cálculo de alimentadores electricos

INSTALACIONES ELECTRICAS (E 00 874.2)CALCULO PARA EL DISEÑO DE CIRC ALIMENT EN IE COMERCIALES

3.2 CALCULOS GENERALES PARA EL DISEÑO DE CIRCUITOS ALIMENTADORES EN INSTALACIONES COMERCIALES

3.2.1 DISPOSICIONES GENERALES

a) Capacidad de conducción de corriente y cálculo de carga. Los conductores alimentadores tendrán suficiente capacidad de conducción de corriente para alimentar a las cargas conectadas. En ningún caso la carga calculada de un alimentador será menor que las cargas de los circuitos derivados alimentados.

b) Cargas continuas y no continuas. Cuando un alimentador alimenta cargas continuas o cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, el valor nominal del dispositivo de corriente no será menor que la suma de las cargas no continuas más el 125% de las cargas continuas.

Excepción: Cuando una instalación, incluyendo los dispositivos de protección contra sobrecorriente del alimentador o alimentadores, están aprobadas para operación al 100% de su ampacidad nominal, ni la capacidad nominal en amperes del dispositivo de sobrecorriente ni la capacidad del conductor alimentador será menor que la suma de la carga continua, más las cargas no continuas.

c) Iluminación general. Los factores de demanda se aplicarán a la parte de la carga total calculada del circuito derivado para iluminación general.

d) Iluminación de escaparates o aparadores. En la iluminación de escaparates o aparadores, se incluirá una carga no menor a 220 VA por cada 50 cm de espacio, medido horizontalmente a lo largo de su base.

e) Cargas de contactos no domésticos. A excepción de contactos de uso doméstico, las cargas de contactos calculadas a no más de 180 VA por salida, adicionado a las cargas de alumbrado y sujeta a los factores de demanda o también se sujetan a los factores de demanda indicados en la misma.

f) Motores. Las cargas de los motores deben calcularse de acuerdo con la sección cálculo de alimentadores para motores.

FACTORES DE DEMANDA PARA ALIMENTADORES DE CARGAS DE ALUMBRADO

TIPO DE LOCAL PARTE DE LA CARGA DE ALUMBRADO GENERAL

QUE APLICA EL FACTOR DE DEMANDA

FACTOR DE DEMANDA (%)

* Hospitales. Primeros 50000 W o menos.Exceso sobre 50000 W

100

Hoteles y Moteles (Incluyendo apartamentos sin previsión para que los inquilinos cocinen)

Primeros 20000 W o menos.Los siguientes hasta 10000 W.Exceso sobre 100000 W.

504030

1


Almacenes Primeros 12500 W o menos.Exceso sobre 12500 W.

10050

Todos los demás. VA totales. 100

Los factores de demanda de esta Tabla no se aplicarán a la carga calculada de los alimentadores de las áreas de hospitales y moteles donde todo el alumbrado pueda estar utilizado al mismo tiempo, como sucede en las salas de operaciones, salas de baile y comedores.

FACTOR DE DEMANDA PARA CONTACTOS NO DOMESTICOS

PARTE DE LA CARGA DE TOMA DE CORRIENTE A LA QUE SE APLICA EL FACTOR DE DEMANDA kW

FACTOR DE DEMANDA (%)

Primeros 10 kW o menos. 100Exceso sobre 10 kW. 50

FACTORES DE DEMANDA EN INSTALACIONES GRANDES

CARGA CALCULADA FACTOR DE DEMANDA

1.- Alumbrado

2.- Contactos. Los primeros 10 kVA al 100%, el resto a 50 %.

3.- Motores de aire acondicionado.

4.- Motores.

5.- Cocina.

6.- Calefactores eléctricos.

Calentadores eléctricos de agua.

Otras cargas.

1.25

1.00

1.0 o 0.00 (1)

1.0 o 1.25 si son de operación continua

0.65 o 1.00 (2)

1.0 o 0.00 (3)

1.00

1.00Notas :

(1) En la mayoría de los edificios, la calefacción y el aire acondicionado no operan simultáneamente de manera que el tablero de distribución debe tener la capacidad para alimentar a la mas grande de las dos.

(2) Las cargas para cocinas eléctricas tienen un factor de demanda que varía entre 0 y 1, dependiendo de conceptos o aparatos individuales que maneja la cocina.

(3) Calefactores eléctricos. Cabe la misma mención aplicada al aire acondicionado.

