Proyecto

ELT – 3620

INSTALACIONES ELECTRICAS 2

PRIMERA PARTE 

DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA.-

Es una PLANTA DE CONCENTRACION DE MINERAL en la ciudad de Oruro a una altitud de 3735 msnm, las etapas después de la extracción del mineral de la mina es un proceso industrial que consta de las siguientes partes:   

Trituración. Molienda. Flotación.

Para cada uno de los procesos se cuenta con los motores destinados a cada etapa de los procesos, para dichos motores contamos con los datos del tipo de función que cumplirán y la potencia del motor, además de su tensión de servicio. Para cada etapa se tienen los equipos pertinentes, para los cuales realizaremos el diseño eléctrico con la verificación correspondiente mediante el método aprendido en la materia de instalaciones eléctrica II. Para la primera etapa “Trituración”, el motor No 1 (alimentador vibratorio) llevara el mineral a ser tratado en el motor No 2 (chancadora de mandíbulas), posteriormente el motor No 3 (cinta transportadora No 1) alimentara al clasificador vibratorio (motor No 4), luego el motor No 5 (cinta transportadora No 2) transportara el mineral a la pila de almacenamiento siendo el motor No 6 (cinta transportadora No 3) el encargado de llevar el resultante a la trituradora cónica. En la segunda etapa “Molienda”, el motor No 1 (cinta transportadora alimentación molinos) trasportara el resultante a los motores No 2 y 3 (molino de bolas No 1 y 2), donde el motor No 4 se encargara de la alimentación a ciclones, el motor No 5 (clasificador de akins) se encargara de la clasificación y el motor No 6 realizara la alimentación de cal. Finalmente en la última etapa “Flotación”, el motor No 1 (Acondicionador), y el motor No 2 (bomba de realimentación de acondicionador) se encargaran de la alimentación y mezcla de la primera etapa de flotación, mientras que los motores No 3 al 10 (celdas de flotación No 1 al 8) realizan la recuperación del mineral tratado. Mediante estos datos procederemos al diseño del sistema eléctrico, tomando en cuenta la función que cumplirá cada motor adoptaremos datos tales como: el tiempo de arranque, la categoría de servicio, el tipo de arranque, etc.

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Realizaremos la planificación y diseño eléctrico tomando en cuenta la función que cumplirá cada motor. Finalmente para la implementación del sistema de seguridad industrial se realizara mediante el criterio aprendido en la materia a lo largo del semestre, con el conocimiento de los riegos que podrían presentarse en la industria. OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL.

Diseñar el sistema eléctrico para la planta de concentración de mineral.

 OBJETIVOS ESPECIFICOS.     

Determinar la Demanda máxima del sistema eléctrico. Determinar la potencia del transformador. Determinar los conductores para el determinado sistema eléctrico. Determinar la corriente de corto circuito. Determinar las protecciones para el sistema eléctrico. Poner en práctica todo lo aprendido a lo transcurrido del semestre en la materia.

MARCO TEORICO.

FUNDAMENTO TEÓRICO.-

Las formas en la que los metales se encuentran en la corteza terrestre y como depósitos en los lechos de los mares depende de la reactividad que tengan con su ambiente en especial con el oxígeno, azufre y dióxido de carbono. El oro y los metales del grupo del platino se encuentran principalmente de forma nativa o metálica. La plata, cobre y mercurio se encuentran nativos, así como también en forma de sulfuros, carbonatos y cloruros. Los metales más reactivos siempre están en forma de compuestos, tales como los óxidos y sulfuros de hierro y los óxidos y silicatos de aluminio y berilio. Los compuestos que se presentan naturalmente se conocen como minerales y a muchos se les ha dado el nombre de acuerdo a su composición, por ejemplo, la galena es sulfuro de plomo (PbS), la esfalerita es sulfuro de zinc (ZnS), la casiderita es óxido de estaño (SnO2). 

