CALCULOS DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS ^^

Cálculos de conductores eléctricos por capacidad de corriente y por cada de tensión

Illanes Andaluz, Eddy 20100097KGago Chávez, Joaquín 20104113K

Instalaciones Eléctricas

Industriales

ML452

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad de Ingeniería Mecánica – FIMÁrea Académica de Electricidad y ElectrónicaInstalaciones Eléctricas Industriales

Cálculos de las intensidades

Línea 1 (F1) distribución:

Máquinas de Soldar:Son 5 máquinas similares, pero al hacer los cálculos podemos trabajar solo con una de ellas y luego generalizaremos.Hallando la intensidad de entrada, con una línea de 220VHay 3 tipos de máquinas de soldar:

V I n

MAQUINA SOLDAR MIC44 750 50%44 680 60%44 600 70%

Calculando Intensidad para cada uno de los 3 tipos:a) V = 44 V I = 750 A n = 0.5 fdp = 0.8

Pot=V∗I∗fdp∗n

Pot=13200W

13200W=220∗0.8∗I

I=75 A

b) V = 44 V I = 680 A n = 0.6 fdp = 0.8

Pot=V∗I∗fdp∗n

Pot=14361.6W

14361.6W=220∗0.8∗I

I=81.6 A

c) V = 44 V I = 600 A n = 0.7 fdp = 0.8

Pot=V∗I∗fdp∗n

Pot=14784W

14784W=220∗0.8∗I

I=84 A

CÁLCULO DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS Y CAÍDA DE TENSIÓN PÁGINA 1


Entonces para cada una de las máquinas de soldar usaremos la intensidad mayor para mejorar la seguridad del cableado.

Calculando Intensidad de Diseño:

ID=1.25∗INKa∗Kt

Usando las tablas para KA y KT vemos que:

KT =1 ya que se estará trabajando a 30°C o a temperatura ambiente

KA =1 ya que se usarán 2 conductores para esta máquina monofásica.

Luego:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗841

=105 A

Sección nominal TIPO THWmm2 Al aire En ductos

16 105 7525 140 9535 175 120

Escogeremos trabajar con ductos ya que será un área de tránsito y puede ocurrir una emergencia.

Conductor a usar: S = 1(2 – 1 x 35 mm2)

Roladora:Tiene un motor (3φ 02) con un S=80 kVA V= 380 V I = 160 AAhora igualando potencias:

380∗160∗0.8=220∗¿∗0.8¿=276.3636 A

Ahora hallando Id

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗276.36361∗1

=345.4545 A

Seleccionando de tablas usaremos:

Conductor: 1 ( 3 – 1*240 mm2) THW



Torno vertical grande:

Motor (3φ 04) 60 HP; 220 VDe tablas:

¿=150 AHallando corriente de diseño:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗1501∗1

=187.5 A


Conductor: 1 ( 3 – 1*95 mm2) THW En Ductos


¿=6.5 AHallando corriente de diseño:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗6.51∗1

=8.125 A


Conductor: 1 ( 3 – 1*2.5 mm2) THW En Ductos



ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗231∗1

=28.75 A



Torno vertical mediano:





ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗1251∗1

=156.25 A




¿=6.5 AHallando corriente de diseño:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗6.51∗1

=8.125 A



Torno vertical en paralelo:

Motor (3φ 09) 22kW ; 220 VAhora sabemos:

22kW=220∗¿∗0.8Despejando:

¿=125 A

Hallando corriente de diseño:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗1251∗1

=156.25 A



Motor (3φ 10) 1.1 kW ; 220 VAhora sabemos:

1.1kW=220∗¿∗0.8Despejando:

¿=6.25 A


ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗6.251∗1

=7.8125 A







¿=3.125 A


ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗3.1251∗1

=3.90625 A





¿=1.0227 A


ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗1.02271∗1

=1.2784 A




0.37 kW=220∗¿∗0.8Despejando:

¿=2.1022 A


ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗2.10221∗1

=2.6278 A






0.07 kW=220∗¿∗0.8Despejando:

¿=0.3977 A


ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗0.39771∗1

=0.49716 A



Grúa:

Tiene un motor (3φ 15) con un S=47.2 kVA V= 440 V Ahora igualando potencias:

47.2∗1000∗0.8=220∗¿∗0.8¿=214.545 A

Ahora hallando Id

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗214.545 A1∗1

=268.1818 A




Máquinas de Soldar:Son 5 máquinas similares, pero al hacer los cálculos podemos trabajar solo con una de ellas y luego generalizaremos.Hallando la intensidad de entrada, con una línea de 220VAl igual que en el caso anterior se desarrolla con una serie de cálculos que son similares a los empleados en la línea 1 de distribuciónSe llegó al resultado:



Luego:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗841

=105 A

Sección nominal TIPO THWmm2 Al aire En ductos

16 105 7525 140 9535 175 120

Escogeremos trabajar con ductos ya que será un área de tránsito y puede ocurrir una emergencia.

Conductor a usar:

S = 1(2 – 1 x 35 mm2) En ductos (por cada máquina)

Grúa:


47.2∗1000∗0.8=220∗¿∗0.8¿=214.545 A

Ahora hallando Id

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗214.545 A1∗1

=268.1818 A



Cepilladora:



ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗1501∗1

=187.5 A






Máquinas de Soldar:

Son 5 máquinas similares, pero al hacer los cálculos podemos trabajar solo con una de ellas y luego generalizaremos.Hallando la intensidad de entrada, con una línea de 220VAl igual que en el caso anterior se desarrolla con una serie de cálculos que son similares a los empleados en la línea 1 y 2 de distribuciónSe llegó al resultado:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗841

=105 A

Conductor a usar:


Grúa:


47.2∗1000∗0.8=220∗¿∗0.8¿=214.545 A

Ahora hallando Id

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗214.545 A1∗1

=268.1818 A



Tornos CNC:3 tornos:

Motor (3φ 01) 15 HP; 220 V; 135 A I n=135 A

Motor (3φ 01) 15 HP; 380 V; 80 A

380∗80=220∗¿

¿=138.182 A

Motor (3φ 01) 15 HP; 440 V; 69 A440∗69=220∗¿

¿=138 A



Hallando la intensidad nominal total:

¿=(138+135+138.182)A¿=411.182 A

De tablas:




Son 5 máquinas similares, pero al hacer los cálculos podemos trabajar solo con una de ellas y luego generalizaremos.Hallando la intensidad de entrada, con una línea de 220VAl igual que en el caso anterior se desarrolla con una serie de cálculos que son similares a los empleados en la línea 1 y 2 de distribuciónSe llegó al resultado:

ID=1.25∗INKa∗Kt

=1.25∗841

=105 A


Ahora debemos calcular el calibre y la intensidad que pasará por cada conductor que sale del tablero general, siendo ellos F11, F12, F13, F14.

Cálculos de diseño de conductor para F11:

ID=∑ IN+0.25∗276.3636ID=1391+69.0909=1460.091 A

Seleccionando:Es apropiado trabajar con 4 ternas por fase:

Ahora de tablas:

ID¿=I D/41∗0.7

=521.461 A

Entonces:Conductor: 4( 3 – 1*500 mm2) THW



CARGA In (A)Máquina MIC 84Máquina MIC 84Máquina MIC 84Máquina MIC 84Máquina MIC 84

Roladora 276.3636Torno vertical grande 150Torno vertical grande 6.5Torno vertical grande 23

Torno vertical mediano 125Torno vertical mediano 6.5

Torno vertical en paralelo 156.25Torno vertical en paralelo 6.25Torno vertical en paralelo 3.125Torno vertical en paralelo 1.0227Torno vertical en paralelo 2.1022Torno vertical en paralelo 0.3977