3.3 CIRCUITOS ALIMENTADORES PARA MOTORES ELÉCTRICOS

2


Los conductores que alimentan a los motores deben tener su capacidad nominal en amperes para alimentar la corriente a plena carga del motor. Estos conductores, de acuerdo a su aislamiento, se pueden seleccionar para : 75°C o 90°C. Considerando, que además del impacto del medio ambiente en que están instalados los motores, los conductores que los alimentan están sometidos a las altas corrientes de arranque (4 a 6 veces la nominal) y también a las corrientes de los ciclos continuos de operación. Cuando se alimenta a un sólo motor, los conductores se dimensionan tomando el 125% de la corriente nominal obtenida de las Tablas.

CALCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO ALIMENTADOR

Cuando se trata de alimentar más de un motor, las NOM establecen que el calibre del conductor alimentador para dos o mas motores se calculen para el siguiente valor de corriente :

I = 1.25 x I (Motor Mayor) + Suma (I de otros motores)

Donde :

I = Corriente a plena carga de cada motor

CALCULO DE CIRCUITOS ALIMENTADORES PARA MOTORES Y OTRAS CARGAS DISTINTAS DE ESTOS

En el diagrama correspondiente para el cálculo de los circuitos derivados, el circuito alimentador que energiza al circuito derivado del motor, se protege por separado; de manera que para incluir al alimentador, se debe usar el diagrama que se indica a continuación, en el cual se muestran en forma adicional otras cargas distintas que se pueden obtener del mismo alimentador.

CALCULO DE LAS COMPONENTES DEL ALIMENTADOR

3


El método de cálculo de las componentes del alimentador es, de hecho, el mismo que el usado para calcular las componentes del circuito derivado de un motor, ya que se considera el125% de la corriente que demanda el motor mayor, ya este valor se suman las corrientes de los otros motores, es decir que :

La capacidad de conducción de corriente (ampacidad) de los conductores del alimentador se calcula con 1.25 veces la corriente a plena carga del motor de mayor capacidad mas la suma de las corrientes a plena carga de los motores restantes. Cargas adicionales, o bien otros motores, se agregan a esta suma en forma directa.

IA = 1.25 IMotor Mayor + IOtros motores + IOtras cargas

Ejemplo 1

Calcular el calibre del conductor THWN del alimentador para los siguientes motores trifásicos que operan a 440 volts.

Solución :

4


La corriente a plena carga para los motores trifásicos a 440 volts es :

POTENCIA DEL MOTOR (HP CORRIENTE A PLENA CARGA (A)

304050

405265

De acuerdo al procedimiento, el calibre del conductor del alimentador se calcula para una corriente :

I = 1.25 IMotor mayor + Ide los otros motores

1.25 x 65 = 82 amps = 52 amps. = 42 amps. ---------------- = 176 amps

De acuerdo con la Tabla, para conductor THWN de cobre el calibre adecuado es 3/0 AWG

