calculo instalaciones electricas industriales

Problema 1.1.- Para el siguiente circuito eléctrico industrial que se muestra: TGF

5.6 kA

12 unidades de CCM2

1000 kva

XLPE 15 m

M

130 m

12*300 mm2, PVC Zpt= 5.5 %

13.8 kv

5 CV, IV polos

12*120 mm2, pvc XLPE

380 V

100 CV, IV polos XLPE

M

M

100 CV, IV polos 380 V

A .- Calcule y especifique el el banco de capacitores necesario en el TGF para que el factor de potencia en ese punto sea de 0.95. B.- calcule la energía economizada mensual por por este hecho. C.- Calcule la capacidad de carga liberada en transformación.

A. Calculo del banco de capacitor en el TGF

0.736 = 0.80.3∗5∗0. 7 36  =  cos∗ 83∗0.83 =4.43  =cos=0. 8 3 ⟹ =cos − 0.83=33.9012˚ Potencia activa y reactiva de motor de 5 CV

 =  ∗ cos= s = 4.43 ∗ 0.83 = 3.67   =  ∗ sin  = 4.43 ∗ sin 33.9012˚ = 2.47  

Potencia activa y reactiva total de los 12 motores

 = 12 ∗ 3.67 = 44.04   = 12 ∗ 2.47 = 29.64  0.736 = 0.87∗100∗0. 7 36  =  cos∗  0.87∗0.92 = 80  =cos=0. 8 7 ⟹ =cos− 0.87=29.5413˚

Potencia activa y reactiva de motor de 100 CV

 =  ∗ cos= s = 80 ∗ 0.87 = 69.6   =  ∗ sin  = 80 ∗ sin 29.5413˚ = 39.44  

Potencia activa y reactiva de los dos motores de 100 CV

 = 2 ∗ 69.6 = 139.2   = 2 ∗ 39.44 = 78.88 

Potencia activa y reactiva total en el TGF

 =  +  = 44.04 + 139.2 = 183.24   =  +  =29.64+78.88=108.52   =   +  =  183.183.24 +108.52 = 212. 212.96    =cos =  = 183.212.2946 =0.8604

Potencia del banco de capacitores

 =cos =0.8604 ⟹  =cos−− 0.8604=30.6384˚  =cos =0.95 ⟹  =cos 0.95=18.1948˚  = tan tan =183.24∗tan30.6384˚tan18.1948˚   =48.3   =. +.+. = 

B. Energía economizada mensual

  ∗sin ∗720   =  ∗  ∗ 2 ∗1000∗  =0.0781/  = 0.0781∗15 =2.9287510−  1000∗4 − 2. 9 287510 ∗48∗ ∗48∗ 1000∗0. 2∗212.936∗si8 ∗n1230.6384˚4848 ∗8760 / =  =   / / C. Capacidad de carga liberada liberada

  ∗cos   =  1  (  ) +  ∗sin  1∗  48∗0. 8 604  =  1  ( 1000 ) + 48∗sin100030.6384˚ 1∗1000  = ..   

Problema 2.2.- considere que el TR1 tiene una conexión primaria en delta y su secundaria en estrella con neutro aterrado, su sistema de aterramiento del lado de baja tensión es TT, para esta industria dimensione y especifique A) los circuitos terminales de los motores M1, M2 y M3 B) el circuito de distribución principal que alim enta al CCM1, C) las barras del TGF y D) el circuito terminal del banco de capacitores, considere para los cálculos una aislación PVC,. Considere el tiem po de actuación de la protección 0.09 seg. E) para cada circuito anterior dimensionado, dibuje en corte la forma de instalación elegida a detalle para cada caso. M1=M2=M3=50CV,380 V, IV polos H1= 150 KW, KW, 380V con conexión conexión delta, Qbc= 150 kar con conexión delta, 380 V

A) circuito terminales terminales de motores motores M1, M2 y M3  dimensionamiento/CT1 PRIMER CRITERIO:

capacidad de conducción de corriente

I =  ∗  =0.87∗68.8=59.85 ′ =  = 59.0.9845 = 63.63.67  ′ = ′ = 63.0.767 = 90.90.95 

Corrección por temperatura

Corrección por agrupamiento

PIRELLI Cable multipolar de 3 hilos, de CU

CT1

PVC/380V C3

 =1325 SEGUNDO CRITERIO:

límite de caída de tensión

1 173. 2 ∗ 56 ∗30∗59.85 = 4.8787  ∆ = 3%∗380 ∆ ≤  4.87  ≤ 25 

Cumple

TERCER CRITERIO:

I = 3.2 KA

capacidad de conducción de corriente de cortocircuito

tp/er =45ciclos∗ 120 = 0.9 s  ≤ / 0.09  ≤ 0.9  Cumple

Especificación del cable: PIRELLI Cable multipolar de 3 hilos, de CU PVC/380V C3

CT1 .

