Tesis Ins Elec

Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Ingeniera

Divisin de Ingeniera Elctrica y Electrnica

Tesis Clculo de instalaciones elctricas acorde a la NOM-001-SEDE-2005

mediante un programa de cmputo

Contreras Hernndez Ricardo Nieves Santander Jos Juan

Ortega Reyes Carlos Eduardo

Director de Tesis; Ing. Javier Brosa Curco

Mxico, D.F. Julio de 2009

Agradecimientos

Anuestrospadres,profesoresyamigos,queremosagradecerleslafortunadehaberlostenidocercaparaapoyarnos,subsidiarnos,malaconsejarnos,alentarnos,ydealgnmodosimple

porestarah!

AgradecemosmuysincerayespecialmentealingenieroJavierBrosaCurco,quienfuenuestroprofesor,yahoradirectordelapresentetesis,muchasgraciasporsuayuda,suasesora,sus

libros,consejosypaciencia.

TambinagradecemosalaUniversidadNacionalAutnomadeMxico,particularmentealaquesiempresernuestraFacultaddeIngeniera.

Temario

Introduccin1Canalizaciones

1.1Tuberametlicaynometlica1.2Charola1.3Ducto1.4Cajadeconexiones

2Conductores2.1Clculoporampacidad2.2Cadadetensin2.3Cortocircuito3Motores

3.1Clculodecomponentesdearrancadores3.2Conductores

4Subestacin4.1Sistemadetierra4.2Sistemadedistribucin4.2.1Lneaarea4.2.2Cablessubterrneos

4.3Transformador4.4Apartarrayos(coordinacindeaislamiento)

5ClculodecortocircuitoConclusionesComplementosReferencias

3

ndiceTemaPginaIntroduccin071Canalizaciones

1.1Tuberametlicaynometlica1.1.1Funcionamientodelprograma(Tuberametlicaynometlica)091.1.2Informacinsobreelllenadodetubera09

1.2Charola

1.2.1Funcionamientodelprograma(Charola)16

1.2.2Informacinsobrelossoportestipocharolaparacables171.3Ducto

1.3.1Funcionamientodelprograma(Ductos)291.3.2Informacinsobreelllenadodeductos311.3.1.1DuctosMetlicos32

1.3.2.2Ductosnometlicos33 1.3.2.2Ductosconbarrasoelectroductos351.3Cajadeconexiones

1.2.1Funcionamientodelprograma371.4.1.1Abrazaderas38 1.4.1.2Equipoancladoalacajabajoundomoomarquesina --------------------------------38 1.4.1.3Contactosy/ointerruptores39 1.2.2Informacinsobreelllenadodecajas40

2Conductores 2.1Clculoporampacidad43

2.1.1 Informacinparaelclculodeconductoresparaalumbradoporampacidadycadadetensin432.1.2Funcionamientodelprograma46

2.2Cadadetensin43

2.3 Cortocircuito2.3.1Informacinparacalcularconductoresporcortocircuito512.3.2Funcionamientodelprograma(Clculodeconductoresporcortocircuito)51

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3Motores3.1Clculodecomponentesdearrancadores3.1.1Informacinsobreelclculodearrancadores533.1.1.1Elementosqueintervienenparaelarranquedelosmotoresasncronosdejaula533.1.2.1.1 Arranquedelosmotoresasncronostrifsicos553.1.3Informacinsobreelfuncionamientodelprograma(Clculodearrancadores)553.1.3.1Arranquedirectoaplenatensin523.1.3.2ArranqueparamotoresconexinDahlander583.1.3.3Arranquemedianteautotransformador623.1.3.4Arranqueestrelladelta653.1.3.6 Arranquecondevanadobipartido(partwinding)673.1.3.6 Arranqueestatrico68

3.2Conductores3.2.1Informacinsobreelclculodeconductoresparamotores713.2.2Funcionamientodelprograma(Clculodeconductoresparamotores)73

4Subestacin

4.1Sistemadetierra4.1.1Informacinparaelclculodesistemadetierra774.1.2Funcionamientodelprograma(SistemadeTierra)834.2Sistemadedistribucin

4.2.1Lneaarea964.2.1.1Funcionamientodelprograma964.2.1.2 Informacinparaelclculodelosalimentadoresdelsistema(Lneaarea)1024.2.2Cablessubterrneos1044.2.2.1Funcionamientodelprograma1044.2.2.2Informacinparaelclculodelosalimentadoresdelsistema1094.3Transformador4.3.1Funcionamientodelprograma1114.3.2Informacinparaeldimensionamientodeltransformador114

4.4Apartarrayos(coordinacindeaislamiento)4.4.1Informacinparaelclculoyseleccindelosapartarrayos1174.4.2Funcionamientodelprograma(Apartarrayos)122

5Clculodecortocircuito

5.1InformacinparaelclculodeCortoCircuito5.1.1CorrientesdeFalla124

5

5.1.2Consideracionesparalecalculodecortocircuito1255.1.3Mtodoporunidad(p.u.)1265.1.4Calculodelasreactanciasenp.u.1275.1.5Calculodelacorrientedecortocircuito1285.1.6Representacindelosdatosenelsistema1285.2Funcionamientodelprograma1295.2.1Bases1305.2.2Identificacindeelementos1305.2.3Generalesdeelemento131 5.2.4Clculos134

Conclusiones135Complementos137

Complementodelatabla31013(Conductores,aislamientosyusos)Referencias144

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INTRODUCCIN

En las instalacioneselctricasseaplicanvariasdisciplinas,ytrabajanjuntaspara lograrunfincomn,quelaenergaelctricahagaloquenosotrosqueramosquehaga.Podramoshablardeunainfinidaddeusosquealolargodelahistoriasehandesarrolladoexplotandoelpotencialdeesta,queesunade lasenergasmsdcilesynobles sabiendomanejarlaporsupuesto,peroesenoeselobjetivoporelmomento.Esun enorme retoparanosotros como sociedad el saber aprovechar las virtudesque estatiene,yresultaunpocoinsistentedecirqueelusoqueselehadadoyqueselepuededaresvasto y sobre todo interesante, cada vez surgenmas disciplinas que se valen de ella paracrecer.Sinafndedistraeral lectorymuchomenosaburrirlo,podemoshacerunaanaloga,porqueentender la electricidad anuestropuntode vista es sencillamentedifcil!, y vale lapenaintentarlo.De estemodo podemos ver una instalacin elctrica como un cuerpo humano,todoslosdaspodraestarenfuncionamiento,prcticamentesinnotarniunsolodesperfectooanomala,hastaquefinalmentealgodejadefuncionarotrabajamal,losiguienteeshacerloqueseaparahacerlofuncionardenuevo,todoesvlido,movero intercambiarunelemento,sustituirunapieza,arriesgares lapalabra implcitaqueseusaconelnico findenoperdertiempo, ya que esto representa prdidas en diferentes aspectos, como podran ser;produccin,calidad,ganancias,entreotrascosas.Esporestoquesebuscaantetodo,queningnproblemapuedapresentarsea lo largode lavidadeunainstalacinelctrica,yesaqudondelosdiseadoresdelsistemaelctricosonlacolumnavertebralparaelcorrectofuncionamientodelmismo.Aestovieneligadoelpresentetrabajo, que como uno de los principales propsitos deseamos sirva de buena ayuda parareducireltiempoyesfuerzoquetomahacerlamemoriatcnicadeunproyectoelctrico.Esteprograma tambin pretende por supuesto, facilitar y hacer ms rpido el clculo en losdiversoseslabonesdelosquesecomponeelprocesodediseo.Alolargodelcontenidodeestatesis,presentaremosydesarrollaremoslossiguientestemas;

Canalizaciones,queaunquenoconstituyanmayorproblemaquesuclculo,seleccinyusoadecuado conformea laNOM, sonen s, labaseyelprincipioporel cual lasinstalacioneselctricaspuedensertangrandesyrobustascomoserequiera.

Conductores,que son elmediopor el cual circulara la corrienteque alimenta cadapartedelainstalacin.

Motores,quesonlafuerza,requeridapararealizarunoovariosprocesos. Subestacin, que es la parte donde de entrada, se recibe la energa elctrica, se

transformasiasserequiere,sederivaysedistribuye.Porlocualsepresentaasuvezlostemasdeapartarrayos,sistemadedistribucin,transformadorysistemadetierra.

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Cortocircuito,que formaparteprimordialenelestudioydiseodeuna instalacin

elctrica, pormedio del cual se puede seleccionar sin riesgo alguno, los diferenteselementosainstalar,tomandoencuentaestevalordependiendodelaubicacinenlainstalacin se puede economizar costos, se logra seguridad de los equipos, y seprotegelainstalacinensutotalidad.

Elcontenidoasuvezsepresentardelasiguienteforma.Cadatemaoprogramasedivideendospartes;

Funcionamiento del programa. Donde de explica grficamente los procedimientos que elusuariodebellevaracaboparaoperarelprograma,sepresentanlosalcancesyopcionesconlasquesecuentaventanaporventana,ytambinsedanalgunasrecomendacionesparaelusodelmismo.Informacintcnicayterica.Dondesemuestranlosaspectostomadosencuentaparacadaprograma,definiciones,artculos,valoresytablasqueseusanparaelpropioclculo.

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1CANALIZACIONES1.1TUBERAMETLICAYNOMETLICA1.1.1Funcionamientodelprograma(Tuberametlicaynometlica)

*Loscamposdetextosdecolorblancosonparaintroducirdatos,losdecolorgrisestnreservadospararesultados.

SeleccioneeltipodecanalizacinSeleccione el tipo de canalizacin (tubera o niple), de la lista desplegable bajo la etiquetaCanalizacin.Nota: Si se elige tubera el porcentaje de llenado depender del nmero de conductores quetransitenpor la tubera. Elporcentajede llenado se indicara enuna imagenque representa elcortetransversaldeunatubera,yestacambiaradependiendodeestosfactores.

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- SeleccioneelcalibredelconductorSeleccioneelcalibredelconductorqueseestutilizandodelalistadesplegablequeseencuentradebajodelaetiquetaAWG/kcmil,porejemplo:#14AWG.Nota:Elprogramaadmite20diferentestiposdeconductores,yaseanencalibreoeneltipodeaislamientoqueusan.Loscalibresdisponiblesaseleccionarson:#14AWG,#12AWG,#10AWG,#8AWG,#6AWG,#4AWG,#3AWG,#2AWG,#1AWG,1/0,2/0,3/0,4/0,250kcmil,300kcmil,350kcmil,400kcmil,500kcmil.SeleccionelacantidaddeconductoresIntroduzca lacantidaddeconductoresqueseestnutilizandoenlacajadetextoubicadadebajodelaetiquetaCantidadSeleccionarelaislamientodelconductorSeleccioneelaislamientodelconductorqueseestutilizandodelalistadesplegablequeestbajolaetiquetaAislamientoporejemplo:RHNota:Elprogramaadmite20diferentestiposdeconductores,yaseanencalibreoeneltipodeaislamientoqueusan.Losaislamientosdisponiblesaseleccionarson:RHH,RHH (concubierta),RHW (concubierta),RHH (sincubierta),RHW (sincubierta),THW,TW,THHN,TFN,XHHW,Desnudotrenzado.SeleccionartipodetuberaBajolaetiquetaTuberaseleccionamoseltipodetuberaconelcualsevaatrabajar.Lasopcionesdisponibles son:TuberaMetlica (EMT),TuberaMetlica Flexible (FMC),TuberaRgidaPVCCedula80(RNC),ConduitMetlicoFlexible(LFMC),ConduitMetlicoIntermedio(IMC)RepetirelprocedimientorealizadoparacadatipodiferentedeconductorquesevayaainstalarenlatuberaResultadosElprogramapresentaralosresultadosdelosclculosenlosrecuadrosdetextodecoloramarillo.

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reaTotalLa caja de texto bajo la etiqueta de rea Total da la suma de las reas individuales de losconductoresintroducidosenelprogramaysemuestranencm2.TamaoTotaldetuberaBajo laetiquetadeTamaoTotaldetuberasemostrareltamaomnimorecomendado deldimetrodelatuberaenpulgadas.MximoporcentajedellenadopermitidoEnlacajadetextoqueseencuentrabajolaetiquetaMximo%dellenadopermitidoseindicarelporcentajedellenadodelatuberadeacuerdoalosiguiente:Siseeligetuberaelporcentajedellenadodependerdelnmerodeconductoresquecorranporlatubera.Siesunsoloconductorelporcentajedellenadoesdel53%,sisondosconductoreselporcentajedellenadoserde31%ysison3omsconductoreselporcentajedellenadoserde60%.reaTotaldelaTuberaEstevalorsedespliegaenlacajadetextoqueseencuentrabajolaetiquetareaTubera.Estevalorvaradependiendodeltipodetuberaintroducidoelenelprograma,elvalordelreaseobtieneestencm2.PorcentajedellenadoRealBajolaetiqueta%dellenadoRealsecalculaelporcentajedereaocupadaporlosconductoresquesehayanintroducidoenelprograma.Elprogramasumaelreaseccionaldelosconductoresseleccionados,comparaelreadelasumaconelreatotaldisponibleenlatuberayasobtieneelporcentajerealdellenadodelatubera.reaDisponibleEstevalorseencuentraenlacajadetextoqueseencuentrabajolaetiquetareaDisponible.EstevalorseobtienealcompararelreatotaldelaTuberayelreaqueocupanlosconductoresquetransitanpor lamisma.Estosvaloresseencuentranbajo laetiquetareaTuberayreaTotalrespectivamente.