Núm de

artículo

Calibre

Área nominal

de la sección

transversal

Número de hilos

Espesor nominal

del aislamien

to

Espesor nominal de nylon

Diámetro exterior

aproximado

Peso total aproxima

do

Capacidad de conducción de

corriente* Amperes

Bookmarks

AWG/kCM mm² mm mm mm kg/100 m 60°C 75°C 90°C SLQ92

014 2,082 19 0,38 0,10 2,9 3 20 20 25 Agregar

SLQ919

12 3,307 19 0,38 0,10 3,4 4 25 25 30 Agregar

SLQ918

10 5,260 19 0,51 0,10 4,3 6 30 35 40 Agregar

SLQ917

8 8,367 19 0,76 0,13 5,7 10 40 50 55 Agregar

SLX676

6 13,30 19 0,76 0,13 6,7 15 55 65 75 Agregar

SLX680

4 21,15 19 1,02 0,15 8,5 24 70 85 95 Agregar

SLX684

2 33,62 19 1,02 0,15 10,1 36 95 115 130 Agregar

SLL371

1 42,41 19 1,27 0,18 11,6 46 110 130 150 Agregar

SLQ921

1/0 53,48 19 1,27 0,18 12,7 56 125 150 170 Agregar

SLQ922

2/0 67,43 19 1,27 0,18 13,9 70 145 175 195 Agregar

SLQ923

3/0 85,01 19 1,27 0,18 15,2 87 165 200 225 Agregar

SLQ924

4/0 107,2 19 1,27 0,18 16,7 108 195 230 260 Agregar

SLQ925

250 126,7 37 1,52 0,20 18,5 128 215 255 290 Agregar

SLQ926

300 152,0 37 1,52 0,20 19,9 152 240 285 320 Agregar

SLQ927

350 177,3 37 1,52 0,20 21,3 177 260 310 350 Agregar

SLQ928

400 202,7 37 1,52 0,20 22,5 201 280 335 380 Agregar

SLQ929

500 253,4 37 1,52 0,20 24,7 249 320 380 430 Agregar

SLQ93 600 304,0 61 1,78 0,23 27,3 298 355 420 475 Agregar

5

http://www.viakon.com.mx/asp/tablas.asp?id=16_17&tipo=agregar_marcador&disenador=17&renglon_tabla=18



















0SLQ93

1750 380,0 61 1,78 0,23 30,0 369 400 475 535 Agregar

SLQ932

1 000 506,7 61 1,78 0,23 34,0 488 455 545 615 Agregar

3.4 CIRCUITOS DERIVADOS DE EQUIPOS DE COCINA COMERCIALES

Algunos comercios usan cocinas eléctricas en lugar de cocinas a base de gas y, entonces se deben considerar como circuitos derivados individuales que se pueden calcular para forma de operación continua o no continua. Por ejemplo, una cocina comercial de 10 kW se calcula como de operación no continua y se calcula al 100%, en tanto que una de 12 kW se considera como continua y se calcula al 125%. (12 x 1.25 = 15 kW)El dispositivo de protección, los conductores (en la mayoría de los casos) y el tamaño de los tubos conduit o canalizaciones se calculan para la capacidad de 15 kW.

Ejemplo 2

¿Cuál es la carga que demanda un equipo eléctrico de cocina de 10 kW para ciclos continuo y no continuo ? Se alimenta a 220 V entre fases.

Solución :

a) Para ciclo continuo :

Carga = Consumo de la cocina x 125 %

Carga = 10 x 1.25 = 12.5 kW

b) Para ciclo de carga no continuo :

Carga = Consumo de la cocina x 100%

Carga = 10 x 1.0 = 10 kW

3.5 CIRCUITOS DERIVADOS PARA EQUIPOS DE CALEFACCION

El equipo de calefacción a que se hace referencia es del tipo fijo, usado para proporcionar calor a espacios cerrados y que por su capacidad requieren de circuitos derivados de 15 A, 20 A o 30 A. Los circuitos derivados se dimensionan al 125% de la carga total, la carga se puede tratar de las resistencias calefactoras y de los motores para distribuir el aire calentado. El dispositivo de protección contra sobrecorriente se calcula al 175%.

Ejemplo 3

Determinar el tamaño de los conductores del circuito derivado para alimentar a 220 V, una fase, un equipo de calefacción de 20 kW que tiene un ventilador con motor que demanda 5amps. Se usará conductor de cobre THWN.

6




Solución :

La corriente que demanda el equipo de calefacción es :

VA 20 x 1000I = ------ = -------------- = 90.91 amps. V 220 Se considera el 125% de la corriente total :

125% x I = (90.91 + 5) x 1.25 = 119.88 A

Si la corriente de selección del circuito derivado es la mayor de las corrientes de plena carga, ésta se debe tomar ésta para el cálculo. En general, la corriente de selección del circuito derivado está determinada por el fabricante. En los equipos de aire acondicionado centralizados, los conductores del circuito derivado se seleccionan lo suficientemente grandes como para evitar daños por sobrecarga, y por lo mismo se usan relevadores de sobrecarga que deben disparar cuando las sobrecargas exceden al 140% de la corriente a plena carga del compresor . El dispositivo de protección contra sobrecorriente se selecciona de manera que permita arrancar y operar al compresor, por lo que se selecciona al 175% de la corriente de plena carga. Cuando por alguna razón el motor del compresor no arranque con la selección al 175%, entonces el dispositivo de protección se puede seleccionar para un valor máximo del 225% de la corriente nominal del compresor .

7


Los equipos de aire acondicionado tipo ventana o también de tipo cuarto, por su capacidad, por lo general forman parte del circuito derivado de otras cargas, y en estos casos se aplican para su cálculo conceptos distintos a los equipos de aire acondicionado centralizados.

Ejemplo 4

Calcular el calibre de los conductores y el tamaño de ls dispositivos de protección requeridos para alimentar a 220 V una fase, un equipo de aire acondicionado cuya potencia nominal es de 5000 V A.