PROCESAMIENTO DE MINERALES

La mena tal y como se extrae de la mina o en forma de “mineral en bruto” consiste de minerales metálicos valiosos y de desecho (ganga). El procesamiento de minerales, algunas veces es llamado tratamiento de menas, preparación de

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minerales o proceso; se dedica a la extracción del mineral y prepara la mena para la extracción del metal valioso en el caso de las menas metálicas, pero además produce un producto final comercial de los minerales no metálicos y del carbón mineral o de piedra. En el procesamiento de minerales hay dos operaciones fundamentales principalmente la liberación o separación de los minerales valiosos de los minerales de desecho o ganga y la concentración de esos valores (mena).

La separación de los minerales valiosos de la ganga se realiza por medio de la pulverización o molido lo cual implica trituración y si es necesario, molienda, hasta un tamaño de partícula tal que el producto sea una mezcla de partículas de mineral y de ganga relativamente limpias. El grado correcto de liberación es la clave del éxito en el procesamiento de minerales. El mineral valioso debe estar libre de la ganga. Un proceso que sobre muele la mena es dañino, puesto que consume energía innecesariamente en la molienda y hace más difícil alcanzar una recuperación eficiente.

Figura 1 Diagrama de flujo de un proceso de separación y concentración de un mineral de mena metálica.  PROCESOS INDUSTRIALES: TRITURACIÓN La trituración es la primera etapa mecánica en el proceso de conminación en la cual el principal objetivo es la liberación de los minerales valiosos de la ganga. Generalmente la trituración es una operación en seco y normalmente se realiza en dos o tres etapas. Los trozos de mena extraídos de la mina pueden ser tan grandes como 1.5 m y estos son reducidos en la etapa de trituración primaria hasta un diámetro de entre 10-20 cm en máquinas trituradoras de trabajo pesado.

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La trituración secundaria incluye todas las operaciones para aprovechar el producto de la trituración primaria desde el almacenamiento de la mena hasta la disposición del producto final de la trituradora el cual usualmente tiene un diámetro entre 0.5-2 cm. Para separar la mena al tamaño adecuado que permita su paso al siguiente proceso se utilizan cribas vibratorias que son colocadas delante de las trituradoras secundarias para remover el material fino o limpiar la alimentación y aumentar así la capacidad de la etapa de trituración secundaria.

Un diagrama de flujo básico para una planta de trituración se muestra en la figura 2, el cual incorpora las dos etapas de trituración secundaria. Es incluida una etapa de lavado, la cual frecuentemente es necesaria para menas pegajosas que contienen arcilla, lo que provoca que se atasquen las trituradoras o las cribas.

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

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MOLIENDA

La molienda es la última etapa del proceso de conminación de las partículas minerales; en ésta etapa se reduce el tamaño de las partículas por una combinación de mecanismos de quebrado de impacto y abrasión, ya sea en seco o en suspensión en agua.

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Esto se realiza en recipientes cilíndricos rotatorios de acero que se conocen como molinos de rodamiento de carga, los que contienen una carga suelta de cuerpos de trituración, el medio de molienda, libre para moverse dentro del molino y pulverizar así las partículas de mena. El medio de molienda puede ser bolas o barras de acero, roca dura y en algunos casos, la misma mena (molienda autógena). En el proceso de molienda, las partículas entre 5 y 250 mm se reducen de tamaño entre 10 y 300 µm. Después de que los minerales han sido liberados de la ganga, la mena se somete a algún proceso de concentración que separa los minerales en dos o más productos. La separación por lo general se logra utilizando alguna diferencia específica en las propiedades físicas o químicas entre el mineral valioso y los minerales de la ganga en la mena. El procesamiento de minerales está relacionado principalmente con los métodos físicos de separación los cuales pueden ser: 1. Separación que depende de las propiedades ópticas, radiactivas, etc. frecuentemente se llama clasificación, incluía hasta hace poco la selección manual de las menas de alto grado. 2. Separación que depende de las diferencias en la gravedad específica. Utiliza el movimiento diferencial de los minerales debido a los efectos de masa, por lo general en corrientes hidráulicas, tiene la ventaja de producir poca contaminación ambiental, por ejemplo, el hidrocución, la electrización y la mesa Winfield.  FLOTACIÓN: La flotación en espuma, utiliza las diferentes propiedades superficiales de los minerales e indudablemente es el método de concentración más importante. Ajustando las propiedades químicas de las partículas de la pulpa proveniente del proceso de molienda mediante varios reactivos químicos, es posible que los

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minerales valiosos desarrollen avidez por el aire (aerofílicos) y que los minerales de la ganga busquen el agua y rechacen el aire (aerofóbicos). Por medio de agitación por burbujas de aire da por resultado una separación por la transferencia de los minerales valiosos a las burbujas de aire que forman la espuma flotante a la superficie de la pulpa.

