DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA
INGENIERÍA MECATRÓNICA Nrc: 2358
Análisis de nodos y mallas Práctica #5
Autores: ANDRES CARRILLO CARRILLO HENRY HUARACA RAMIRO GALINDO EDUARDO CAJAS
Docente: Ing. ELEMBER GUANOLUISA GUANOLUISA CEDILLO.
Sangolqui-Ecuador 27 de Mayo del 2015
a) ¿Cuál es la definición de un tablero industrial? El tablero eléctrico es una caja o gabinete que
se derivan los circuitos secundarios. Este tablero contiene el interruptor principal. - Tableros secundarios de distribución: Son
contiene los dispositivos de conexión y cumplirá
alimentados directamente por el tablero principal.
con las siguientes funciones: medición, control,
Son auxiliares en la protección y operación de
señalización, maniobra y protección.
subalimentadores.
Los tableros eléctricos son unos de los elementos
- Tableros de paso: Tienen la finalidad de proteger
más importantes de cualquier conexión eléctrica
derivaciones que por su capacidad no pueden ser
sin importar su nivel de tensión, ya que se los
directamente
puede encontrar desde una instalación eléctrica en
subalimentadores.
una vivienda hasta las grandes industrias.
protección cuentan con fusibles.
Los tableros adquieren las más variadas formas y
- Gabinete individual del medidor: Este recibe
dimensiones, de acuerdo con el trabajo o nivel de
directamente el circuito de alimentación y en él está
tensión que vaya a manejar. (Farina, 2011)
el medidor de energía desde el cual se desprende el
b) ¿Qué características debe presentar un tablero industrial?
conectadas Para
alimentadores
llevar
a
cabo
o esta
circuito principal. - Tableros de comando: Contienen dispositivos de seguridad y maniobra.
Las características que debe presentar un tablero industrial son:
d) ¡Qué normativa rige para las protecciones que deben llevar los
Seguridad de quien lo opera.
tableros industriales en sus diferentes
Continuidad del servicio.
ambientes de trabajo?
Funcionalidad eléctrica y mecánica.
Solidez estructural.
Intercambiabilidad de sus componentes.
Terminación superficial. Grado de protección mecánica.
La evolución de las medidas de seguridad y de la tecnología ha conllevado un incremento significativo en las exigencias de los interruptores industriales. El cumplimiento de la norma IEC 947-2 renombrada IEC 60947-2 después de 1997,
Las normas de construcción aseguran que se
puede considerarse como una seguridad total en el
cumplan estas características garantizando niveles
empleo de los interruptores. Esta norma ha sido
satisfactorios de seguridad y calidad. (Farina,
aprobada en todos los países.
2011)
e) Colocar una tabla que indique los c) ¿Qué tipos de tableros industriales existe? Según su ubicación en la instalación eléctrica, los tableros eléctricos se clasifican en: - Tablero principal de distribución: Este tablero está conectado a la línea eléctrica principal y de él
calibres de cables y su respectivo consumo de corriente.
Calibre
Sección Nominal
/
14 12 10 8 6 4 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 350 500 750 1000
2,08 3,31 5,26 8,37 13,3 21,2 33,6 42,4 53,5 67,4 85 107 127 177 253 380 507
Diámetro del conductor aprox.
2
Espesor aislación
Diámetro exterior aprox.
Peso total aprox.
Resistencia máx. a 20 °C CC
/
Ω/
1,9 2,4 3 3,8 4,7 6 7,7 8,7 9,4 10,7 11,7 12,9 13,8 17,4 20,8 25,2 29,8
0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,9 0,9 1 1 1,1 1,1 1,2 1,2 1,6 1,7 2 2,2
6,5 6,9 7,6 8,5 9,4 11,1 13 14,1 14,9 16,5 17,7 20,3 21,3 24,9 28,9 34,5 40
66 82 107 142 195 287 433 505 598 745 949 1220 1340 1834 2499 3683 5121
8,59 5,41 3,41 2,14 1,37 0,862 0,544 0,429 0,344 0,273 0,217 0,172 0,146 0,105 0,0735 0,0495 0,0371
Capacidad de Corriente A Ducto enterrado ( 1 ) Temp. Amb. 20°C 26 40 51 64 85 111 146 168 193 220 252 290 319 387 471 585 670
Direct. enterrado ( 2 ) Temp. Amb. 20°C 40 53 69 108 139 180 231 261 297 337 384 434 472 569 690 847 980
Aire libre ( 3 ) Temp. Amb. 40°C 66 89 117 158 185 214 247 287 335 374 464 580 747 879
1
Ducto enterrado a 0,7m. 3 cables por ducto. Rho del terreno 0,9. Cables enterrados a 0,9m. separados a 0,2m. desde sus cen tros. Rho del terreno 0,9. 3 Cables triplexados al aire y sop ortados por un mensajero. 2
f)
Como se realiza el diseño y selección del calibre de cables y la caída de tensión en el mismo de acuerdo con la empresa LVH? (No copia textual – Incluir documento en anexos).
