multipolarcon aislamiento yc1a8ueta de /5C

''9 +) # !**$d ;''$ !** $d ;/$< y para instalaciones

de telecomando.

+) los conductores indicados con aislamiento modificada para 1acerla resistente a los rayos solares, seidentificaran con la frase ;60$0' 0:E< a(re(ada a la desi(naci"n propia del conductor.

CALCULO DE SECCION DE ALIENTADORES

#.).).3.= Ea secci"n de los conductores de los alimentadores o subalimentadores ser tal 8ue laca%da de tensi"n provocada por la corriente mxima 8ue circula por ellos determinada de acuerdoa #.-.).), no exceda del 3N de la tensi"n nominal de la alimentaci"n, siempre 8ue la ca%da detensi"n total en el punto ms desfavorable de la instalaci"n no exceda del N de dic1a tensi"n.stos valores son vlidos para alimentadores de alumbrado, fuerza, calefacci"n o combinaci"n deestos consumos.


Alimentador >K )x)3,3)mm- O'Ducto subterrneo

TGAFyComp

Aienta2or N3 (Aienta2or N3 '

TDF N 1

TS

TP

'4*5', ' Super.e4conecta2os -aa a Tierra6

BARRA 4x150 A

BARRA 4x125 A

E

3x_ _ _

_

-1

-'

-(

-)


9/23



CALCULO DE SECCION EN LINEAS RESISTI4AS PURAS +considerando !os6 1

PEas l%neas se consideraran como resistivas puras 1asta una determinada secci"n, 1asta 4-mm

-

.

Rcon2I8p = ' L

RcondS

=

Donde 5p 'ensi"n de prdida donde 6cond resistencia del conductor en $ corriente en la l%nea. resistividad del cobre +*.*) mm-@m

6cond resistencia del conductor en E lar(o del conductor en metros0 secci"n del conductor en mm-

ntonces' L I

VpS

= despe2ando

' L IS

Vp

=

>:'A 0'A 0CC$Q> :G'>$DA 0 /A6A C$6C$':0 9:>:FR0$C:0 +FA0=>'6: L;C:>0$D6A>D: > FAC':6 D /:'>C$A $AE A EA >$DAD


10/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA 1+


Ea secci"n en este caso ser === cosRI8p8p8c8acosRI

ntonces- ES $ cos

5p0

Ea ca%da de tensi"n en la l%nea 8ueda- ES $ cos

5p0

Ea secci"n del alimentador considerando cos 8ueda- ES $ cos

05

P

>ota 0i se considera cos), las secciones calculadas son mayores, sobredimensionando un poco el

alimentador.

Ea expresi"n 5p +-PEP P$Pcos @ 0 es aceptable para cos *.&, para valores inferiores serecomienda utilizar la expresi"n 5p +-PEP P$ @ 0, la cual ser%a tambin inexacta. n este caso puesto 8ueda una secci"n sobre=dimensionada, son ms adecuadas desde el punto de vista de se(uridad se(Jn elcual este sobre dimensionamiento es deseable.

!. CONSIDERANDO LA I"PEDANCIA EN LA LINEA.

$ $PO

Analizando el dia(rama fasorial se puede aceptar como valida ;#ara des-ases #e7"e8os< la relaci"n8p8a8c =

n donde += sen9I"cosRI8p

senXIjRIVp += cos

0i expresamos los valores de 6 y O en funci"n de la resistencia y reactancia por unidad de lon(itud ;r< y ;x F:69A$>D$6C'A.

2emplo dada una l%nea de -4* metros 8ue debe alimentar un consumo de )!TB con un cos de *.#alimentado con una tensi"n de --* 5. 0e pide determinar la secci"n del alimentador de manera 8ue la ca%da

de tensi"n no exceda 3N.

Datos#

L62:;m An,"lo 62:14622;? 4P6&@ de 4n 6=?P61B Cos 6;./

monofsico

A

V

PI

IVP

*7*50(

06+''+

1,+++

cos

cos

=

=

=

=

)

'

, ,1 ,)* 1+

' ' 0( *7* ')+

+ 1,)*

,, + @

,

, @ .