En la flotación de la mena se observan partículas de mena provenientes de la etapa de molienda, las cuales al cambiar la química de su superficie se vuelven hidrofóbicas y aerofílicas, esto debido a la adición de productos químicos llamados colectores a la celda de flotación.

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DEMANDA MAXIMA Para diseñar una instalación se debe evaluar la demanda máxima de potencia que se puede solicitar al sistema. Un diseño que simplemente se base en la suma aritmética de todas las cargas existentes en la instalación sería extremadamente caro y poco práctico desde el punto de vista de la ingeniería. El propósito de este capítulo es el de mostrar cómo se pueden evaluar varios factores teniendo en cuenta la diversidad (operación no simultánea de todos los dispositivos de un grupo determinado) y la utilización (por ejemplo, un motor eléctrico no funciona normalmente al límite de su capacidad, etc.) de todas las cargas existentes y proyectadas. Los valores proporcionados están basados en la experiencia y en los registros extraídos de las instalaciones actuales. Además de proporcionar datos de diseño de instalaciones básicas en circuitos individuales, los resultados proporcionarán un valor global para la instalación a partir de la que se pueden especificar los requisitos de un sistema de alimentación (red de distribución, transformador de alta/baja tensión o grupo electrógeno). CORTO CIRCUITO El cortocircuito es una conexión de poca impedancia entre dos puntos entre los que existe una diferencia de potencial, dando lugar a una corriente de intensidad muy elevada. Las causas del cortocircuito son principalmente fallos de aislamiento de la instalación o fallos en los receptores conectados, por avería o conexión incorrecta. Sus efectos pueden ser: TÉRMICOS: La corriente muy elevada produce calentamiento de los conductores por efecto Joule. En el cortocircuito, por su pequeña duración, el calor producido se utiliza exclusivamente en elevar la temperatura del conductor (que alcanza su temperatura máxima admisible en milisegundos) sin ceder calor al exterior, provocando la destrucción del conductor. ELECTRODINÁMICOS: Las fuerzas de atracción o repulsión que aparecen entre conductores por efecto del campo magnético creado a su alrededor por la corriente que los recorre, son directamente proporcionales al producto de esas corrientes e inversamente proporcionales a la distancia entre conductores. Las corrientes de cortocircuito, de valor muy elevado, hacen que estas fuerzas electrodinámicas sean también muy elevadas, pudiendo destruir las barras de conexión. Supongamos un cortocircuito producido a la salida de un transformador para baja tensión. Para determinar esta intensidad dispondremos de un método práctico basado en unas gráficas que representan las variaciones de la intensidad de cortocircuito en función de la potencia del transformador y de la resistencia de la línea intercalada hasta el lugar del cortocircuito. Basándonos en estas gráficas, el procedimiento a seguir será el siguiente: 1º) Se calcula la resistencia del conductor intercalado desde el transformador hasta el cortocircuito. 2º) Al valor de resistencia que resulte deberá sumarsele el valor del hilo neutro, cuando el cortocircuito sea entre fase y neutro, y multiplicarlo por cuando el cortocircuito sea entre dos fases. 3º) El resultado obtenido se traslada al gráfico de la figura, donde en función de la potencia del transformador, se determinará el valor de la

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intensidad de cortocircuito en amperios. Mediante este procedimiento obtenemos la intensidad de cortocircuito en el punto elegido, y con él tendremos el poder de corte mínimo del fusible o interruptor automático que vayamos a colocar. El valor obtenido será en exceso ya que no tenemos en cuenta la reactancia de la línea. Así, según vemos en la figura, inmediatamente después del transformador tenemos un interruptor automático, dividiéndose el circuito en dos ramales, con sendas derivaciones a motores y resistencias de calefacción. Hasta llegar a los receptores, existen una serie de protecciones selectivas y en cada uno de estos puntos deberemos calcular la intensidad de cortocircuito para poder dimensionar correctamente cada una de las protecciones. I.T.M. INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS INJSTALACIONES ELÉCTRICAS TEMA3 Página 4 Estas curvas solamente son válidas para transformadores cuya tensión de salida sea de 220/380 V.