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PresionarelbotnMemoriadeCalculoAlhacerclicenestebotnelprogramaabrirunavistapreviadelainformacinintroducidaylosclculosrealizadosporelprograma.Nota:SisehacometidoalgnerrorosedeseareiniciarelprogramasedebepresionarelbotnLimpiaralhacerlosetendrnlascondicionesincialesdelprograma 1.1.2InformacinsobreelllenadodeTuberasEl clculo del llenado de tuberas es importante porque el correcto funcionamiento de lainstalacinelctricaensuconjuntodependeengranpartedeestacondicin.La NOM indica que las tuberas deben ser suficientemente grandes para contener a losconductoressinsobrecalentarseyevitardaoalaislanteduranteeljaladodelconductor.Por lotanto,esnuestraprioridaddeterminarelnmeromximoyeltamaode losconductoresquepuedenestarcontenidosenuntipodetuberadada,aestelmiteselellamalmitedellenado.Elllenadocorrectodelatuberadependedeltipodeconductoryeltipodetubera.FuncindelascanalizacionesProporcionarunmediodetransportealosconductoresdelainstalacinelctrica.Confinarenunsolomediounconjuntodeconductores.Proporcionarseguridadalpersonalquelaboraenlainstalacinevitandoelcontactodirectoconlosconductoresquetransitanporelmediodecanalizacin.Aspectosatomarencuentaenelllenadodetuberaa.reaseccionaldelconductorb.TipodeTuberac.Porcentajedellenado

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TuberasConduitdeusocomnTuboConduitdePVCTuboConduitmetlicoflexibleTuboConduitmetliconoflexiblePareddelgadaParedgruesaTuboConduitdePVCEsresistentealacorrosin,muyflexibleligero,fcildetransportar,decortar,suprecioesbajoypresentamnimaresistenciamecnicaalaplastamientoylapenetracin.Suusosehageneralizadoen las instalacionesen lasque latuberavaahogadaenpisos,muros,losas,castillos,columnas,travs,etc.TuboConduitmetlicopareddelgadaTienedemasiadodelgadasupared, loque impidequese lepuedahacercuerda.Launinentretubossehacepormediodecoplesapresin.Estetipodetuberaseutilizaeninstalacionesquesonmuyvisiblesyquecorrenpormuros,losas,paredes,techos,etc.TuboConduitmetlicoparedgruesaComolaunindetuboesconcoplesdecuerdainteriorylaunindetubosalascajasdeconexines con juegos de centros ymonitores, la continuidadmecnica de las canalizaciones es 100%efectiva.ProcedimientodeclculoSedebetomarencuentalosiguiente:a)Lacantidadycalibredelosconductoresaalojarenlatuberab)LosporcentajesdellenadoparatuberaoConduitc)LasdimensionesdelostubosyelreadisponibleparaalojarlosconductoresTablasusadas.ApndiceC

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Debidoaquelostiposdeconductorestienendiferentesespesoresdeaislamiento,elllenadodelatuberavaraconeltipodeconductorqueseusa.CadatabladelanexoCparauntipodetuberadadocontieneseccionesparaespecficasparalosdiferentestiposdeconductores.TablaC1NmeromximodeconductoresycablesdeartefactosentubometlicotipoligeroTablaC1A.NmeromximodeconductorescompactosentubometlicotipoligeroTablaC2NmeromximodeconductoresycablesdeartefactosentubonometlicotipoligeroTablaC2A.NmeromximodeconductoresycablesdeaparatosentubonometlicotipoligeroTablaC3NmeromximodeconductoresycablesdeaparatosentubometlicoflexibleTablaC3A.NmeromximodeconductorescompactosentuboflexiblesTablaC4NmeromximodeconductoresycablesdeaparatosentubometlicotiposemipesadoTablaC4A.NmeromximodeconductorescompactosentubometlicotiposemipesadoTablaC5ConductoresenLiquidtightConduitflexiblenometlico(Tipogris)TablaC6ConductoresenLiquidtightConduitflexiblenometlico(Tiponaranja)TablaC7ConductoresenLiquidtightConduitflexiblemetlicoTablaC8ConductoresenConduitRgidoMetlicoTablaC9ConductoresenConduitPVCrgidoCedula80TablaC10ConductoresenConduitPVCrgidoCedula40TablaC11ConductoresenConduitPVCTipoATablaC12ConductoresenConduitPVCTipoEBTabla104Latabla104de laNOM lista lasdimensionesyelreaseccionalparaConduitotubera.ElreaseccionaldelatuberayConduitsondependientesdeltipodetuberayelmximoporcentajedellenadocomosemencionaenlatabla101.Tabla101

Latabla101delaNOMlistaelmximoporcentajepermisibledellenado.Esteporcentajesebasaencondicionesnormalesdonde la longituddelconductoryelnmerodeconductoresjueganunpapelimportante.

ComosemencionodeacuerdoalaNOM,elnmerodeconductoresenlatuberanodebeexcederalnmeroquepuedenserinstaladossindaaralosconductoresoasuaislamiento.Estosepuedelograr limitandoelreatotalde losconductoresen latuberadetalformadequenoexcedanelporcentajedelreaseccionaldelatuberalistadaenlatabla101.

Elporcentajemximodellenadoselistaenlatablayesdependientedelnmerodeconductoresydelalongituddelacanalizacin.

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Tabla101.Porcentajedellenado

Nmerodeconductores PorcentajedellenadoUnconductorocable 53%Dosconductores 31%Tresconductores 40%Tuberade24pulgadasdelargoomenos 60%

Notas

ConductoresdeTierra

Cuando en la tubera transitan conductores de tierra de los equipos, el rea real de losconductoressedebeusarparaelclculodellenadodelatubera.Latabla5delcaptulo9seusaencasodeconductoresaislados,y latabla8delcaptulo9paradeterminarelreaseccionaldeconductoresdesnudos.

Niples

LasreasseccionalesparatuberayConduitsepuedenencontraren latabla4delcaptulo9.Sepermitellenarlosnipleshastaun60%desureaseccionaltotal.

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1.2CHAROLAS

1.2.1Informacinsobrelossoportestipocharolaparacables.Lossoportesmetlicostipocharolaparacablessonensamblesdeseccionesrectasconherrajes,accesoriosyconectoresqueformanunsistemadesoporteparacables.SegnlaNOM001SEDE2005lascanalizacionessedefinen1:Es una unidad o conjunto de unidades o secciones y accesorios, que forman un sistemaestructuralrgidoutilizadoparasoportarcablesycanalizaciones.

Estetipodecanalizacionesfrecuentementesoncomparadosconlasinstalacionesdeconductoresentubos(conduit)conductos.Algunasdelasventajasdelascharolassondescritasacontinuacin:

- Sonprcticamente inofensivosa losambientes industrialesyaquenotienenelriesgodeactuarcomoconductoresdegases,oserexplosivosotxicos.

- Al ser construidos de aluminio o acero, no almacenan humedad, la cual pudiera ser

transmitida a los equipos de la instalacin; adems de permitir una buena disipacintrmicadelcalorgeneradoporlosconductoreselctricos

- Lostrabajosdemantenimientosonsencillosybaratos.

Porotraparte,en instalacioneselctricasgrandes,elproblemaparaelalojamientode lostubos(conduit) es considerable. En cambio la instalacin de soportes tipo charola permiten un granahorrodeespacio,yaqueconsloincrementarelanchoynmerodecharolas,podemoselaborarinstalacionesconunagrancantidaddecircuitoselctricos,tantoeninteriorescomoenexteriores.Existenvariostiposconstructivosdecharolas,elmsusualeseltipoescalera,Eselmscomndelmercadodebidoasuversatilidadybajocosto.Cercadel75% 2de las instalacionesempleanestetipodesoportes.Las charolas tipo escalera son de construccin muy sencilla, consisten en dos rieles lateralesunidosoconectadosporbarrasindividuales.Sonconstruidasenacerooaluminioenlassiguientesmedidasestndar:15cm,22cm,30cm,45cm,60cmy75cm.Otrotipodecharolasutilizadosonlasllamadascharolasdepasoquetienenunfondocontinuo,yaseaventiladoonoventiladoyconanchosestndar,de:15cm,22cm,30cmy60cm.Estetipodecharolasseusacuandolosconductoressonpequeosyrequierendeunsoportecompleto.

1 318-2. Definicin. Sistema de soportes tipo charola para cables 2 Grupo Condumex; www.electrocentro.com.mx

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Porltimo,estn lascharolastipocanalqueestnformadasporunaseccindecanalventilada.Sonutilizadasporlogeneralparasoportarcablesdepotenciamonoomulticonductores,obien,cablesdecontrolmulticonductores.Elartculode laNOM001SEDE2005queestipula todoacercade la instalacin,medidas, tipos,excepciones, etc, de los soportes tipo charola es el artculo 318 Soportes tipo charola paracables.

Esteartculocubre los sistemasde soporte tipocharolaparacables, incluyendoescalera, fondoventilado,malla,fondoexpandido,canalesventilados,fondoslidoyotrasestructurassimilares.

Fotografa; Charola tipo escalera

1.2.2Funcionamientodelprograma(Charola)El programa calcula la charola adecuada para la combinacin de cables seleccionada, es decir,calcula el ancho de la charola y la superficie permitida (segn sea el caso) para el nmero deconductoresinstaladosascomoeltipoyelcalibre.A continuacindescribimosel funcionamientodelprograma y almismo tiempo justificamos sufuncionamiento.Meninicial.Alabrirelprogramaobservaremosunmencomoelsiguiente:

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Estastresopciones(Monoconductores,Cualquiercombinacindecablesmulticonductoresdeenerga, iluminacin,controlysealesyCablesde2001Vnominalesenadelanteensoportestipocharolaparacables)queaparecenenelmensonlostiposdecablesquepodemosinsertarparaelclculodelascharolas.Elegirlacombinacindecalibresdelosconductores.MonoconductoresExplicaremosprimeroel funcionamientodando clicken Monoconductores,dondeveremoselsiguientemen:

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LaNOM001 SEDE2005noshace referencia3 a los calibresdemonoconductores instalados encharolasparatodosloscalibresqueaparecenenestemen.Paraejemplificar loanteriorseleccionaremos laprimeraopcin:Todos loscablessonde (1000kcmils)omayores.Informacindelanormamexicana.Acontinuacinpodremosverelsiguientemensaje:

Dichomensajees iguala loqueexige lanorma 4para losmonoconductoresdeestos calibres;procedemosadarclickenAceptaryveremoselsiguientecuadrodedilogo:Llenadodeinformacindelosconductoresainstalarenlacharola.