Vp I L z

Vpz m

I L

z m m

=

= = =

=

'ambinmmjz

z

z

/+015+1)(5+

3*)15'71,)*5+

1,)*5+

+=

=

=

l valor de 7 calculado es el 8ue se precisa para el 5/ no exceda !,! volt de prdida. Debemos encontrarun conductor comercial 8ue se aproxime al clculo te"rico.0e(Jn la tabla de conductores, el conductor 8ue se aproxima es el de $%2 mm2cuya impedancia es

$6 ;.1/;;.&F ;.12;.

Cuando el conductor es canalizado en tuber%a no metlica +/5C es necesario aplicar factores de correcci"na r y x, en este caso son ;.&y ;.respectivamente.

z *.)#*!P*.3U 2 *.)-&P*.z *.)4)!U 2 *.)*3! +mili=o1m@m

'ransformando 7 a polar +51*) (,61713z= o sea el m"dulo de $es *,)#4 +mili o1m@m(

+ 1*) 1+= , + @ z m

l volta2e de perdida ser (

'

' 0( *7 ')+ + 1*) 1+

+(0

=

=

=

, + ,

,

Vp I L z

Vp

Vp V

ste valor de 5/excede al preestablecido en el enunciado.l nuevo conductor ele(ido de la tabla es de 1//=& mm2cuya impedancia es de *.))-U 2 *.)--, cuyosfactores de correcci"n sonH *.3 y *. respectivamente.

;/


12/23

INGENIERIA ELECTRICA / PROYECTO DE INSTALACIONES PAGINA 1'


'abla de impedancias secuencia positiva y ne(ativa ;/or unidad de lon(itud para conductoresmm-

3 Conductores 9onopolaresen Ducto 9a(ntico

mili o1m @ metro

Cable de 3 Conductoresn Ducto 9a(ntico

mili o1m @ metro

Factores deCorrecci"n

/ara Ductos no9a(ntico

R 3 R 3 R 3

-, * )*, -4 *, -*&& )*, -4 *, )-#&

), *

*,

3, 3) !, 4!& *, )&4 !, 4!& *, )-4!

, -! 4, *!- 2 *, )# 4, *!- *, )--4

, 3# -, # *, )#44 -, # *, ))!#

)3, 3 ), !33 *, )!34 ), !)#4 *, )*!

*, &!

-), - ), *433 *, )*! ), *-3! *, *&&

33, ! *, !!! *, )4*- *, !4!3 *, *&4*

4-, 4 *, 34# *, )3!! *, ) *, *&3

3, *, 4- *, )33 *, 4)*) *, *&-&

!#, 4 *, 34## *, )34* *, 3- *, *&)

*, &3 *, --) *, )3- *, -!-4 *, *&)*

)*#, - *, --&! *, )3)# *, -*&& *, *&4

)-!, # *, )&&4 *, )3)- *, )#&4 *, **

)- *, )#*! *, )-& *, )*& *, *!3

*, 3)##, 3 *, ))- *, )-- *, )3)- *, *4#

-*-, # *, )3#4 *, )-!3 *, ))!) *, *3)

-3 *, ))## *, )-3* *, *& *, **!

3*4 *, )*# *, )-) *, *) *, *#&*

*, #-34, # *, *&* *, )-*) *, *#4- *, *#-

3* *, *&) *, )) *, *!- *, *##!

'abla de impedancias secuencia cero;/or unidad de lon(itud para conductores dentro de ductoso ma(nticos

0CC$Q>mm-

$mpedancia de 0ecuencia; Cero '6: D 6A5DAD< de la l%nea y en este punto se encontrar tambin lamxima ca%da de tensi"n de la l%nea aproximndose tanto desde A como desde G.

l problema se reducir a encontrar el centro de (ravedad ; G< y separar el con2unto en dos l%neas concar(as repartidas, alimentadas por un extremo y calcular la secci"n de cada parte por el ; !riterio dese!!iJn !onstante


18/23



/or razones de facilidad se definir una corriente ficticia.

$ i)U i-U i3 de modo 8ue I 6 IAFI*I 0 IAFI* 6 ;

/or lo tanto +;


19/23



--*v --*v

i)3*A ia ib i3)A i4--A

Alimentador ;A< Alimentador ;G

Documents

1ºUnidad Alimentadores.doc