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ELT – 3620 INGENIERIA DEL PROYECTO.

Diseño del sistema eléctrico.

Layout

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Número de Motores por proceso : Proceso de trituración Nº Motores = 7 [Unid.] Proceso de molienda Nº Motores = 6 [Unid.] Proceso de flotación Nº Motores = 12 [Unid.] Número total de Motores:25 [Unid.] 

PARAMETROS ELECTRICOS DE CADA MOTOR Trituración

No

Potencia (HP) 4

Descripción

1

Alimentador vibratorio

2

Chancadora de mandíbulas

75

3

Cinta transportadora No 1 (alimenta al clasificador)

10

4

Clasificador vibratorio

7.5

5

Cinta transportadora No 2 (alimenta a la pila de almacenamiento)

20

6

Cinta transportadora No 3 (recirculación alimenta a la trituradora cónica)

15

7

Trituradora cónica (descarga en la chancadora de mandíbulas)

60

Molienda No

Descripción

Potencia (HP)

1

Cinta transportadora alimentación molinos

10

2

Molino de bolas No 1

100

3

Molino de bolas No 2

100

4

Bomba alimentación a ciclones

50

5

Clasificador Akins

10

6

Alimentación cal

7,5

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Flotación No

Descripción

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Acondicionador Bomba realimentación acondicionador Celdas flotación No 1 Celdas flotación No 2 Celdas flotación No 3 Celdas flotación No 4 Celdas flotación No 5 Celdas flotación No 6 Celdas flotación No 7 Celdas flotación No 8 Bomba de reactivos Bomba de colas



Potencia (HP) 30 12,5 15 15 15 15 15 15 15 15 10 60

Aplicando derrateo a cada motor tenemos los siguientes datos:

Oruro se tiene una altitud de 3735 msnm y la temperatura media anual en Oruro se encuentra a 16.3 °C.

Se considerará: Altitud: 4000 m.s.n.m. Temperatura: 20 °C

𝑷 ∕𝟒𝟎𝟎𝟎 𝒎.𝒔.𝒏.𝒎. = 𝑷 ∕𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎.𝒔.𝒏.𝒎. ∗ 𝒇𝒅 Donde: 𝒇𝒅 = 𝒇𝒂𝒄𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒓𝒓𝒂𝒕𝒆𝒐 𝒆𝒏 𝒇𝒖𝒏𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒂 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒚 𝒂𝒍𝒕𝒖𝒓𝒂. De la tabla anexo 1:

𝒇𝒅 = 𝟎, 𝟗𝟏

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Potencia con derrateo

Sobredimensionando De tablas anexo 2

No

P(HP) 1 2 3 4 5 6 7

No

4 75 10 7,5 20 15 60

P(HP) 1 2 3 4 5 6

No

30 12,5 15 15 15 15 15 15 15 15 10 60

0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91

P 4000 msnm 3,64 68,25 9,1 6,825 18,2 13,65 54,6

P (HP) fd P 4000 msnm 5,5 0,91 5,005 100 0,91 91 12,5 0,91 11,375 10 0,91 9,1 25 0,91 22,75 20 0,91 18,2 75 0,91 68,25

0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91

P 4000 msnm 9,1 91 91 45,5 9,1 6,825

P (HP) fd P 4000 msnm 12,5 0,91 11,375 125 0,91 113,75 125 0,91 113,75 60 0,91 54,6 12,5 0,91 11,375 10 0,91 9,1

0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91

P 4000 msnm 27,3 11,375 13,65 13,65 13,65 13,65 13,65 13,65 13,65 13,65 9,1 54,6

P (HP) fd P 4000 msnm 40 0,91 36,4 15 0,91 13,65 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 20 0,91 18,2 12,5 0,91 11,375 75 0,91 68,25

fd

10 100 100 50 10 7,5

P(HP) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

fd

fd

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INSTALACIONES ELECTRICAS 2 o Centro de carga de la planta