En el campo Nmero de conductores insertaremos 5 conductores, en el tipo de conductordamosclickparaverlalistadesplegableyveremoslossiguientestiposdeconductores:

3 Art. 318-10. Nmero de cables monoconductores de 2 000 V nominales o menores en soporte tipo charola para cables. 4 Art. 318-10 a) 1)

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Estos son los tipos de aislamiento de los conductores que deseamos insertar a la charola, elprogramamanejaestos tipospor ser losmscomunesdentrode las instalacioneselctricasennuestropas.Mencionadoesto,procedemosaelegirTHHW.Porltimoelegimoselcalibredelmendesplegablecomoelmostrado:

Paranuestroejemploelegiremos1250 (1250kCM);paraposteriormenteobservarelsiguientecuadrodedilogo:

- Agregarmsconductores.EnestecuadrodedilogoaldarclickenSi,podemosagregarmasconductores;elnmeroquesea,conigualodiferenteaislamientoeigualodiferentecalibre.AldarclickenNoelprogramanoscalculalacharolanecesariaparalosconductoresinstalados.Para el ejemplo que estamos siguiendo procederemos a dar click en Si, posteriormenteintroducimos4conductores,tipoRHWycalibre1000;comosemuestra:

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Damos click en Aceptar y posteriormente cuando aparezca el cuadro de dilogo Deseaagregarmsconductores?,damosclickenNo.Resumendeconductoresinstaladosyresultados.Veremoslasiguientepantalla:

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Entoncespodemosverqueelanchodelacharolanecesarioparalosconductoresinstaladosserade45cmsideseamosunamemoriadeclculoporescritodamosclickenelbotnMemoriadeclculo.Cualquiercombinacindecables:multiconductoresdeenerga,iluminacin,controlyseales.Ahora probaremos un ejemplo para la siguiente opcin delmen, entonces damos click en elbotnmostradoabajodelmeninicial:

Veremoselsiguientemen:

Como podemos observar, para estos tipos de cables, la norma5 toma en cuenta dos tipos decharolas:CharolaparacablesdefondoventiladootipomallayCharoladefondoslido.Paraelejemploqueplantearemos,daremosclickenCharolaparacablesde fondoventiladootipomalla.Acontinuacinveremoselsiguientemen:

5 Art.318-9. Nmero de cables multiconductores de 2 000 V nominales o menos en soporte tipo charola para cables

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Procederemos a dar click en la ltima opcin: Cables de (4/0 AWG) o mayores con cablesmenoresa(4/0AWG)yacontinuacinveremoselsiguientemensaje6:

Esto es lo que se menciona en la norma para esta combinacin de calibres, damos click enAceptaryaparecerelsiguientecuadro:

6 Art.318-9 a) 3)

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Procederemos entonces a insertar los conductores de (4/0 AWG) y mayores; para lo cualagregaremos 3 cables, 300 kCM (300AWG) y de 3 conductores; damos click en aceptar yveremoslosiguiente:

Agregaremosmasconductoresde (4/0AWG)ymayorespara locualdamosclickenSi.Ahoraprocedemosaagregar2cables,4/0AWGy4conductoresydamosclickenAceptar.CuandoveamoselmenmostradoarribadamosclickenNoyveremoselsiguientemen:

Aqu insertaremoslosconductoresmenoresde4/0AWG.Paraelejemplo insertaremos3cables,calibre6AWGy3conductores;damosclickenAceptaryveremos:

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DamosclickenSi.Insertamos7cables,calibre2AWGy4conductores,despusdamosclickenAceptaryveremosotravezelsiguientecuadro:

DamosclickenNoyacontinuacinelprogramanosenvaalasiguientepantalla:

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Podemos observar los clculos hechos por el programa, para todos los cables instalados senecesitauna charolade 30cmde ancho, as comouna superficiemximapermitidade 13.619cm^2.Como ya mencionamos previamente si se desea el reporte por escrito, se debe dar click enMemoriadeclculo.Cablesde2001Vnominalesenadelanteensoportestipocharolaparacables.Enelmendeiniciodamosclickenelbotn:

Acontinuacinveremoselsiguientemen:

Enestemenpodemosverlosconductoresparams7de2000volts,enestecaso,tenemosparaelcasode2001a5000voltsconductoresXLPEEPR;mientrasqueparalosconductoresde8000volts,15000voltsy35000voltsnicamenteXLPE.

7http://www.viakon.com.mx/Products.aspx?productId=41

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Paraexplicarelprogramaplantearemosunejemplo,primerodaremosclickenConductoresXLPEEPRde2001voltsa5000volts.Veremoselsiguientemensaje:

Comoyapudimosverenlosejemplosanterioresestemensajeesobtenidodelanorma8.ProcedemosahoraadarclickenAceptaryveremoselsiguientecuadro:

Paranuestroejemploutilizaremos9conductoresconuncalibrede2AWG;damosclickenaceptaryobservaremos:

8 Art. 318-12. Nmero de cables de Tipo MT (MV) y MC de 2 001 V nominales en adelante en soportes tipo charola para cables

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Damos click en Si y ahora insertaremos 5 cables mas de calibre 1/0 AWG, damos click enAceptarycuandonosaparezcaelcuadroDeseaagregarmasconductores?,hacemosclickenNo.Posteriormenteelprogramanosdesplegaralasiguientepantalla:

Porlotantonecesitaremosunacharolade30cmdeanchoparaloscablesinstalados.

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1.3DUCTO

1.3.1Funcionamientodelprograma(Ducto)


1. Introduzca o seleccione segn sea el caso, el tipo, calibre, y cantidad de conductores queemplearenelducto,astambinelijasisetratadeconductordesnudooconaislamiento. Paraseleccionarel tipodeaislamientodelode losconductores (veaelcomplementoa la tabla310deltemaII)quecanalizarenelductodeclicalaflechaubicadaaunladodelaopcinTipo,unmenabrirlasopcionesquepuedeelegir,deunclicenlaopcindeseada.Hagalomismoparaelegirelcalibredelconductorquedesee.LacasilladeCantidadse refierealnmerodeconductoresque llevarelducto,deunclicendichacasillayluegoingresetalcualelnmerodeconductoresquedesee.Porltimoseleccioneunade lasopcionesConaislamientooDesnudodandounclicsobre laopcincorrespondiente (Le sugerimosque sien la instalacinen laqueusarductosmetlicoscuadradoscontarconmuchoscircuitosdetalmaneraquepretendausaralmximolacapacidaddedichosductos, ingreseprimero losconductoresaislados, llegandoal lmitede30conductoresqueestablecelanorma,puedeingresarelolosconductoresdesnudosquedeseeseleccionandolaopcin de S cuando la pregunta Los cables que est ingresando son para este propsito?aparezca. Lo anterior significa que el programa toma en cuenta a los conductores aislados ydesnudosparaasegurarsedequeelreaocupadadeestosenelductocumplaconlaNorma).

Imagen;Ductos1.0

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Acontinuacinselepreguntarsideseaagregarmsconductoresalducto.

Imagen;Ductos1.1

Aldar clicenelbotn No se abrirunanueva ventanaquemostrara todos losdatosde losconductoresingresadosalducto.AldarclicenelbotnSseabrirdenuevounaventanapara ingresar losdatosde losnuevosconductores que canalizar en el ducto ( la ventana es igual a la imagen Ductos 1.0) y assucesivamente hasta que seleccione el botn No lo cual abrir como ya se dijo una nuevaventanaquemostrartodoslosdatosdetodoslosconductoresquetendrelducto.

Imagen;Ductos1.2

Enestaventanaademsdemostrarcadaunodelosdatosingresados(ejemplohechosinningnpropsitoenespecialmsqueelde ilustrarelprograma),cuentacon los resultadoshastaestepunto, los cuales incluyen el nmero total de conductores, el rea que estos ocupan, el reamnimadelaseccintransversalqueserequieretengaelducto,ylarecomendacincomercialdelducto,ademsdesucorrespondienteimagenfsica.

30

Losbotonesconlosquetambincuentaestaventanasedetallanacontinuacin; Agregarmsconductores

Estebotn fuepensadoparausarseen casodequehayaolvidado ingresarunoovariosconductoresalducto,aloprimirlovolveraaparecer laprimerventana (Ductos1.0)yaspodrincluirmsconductoresalmismoducto.

ReiniciarAlpresionarestebotnelprogramaabrirlaprimerventana(Ductos1.0)paraquepueda ingresarunoo varios conductores alducto,pero ahora ste serunonuevoo enotraspalabrasvaci.

SalirOprimaestebotnparasalirdelprogramadeClculodeDuctos

ImprimirMem.deCl.Oprima este botn para mandar a imprimir los datos y las operaciones que sehicieronparacalcularelducto.1.3.2InformacindelllenadodeductosFormandopartedelascanalizacionesqueseempleanenlasinstalacioneselctricas,losductosseclasificanen;- Ductosmetlicos- Ductosnometlicos- Ductosconbarras(electroductos)Estosmediosestndiseadosparalaconduccindecircuitosalimentadoresderivadosyotrosgruposdeconductoreselctricos,adicionalmenteproporcionanproteccinmecnicacontradaosenlosconductores.Elprocedimientoempleadoenelprogramacalcularelductoadecuadoquesepuedeemplearen la instalacin,dando tambin laopcin comercialactualdelducto.Asmismo se siguen lassiguientesindicacionesquelaNORMAestableceparasuclculo;- Losductosnodebendecontenermsde30conductoresdefaseenningunaparte9.- Lasumadelreade laseccintransversaldetodos losconductorescontenidosencualquier

lugardelductonodebensuperarel20%delreadelaseccintransversalinteriordelmismo.Paracalculardichasumadelreadelaseccintransversaldetodoslosconductoresseusalatabla105.Dimensionesde losconductoresaisladosycablesdeartefactosdelcaptulo10de laNorma.

9 No se consideran conductores de fase los de circuitos de sealizacin o los conductores de control entre el motor y su arrancador. Artculo 362-5

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Nota.Lasugerenciacomercialdelductoessloparaductosmetlicos10yaqueestosson losms usados en las instalaciones elctricas, no obstante se puede tomar como base el mismoclculo del rea mnima de la seccin transversal del ducto que el programa brinda paraposteriormente seleccionar el ducto no metlico o electroducto de acuerdo a las opcionescomerciales que asuma adecuadas. A continuacin se presentar una descripcin de las tresclasificacionesdeductosquepermitirunusoefectivodedichoscanalizaciones.1.3.2.1DuctosmetlicosLos ductos metlicos son ductos de placa metlica con tapa a presin removible, o conbisagrasparaalojaryprotegercableselctricos,enloscualesseinstalanlosconductoresdespusdehaberinstaladoelductocomounsistemacompleto.11Endndeseusan?Segnelartculo3622seempleansolamenteenlugaresexpuestos,cuidandoque;SisetratadeunlugardondesepresentelluvialosductosdebendeserhermticosaestaNoestnexpuestosadaosfsicosNoestnexpuestosavaporescorrosivosNo seencuentrenenreaspeligrosas,porejemplodondepuedanestarpresentesenelaire,gases o vapores inflamables en cantidades suficientes para producir mezclas explosivas oinflamables reas Clase I, o en aquellos lugares peligrosos debido a la presencia de polvoscombustiblesreasClaseIINota.NoobstanteseadmiteenlaDivisin212deambasreas,queelmtododealambradopuedaemplearductosmetlicos,siempreycuandoparalasreasClaseIseusenductosmetlicossellados, y apara las reas Clase II se usen ductos metlicos hermticos. Tambin se permiteinstalaraparatosintrnsecamenteseguros13ysualambradoenductosmetlicossiempreycuandoseencuentrenbiensellados(ver50470)ylosconductoresseencuentrendebidamenteseparados(ver50430).

10 SQUARE D de Schneider Electric. http://www.schneider-electric.com.mx en la parte de Productos y Servicios, SQUARE D, Ducto cuadrado. 11 Artculo 362-1 de la NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Elctricas (utilizacin) 12 La Divisin 2 implica que la presencia de gases inflamables o polvos combustibles respectivamente para el rea Clase I y rea Clase II es accidental o poco frecuente. 13 Aparato intrnsecamente seguro es aquel en el cual todos los circuitos son intrnsecamente seguros, y un Circuito intrnsecamente seguro es aquel en el cual cualquier chispa o efecto trmico es incapaz de causar la ignicin de una mezcla de material combustible o inflamable en aire bajo condiciones prescritas de prueba (504-2).

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Parafinesconcretosenlainstalacindeductosmetlicossedebederespetar;- Unavezcalculadoelductoparadeterminado(s)conductores,nosedebede instalarningn

conductordemayortamaonominalqueestos(3624).- EngeneralquesecumplaconelArtculo300delaNORMA.- Noaplicalaseccin31015(g).Aexcepcinde;

a) Sisehace,nosedebedelimitarelnmerodeconductoresdefasecomosepuedeapreciarenlatablaanterior.

b) Deacuerdoa5206enteatros(olugaressimilares)noserestringea30conductores.c) Deacuerdoa62032enelevadoresymontacargasnose limitael20%delreade

conductores,sinoqueahoraseaplicaqueelreadelaseccintransversaldetodoslosconductores incluyendosuaislamientonodebesermayorqueel50%delreadelaseccintransversaldelducto.

- Cuandoenelductosedobleunconductoraislado,ocuandounductovaremsde300seusa

3736- Cuando los conductores de 21,2 [mm2] 4 [AWG] omayores entren a otra canalizacin, la

distancia entre canalizaciones no debe de ser inferior a 6 veces el dimetro de la mayorcanalizacin.

- Para empalmes y derivaciones no se debe de ocuparms del 75% del rea de la seccintransversaldelducto.