Grúa 214.545


Hallando:ID=∑ IN+0.25∗214.545ID=784.545+53.63625=838.1825 A

Apropiado trabajar con 2 conductores por fase:

ID¿=ID /21∗0.8

=523.863 A

De tablas:Conductor: 2( 3 –1x 500 mm2)

THW


Hallando:ID=∑ IN+0.25∗214.545

ID=1045.727+53.63625=1100 AApropiado trabajar con 3 conductores por fase:

ID¿=ID /31∗0.7

=523.809 A

De tablas:Conductor: 3( 3 –1x 500 mm2)

THW


Hallando:

ID=∑ IN+0.25∗84ID=441 A

Apropiado trabajar con 1 conductor por fase:

ID¿=

I D1∗1

=441 A

De tablas:Conductor: 1( 3 –1x 400 mm2) THW

SEGUNDA PARTE: CAÍDAS DE TENSIÓN


CARGA In (A)

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Cepilladora 150

Grúa 214.545

CARGA In (A)Máquina MIC 84Máquina MIC 84Máquina MIC 84Máquina MIC 84Máquina MIC 84

Torno CNC 138Torno CNC 135Torno CNC 138.182

Grúa 214.545

CARGA In (A)

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84

Máquina MIC 84




Se fijó para el diseño:

Conductor: 1(2 - 1x35mm2)THW L=10m

∆V=InxLx(rfase∗cosФ+xfase∗senФ )

R30=r20(1+α(t-t0))

Tablas: 35 mm2 r20=0.524 ohm/Km

R30=0.524x(1+0.00393(10))

R30=0.54459 ohm/Km

X=0.108ohm/km(para la seccion de 35 mm2)

∆V=84 x 10x 10−3∗(0.544454 x0.8+0.108∗0.6)

∆V=0.4203V

%V=0.4203 /220∗100=0.191%

TORNO VERTICAL GRANDE:

MФ1 2HP 220V

Conductor: 1(2 - 1*2.5mm2)THW

R30=r20(1+α(30-20))

Para 2.5 mm2 r20=7.41 ohm/Km

R30=rfase α30=0.00898

Rfase=7.41(1+0.0343)

Rfase=7.701213

Xfase=0.1411 ohm/Km

∆V=12.5 x10 x10−3∗(7.7012130 x 0.8+0.1411∗0.6)

∆V=0.4807V ----- %∆V=0.2185%



MФ1 8HP 220VConductor: 1(2 - 1*6 mm2)THWR30=r20(1+α(30-20))Para 6 mm2 r20=3.08 ohm/KmR30=rfase α30=0.00393Rfase=3.08 * (1+0.0393)Rfase=3.20104 ohm /kmXfase=0.1262 ohm/Km

∆V=23 x10 x10−3∗(3.20104 x0.8+0.1262∗0.6)

∆V=0.6064V ----- %∆V=0.2756%

M3Φ 04 60hp/220v

Según los cálculos se usara

1(3_1*35mm2)THW IN=150 L=10 m

∆V=√3x InxLx¿)

Rf=r20(1+10α)

0.524(1+0.00393*10)

Rf=0.54459ohm/Km

Xf=0.108 ohm/km

∆V=√3x 150 x0.01 x¿)

∆V=1.3v

%V=1.3/220*100%=0.591 %

ROLADORA

1(3 - 1*240mm2)THW COSΦ=0.8 IN=276.3636 A L=10 m

∆V=√3∗276.3636 x 0.01x ¿)

Rf=r20(1+10α)

0.0754(1+0.00393*10)

Rf=0.07836 ohm/Km



Xf= 0.09 ohm/km

∆V=√3x 276.3636 x0.01 x¿)

∆V=0.5585V

%V=0.5585/220∗100%=0.2538%

TORNO PARALELO MEDIANO

M3Φ 08 2hp/220v

Según los cálculos se usará:

1(2 - 1*2.5mm2) THW IN=6.5 L=10 m

∆V=6 .5 x0.01 x¿)

Rf=r20(1+10α)= 7.41(1+0.00393*10)

Rf=7.701213/Km

Xf=0.1411 ohm/km

∆V=6 .5 x0.01 x¿)

∆V=0.40596 v

%V=0.40596/220*100%=0.18453 %

M3Φ 07 50hp/220v

Según los cálculos se usara

1(3 - 1*70 mm2)THW IN=125 L=10 m

∆V=√3x InxLx¿)

Rf=r20(1+10α)

0.268(1+0.00393*10)

Rf=0.2785ohm/Km

Xf=0.1043 ohm/km

∆V=√3x 125 x0.01 x¿)

∆V=0.6178v

%V=0.6178/220∗100%=0.28085%



TORNO PARALELO

M1Φ 04 0.07 kw 220v

Según los cálculos se usara 1(2 - 1*2.5mm2)THW IN=0.39717 L=10 m

∆V=InxLx¿)

Rf=r20(1+10α)= 7.41(1+0.00393*10)

Rf=7.701213 ohm/Km

Xf=0.1411 ohm/km

∆V=0.0248v

%V=0.0298/220*100%=0.01127 %

M1Φ 13 0.37KW 220v

Según los cálculos se usara 1(2_1*2.5mm2)THW IN=2.1 L=10 m

Rf=7.701213/Km

Xf=0.1411 ohm/km

∆V=2.1∗0.01x ¿)

∆V=0.1311 v

%V=0.1311 /220∗100%=0.0596%

M1Φ 12 0.18KW 220v

Según los cálculos se usara 1(2 - 1*2.5mm2)THW IN=1.0227 L=10m

Rf=7.701213/Km

Xf=0.1411 ohm/km

∆V=2.1∗0.01x ¿)

∆V=0.06387 v



%V=0.06387/220*100%=0.029 %

M1Φ 11 0.55KW 220v

1(2_1*2.5mm2)THW IN=3.125 L=10 m

Rf=7.701213/Km

Xf=0.1411 ohm/km

∆V=3.125∗0.01x ¿)

∆V=0.19517 v

%V=0.19517/220*100%=0.0887 %

M1Φ 10 1.1KW 220v

1(2_1*2.5mm2)THW IN=6.25 L=10 m

∆V=0.1774 v

%V=0.1774/220*100%=0.0887 %

M3Φ 09 22KW 220v

1(3 - 1*70mm2)THW IN=125 A L=10 m

Rf=0.75557 /Km

Xf=0.1125 ohm/km

∆V=125∗0.01x ¿)

∆V=0.4849v

%V=0.4849/220*100%=0.2204 %

GRÚA M3Φ 15 47.2KV 440v

1(2_1*150mm2)THW IN=214.545 A L=10 m



Rf=0.124 OHM/Km Xf=0.09941 ohm/km

∆V=214.545∗0.01x ¿)

∆V=0 .3408v

%V=0 .3408/220∗100%=0.1549%


CEPILLADORA

M3Φ 03 60hp/220v

Según los cálculos se usara 1(2 - 1*95 mm2)THW IN=150 L=10 m

∆V=√3∗12.5 x 0.01x ¿)

Rf=r20(1+10α)= 0.193 (1+0.00393*10)

Rf=0.20005849 ohm/Km

Xf=0.1011 ohm/km

∆V=√3∗150 x0.01 x¿)

∆V=0.5732v

%V=0.57498/220∗100%=0.26119%

GRUA M3Φ 15 47.2KV 440v

1(2_1*150mm2)THW IN=214.545 A L=10 m


∆V=214.545∗0.01x ¿)

∆V=0 .3408v

%V=0 .3408/220∗100%=0.1549%







R30=r20(1+α(t-t0))


R30=0.524x(1+0.00393(10))

R30=0.54459 ohm/Km


∆V=84 x 10x 10−3∗(0.544454 x0.8+0.108∗0.6)