Se puede resumir la ubicación de los motores M1 a M25 así como sus potencias en la siguiente tabla: 𝑴𝒐𝒕𝒐𝒓 𝑴

𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑷 [𝑯𝑷]

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24 M25

5,005 91 11,375 9,1 22,75 18,2 68,25 11,375 113,75 113,75 54,6 11,375 9,1 36,4 13,65 18,2 18,2 18,2 18,2 18,2 18,2 18,2 18,2 11,375 68,25

𝚺

814,905

𝒙 [𝒎]

𝒚 [𝒎]

6 7,2 18 19,2 24 29 30,2 33,2 33,2 33,2 33,2 33,2 33,2 27,2 18 15,2 14 12,8 11,6 10,4 9,2 8 6,8 5,6 2

22,8 22,8 22,8 22,8 22,8 22,8 22,8 22,8 20,8 19,8 16,8 13,8 10,8 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

𝑷∙𝒙 [𝑯𝑷 ∙ 𝒎]

𝑷∙𝒚 [𝑯𝑷 ∙ 𝒎]

30,03 655,2 204,75 174,72 546 527,8 2061,15 377,65 3776,5 3776,5 1812,72 377,65 302,12 990,08 245,7 276,64 254,8 232,96 211,12 189,28 167,44 145,6 123,76 63,7 136,5

114,114 2074,8 259,35 207,48 518,7 414,96 1556,1 259,35 2366 2252,25 917,28 156,975 98,28 218,4 81,9 109,2 109,2 109,2 109,2 109,2 109,2 109,2 109,2 68,25 409,5

17660,37

12847,289

Las coordenadas en 𝑥 e 𝑦 del centro de carga están dadas por las relaciones: 𝒙𝑪𝑪𝟏 =

𝒚𝑪𝑪𝟏 =

∑𝟐𝟓 𝟏 𝑷𝒊 𝒙𝒊 ∑𝟐𝟓 𝟏 𝑷𝒊

∑𝟐𝟓 𝟏 𝑷𝒊 𝒚𝒊 ∑𝟐𝟓 𝟏 𝑷𝒊

=

=

𝟏𝟕𝟔𝟔𝟎, 𝟑𝟕 𝟖𝟏𝟒. 𝟗𝟎𝟓

= 𝟐𝟏. 𝟔𝟕𝟏𝟔 (𝒎)

𝟏𝟐𝟖𝟒𝟕. 𝟐𝟖𝟗 = 𝟏𝟓. 𝟕𝟔𝟓𝟑𝟖 (𝒎) 𝟖𝟏𝟒. 𝟗𝟎𝟓

Entonces el centro de carga estará ubicado en las coordenadas 𝐶𝐶1 (21.6715,15.76538):

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INSTALACIONES ELECTRICAS 2 o Características de los motores Para arranques de motores con una potencia igual o menor a 10 HP o 7.5 kw se utilizara el arranque directo por su fácil instalación y bajo costo, siguiendo la norma ITC-BT-47. Para motores con una potencia mayor a 10 HP o 7.5 kw se utilizara un arranque estrella-triangulo para poder limitar la corriente de arranque, a excepción de los motores que cumplan la tarea de bombas, ya que estos utilizaran arranque suave debido al tipo de función que cumplen. o Calculo de la demanda máxima: La demanda máxima de cada motor se determina mediante la siguiente ecuación: 𝐷𝑚𝑎𝑥 =

𝑃(𝑘𝑤) ∗ 𝑓𝑢 𝑐𝑜𝑠∅

Mediante el catálogo de WEG de Motores de Inducción Asíncronos Trifásicos para f= 50 Hz tomamos los siguientes datos de cada motor:      

Potencia en (kw). Velocidad nominal (r.p.m.). Corriente nominal en 380 (V). Relación Ia/In. Rendimiento Factor de potencia.