Otrasespecificacionesrecomendadas;- Soportes(soportehorizontalysoportevertical)paraductosver3628.- Extensinatravsdeparedesver3629.- Extremosfinalesver36210.- Extensionesatravsdeductosver36211.- Marcadodeductosver36212.- Puestaatierraver36213queasuvezsedebedecumplirconelArtculo250.1.3.2.2DuctosnometlicosLosductosnometlicossonductosdematerialnometlicoretardantea laflama,contapaconbisagrasoremovible,paraalojaryprotegeralambresycableselctricosyenloscualesseinstalanlosconductoresdespusdeinstaladoelconducto,comounsistemacompleto.1414 Artculo 362-14 de la NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Elctricas (utilizacin)

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Endndeseusan?Sloeninstalacionesexpuestas.Dondeestnexpuestosavaporescorrosivos.Enlugaresmojados,cuandoestnaprobadosylistadosparaesefin.Opuedeninstalarseocultossiemprequeestncolocadosenlnearectaentresalidasacajasdeempalme,teniendocuidadodequelastapasseanaccesibles.Endndeocundonoseusan?CuandoestnexpuestosadaosfsicosEnreaspeligrosas (clasificadas)conexcepcindecuandose instaleaparatos intrnsecamenteseguros4ysualambradoenductosmetlicossiempreycuandoseencuentrenbiensellados(ver50470)ylosconductoresseencuentrendebidamenteseparados(ver50430).CuandoestnexpuestosalaluzdelSol,exceptosiestnaprobadoseidentificadosparaeso.Cuandoestnexpuestosatemperaturaambientedistintaparalaquefueaprobadoelductonometlico.Conconductorescuyoslmitesdetemperaturadeaislamientosuperenaquellosparalosqueestaprobadoylistadoelductonometlico.Parafinesconcretosdelainstalacindeestosductossedebederespetar;- Unavezcalculadoelductoparadeterminado(s)conductores,nosedebede instalarningn

conductordemayortamaonominalqueestos(3624).- EngeneralquesecumplaconelArtculo300,ycuandoenelArtculo250seexijalapuestaa

tierradelequipo,enelductonometlico sedebe instalarun conductor independientedepuestaatierradeequipo.

- Seaplicalaseccin31015(g),estoes;Sielnmerodeconductoresparalacapacidaddeconduccindecorrientede0a2000[V]portadoresdecorrienteenelductoesmayorquetres,lacapacidaddeconduccindecorrientesereducedelasiguientemanera;

Nmero de conductores portadores de corriente

Por ciento de valor de las tablas ajustado para la temperatura ambiente si fuera necesario

De 4 a 6 De 7 a 9

De 10 a 20 De 21 a 30 De 31 a 40 41 y ms

80 70 50 45 40 35

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- Cuandoenelductosedobleunconductoraislado,ocuandounductovaremsde300seusa3736

- Para empalmes y derivaciones no se debe de ocuparms del 75% del rea de la seccintransversaldelducto.

Otrasespecificacionesrecomendadas;- Soportes(soportehorizontalysoportevertical)ver36222.- Juntasdeexpansinver36223.- Extensinatravsdeparedesver36224.- Extremosfinalesver36225.- Extensionesatravsdelosductosver36226.- Marcadodeductosver36227.1.3.2.3Ductosconbarrasoelectroductos

Un electroducto es un ducto metlico puesto a tierra que contiene conductores desnudos o aislados, usualmente de cobre o aluminio en forma de barras, alambres o tubos, ensamblados en fbrica. Se usan como circuitos de entrada de acometida, alimentadores y derivaciones. 15

Endndeseusan?Loselectroductosdebeninstalarseenformavisibleyenlugaresdespejados.Excepciones;- Sepueden instalardetrsdepanelessiemprequeseencuentrenaccesiblesysecumplacon

lossiguientespuntosa) No haya dispositivos de sobrecorriente dentro del electroducto, excepto los

correspondientesalosequiposindividualesoaotrascargas.b) Queelespaciodetrsdelospanelesnoseuseparaventilacinomanejodeaire.c) Queelelectroductoseadeltiponoventilado,totalmentecerrado.d) Que el electroducto se instale de tal manera que las uniones entre secciones y los

accesorios,seanaccesiblesparafinesdemantenimiento.- Sepuedeninstalardetrsdepanelescuandosecumplacon(30022(c)).

15 Artculo 364-2 de la NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Elctricas (utilizacin)

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Endndeocundonoseusan?Cuandoestnexpuestosadaosfsicosovaporescorrosivos.Encubosdeelevadores.Enreaspeligrosas(clasificadas)almenosqueestnaprobadosparaeseusoenparticular(ver5014(b)).Alaintemperieoenlugaresmojadosohmedos,almenosqueestnaprobadoseidentificadosparaeseuso.Parafinesconcretosdelainstalacindeestosductossedebederespetar;- EngeneralquesecumplaconelArtculo300.Otrasespecificacionesrecomendadas;- Soportes3645.- Pasoatravsdeparedesypisosver3646.- Extremosdeloselectroductosver3647.- Derivacionesdesdeloselectroductosver3648.- Proteccincontrasobrecorrientever3649.- Capacidadnominaldelaproteccincontrasobrecorrienteenalimentadoresver36410.- Reduccindelacapacidaddeconduccindecorrientenominaldelelectroductover36411.- Alimentadoresocircuitosderivadosver36412.- Proteccincontrasobrecorrientedeloscircuitosderivadosver36413.- Marcadodeloselectroductosver36414.- Parainstalacionescontensinelctricamayorque600[V]nominalesver36421a36430.

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1.4CAJADECONEXIONES 1.4.1Funcionamientodelprograma


a)SeleccioneeltipodecajaSeleccioneel tipode cajahaciendo clic sobre la listadesplegableque seencuentra junto a laetiqueta Tipo de caja. Las opciones disponibles a seleccionar son: Cuadrada o Redonda uOctagonal

b)IntroducirlacantidaddeConductoresquepasanporlacaja

Introduzca la cantidad de conductores que pasan por la caja en los cuadros de texto que seencuentranbajolaetiquetaConductoresyquecorrespondanconloscalibresutilizados.

Loscalibresdisponiblesautilizarson:#18AWG,#14AWG, #12AWG,#10AWG,#8AWGy#6AWG

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c)IntroducirlacantidaddeconductoresdeTierra

IntroduzcalacantidaddeconductoresdeTierraquepasanporlacajaenloscuadrosdetextoqueseencuentranbajolaetiquetaTierrayquecorrespondanconloscalibresutilizados(nocuentanempatesounionesconotrosaparatos).Elprogramacalcularaelvolumenbasadoenelconductormsgrande.


d)IntroducirlacantidaddeconductoresdeTierraAislada

Introduzca lacantidaddeconductoresdeTierraAisladaquepasanpor lacajaen loscuadrosdetexto que se encuentran bajo la etiqueta Tierra aislada y que correspondan con los calibresutilizados (nocuentanempatesounionesconotrosaparatos).Elprogramacalcularaelvolumenbasadoenelconductormsgrande


e)Indiquelosaccesoriosqueacompaanalacaja

Las opciones a seleccionar son: Abrazaderas, Equipo anclado a la caja e Interruptores ycontactos.

1.4.1.1Abrazaderas

SeleccioneSidelalistadesplegablebajolaetiquetaAbrazaderassiexistenabrazaderasdentrode la caja (las abrazaderas externas no cuentan). El programa har las equivalenciascorrespondientessiestaopcinestaelegida.

38

1.4.1.2Equipoancladoalacajabajoundomoomarquesina

Seleccione laopcinEquipoancladoa lacajabajoundomosien lacajaseencuentraancladaalgnequipoodispositivo.Ej.Unalmpara.

Seleccione laopcinsiestaseencuentraunidaa lacajaporalgnmediodesoportequeocupaalgnespacioen lacaja.Elprogramahar lasequivalenciascorrespondientessiestacasillaestaactivada.TambinpuedeindicarlacantidaddeconductoresascomoelcalibredelosconductoresquesonpartedeloscablesaccesoriosyTierradelequipo.

1.4.1.3Contactosy/ointerruptores

AlseleccionarlaopcinInterruptoresy/ocontactospodrseleccionarelcalibredelconductorms grande conectado a la placa de montaje de cada accesorio ya sea un interruptor o uncontacto.Loscalibresdisponiblesautilizarson:#18AWG,#14AWG, #12AWG,#10AWG,#8AWGy#6AWG.Hasta9accesoriospuedenseleccionar.

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Resultados

Losresultadosdelosclculossonmostradosenlosrecuadrosdetextodecoloramarillo.VolumenTotalLa cajade textobajo la etiquetade Volumen Totaldespliega el resultadode la sumade losvolmenes que ocupan los conductores que transitan por la caja (Conductores, Tierra y TierraAislada)ascomolasequivalenciascorrespondientesalosaccesoriosqueexistan.TamaodelacajaEn la caja de texto bajo la etiqueta de Tamao de la caja se indica el tamao mnimorecomendadoparalacaja.Nota:Encasodequeelreaocupadapor losconductoresyaccesoriosseamayora lostamaosdecajascomercialeselprogramamostraraunmensajedeerrorenesterecuadro,peroenlacajade texto bajo la etiqueta Volumen Total de volumen totalmostrara el volumenmnimo quetendraquetenerunacajaparaquepudieracontenertodos losconductoresespecificadosenelprogramademanerasegura. PresionarelbotnMemoriadeCalculoAlhacerclicenestebotnelprogramaabrirunavistapreviadelainformacinintroducidaylosclculosrealizadosporelprograma.Nota:SisehacometidoalgnerrorosedeseareiniciarelprogramasedebepresionarelbotnLimpiaralhacerlosetendrnlascondicionesincialesdelprograma 1.4.2InformacinsobreelllenadodeCajas Enunainstalacinelctricaeldimensionamientodecajasesunodelaspracticasmscomunes,ymssinembargoaestaprcticanoseledaelvalorquedebieradetener,yaquelaseleccindeltamaodelacajaesrealizadadeformaaproximadalamayoradelasveces,esdecir,evitandoelusodecualquierclculoparasucorrectodimensionamiento, locual resultamuchasvecesen laseleccindeunacajaquenocumpleconlosrequisitosdelainstalacinyaunmsimportantedelasnormasquecubrenestosaspectos.Aunque la NOM no es muy especfica, menciona que las cajas deben ser los suficientementegrandesparaproveer espacio libreparatodos losconductores.Unacajaseutilizageneralmentepararealizar lasunionesde loscircuitosyapagadores/contactosy tienenunvalorespecificodeespacio(volumen)paralosconductores,aparatosyempates.

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El volumen ocupado por los conductores, apagadores/contactos y uniones en la caja no debeexcederlacapacidaddellenadodelacaja.Elvolumendelacajaeselvolumentotaldesuspartesensambladas,incluyendoanillosdeplstico,cubiertasyanillosdeextensin. Aspectosatomarencuentaparaelclculodellenadodecajas

a.Tipodecaja

b.Calibredelosconductoresc.Equivalenciasdevolumendeaccesorios

Tablas

Tabla37016b

La tabla37016b listaelvolumen requeridodependiendodel calibredel conductor.Conocerelvolumenrequeridoporcadaunode losconductoresesnecesarioencasodeque loscalibresdelos conductores sean diferentes, en caso contrario se puede utilizar la tabla 31016a paradimensionarlascajas.

Tabla37016a

Latabla37016alistalasdimensionesyelvolumenmnimoparacadatipodecaja.Elvolumenmnimodependedeltipodecajaparavalorescomerciales.

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Equivalentesdeconductores VolumenocupadoporConductoresdentrodelacaja

Losconductoresquepasanatravsdelacaja.

Cadaconductorqueseoriginafuerade lacajayqueterminaosedivideen lacajaseconsideracomounconductor.

Conductoresqueentranysalendelacaja.

Cadaconductorqueentraysaledelacajasecuentacomounconductor.Losconductoresquenoabandonanlacajanosedebendecontarestoincluyeempatesyunionesaotrosaparatos.

VolumenocupadoporequiposodispositivosconPlacasdemontaje

Cadaplacademontajequecontengaunoomsaparatos,seconsideracomodosconductoresdeacuerdo al volumen listados en la tabla 37016b, basndose en el conductorms grande queterminaenlaplacademontaje.

VolumenocupadoporConductoresdeTierra

UnoomsconductoresdeTierraseconsiderancomounconductordeacuerdoconelvolumenlistadoenlatabla37016b,basadoenelconductordetierramsgrandequeentraalacaja.

VolmenesqueNosetomanencuentan

Accesorios externos como abrazaderas y conectores as como tambin conductores que seoriginanyterminandentrodelacajanosontomadosencuentaparaclculosdellenado.

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2CONDUCTORES2.1 CLCULOPORAMPACIDAD2.2 CLCULOPORCADADETENSIN Elclculodeconductoresporampacidadyporcadadetensinanteriormentecitadoscomprendeen esta tesis un procedimiento complementario con el clculo de conductores para motores(Tema3.2),porloqueserecomiendasuestudioenconjunto.Aunque en el correspondiente apartado del Tema 3.2 se brinda la explicacin de la parte delprograma para el clculo de los conductores paramotores (asmase a stos como una cargaelctrica),esenlapartefinaldelpresenteapartado(Tema2.1y2.2)quesepresentaunejemploparacalcularconductoresparavariosmotoresyvariascargasdealumbradoenWatts,paraunaalimentacintrifsica.CitaremoselArtculo430241delanormaparaexplicarmejorenqueconsisteelprograma:Losconductoresquesuministrenenergaelctricaavariosmotoresoamotoresyotrascargas,deben tener una capacidad de conduccin de corriente, cuando menos de la suma de lascorrientesaplenacarganominalesdetodoslosmotores,msun25%delacorrientenominaldelmotordemayorcorrientedelgrupo,mslacorrientenominaldelasotrascargas. 2.1.1y2.2.1Informacinparaelclculodeconductoresparaalumbradoporampacidadycadadetensin Alumbrado.Paraelclculodecalibredeconductoresparacargasdealumbradogenerales,podemoscalcularal100%paraciclodetrabajonocontinuo.Sinembargo,silacargadealumbradoestdimensionadaparausocontinuo,secalculaal125%2delacargatotalconectada.Elprogramacuentacontrestensiones3:127v,220vy440v.