/ =1325  / =125  / =116 / = 30  / = 30  / = 30 

. . CT1=CT2=CT3

⸫ CT1=CT2=CT3

B) circuito de distribucion principal  dimensionamiento/CDP1 PRIMER CRITERIO:


I =3∗59.85=179.55 PIRELLI Conductor de CU

CDP1

PVC/380V A3

/ =3120 SEGUNDO CRITERIO:


1 173. 2 ∗ 56 ∗60∗179.55 = 87.87.68  ∆ = 1%∗380 ∆ ≤  87.68  ≤ 120 

Cumple

TERCER CRITERIO :

I = 3.7 KA


tp/er =100ciclos∗ 120 = 2 s  ≤ / 0.09 ≤ ≤ 2  Cumple

Especificación del conductor: PIRELLI Conductor de CU PVC/380V A3

/ =3120 / =170  / =170 / = 180180  / = 60  / = 60 

CDP1

C) barras del TGF  dimensionamiento/TGF

PRIMER CRITERIO:


S = √ 3∗∗ 3 ∗∗ 500 I = √ 3∗0. 759.6767  3∗0.38 = 759. PIRELLI Barra de CU, sin pintura

TGF

/ =32 1⁄12  1′⁄4′ / =12 1⁄4 ′ / =12 ⁄4

D) circuito terminal del banco de capacitores  dimensionamiento/CT4

PRIMER CRITERIO:


 = √ ∗∗  ∗∗ ∗ ⇾ IBCBC = Q√ ∗V∗V IBCBC = √ 150 227.9 A 3∗0. 3∗0.38 = 227.  =1. 3 5∗ =1.35∗227.9=307.12  PIRELLI Cable multipolar de 3 hilos, de CU

CDP1

PVC/380V C3

/ =13185 SEGUNDO CRITERIO:


 = 20 

TERCER CRITERIO:

I = 4.1 KA

NO se hace


tp/er =100ciclos∗ 120 = 2 s  ≤ / 0.09 ≤ ≤ 2  Cumple

Especificación del cable: PIRELLI Cable multipolar de 3 hilos, de CU PVC/380V C3

CDP1

E) Dibujo en corte

/ =13185  / =195 / = 20  / = 20 

Pregunta 3.3.- ¿Para el sistema industrial mostrado a continuación (20 Puntos) TGF

5.6 kA

12 unidades de CCM2

5 CV, IV polos

1000 kva

M

130 m 12*120 mm2, pvc

100 CV, IV polos

Zpt= 5.5 %

M 13.8 kv

380 V

M

100 CV, IV polos 380 V

a.- ¿Calcule el banco de capacitores necesario para obtener en el CCM2 una elevación de tensión porcentual de 2 % del valor nominal de ese punto? b.- ¿Calcule el ahorro por reducción de pérdidas en el alimentador de 130 m al CCM2? C.- ¿Calcule el nuevo valor de la tensión en el CCM2? d.- Calcule la capacidad de carga a liberarse en el alimentador de 130 m. e.- Calcule la corriente que se liberó en el transformador debido a la presencia del banco de capacitores del CCM2

A. Calculo del banco de capacitores Potencia activa y reactiva total de los 12 motores

 = 12 ∗ 3.6799 = 44.15   = 12 ∗ 2.4729 = 29.67  

Potencia activa y reactiva del motor de 100 CV

 = 69.69.6   = 39.39.44  

Potencia activa y reactiva en el CCM2

 =  +  = 44.15 + 69.6 = 113.75   =  +  =29.67+39.44=69.11   =   +  =  113.113.75 +69.11 = 133. 133.09  

7 5  = 113. − cos =  =0. 8 546 ⟹ =cos 0.8546=31.2844˚ 133.09 Potencia del banco de capacitores:

X = 0.1076 1076 / /

076∗130 =3.49710−  X = 0.11000∗4    ∗  10∗∆∗ 10∗2∗0. 3 8    ∆= ∆ = 10∗ ⟹  =  = 3.49710− = 8.25    =  ∗ .   R = 0.1868 1868 / / 868∗130 =6.07110−  R = 0.11000∗4 8760  ∗sin   =  ∗  ∗2∗1000∗   0 9∗si n 31. 2 844˚  8. 3 8760  = 0.006071∗8.3∗ 2∗133. 1000∗0.38  = /Ñ

B. ahorro de perdidas

C. Nuevo valor de tensión

 =380+380∗0.02=. 

D. Capacidad de carga liberada en el alimentador

−  ∗  8. 3 ∗3. 4 9710    =  ∗sin+ ∗cos = 3.49710− ∗sin31.2844+6.07110 − ∗0.8546  = .   E. Corriente liberada en el transformad transformador or Corriente en el CCM2 antes de poner el banco de capacitores

/ =133.09=√ 9= √ 3∗∗ 3 ∗∗  133. 0 9  = = 202.2   / 3∗0.38 = 202. √ 3 ∗  √ 3∗0. Corriente en el CCM2 después de poner el banco de capacitores

/ =   +    =  113.113.75 +69.118.3  / = 128. 128.98    128. 9 8 /  = = 195.96   √ 3 ∗  √ 3∗0. 3∗0.38 = 195. Corriente liberada en el transformador:

 =    = .   .= = .  

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