Estos datos serán mostrados en el Anexo No 3, Tabla No 3 (Parámetros eléctricos de los motores). Mediante la relación mostrada y los datos del catálogo se puede realizar el cálculo de la demanda máxima para cada motor presentada en el Anexo No 3, Tabla No 4 (Cálculo de la demanda máxima) en dicha tabla se unirán en una sola tabla los motores de las tres etapas, el factor de utilización estará en función de la potencia de cada motor y se obtendrá de tablas. La sumatoria de las demanda máximas será: 519.39 (kVA). Calculamos de demanda máxima total mediante la siguiente relación: 𝐷𝑚𝑎𝑥. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑ 𝐷𝑚𝑎𝑥. 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 ∗ 𝑓𝑟 ∗ 𝑓𝑠 Donde:

fr= 1.20

fs= 0.9

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INSTALACIONES ELECTRICAS 2 𝐷𝑚𝑎𝑥. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 519.39 ∗ 1.20 ∗ 0.9 𝐷𝑚𝑎𝑥. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 560.94 (𝑘𝑉𝐴) o Dimensionamiento del transformador de potencia Con este valor procedemos a la elección del transformador de potencia: Según DIN 42500 SNT= 630 (kVA) uz= 4% ur= 1.03% UNOS= 6900 (V) UNUS= 400 (V) o Dimensionamiento de los conductores: Calcularemos la corriente de diseño de cada conductor bajo los siguientes criterios:  Conexión arranque directo: 𝐼𝑁 𝑓𝑎 ∗ 𝑓𝑡  Conexión estrella-triangulo y arranque suave: 𝐼𝑐 =

𝐼𝑐 =

𝐼𝑁 √3 ∗ 𝑓𝑎 ∗ 𝑓𝑡

El valor del factor de agrupamiento se halla en función del número y la disposición de los cables: 𝑓𝑎 = 𝑓(6, 𝑎𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒, 𝑟𝑒𝑗𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛) = 0.87 El valor de la temperatura está en función a la máxima temperatura admisible y la temperatura de medio ambiente. 𝑓𝑡 = 𝑓(70 º𝐶, 𝑎𝑖𝑟𝑒, 20º𝐶) = 1.12 Reemplazando en las ecuaciones anteriores, se tienen las corrientes de diseño de conductor, con las cuales se procede a la elección de los conductores:

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No P(HP) P(kw) D(m) IN(A) 1 5,005 3,73373 33,6 9,3 91 2 67,886 22,4 142 3 11,38 8,48575 21,2 15 9,1 4 6,7886 16,4 12

ARRANQUE

fa

ft

IC

TIPO DE CON

S[mm2] INC

D

0,87

1,12

9,54 NYY

4x1,5

18

YD

0,87

1,12 84,13 NYY

4x16

80

D

0,87

1,12 15,39 NYY

4x1,5

18

D

0,87

1,12 12,31 NYY

4x1,5

18

5

22,75

16,9715

11,4

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

25

6

18,2

13,5772

10,2

22 YD

0,87

1,12 13,03 NYY

4x1,5

18

7

68,25

50,9145

7,2

85 YD

0,87

1,12 50,36 NYY

4x6

60

8

11,38

8,48575

5,2

19 D

0,87

1,12 19,49 NYY

4x1,5

18

9

113,8

84,8575

4,8

173 YD

0,87

1,12 102,5 NYY

4x25

105

10

113,8

84,8575

3,8

173 YD

0,87

1,12 102,5 NYY

4x25

105

11

54,6

40,7316

0,8

85 S

0,87

1,12 50,36 NYY

4x6

44

12

11,38

8,48575

3

19 D

0,87

1,12 19,49 NYY

4x1,5

18

13

9,1

6,7886

6

15 D

0,87

1,12 19,49 NYY

4x1,5

18

14

36,4

27,1544

10,8

60 YD

0,87

1,12 35,55 NYY

4x25

34

15

13,65

10,1829

19,8

22 S

0,87

1,12 11,26 NYY

4x1,5

18

16

18,2

13,5772

29

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

17

18,2

13,5772

33

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

18

18,2

13,5772

34,2

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

19

18,2

13,5772

35,4

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

20

18,2

13,5772

36,6

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

21

18,2

13,5772

37,8

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

22

18,2

13,5772

39

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

23

18,2

13,5772

40,2

30 YD

0,87

1,12 17,77 NYY

4x1,5

18

24

11,38

8,48575

41,4

19 S

0,87

1,12 11,25 NYY

4x1,5

18

25

68,25

50,9145

43,6

105 S

0,87

1,12 62,21 NYY

4x10

60

ELT – 3620

R

INSTALACIONES ELECTRICAS 2

X

L(km)