1 NOM 001 SEDE 2005 Art 430-24 Varios motores o motor(es) y otra(s) carga(s). 2 NOM 001 SEDE 2005 Art. 220-3 a) Cargas continuas y no continuas 3 NOM 001 SEDE 2005 Art.220-2 Tensiones elctricas

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Laconfiguracindefasesytensiones4sonlassiguientes:Sistemamonofsicopara127voltsy220volts.Sistemabifsicopara127volts,220voltsy440volts.Sistematrifsicopara220voltsy440volts.Elprogramasemuestraacontinuacin:

4 NMX-J-098 ANCE 1999 Tabla 1, Tensiones elctricas normalizadas

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Lasecuacionesutilizadasparaelclculodelacorrientenominalsonlassiguientes:Parasistemasmonofsicos:

][AmperesVP

Iff

nom

= Parasistemasbifsicos:

][)2(

2 AmperesfpV

PI

ffnom

=

Parasistemastrifsicos:

][)3(

3 AmperesfpV

PI

ffnom

Donde:Inom=CorrientenominalP=CargaenwattsdealumbradoVff=Voltajeseleccionada(127v,220v440v)fp=Factordepotencia(pordefecto0.9)El calibre del conductor a utilizar ser basndose la corriente corregida, que como yamencionamosanteriormenteserel125%delacorrientenominal.Como ya lo mencionamos previamente, la temperatura del aislamiento 5 tambin estaconsideradaenesteprograma.

Elclculodelcalibredelconductorestbasado tambinen laNOM001SEDE2005en laTabla31016.

5 NOM 001 SEDE 2005 Art.110-14 c) Limitaciones por temperatura 1) Terminales de equipo

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2.1.2y2.2.2Funcionamientodelprograma(Clculodeconductoresparacargasdealumbrado) Llenadodeinformacinsobreelalumbrado.El funcionamiento esmuy sencillo nicamente llenamos los campos: fases, factor de potencia,cadadetensinpermitidaparaelclculo,longituddelconductoryporltimocarga.Clculoporampacidadyporcadadetensin.Damos click en el botn Calcular por ampacidad; posteriormente si le damos click al botnCalcularcadade tensinpodemosver lacadadetensinenvoltsyen%para la longitudenmetrosdeconductor.Aumentarelcalibredelconductor.SidamosclickenelbotnSiguienteiteracin,seincrementarelcalibrehastaconseguirlacadadetensindeseada.Comosemencionanteriormente,paralaexplicacindelfuncionamientodeesteprogramaens,utilizaremosunejemploqueconsisteenlosiguiente:Clculodelcalibredelconductornecesariopara4motores (recuerdequeparams informacindelclculodeconductoresparamotores refirasealapartadodelTema3.2)y3cargascon lassiguientescaractersticas:

Motores Cargas

1HP 2000Watts

2HP 3000Watts

3HP

4HP

5000Watts

Conunaalimentacinde240V,200metrosdelongituddeconductor,factordepotenciade0,9yunacadadetensinpermitidade3%.

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Laventanacorrespondientedelprogramaeslasiguiente;

Caractersticasdelalimentadorprincipal.Elvoltajedealimentacinserenestecaso240V,factordepotencia(0,9),longituddelconductor(200metros), cada de tensin permitida (3%) y en el campo que dice Motor, insertamos lapotenciadelmotor,acontinuacindamosclickenAgregarestemotoralalista.Yaalfinalizarlohacemosconlosmotoresdenuestroejemplo(1HP,2HP,3HP,5HP);veremoslosiguiente:

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- CargasAhorapasaremosainsertarelvalordelascargas;damosclickenSiguienteydemanerasimilaraldelosmotores,insertamoscadaunodelosvaloresdenuestrascargas(2000watts,3000watts,5000watts)yveremoslosiguiente:

- ClculoporampacidadAhoradamosclickenSiguienteypodemosobservarel calibredel conductorcalculadoporelprogramaporelmtododeampacidad:

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Clculoporcadadetensin.Ahorapodemos insertar la longituddelconductorenmetrosydamosclickenelbotnCalcularcadadetensin,paraverlosiguiente:

Aumentodecalibredelconductor.Podemosverquelacadadetensinparaelcalibrecalculadoporampacidad(3AWG),sobrepasalacadapermitida (3%),por lo tantodamosclickenelbotnSiguiente iteracin,hastaque lacadaseigualomenorquelapermitida.Vemosqueparauncalibrede1AWGlatensinesde8,7voltsde3%;asmismosenosindica:Cadadetensinadecuada.Asconcluimosquesteconductoresdelcalibreadecuadoparaelejemplo.Nota. La presente tesis se apega a la norma en cuanto a los calibres que sta maneja, sin embargo,hacemos notar que por ejemplo el calibre 1 AWG y 3 AWG no son comerciales, por lo que para suimplementacinenunainstalacinsedeberusarelcalibresuperiorsiguiente.

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2.3 CLCULOPORCORTOCIRCUITO 2.3.1 InformacinparacalcularconductoresporcortocircuitoEnlossistemasdepotencia,dimensionaralosconductoresbasndoseenlatabla250122,puederesultarenundiseoinadecuadoparafallasdecortocircuito.Dependiendodedelamagnituddelacorrientede fallaelconductorpuederesultardaadoamenosquesedimensionedemaneracorrecta.Esporestoqueesrecomendadoquesedimensionenalosconductoresbasndoseenlascurvasdedaoparaafirmareficaciadeundiseoelctrico. El calibre del conductor que soporta una cantidad dada de corriente, se calcula en base a losvalores de la corriente de falla, duracin de falla y tipo de aislamiento insertados, usando lasiguienteformula

Donde I=CorrientedeCortoCircuitoenAmperesA=Calibredelconductorencircularmilst=TiempodeduracindelafallaensegundosT2=MximaTemperaturadecortocircuitoT1=MximaTemperaturadeoperacin2.3.2 Funcionamientodelprograma(Clculodeconductoresporcortocircuito) Calculaelcalibredeunconductorquesoportarunacorrientedefalladada,basndoseeneltipodeaislamientodelconductoryladuracindedichafalla.

Tipodeaislamiento

SeleccioneeltipodeaislamientodelconductordelalistaqueseencuentradebajodelaetiquetaTipodeaislamiento

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Lostiposdeaislamientodisponiblesson:XLPE,EPR,Termoplastico,Papel,Hule,Telabarnizada.

Tiempodefalla

Seleccione el tiempode falladel conductorde la listaque se encuentradebajode la etiquetaTiempodefalla.

Lostiemposdefalladisponiblesson:1ciclo,2ciclos,4ciclos,8ciclos,16ciclos. Corrientedefalla InsertelacorrientedefallaenlacajadetextoqueseencuentradebajodelaetiquetaCorrientedefalla.

Curvadedao

Opcionalmente puede oprimir el botn Curva de dao para ver las curvas trmicas de losconductores.Estascurvasdependendeltipodeaislamientoseleccionado.

PresionarelbotnCalcular Alpresionarestebotnelprogramapresentaralosresultadosdelosclculosenlosrecuadrosdetextodecolorgris. PresionarelbotnMemoriadeCalculo Alhacerclicenestebotnelprogramaabrirunavistapreviadelainformacinintroducidaylosclculos realizados por el programa. Este botn solo esta disponible solo despus de haberintroducido toda la informacinnecesariaydespusdehaberhecho losclculosalpresionarelbotnCalcular.Antesdeesoestebotnestadeshabilitado. Nota:SisehacometidoalgnerrorosedeseareiniciarelprogramasedebepresionarelbotnLimpiaralhacerlosetendrnlascondicionesinicialesdelprograma

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3 MOTORES3.1 CLCULODECOMPONENTESDEARRANCADORES

3.1.1 Informacinsobreelclculodearrancadores

Motoresasncronostrifsicosdejauladeardilla.

Losmotoresasncronostrifsicosdejauladeardillaseencuentranentrelosmsutilizadosparaelaccionamientodemquinas.Elusodeestosmotoresseimponeenlamayoradelasaplicacionesdebidoalasventajasqueconllevan:robustez,sencillezdemantenimiento,facilidaddeinstalacin,bajocosto.

Figura1.

3.1.1.1Elementosqueintervienenparaelarranquedelosmotoresasncronosdejaula.VelocidadLasvariacionesdetensinnoalteranlavelocidaddesincronizacin.Sinembargo,losaumentosdetensinimplicanladisminucindeldeslizamientoenelcasodeunmotorencarga.Estefenmenoqueda limitado por la saturacin de la mquina. Por el contrario, al disminuir la tensin dealimentacin,elmotorgiraamenorvelocidad

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FrecuenciaEnlosmotoresasncronos,elflujoesproporcionalalacorrienteparaunafrecuenciadada.LaleydeOhmaplicadaaunmotordaelsiguienteresultado:

Para obtener un flujo constante, y por tanto un I constante, es preciso que la relacinU/f semantengaconstante.Sinembargo,elvalordelpardeeste tipodemotoresparauna frecuencia

dadaseobtienemediantelafrmula: Porconsiguiente,esposibletrabajaraunparconstantesiemprequeseaposibleaumentarUhastalatensinnominal.Por lodems, siempreesposibleaumentar la frecuencia,pero,aldisminuir la corriente,elpardisminuyeigualmente.CorrientedearranqueVara proporcionalmente a la tensin de alimentacin. Cuando sta es superior, aumenta lacorrienteabsorbidaduranteelarranque.Con un convertidor de frecuencia, la corriente de arranque es dbil (entre 1 y 1,5 veces lacorrientenominal)conrespectoa lassolucionesclsicas(de6a8veces lacorrientenominal),altiempoquesedesarrollaunpardearranqueimportante.VelocidadLa velocidad de sincronizacin de losmotores asncronos es proporcional a la frecuencia. Estapropiedad suele utilizarse para funcionar a muy alta velocidad los motores especialmentediseadosparaunaalimentacin,porejemplo,a400Hz(rectificadoras,aparatosdelaboratoriooquirrgicos,etc.).Tambinesposibleobtenerunavelocidadvariablemediantelaregulacindelafrecuencia,porejemplo,de6a50Hz(rodillostransportadores,aparatoselevadores,etc.).

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3.1.2Arranquedelosmotoresasncronostrifsicos.Durante lapuestaen tensindeunmotor, lacorrientedemandadaporste,es considerableypuede provocar una cada de tensin que afecte al funcionamiento de los receptores,especialmenteencasode insuficienciadelaseccindelalneadealimentacin.Enocasiones,lacadapuedellegaraserperceptibleenlosaparatosdealumbrado.Para poner remedio a estos inconvenientes, ciertas normas prohben el uso de motores dearranque directo que superen cierta potencia.Otros se limitan a imponer la relacin entre lacorrientedearranqueylanominalenbasealapotenciadelosmotores.Losmotoresdejaulasonlosnicosquepuedenacoplarsedirectamentealaredpormediodeunequiposimple.Tanslo lasextremidadesde losdevanadosdelestatorsobresalende laplacadebornes.Dadoque el fabricante determina de manera definitiva las caractersticas del rotor, los distintosprocesosdearranqueconsistenprincipalmenteenhacervariarlatensinenlosbornesdelestator.En este tipo demotores, cuya frecuencia es constante, la reduccin de la punta de corrienteconllevademaneraautomticaunafuertereduccindelpar.Tiposdearranqueparamotoresasncronostrifsicos.Tenemosquetomarencuentaunfactormuyimportanteenelarranque,queeslavariacindelatensindealimentacin,statienelassiguientesconsecuencias:

lacorrientedearranquevaraproporcionalmentealatensindealimentacin elpardearranquevaraproporcionalmentealcuadradodelatensindealimentacin

Porejemplo,silatensinsedivideentre lacorrientesedivideaproximadamenteentre yelparsedivideentre3. 3.1.3 Informacinsobreelfuncionamientodelprograma(Clculodearrancadores)Elprogramapara todos los tiposdearranque tieneen comn losdatos requeridos,que sonelvoltajey lapotenciaHPdelmotor,condichosdatospodemoscalcular lacorrienteaplenacargadelmotorencuestin,basadaenlanormamexicana1(recuadroverdeclaro).Si damos click en Esquema de potencia vemos el esquema de conexin para este tipo dearranqueendondetambinvemosloselementosrequeridosparaelmismo;podemosverdeigualmaneraaladerechalaleyendaquenosindicaladenominacindeloselementosrequeridos.Porltimoenlapartecentralderechapodemosobservarloselementosrequeridoscalculadosporelprogramajuntoconsutamaoajuste,endosproveedoresdiferentes,SiemensSquareD.