∆V=0.4203V

%V=0.4203 /220∗100=0.191%


CNC

In=411.1818 1(3 - 300mm2)THW

∆V=InxLx¿)

Rf=r20(1+10α)= 0.0601(1+0.00393*10)

Rf=0.062358ohm/Km

Xf=0.0095 ohm/km

∆V=√3x 411.1818 x 0.01 x¿)

∆V=0 .39588v

%V=0.39588/220∗100%=0.1016%

GRUA M3Φ 15 47.2KV 440v

1(2_1*150mm2)THW IN=214.545 A L=10 m


∆V=214.545∗0.01x ¿)

∆V=0 .3408v

%V=0 .3408/220∗100%=0.1549%







R30=r20(1+α(t-t0))


R30=0.524x(1+0.00393(10))

R30=0.54459 ohm/Km


∆V=84 x 10x 10−3∗(0.544454 x0.8+0.108∗0.6)

∆V=0.4203V

%V=0.4203 /220∗100=0.191%

Línea 4 (F4) distribución: Máquinas de Soldar:




R30=r20(1+α(t-t0))


R30=0.524x(1+0.00393(10))

R30=0.54459 ohm/Km


∆V=84 x 10x 10−3∗(0.544454 x0.8+0.108∗0.6)

∆V=0.4203V

%V=0.4203 /220∗100=0.191%



Evaluando caídas de tensión en los conductores salientes del tablero general

F11; F12; F13 y F14<

Cálculos de caída de tensión de conductores para F11:

Conductor: 4( 3 – 1*500 mm2) THW

∆V=√3∗¿4

∗L∗(rfase∗cosФ+xfase∗senФ)

∆V=√3∗13914

∗L∗(rfase∗cosФ+xfase∗senФ )

<

Calculando rf y xf:

R30=r20 (1+α (t−t 0 ) )

R30=0.0366 (1+0.00393∗10 )

R30=0.038038ohm /km

De tablas: Xfase = 0.09236 ohm/km

Ahora reemplazando:

∆V=√3∗13914

∗0.01∗(0.038038∗0.8+0.09236∗0.6)

∆V=0.51707V∆V (% )=0.235%

Caída de tensión para el conductor F12:Hallando:

De tablas:Conductor: 2( 3 –1x 500 mm2) THW

∆V=√3∗¿4


∆V=√3∗784.5454

∗L∗(rfase∗cosФ+xfase∗senФ )

Calculando rf y xf:



R30=r20 (1+α (t−t 0 ) )

R30=0.0366 (1+0.00393∗10 )

R30=0.038038ohm /km


Ahora reemplazando:

∆V=√3∗784.5452

∗0.01∗(0.038038∗0.8+0.09236∗0.6)

∆V=0.5832V∆V (% )=0.265%

Caída de tensión para el conductor F13

Conductor: 3( 3 –1x 500 mm2) THW

∆V=√3∗¿3


∆V=√3∗1045.7273


Calculando rf y xf:

R30=r20 (1+α (t−t 0 ) )

R30=0.0366 (1+0.00393∗10 )

R30=0.038038ohm /km


Ahora reemplazando:

∆V=√3∗1045.7273

∗0.01∗(0.038038∗0.8+0.09236∗0.6)

∆V=0.51829V∆V (% )=0.236%


Hallando: ID=∑ IN+0.25∗84

ID=441 A



Conductor: 1( 3 –1x 400 mm2) THW

∆V=√3∗420∗L∗(rfase∗cosФ+xfase∗senФ)

Calculando rf y xf:

R30=r20 (1+α (t−t 0 ) )

R30=0.047 (1+0.00393∗10 )

R30=0.04884ohm /km


Ahora reemplazando:∆V=√3∗420∗0.01∗(0.0484∗0.8+0.09385∗0.6)

∆V=0.6913V∆V (% )=0.3142%


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