cosfi

senfi

R*COSfi

X*SENfi

12,1

0

0,0336

0,82

0,57236352

9,922

0,0658218

1,14

0

0,0224

0,78

0,62577951

0,8892

0,05632016

12,1

0

0,0212

0,86

0,51029403

10,406

0,05868381

12,1

0

0,0164

0,82

0,57236352

9,922

0,0658218

7,28

0

0,0114

0,86

0,51029403

6,2608

0,05613234

12,1

0

0,0102

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

1,81

0

0,0072

0,88

0,47497368

1,5928

0,04464753

12,1

0

0,0052

0,86

0,51029403

10,406

0,05868381

0,722

0

0,0048

0,85

0,52678269

0,6137

0,04530331

0,722

0

0,0038

0,85

0,52678269

0,6137

0,04530331

3,03

0

0,0008

0,88

0,47497368

2,6664

0,04749737

12,1

0

0,003

0,86

0,51029403

10,406

0,05868381

12,1

0

0,006

0,86

0,51029403

10,406

0,05868381

4,56

0

0,0108

0,83

0,55776339

3,7848

0,05968068

12,1

0

0,0198

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,029

0,86

0,51029403

10,406

0,05868381

12,1

0

0,033

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,0342

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,0354

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,0366

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,0378

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,039

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,0402

0,85

0,52678269

10,285

0,06058001

12,1

0

0,0414

0,86

0,51029403

10,406

0,05868381

1,81

0

0,0436

0,86

0,51029403

1,5566

0,04796764

ELT – 3620

INSTALACIONES ELECTRICAS 2

SUMA

∆U%ESTRE

∆U%DIR

∆U

9,9878218

0,82131436

1,4225582

0,18847257

0,94552016

0,79145013

1,37083185

0,20418495

10,4646838

0,8757288

1,51680678

1,28785481

9,9878218

0,51726403

0,89592759

1,04889084

6,31693234

0,56852391

0,9847123

1,19689244

10,34558

0,61093372

1,05816825

0,53905917

1,63744753

0,26371523

0,45676818

0,37359658

10,4646838

0,27208178

0,47125947

2,14642469

0,65900331

0,14400957

0,24943188

0,81980989

0,65900331

0,11400757

0,19746691

0,89433806

2,71389737

0,04856448

0,08411615

1,92925161

10,4646838

0,15697026

0,27188046

3,00499457

10,4646838

0,24784777

0,42928494

2,03222599

3,84448068

0,65558513

1,13550675

1,91212329

10,34558

1,18593017

2,05409131

2,35455386

10,4646838

2,39586182

4,1497544

2,69529584

10,34558

2,69529584

4,66838934

2,87498223

10,34558

2,7933066

4,83814896

2,94685679

10,34558

2,89131736

5,00790857

3,01873135

10,34558

2,98932812

5,17766818

3,0906059

10,34558

3,08733888

5,34742779

3,16248046

10,34558

3,18534963

5,51718741

3,23435501

10,34558

3,28336039

5,68694702

3,30622957

10,4646838

2,16618955

3,75195036

2,32976908

1,60456764

1,93308175

3,34819581

2,19762694

ELT – 3620

INSTALACIONES ELECTRICAS 2 o Cálculo de la caída de tensión en los conductores de cada motor La caída de tensión en los conductores de los motores no deberá exceder un 3% para eso se realizara el cálculo de la caída porcentual de tensión mediante la siguiente relación:  Arranque directo: √3 ∗ 𝐼𝑁 ∗ 𝐿 ∗ (𝑅 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅ + 𝑋 ∗ 𝑆𝑒𝑛∅) ∆𝑈% = ∗ 100 𝑉𝑁  Arranque estrella-triangulo y arranque suave: ∆𝑈% =