1 NOM 001 SEDE 2005 Tabla 430-150 Corriente elctrica a plena carga de motores trifsicos

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ConociendodichoselementosesmuysencilloadquirirlosymontarelarranqueparasuconexinMedianteelbotnMeninicialpuederegresaralmendondesedespliegantodoslostiposdearranquequeincluyeelprograma.

Acontinuacindescribimoselfuncionamientodecadaunodelostiposdearranquesincluidosenelprograma:3.1.3.1Arranquedirectoaplenatensin.Setratadelmododearranquemssencilloenelqueelestatorseacopladirectamentealared.Elmotorsebasaensuscaractersticasnaturalesparaarrancar.Enelmomentodelapuestabajotensin,elmotoractacomountransformadorcuyosecundario,formadoporlajaulamuypocoresistentedelrotor,estencortocircuito.Lacorrienteinducidaenelrotoresimportante.Lacorrienteprimariaylasecundariasonprcticamenteproporcionales.Portanto,seobtieneunapuntadecorrienteimportanteenlared:Iarranque=5a8vecesInominal.Elpardearranquemedioes:Carranque=0,5a1,5vecesCnominal.A pesar de las ventajas que conlleva (sencillez del equipo, elevado par de arranque, arranquerpido,bajocoste),sloesposibleutilizarelarranquedirectoenlossiguientescasos:

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Lapotenciadelmotoresdbilconrespectoa lade lared,para limitar lasperturbacionesqueprovocalacorrientedemandada. La mquina accionada no requiere un aumento progresivo de velocidad y dispone de undispositivomecnico(porejemplo,unreductor)queimpideelarranquebrusco.Elpardearranquedebeserelevado.Porelcontrario,nosepuedeutilizarcuando: La cada de tensin provocada por la corriente solicitada pueda perturbar el buenfuncionamientodeotrosaparatosconectadosalamismalnea.Lamquinaaccionadanopuedaadmitirsacudidasmecnicas.Laseguridadolacomodidaddelosusuariosseveacomprometida(porejemplo,enelcasodelasescalerasmecnicas).Porestoserimprescindibledisminuirlacorrientesolicitadaoelpardearranque.Enestoscasos,elmediomsutilizadoconsisteenarrancarelmotorbajotensinreducida.Elesquemautilizadoenestearranquesemuestraacontinuacin:

ElfuncionamientodelcircuitosedaconelcierremanualdelseccionadorQ1yelcierredeKM1.

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Elequiponecesarioparaelarranquedirectoaplenatensineselsiguiente:Q1:1seccionadorportafusiblestripolarotetrapolar,calibreInmotorKM1:1contactor3P+NAo4P,calibreInmotorenfuncindelacategoradeusoF1:1reldeproteccintrmica,calibreInmotorCaractersticas:Q1:calibreInmotor;KM1:calibreInmotorF1:calibreInmotorElfuncionamientodelprogramaparaelarranquedirectoeselsiguiente:EnelmenqueaparecealprincipioelijaArranqueatensinplena,posteriormente,elijaaquevoltajetrabajasumotortrifsico(230v460v)einserte lapotenciaenHP.PodrobservarlaInominalquees lacorrienteaplenacargabasadaen lanorma2mexicanaya suderechapodrobservarloselementosnecesarioscalculadosparaelarranqueatensinplena.Hemosutilizadoelementosde lasmarcasSiemens3ySquareD4,yaqueseconsiderquesonlasmarcasmsrepresentativasdelramo.Dichoselementosjuntoconsusajustesytamaosestncalculadosprecisamenteparalacorrienteaplenacargadelmotorseleccionado,porloqueunavezteniendolosvaloresdeloselementosessencilloarmarelesquemadearranqueatensinplena.3.1.3.2ArranqueparamotoresconexinDahlander.Hayaplicacionesynecesidadesenmquinas,herramienta,equiposymaquinasparapropsitosespeciales,endondeseprecisandosvelocidadesenunmismomotor.

Los motores asncronos trifsicos pueden construirse para mas de una velocidad, bien searealizndolosconvariosbobinados,dedistintonmerodepolos,obienconun solobobinado,peroconstruidodetalformaquepuedaconectarseexteriormentecondiferentenmerodepolos.Por tal motivo algunos tipos de motores asncronos trifsicos de varias velocidades se lesdenominantambinmotoresdepolosconmutables.

2 NOM 001 SEDE 2005 Tabla 430-150 Corriente elctrica a plena carga de motores trifsicos 3 Catlogo Baja Tensin 2005 Siemens 4 http://www.schneiderelectric.com.mx/opencms/opencms/SchneiderElectric/modules/DisplayProductosSDF.jsp?FileName=3SquareD

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Losmotoresdedosvelocidadesmsusadosenaplicacionesindustrialessonconunsolodevanadoen conexin Dahlander. Estos motores, de dos velocidades, se construyen con un devanadotrifsiconormal,peroconectado interiormentede tal forma,que segn se conecten losbornesexterioresalared,elmotortendrunnmerodepolosuotrodistinto,perosiempredobleelunodelotro;portantotendrdosvelocidadesderotacin,unadoblequelaotra.Laconexindesusdevanados,serealizaentringulooestrella,para lavelocidadmenoryendobleestrellapara lamayor,ylascombinacionesdepolosmsfrecuentesson:4/2,8/4y12/6.

Figura2:Configuracin5deconexionesdosvelocidadesunsolodevanado.

Figura3:Tabla6demotoresSiemensdosvelocidadesparconstanteElesquemadearranquedelosmotoresdedosvelocidadesconexinDahlanderescomosemuestraacontinuacin:

5 Catlogo general SDO3 2005, Motores elctricos, Siemens 6 Catlogo Baja Tensin 2005 Siemens

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Arranqueyparadaenvelocidadalta.

CierredeQ1.

CierredelcontactordeestrellaKM2,queformalaestrelladelmotor.

CierredelcontactordelneaKM3,conlocualelmotorseponeenmarcha,conectadoendobleestrella.

Arranqueyparadaenvelocidadbaja.

CierredeQ1.

CierredelcontactordelneaKM1yarranquedelmotor,conectadoentringulo.

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Elequiponecesarioparaelarranquedirectoaplenatensineselsiguiente:Q1:1seccionadorportafusiblestripolar(facultativo),calibreInmotormximaKM1:1contactor3P+NC+NA,calibreInmotorabajavelocidadKM2:1contactor3P+NC+NAcalibreInmotoraaltavelocidadEnclavamientomecnicoentreKM1yKM2recomendadoKM3:1contactor3P+NC+NA,calibreInmotoravelocidadaltaF1:1reldeproteccintrmica,calibreInmotoravelocidadbajaF2:1reldeproteccintrmica,calibreInmotoravelocidadaltaCaractersticas.Q1:calibreInmotormxima.KM1:calibreInmotoravelocidadbaja.KM2KM3:calibreInmotoravelocidadalta.EnclavamientoelctricoymecnicoentreKM1yKM2.F1:calibreInmotoravelocidadbaja.F2:calibreInmotoravelocidadalta.El funcionamiento del programa para el arranque de motores de dos velocidades conexinDahlandereselsiguiente:Paraesteprogramasehizousodelosmotorescomerciales7trifsicosdedosvelocidadesconexinDahlander,enestecasodeSiemens,mostradosenlafigura3.Detalmaneraqueprimeramenteelegimosunmotordelistamostradaenelcentrodelahojadelprograma,ensuvelocidadalta;seleccionamoslatensindelmotor(230v460v),tomandoencuentaqueestosmotoresSiemensseencuentranen460vparacualquierpotencia(HP)yen230vnicamentehasta60HP.

7 Catlogo general SD03 2005 Motores elctricos, Siemens.

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Ya elegido nuestro motor (HP en alta velocidad) y seleccionado el voltaje; podemos ver lacorrientedemandadapordichomotor en su velocidad alta ybaja respectivamente,para estascorrientesestndiseadosloselementoscorrespondientesalesquemadelaconexinmostrada.DichoselementoslospodemosverenlapartederechaenmarcasSiemens8ySquareD9.3.1.3.3Arranquemedianteautotransformador.Para este tipo de arranque el motor se alimenta a tensin reducida mediante unautotransformadorque,unavezfinalizadoelarranque,quedafueradelcircuito.Funcionamiento:Elarranquesellevaacaboentrestiempos:Enelprimertiempo,elautotransformadorcomienzaporacoplarseenestrellay,acontinuacin,elmotor se acopla a la red a travsdeunapartede losdevanadosdel autotransformador. Elarranque se lleva a cabo a una tensin reducida que se calcula en funcin de la relacin detransformacin.Generalmente,eltransformadorestdotadodetomasquepermitenseleccionarlarelacindetransformaciny,portanto,elvalormsadecuadodelatensinreducida.Antesdepasaralacoplamientoaplenatensin,laestrellaseabre.Enesemomento,lafraccindebobinado conectadaa la red creauna inductanciaen serie conelmotor.Estaoperacin serealizacuandosealcanzalavelocidaddeequilibro,alfinaldelprimertiempo.Elacoplamientoaplenatensinintervieneapartirdelsegundotiempo,normalmentemuycorto(una fraccin de segundo). Las inductancias en serie con el motor se cortocircuitan y, acontinuacin,elautotransformadorquedafueradelcircuito.Lacorrienteyelpardearranquevaranenlamismaproporcin.Sedividenpor(Ured/Ureducida)2yseobtienenlosvaloressiguientes:Id=1,7a4vecesInCd=0,5a0,85vecesCnEl arranque se lleva a cabo sin interrupcin de corriente en el motor, lo que evita que seproduzcan fenmenos transitorios. No obstante, si no se toman ciertas precauciones puedenaparecerfenmenostransitoriosdeigualnaturalezaduranteelacoplamientoaplenatensin.Dehecho,elvalordelainductanciaenserieconelmotortraslaaperturadelaestrellaesimportante8 Catlogo Baja Tensin 2005 Siemens 9 http://www.schneiderelectric.com.mx/opencms/opencms/SchneiderElectric/modules/DisplayProductosSDF.jsp?FileName=3SquareD

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sisecomparaconladelmotor.Comoconsecuencia,seproduceunacadadetensinconsiderablequeacarreaunapuntadecorrientetransitoriaelevadaenelmomentodelacoplamientoaplenatensin. El circuito magntico del autotransformador incluye un entrehierro que disminuye elvalordelainductanciaparapaliaresteproblema.Dichovalorsecalculademodoque,alabrirselaestrellaenelsegundotiempo,nohayavariacindetensinenlosbornesdelmotor.El entrehierro aumenta la corriente magnetizante del autotransformador. Dicha corrienteaumentalacorrientesolicitadaenlaredduranteelprimertiempodelarranque.Estemododearranquesueleutilizarseenlosmotoresconpotenciaaltas.Sinembargo,elpreciodelosequiposesrelativamentealtodebidoalelevadocostedelautotransformador.Elesquemadeconexindeestearranquesemuestraacontinuacin:

Elequiponecesarioparaelarranquemedianteautotransformadoreselsiguiente:Q1:1seccionadorportafusiblestripolar(facultativo),calibreInmotorKM1:1contactor3P+NC+NA,calibreInmotorKM2:1contactor3P+NA,calibreInmotorKM3:1contactor3P+2NC+NA,calibreInmotorconKM1.KA1:1contactorauxiliarconaditivotemporizadoalaccionamiento,tipoCA2DoF2:1reltemporizadortrmicoparaprotegerelautotransformador

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Funcionamiento:CierremanualdeQ1.CierredeKM1:acoplamientoenestrelladelautotransformador.CierredeKM2:alimentacindelautotransformador,arranquedelmotor.AperturadeKM1:eliminacindelacoplamientoenestrelladelautotransformador.CierredeKM3:alimentacindirectadelmotor.AperturadeKM2:eliminacindelautotransformador.Caractersticas:Q1:calibreInmotor.KMlKM2: calibre en funcin de la toma del autotransformador, del tiempo de arranque y delnmerodearranques/hora.KM3:calibreInmotor.F2:calibreInmotor.Funcionamientodelprogramaparaelarranquemedianteautotransformador:Primero que nada cabe mencionar que para este tipo de arranque utilizamos losautotransformadores Siemens tipo ATP10; estos autotransformadores, tienen derivaciones al50,*65y80%delatensinnominal.De tal manera que para el arranque usando los autotransformadores tipo ATP Siemens, elprogramacuentaconmotoresdesde10hasta300HP;existiendoen460v todas laspotencias,mientrasqueen230vnicamentehasta150HP.Mencionadosestospuntos,procedemosaseleccionar lapotenciadelmotor(HP)ysurespectivovoltaje (230v460v);podemos ver la corrientenominal aplena cargadel motor, as comotambinelautotransformadorquerequerirdichomotor.Enlaparteinferiorapareceladerivacindelautotransformadoralacualsevaaarrancarelmotor;estseleccionadapordefaulta80%delatensinnominal.Entoncesenlapartecentraldelahojadelprogramapodemosobservarloselementoscalculadosrequeridosparaelarranque,mostradosenelesquema.