Los dos criterios para la selección del calibre de los cables son: La caída de tensión La capacidad de conducción de corriente Se calcula la caída de tensión a través de la Ley de Ohm
Entonces Pe = Pm / n Suponiendo un rendimiento del 80%, entonces Pe = 3,73 / 0,8 = 4,66 KW Para un sistema trifásico, la potencia eléctrica con respecto a sus valores V, I es:
Pe = √3.V.I.cos(φ)
E=IxR De acuerdo a la corriente se seleccionara la sección del cable, toda esta información la obtenemos a través de las tablas del anexo , y de una manera más especifica el cálculo de las características que debe cumplir el cable para nuestro diseño.
g) Consultar el consumo de una bomba de agua industrial y mediante sus datos técnicos, indicar el tipo de cable a utilizarse para alimentar la misma. Incluir en anexos la hoja técnica de la bomba a utilizarse (No
Si despejamos la corriente de fase y asumimos un
factor de potencia cos (φ) del 70% (este valor
debería estar en la chapa de características del motor de la bomba:
I = Pe / (√3.V.cos(φ)) = 4,66 KW / (√3 * 230 * 0,7) = 16,71 A Para hallar el calibre del cable, teniendo en cuenta la distancia, calculamos primero el ICV (índice de caída de voltaje): ICV = 3,28 * I * D / (%CV . V) donde D es la distancia en metros y %CV es el % de caída de tensión tolerable, es decir, nos da una idea de hasta qué pérdida de potencia es aceptable en los cables. El %CV es una relación de compromiso, porque cuando mayor pérdida toleremos en los cables,
f)
Como se realiza el diseño y selección del calibre de cables y la caída de tensión en el mismo de acuerdo con la empresa LVH? (No copia textual – Incluir documento en anexos).
Los dos criterios para la selección del calibre de los cables son: La caída de tensión La capacidad de conducción de corriente Se calcula la caída de tensión a través de la Ley de Ohm
Entonces Pe = Pm / n Suponiendo un rendimiento del 80%, entonces Pe = 3,73 / 0,8 = 4,66 KW Para un sistema trifásico, la potencia eléctrica con respecto a sus valores V, I es:
Pe = √3.V.I.cos(φ)
E=IxR De acuerdo a la corriente se seleccionara la sección del cable, toda esta información la obtenemos a través de las tablas del anexo , y de una manera más especifica el cálculo de las características que debe cumplir el cable para nuestro diseño.
g) Consultar el consumo de una bomba de agua industrial y mediante sus datos técnicos, indicar el tipo de cable a utilizarse para alimentar la misma. Incluir en anexos la hoja técnica de la bomba a utilizarse (No repetir entre grupos).
Para calcular el consumo se toma en cuenta lo siguiente:
1hp = 736 Watt 1 kW = 1.000 Watt
Si despejamos la corriente de fase y asumimos un
factor de potencia cos (φ) del 70% (este valor
debería estar en la chapa de características del motor de la bomba:
I = Pe / (√3.V.cos(φ)) = 4,66 KW / (√3 * 230 * 0,7) = 16,71 A Para hallar el calibre del cable, teniendo en cuenta la distancia, calculamos primero el ICV (índice de caída de voltaje): ICV = 3,28 * I * D / (%CV . V) donde D es la distancia en metros y %CV es el % de caída de tensión tolerable, es decir, nos da una idea de hasta qué pérdida de potencia es aceptable en los cables. El %CV es una relación de compromiso, porque cuando mayor pérdida toleremos en los cables, más potencia perderemos, pero reduciremos el costo de los cables. Pero si queremos aprovechar toda la potencia y no tener pérdida en los cables, debemos sobredimensionarlos, eligiendo cables más costosos. Para nuestro cálculo elijamos un %CV de 2%.y D=25 metros. ICV = 3,28 * 16,7 * 25 / (2 * 230) = 2,97
Para calcular el consumo se multiplica el número de Hp de la bomba por su equivalente en watts y dividimos para 1000 para obtener en kW q ue sería la cantidad que consume en 1 hora.
Para calcular el calibre de cable a usar:
La relación de potencia entre HP y KW es: 1 HP = 0,746 KW Por lo tanto, la potencia mecánica de la bomba es: Pm = 5 * 0,746 = 3,73 KW Sin embargo, la potencia eléctrica (Pe) que consume la bomba está relacionada con la potencia mecánica (Pm) a través del rendimiento (n): n = Pm/Pe
Según la tabla del sitio "enalmex" para un ICV muy cercano a 3 podemos elegir un calibre AWG # 12. Para dejar algo de margen elijamos AWG # 11 con una sección de unos 4 mm^2. Según la norma IRAM éste tolera una corriente máxima de 24 A, así que estaría bien.
HOJA TECNICA BOMBA INDUSTRIAL 1 HP MARCA GAMMA
Bibliografía
Farina, A. (2011). Tableros Electricos. Cadime , 60-64. Obtenido de http://www.cadime.org.ar/revista/pdf/Farina___Tableros_Elctricos_AE140.pdf
https://www.quiminet.com/articulos/los-tableros-electricos-sus-tipos-y-aplicacionessegun-el-uso-de-la-energia-electrica-2586331.htm
http://www.saervenca.com/descargas/uploads/Norma%20IEC%2060947-2.pdf