𝐼𝑁 ∗ 𝐿 ∗ (𝑅 ∗ 𝐶𝑜𝑠∅ + 𝑋 ∗ 𝑆𝑒𝑛∅) ∗ 100 𝑉𝑁

Mediante estas dos relaciones procederemos a verificar las caídas de tensión. Anexo No 3, Tabla No 6. o Cálculo de la corriente de diseño del conductor principal: Mediante la siguiente relación: 𝐼𝑠𝑒𝑐 = 𝐼𝑁 = 𝐼𝑠𝑒𝑐 = 𝐼𝑁 =

𝑆𝑁𝑇 √3 ∗ 𝑈𝑁𝑈𝑆

630𝑘 √3 ∗ 380

= 957.18 (𝐴)

La corriente de diseño será: 𝐼𝐶 =

𝐼𝑁 𝑓𝑎 ∗ 𝑓𝑡

El valor del factor de agrupamiento se halla en función del número y la disposición de los cables: 𝑓𝑎 = 𝑓(1, 𝑎𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒, 𝑟𝑒𝑗𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛) = 1 El valor de la temperatura está en función a la máxima temperatura admisible y la temperatura de medio ambiente. 𝑓𝑡 = 𝑓(70 º𝐶, 𝑎𝑖𝑟𝑒, 20º𝐶) = 1.12 Entonces:

ELT – 3620

INSTALACIONES ELECTRICAS 2

𝐼𝐶 =

957.18 = 854.62 (𝐴) 1 ∗ 1.12

o Dimensionamiento de protección principal: Mediante el catalogo MEDEX realizaremos la elección de esta protección presentada en el Anexo No 3, Tabla No 7 (Protección principal).

o Dimensionamiento de protecciones de motores: Mediante el catalogo MEDEX realizaremos la elección de estas protecciones presentada en el Anexo No 3, Tabla No 8 (Protecciones de cada motor). o Dimensionamiento de elementos de maniobra. Realizaremos la elección adecuada de contactores y relés térmicos, para lo cual necesitamos una característica más de cada motor que es la categoría de servicio. La categoría de servicio se asumirá dependiendo el tipo de funcionamiento de los motores ya sea de servicio continuo con ninguna o muy pocas paradas (AC 3), o de servicio intermitente con varias paradas (AC 4), Mediante este dato y la corriente nominal de cada motor además del tipo de arranque, presentamos el Anexo no 3, Tabla No 9 (Dimensionamiento de elementos de maniobra), usando el catálogo de Contactores de potencia 3TF, y Relés de sobreintensidad 3UA. Para los arrancadores suaves se tomara el siguiente criterio: 1. Corriente nominal del motor: Es el factor más importante. La selección debe hacerse de acuerdo con la corriente de placa del motor en lugar de la potencia. 2. La aplicación: Una vez establecida la corriente es posible obtener un dimensionamiento preliminar del equipo. Sin embargo, la aplicación determina si se debe usar un arrancador de mayor tamaño para ajustarse a las condiciones de operación. Ya que se trata de bombas el sobredimensionamiento es innecesario. 3. La altura sobre el nivel del mar es otro factor a considerar, sobre todo para el entorno montañoso de la región andina. Por el desempeño térmico de la electrónica, la capacidad de corriente

ELT – 3620

INSTALACIONES ELECTRICAS 2 disminuye con la altura y debe ser ajustada de acuerdo con la siguiente figura cuando el equipo va a ser instalado por encima de 1.000 m.s.n.m.

4. Frecuencia de maniobra: Usualmente en la industria los equipos son accionados (ciclo encendido – apagado) una o muy pocas veces al día. En algunos casos particulares, las condiciones de operación exigen frecuencias de maniobra elevadas en cuyo caso se deben observar los límites máximos tanto del motor¹ como del arrancador². Cuando el número de arranques por hora es alto puede ser necesario aumentar el tamaño del arrancador Para nuestro caso haremos una corrección por la altura de montaje suponiendo que la instalación se realizara en Oruro. La altura de Oruro es: 3735 msnm. Para esta altura el factor de conversión será: 0.8, este factor será multiplicado por la corriente nominal del arrancador para poder realizar la corrección y mediante este dato procederemos a la elección del arrancador suave con ayuda del catalogo Shneider Electric (Arrancadores Suaves para motores asíncronos). Dicho procedimiento se encuentra en el Anexo No 3, Tabla No 9 (Dimensionamiento de elementos de maniobra)