10 Catlogo Baja Tensin 2005 Siemens

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3.1.3.4Arranqueestrelladelta.Los arrancadores estrelladelta paramotores trifsicos con rotorde jaulade ardilla, seutilizancuandoseexigequelascorrientesduranteelarranqueseanreducidasoserequiereunparmotorespecialmente bajo (arranque suave), para las mquinas cuyo par resistente es dbil o quearrancanenvaco.Elarranqueenestrelladeltaconsisteenarrancarelmotoracoplandolosdevanadosenestrellaalatensindelared,loqueequivaleadividirlatensinnominaldelmotorenestrellaentre3.Lapuntadecorrienteduranteelarranquesedivideentre3:Id=1,5a2,6vecesIn.Unmotorde230v/460vacopladoenestrellaasutensinnominalde460vabsorbeunacorriente

vecesmenorquesiseacoplaendeltaa230V.Dadoqueelacoplamientoenestrellaserealiza

a230V,lacorrientesedividenuevamenteentre .Portanto,sedivideentreuntotalde3.Elpardearranquesedivideigualmenteentre3,yaqueesproporcionalalcuadradodelatensindealimentacin:Cd=0,2a0,5vecesCn.La velocidad delmotor se estabiliza cuando se equilibran el par delmotor y el par resistente,normalmente entre el 75 y 85% de la velocidad nominal. En esemomento, los devanados seacoplanendeltayelmotorrindesegnsuscaractersticasnaturales.Lacorrientequerecorrelosdevanadosseinterrumpeconlaaperturadelcontactordeestrellayserestablececonelcierredelcontactordedelta.Elpasoalacoplamientoendeltavaacompaadodeunapuntadecorrientetransitoria,tanbrevecomoimportante,debidaalafemdelmotor.

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Esquemadearranqueenestrelladelta.Elequiponecesarioparaelarranqueestrelladeltaeselsiguiente:Q1:1seccionadortripolarportafusibles,calibreInmotorKM1:1contactor3P+NA+NC,calibreInmotor/3KM2:1contactor3P+NA+bloquedecontactostemporizadosalaccionamiento,calibreInmotor/3KM3:1contactor3P+NC,calibreInmotor/3,tipoLC1.F1:enserieconlosarrollamientosdelmotor,1reldeproteccintrmica,calibreInmotor/3Funcionamiento:CierremanualdeQ1.CierredeKM1:acoplamientoenestrella.CierredeKM2:alimentacindelmotor.AperturadeKM1:eliminacindelacoplamientoenestrella.CierredeKM3:acoplamientoentringulo.Caractersticas:Latensinadmisibleenlosarrollamientosdelmotoracopladosendeltadebecorresponderconlatensindelareddealimentacin.Q1:calibreInmotor.

F1:calibreInmotor/ KM1:calibreInmotor/3.

KM2KM3:calibreInmotor/ Funcionamientodelprogramaparaelarranqueestrelladelta:El funcionamiento del programa para el arranque estrella delta es muy intuitivo y sencillo.Primero comoen los casosanteriores,procedemosa seleccionarelvoltajedenuestromotoreinsertamoslapotenciaenHPdelmotor.Veremos la corriente demandada por elmotor en cuestin; a la derecha de la hoja podemosobservar el equipo necesariomostrado cuando damos click en Esquema de potencia en lasmarcasSiemens11ySquareD12.

11 Catlogo Baja Tensin 2005 Siemens

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3.1.3.5Arranquecondevanadobipartido(partwinding).Este tipo de motor est dotado de un devanado estatrico desdoblado en dos devanadosparalelosconseisodocebornesdesalida.Equivaleadosmediosmotoresdeigualpotencia.Duranteelarranque,unsolomediomotorseacoplaendirectoaplenatensindelared,loquedivideaproximadamenteentredostantolacorrientedearranquecomoelpar.Noobstante,elpares superior al que proporcionara el arranque estrellatringulo de unmotor de jaula de igualpotencia.Al finalizarelarranque,el segundodevanado seacoplaa la red.Enesemomento, lapuntadecorriente es dbil y de corta duracin, ya que el motor no se ha separado de la red dealimentacinysudeslizamientohapasadoaserdbil.Estesistema,pocoutilizadoenEuropa,esmuyfrecuenteenelmercadonorteamericano(tensinde230/460V,relaciniguala2).

Esquemadelarranquecondevanadobipartidopartwinding.

12 http://www.schneiderelectric.com.mx/opencms/opencms/SchneiderElectric/modules/DisplayProductosSDF.jsp?FileName=3SquareD

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Elequiponecesarioparaelarranqueestrelladeltaeselsiguiente:Q1:1disyuntormagntico,calibreInmotor.KM1:1contactor3P+NA+bloquedecontactostemporizadosalaccionamiento,calibreInmotor/2KM2:1contactor3P,calibreInmotor/2.F2F3:2reldeproteccintrmica,calibreInmotor/2.Funcionamiento:CierremanualdeQ1.CierredeKM1.CierredeKM2.Caractersticas:Q1:calibreInmotor.KM1KM2:calibreInmotor/2.F2F3:calibreInmotor/2.Funcionamientodelprogramaparaelarranquecondevanadobipartidopartwinding:Elprograma funcionademanera similar a los anteriores. InsertamospotenciaHP y voltajedelmotor,yaladerechapodemosverloselementosdelesquemadearranquecalculadosparadichomotor.3.1.3.6Arranqueestatrico.El principio consiste en arrancar el motor bajo tensin reducida mediante la insercin deresistenciasenserieconlosdevanados.Unavezestabilizadalavelocidad,lasresistenciasseeliminanyelmotorseacopladirectamentealared.Normalmente,seutilizauntemporizadorparacontrolarlaoperacin.Duranteestetipodearranque,elacoplamientode losdevanadosdelmotornosemodifica.Portanto,noesnecesarioque lasdosextremidadesde cadadevanado sobresalgande laplacadebornes.Elvalordelaresistenciasecalculaenbasealapuntadecorrientequenosedebesuperarduranteelarranque,oalvalormnimodelpardearranquenecesarioteniendoencuentaelparresistentedelamquinaaccionada.Generalmente,losvaloresdecorrienteydepardearranqueson:Id=4,5vecesInCd=0,75vecesCn

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Durantelafasedeaceleracinconlasresistencias,latensinqueseaplicaalosbornesdelmotornoesconstante.Equivalea latensinde laredmenos lacadadetensinquetiene lugaren laresistenciadearranque.Lacadadetensinesproporcionala lacorrienteabsorbidaporelmotor.Dadoque lacorrientedisminuye a medida que se acelera elmotor, sucede lo mismo con la cada de tensin de laresistencia.Portanto, latensinqueseaplicaa losbornesdelmotoresmnimaenelmomentodelarranqueyaumentaprogresivamente.Dadoqueelparesproporcionalalcuadradodelatensindelosbornesdelmotor,aumentamsrpidamentequeenelcasodelarranqueestrelladelta,enelquelatensinpermaneceinvariablemientrasduraelacoplamientoenestrella.Estetipodearranquees,portanto,apropiadoparalasmquinascuyoparresistentecrececonlavelocidad,porejemplolosventiladores.Su inconvenienteconsisteenque lapuntadecorrientees relativamente importanteduranteelarranque.Sera posible reducirla mediante el aumento del valor de la resistencia, pero esta medidaconllevaraunacadadetensinadicionalenlosbornesdelmotory,portanto,unaconsiderablereduccindelpardearranque.Por el contrario, la eliminacin de la resistencia al finalizar el arranque se lleva a cabo sininterrumpirlaalimentacindelmotory,portanto,sinfenmenostransitorios.Acontinuacinpodemosverelesquemadeconexindelarranqueestatrico.

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Elequiponecesarioparaelarranqueestatricoeselsiguiente:Q1:1seccionadorportafusiblestripolar,calibreInmotor.KM11: 1 contactor 3P + NA + bloque aditivo temporizado al accionamiento (Temporizacinhabitual7a20s),calibreInmotor/2.KM1:1contactor3P+NC,calibreInmotor.F1:1reldeproteccintrmica,calibreInmotor.RU,RV,RW:1resistenciadearranquevalorenfuncindelapotenciadelmotor.Funcionamiento:CierremanualdeQ1.CierredeKM11:puestabajotensindelmotor,resistenciasincorporadas.CierredeKM1:cortocircuitadodelasresistencias.Acoplamientodirectodelmotoralareddealimentacin.Caractersticas:Q1:calibreInmotor.KM11:calibreInmotor/2(1).KM1:calibreInmotor.F1:calibreInmotor.(1)AlestarabiertoelcontactorKM11alfinaldelarranque,puedeteneruncalibre inferioraldeKM1.Noobstante,esnecesarioasegurarsedequesupoderdecierreessuperioralacorrientedearranquedelmotor.Funcionamientodelprogramaparaelarranqueconestatrico:Insertamos HP y voltaje del motor, podremos ver la corriente demandada y por ltimo a laderechapodemosverloselementosdelesquemadearranquecalculadosparadichomotor.

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3.2 CONDUCTORES 3.2.1 Informacinsobreelclculodeconductoresparamotores.Lasnormastcnicaspara las instalacioneselctricasyelcdigoNacionalElctricode losEstadosUnidos (NEC), dedican un artculo completo a las normas para la instalacin de los motoreselctricos, en donde los circuitos derivados que alimentan a los motores, se tratan en formaextensiva. Los requerimientos de diseo para los circuitos derivados de los motores sonindependientesdeltipode instalacin, locualsimplificaeldiseode loscircuitosderivadosparastos.Losmotoressedesignanporsupotencia,expresadaencaballosdefuerzaHPoKW.Lacantidaddetrabajoqueunmotorpuededesarrollardependedesupotencia.Dichosmotoresseencuentranenunrango,desdefraccionesdeHPhastaaquellosdepotenciassuficientementeelevadas,comoparasatisfacerlasnecesidadesdelaindustria.Los distintos tipos de motores y tamaos en corriente alterna y directa, son protegidos condiseos apropiados para su instalacin. Se incluyen: los conductores del circuito derivado,controles, arrancadores, dispositivos de proteccin y los medios de desconexin. En esteprogramacalcularemoslosconductoresnecesarios.Losconductoresdeloscircuitosderivadosparamotoresgeneralmentesondecobreodealuminioydebensoportar losarranquesyparos;ascomo laoperacincontinuaenelaccionamientodesuscargas.Losconductoresdelcircuitoderivadodebende sercapacesdepermitir sobrecargasque los motores puedan producir debido a problemas con las chumaceras o de frenado delelementoaccionado.Una sobrecarga generada por el equipo, requiere de ms potencia para el accionamiento delmismo.Paraevitarquelosaislamientosdelosequiposfallencomoresultadodelexcesodecalorproducidoen lassobrecargas.Losconductoresde loscircuitosderivados,sedimensionanparael125%13delacorrienteaplenacargadelmotor.Parael clculode las corrientes aplena cargade losmotoresmonofsicos,monofsicos adosfasesy trifsicos incluidosenelprograma,sehizousode laNOM001SEDE2005utilizando lassiguientestablas:Tabla 430148 Corriente elctrica a plena carga, en amperes (A) demotoresmonofsicos decorrientealterna,tabla430149Corrienteaplenacarga,enamperes(A),demotoresadosfasesdecorrientealternaytabla430150Corrienteaplenacargademotorestrifsicosdec.a.

13 NOM 001 SEDE 2005 Art. 430-22 Conductores para circuitos de motores a) General

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Elprogramatambinescapazdecalcularelcalibredelconductorparavariosmotores14.Segnlanorma,losconductoresquesuministrenenergaelctricaavariosmotores,debentenerunacapacidaddeconduccindecorriente,cuandomenosde la sumade lascorrientesaplenacarganominalesdetodos losmotores,msun25%de lacorrientenominaldelmotordemayorcorrientedelgrupo.Antesdecalcularelcalibredelconductornecesario,otroaspectomuyimportanteyaconocidalacapacidaddecorrienteeslatemperaturadelaislamiento.La NOM 001 SEDE 2005 menciona que la temperatura del aislamiento15 de operacin delconductorserde60cparaunacapacidaddeconduccindecorrientedemenosde100Amperes;mientras que para una corriente de ms de 100 Amperes la ya mencionada temperatura deaislamiento,serde75c.Elclculodelcalibredelconductorestbasado tambinen laNOM001SEDE2005en laTabla31016.Unavezcalculadalacorrientequecircularporelconductoryelcalibredelmismo(ampacidad);nosenfrentamosconotroproblema.Elvoltajeen lasterminalesdelacargaesporlogeneralmenorqueelvoltajedealimentacin,ladiferenciadevoltajeentreestosdospuntosseconocecomocadadetensinydeacuerdoa lasnormastcnicassepermitedesde5%a2%.Unacadadevoltajeexcesiva(mayordel5%)conducearesultados indeseables,debidoaqueelvoltajeenlacargasereduce,portantonoessuficientecalcularelcalibredelosconductoresporampacidad,sinotambinporcadadetensin.Por lo cualdebemoshacerun clculoextrabasndonosenel calibre calculadoporampacidad,peroahoratomandoencuentalalongitudenmetrosdelcableinstalado.Paraestohacemoselclculodelacadadetensinenvoltsyenporcentaje%delsistema,usandoel calibre actual calculado por ampacidad; si el calibre excede la cada de tensin permitida;podemosaumentarelcalibrehastaconseguirlacadadetensindeseada.

14 NOM 001 SEDE 2005 Art 430-24 15 NOM 001 SEDE 2005 Art.110-14 c) Limitaciones por temperatura 1) Terminales de equipo

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Esteclculodecadadetensinserealizamediantelassiguientesfrmulas:Envolts:

10001000cos LXIsenLRIVcada

+= Endonde:Vcada=cadadetensinenvoltsR=resistenciadelconductorI=corrientequecirculaporelconductor

=ngulocorrespondientealfactordepotenciaX=reactanciainductivadelconductorL=longituddelconductorinstaladoenmetrosEn%:

100%s

cadas

VVVV

= Endonde:Vs=voltajedelsistema(alimentacindelmotorennuestroprograma)Vcada=cadadetensinenvoltscalculadaanteriormenteLosvaloresderesistenciayreactanciadelosconductoresfueronobtenidosdelNEC16.3.2.2 Funcionamientodelprograma(Clculodeconductoresparamotores) MeninicialAlabrirelprogramaporprimeravezpodemosobservarunmencomoelmostrado:

16 Nationa Electric Code, Edicin 2005, Tabla9, 70-636.

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Caractersticasdelosmotoresainsertar.Elegimoselmotordelalistayacontinuacinsemuestralahojadondeseencuentraelprogramadeclculo:

Tomaremos de ejemplo para la explicacin del funcionamiento del programa el clculo de unmotormonofsicode1HPa230V,con200metrosdecableyunacadadetensinpermitidade3%.

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Insertamos losvaloresyamencionadosenelprograma (1HP,230v, longitudde200metros,elfactordepotenciaF.Pespordefectoen0.9y3% decadadetensinpermitida)acontinuacindamosclickenelbotnAgregarestemotoralalista.En lapartederechapodemosver la listademotoresquesehanagregadoparaelclculo,paranuestrocasosoloapareceelmotorqueinsertamos.Clculoporampacidad.DamosclickenelbotnCalcularporAmpacidadyen la siguientepantallapodemosobservarqueen lapartederechatenemosCorrientetotal[A]yCalibredelconductor[AWGkcmils],podemosverqueenestecasolacorrientetotalesde10Amperesyelcalibreesde14AWG.Clculoporcadadetensin.Ahora procedemos a hacer el click en Calcular por cada de tensin, entonces veremos elmensajeCadadetensinexcedidayobservamosquelacadadetensinesde18.6voltsy8%:

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Aumentarcalibresdecable.Ahora damos click en el botn Siguiente iteracin, podemos ir aumentando el calibre delconductorhastaqueobtengamosel3%deseado:

AhorapodemosverunmensajeValorcorrectoparaunacadade7.2voltsy3%.Podemosverqueelcalibredelconductoradecuadoparaesteejemploes10AWGynode14AWGobtenidoporampacidadanteriormente.- Imprimirmemoriadeclculo.Dandoclickaqupodemosvertenerlamemoriadeclculoimpresadenuestroclculo.

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4SUBESTACIN4.1SISTEMADETIERRA

4.1.1Informacinparaelclculodesistemadetierra.

Unode losaspectosprincipalespara laproteccincontrasobretensionesen lassubestacioneseseldedisponerdeunareddetierraadecuada,alacualseconectanlosneutrosdelosaparatos,loscablesdeguarda, lasestructurasmetlicas, los tanquesde losaparatosy todasaquellaspartesmetlicasquedebenestarapotencialdetierra(Figura1).

Lareddetierrastienelafinalidaddelimitarlastensionesdepasoydecontactoquesepresentanenlasubestacintantoensureainternacomoensucontorno.

Las tensiones de paso, contacto, malla y de transferencia se muestran grficamente acontinuacin:

Circuitodeunpotencialdepaso

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Circuitodeunpotencialdecontacto

Un bajo valor de resistencia de puesta a tierra es siempre deseable para disminuir elmximopotencialdetierra,portantoaldisearunsistemadepuestaatierra,esfundamentaldeterminartensionesmximasaplicadasalserhumanoencasodefalla.Funcionesdelareddetierra.Entrelasmsimportantessetienen:a) Evitan sobrevoltajes producidos por descargas atmosfricas, operacin o maniobras dedisyuntores.b)Proporcionarunavarpidadedescargadebajaimpedanciaconelfindemejoraryasegurarelfuncionamientodeprotecciones.

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c)Proporcionarseguridadalpersonaldelasubestacin.Requisitosdeunareddetierras.Losrequisitosquedebecumplirunamalladepuestaatierrasonlossiguientes:a)Debetenerunaresistenciatal,queelsistemaseconsidereslidamentepuestoatierra.b)Lavariacindelaresistencia,debidoacambiosambientales,debeserdespreciabledemaneraque lacorrientedefallaatierra,encualquiermomento,seacapazdeproducireldisparode lasprotecciones.c)Impedanciadeondadevalorbajoparafcilpasodelasdescargasatmosfricas.d)Debeconducirlascorrientesdefallasinprovocargradientesdepotencialpeligrososentresuspuntosvecinos.e)Alpasarlacorrientedefalladuranteeltiempomximoestablecidodefalla,(esdecirdisparoderespaldo),nodebehabercalentamientosexcesivos.f)Debeserresistentealacorrosin.

Figura1.

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Mtodoutilizadoparaelprograma.Paralamedicindelaresistividaddelsuelosetomanenconsideracinbastantesfactorescomoloson: tipo de suelo, humedad, composicin qumica, grado de compactacin, temperatura ysalinidad.Existen diversos estudios muy completos acerca de estos factores1 como el del efecto de lahumedadylasalinidadsobreelsuelo.

Efectodelcontenidodelahumedadsobrelaresistividad

Efectodelahumedad,temperaturaysalessobrelaresistividad.

1 IEEE Std 142 Recommend practice for industrial grounding and commercial power systems

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As mismo existen varios mtodos para determinar la resistividad del suelo, uno de los msutilizados sonelmtododeWenner,enelcual ladisposicinde loselectrodosdemedicinescomosemuestraenlasiguienteimagen:

Laventajadeestemtodoesqueessencilloypreciso,ademsnoseutilizaninstrumentosdealtasensibilidadyaplicaatodotipodesuelos.Existendosmtodosdeclculoparaderedesdetierras;elmtododeunacapayelmtododedoscapas.Elmtododedoscapasseutilizacuandoladiferenciadelaslecturasmedidasdelaresistividaddel

terreno endospuntosdiferentesesmayordel50%,obienensuelosquepresentancapasconresistividadesdiferentes.

lParaefectosprcticosdenuestratesisemplearemoselmtododeunacapa2.Estemtododeclculodelareddetierraestencaminadoadarunasolucinprcticaaldiseodesistemasdetierra,basadoenestablecerlmitessegurosdediferenciasdepotencialquepuedanexistirenunasubestacin,encondicionesdefalla,entrepuntosquepuedensertocadosporalgnserhumano.Enelclculodelsistemadetierraqueaqusepresenta,seconsideraqueelsistemaestformadoporunamalladeconductoresenterradoshorizontalmente,yeldiseoseefectadeacuerdoconloespecificadoenlanormaIEEEStd802000.

2 Diseo de subestaciones elctricas, Ing. Jos Rall Martn, Facultad de ingeniera.

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Diseopreeliminar.Eldiseopreeliminarseajustadetalmaneraquelalongitudtotaldelosconductoresenterrados,incluyendoloselectrodossiesquellegaranaexistir,seacuandomenosigual alaquesecalculacon las ecuaciones mostradas posteriormente, para que las diferencias de potencial localespermanezcandentrodeloslmitestolerables.Laresistenciaatierrasepuededefinircomolaresistenciaqueofreceelsistemadetierraalpasode la corriente. Este valor depende de la resistividad del terreno, las caractersticas fsicas delelectrodovarillacopperweld(dimetro,rea,longitud,etc),tambindelalongitudyreadelosconductores.

Sien lareddetierraserequiereaumentarodisminuirsuresistencia,serecurrea lossiguientespuntos:AumentarelreadelaredDisminuirladistanciaentrelosconductoresdelaredUtilizarelectrodos(varillascopperweld)msprofundos

AumentarelnmerodeelectrodosenlaperiferiadelaredDisminuirlamagnituddelacorrientedecortocircuito

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Dichospuntossernmencionadosenelprogramaenelcasoenquesetuvieraqueredisearlareddetierras.Variablesqueintervieneneneldiseodelareddetierras.Eldiseodeunamallaatierraestafectadoporlassiguientesvariables:TensinPermisibledePaso.TensinPermisibledecontacto.Configuracindelared.ResistividaddelterrenoTiempomximodedespejedelafalla.Conductordelared.Profundidaddeinstalacindelared.Nota.Cabesealarqueen lassiguientespginasquetratanel funcionamientodelprograma,se incluyenparaunmejorentendimiento,msinformacinparaelclculodelsistemadetierra.

4.1.2Funcionamientodelprograma(SistemadeTierra)

Seleccindelconductordelareddetierras.ClculodelconductorrequeridoPrimeroprocedemosacalcularlaseccindelconductorparalareddetierrasencircularmils(CM),para posteriormente, calcular el calibre requerido en AWG kCM segn sea el caso. Cabemencionarqueelcalibremnimoutilizadoesde4/0AWGporrazonesmecnicas.ParacalcularlaseccindelconductorseaplicalaecuacindeOnderdonk,procedemosallenarloscampos,comosemuestraenlafiguradelprograma:

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Cabe mencionar en este punto que para el clculo de la corriente de corto circuito mxima(Iccmax),setomaencuentaelfactordedecremento3.El factordedecrementoconsideraelefectodeldesplazamientode lacomponentedecorrientedirecta, y la atenuacin de las componentes transitorias de alterna y directa de la mximacorrientedefalla.Para el diseo de la red de tierra se considera la corriente de cortocircuito asimtrica, querepresentaelcasogeneral.Comolosexperimentosparafijarelumbraldefibrilacinsebasanencorrientessenoidalessimtricasdeamplitudconstante,serequieredeunfactorD,llamadofactorde decremento, que proporciona la magnitud del valor efectivo I de una corriente senoidalequivalentealaondadelafallaasimtrica.

Fuente:Elementosdediseodesubestacioneselctricas,EnriquezHarper,Pag496

3 Diseo de subestaciones elctricas, Ing. Jos Rall Martn, Facultad de ingeniera.

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LaecuacindeOnderdonk4paraelclculodelaseccinrequeridaporelconductorenCM,eslasiguiente;

t33TaTaTm

axA1)

234log(

Im

++=

Endonde:Ac=Seccindelconductor(CM)Imax=Corrientedecortocircuitomximadefalla(Amp)Calculada:Imax=Corrientemximadefalla*FactordecorrecinporcrecimientoTm=Temperaturamximapermisibledelasconexiones(c)

*Conexionesdecables1083c*Conexionessoldadas450c*Conexionesmecnicas250c

Ta=Temperaturamximaambiente(c)t=Tiempodeduracindelafalla(seg)UnavezcalculadoelconductorrequeridopasamosalasiguientehojaconelbotndeSiguiente.ClculodeloscoeficientesKm,Ki,LRyLT.Procederemosacalcularahora loscoeficientesKm,Ki;ascomoLRyLT,queacontinuacin semuestranenlasiguientehojadeclculodelprograma:

4 IEEE Std 80 - 2000

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ProcedemosallenarloscamposyacontinuacinsedescribecomosecalcularonKm,Ki,LRyLT.Km:Coeficienteque tomaen cuenta elnmerode conductoresparalelos,elespaciamiento,eldimetroylaprofundidaddeenterramientodelosconductoresqueformanlared.

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Endonde:n=nmerodeconductorespropuestosalolargoD=Espaciamientoentreconductores(m)=Longitudpreeliminardelared/(n1)h=Profundidaddeenterramiento(m)d=Dimetrodelconductor(m)Elnmerode factoresdel segundo trminoes igualalnmerodeconductorespropuestosa lolargomenos2.Ki:Factordeirregularidadquetomaencuentaelflujodecorrientenouniformeenlared.

Endonde:n=nmerodeconductorespropuestosalolargoLR:Longitudrequeridaporlaredenmetros.

)25.0(165 sim tiKKLR ll

+=

Endonde:

l =Resistividaddelterrenosl =Resistividadsuperficialdelterreno

i=Corrientedecortocircuitomximat

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