Solución .

La corriente que demanda el equipo de aire acondicionado es:

VA 5000I = ------- = --------- = 22.72 amps. V 220

Para el cálculo del calibre de los conductores se toma el 125%, es decir :

1.25 x I = 1.25 x 22.72 = 28.4 amps.

De las tablas de características de conductores, el calibre de conductor requerido es el No.10 AWG (75°C).

Para determinar la capacidad del dispositivo de protección se toma el 175% de la corriente nominal, es decir:

1.75 x 22.72 = 39.76 amps.

Se puede usar un dispositivo de protección contra sobrecorriente de: 40 amps.

3.6 CIRCUITOS DERIVADOS PARA CALENTADORES DE AGUA ELECTRICOS

8


Los calentadores de agua eléctricos se alimentan generalmente con un circuito derivado independiente, y por tal motivo en la sección correspondiente de la NOM 001 SEDE se trata este tema en forma específica. En México, como en algunos otros países, la mayoría de los calentadores de agua usados en las casas habitación son a base de gas o de algún otro combustible derivado del petróleo, no obstante, de acuerdo a las recomendaciones que hay respecto a los aspectos de contaminación ambiental y a la diversificación de energéticos para su aplicación final, es posible que se incremente el número de casos en que se usen los calentadores de agua de tipo eléctrico que generalmente se encuentran equipados con elementos calentadores que están conectados por pasos. Un grupo de elementos se conecta para calentar agua en pequeñas cantidades, en tanto que si se requiere calentar mayores volúmenes de agua se conectan mas pasos. Los conductores del circuito derivado y el dispositivo de protección contra sobrecorriente se seleccionan de manera que permitan al calentador operar en condiciones de mínima y máxima carga de agua durante su ciclo de trabajo. Los conductores se calculan al 125% de la corriente nominal y los dispositivos de protección contra sobrecorriente se calculan para un valor no menor al 125% de la corriente nominal.

Ejemplo 5

Calcular el tamaño de los conductores y el dispositivo de protección contra sobrecorriente para el circuito derivado de un calentador de agua que se alimenta a 220 volts en forma monofásica y demanda 5250 Watts. Solución : La corriente que demanda el calentador es: ! [ r ;;. 1 VA 5250 I = ------ = --------- = 23.86 AMPS. V 220

El conductor se selecciona para el 125% de esta corriente :

1.25 x 23.86 = 29.82 amps.

De la Tabla de características, el conductor requerido (75°C) es el Calibre 8 AWG. El dispositivo de protección contra sobrecorriente se calcula para el 125% es decir :

1.25 x 23.86 = 29.82 amps.

El tamaño mas próximo es de 40 amps.

9


Ejemplo 6

¿Cuántos contactos dúplex a 120 volts está permitido instalar en un circuito derivado de 20 amps.?

Solución :

De acuerdo con la NOM 001 SEDE, cada contacto puede manejar una craga de 180 VA como no continua, la corriente a 127 volts es :

180 ------ = 1.42 amps. (1.5 amps.) 127

El número de contactos por circuito es :

20 ANo. De contactos = ------------------------ = 13.3 o 13 contactos. 1.5 A / contacto

Ejemplo 7

Calcular los circuitos derivados para las siguientes cargas, usando conductores de cobre THWN.

a) Un ventilador de1/4 de HP a 115 volts. b) Un calentador fijo a 240 volts de 2000 Watts.

Solución :

a) La corriente a plena carga para el motor de 1/4 de HP a 115 Volts es :

Ipc = 5.8 amps La ampacidad se calcula para un 25% de sobrecarga, o sea :

10


1.25 x 5.8 = 7.25 A

Que corresponde a un conductor No. 14 A WG del tipo THW.

b) Para el calentador fijo a 240 V, la corriente se calcula también para el 25% adicional, es decir :

2000 Ic = 1.25 x --------- = 8.33 amps. 240

Por lo que se requiere de conductores de cobre No.14 THW.

3.7 CALCULO DE LOS CIRCUITOS PARA TRANSFORMADORES

Como se sabe, los transformadores desarrollan la función principal de transformar el voltaje para encontrar los valores convenientes, según la carga que se alimente (estos valores de voltaje corresponden a los normalizados), y en esta parte se hace referencia a transformadores que por el valor de su potencia y los niveles de voltaje que manejan corresponden a las aplicaciones industriales y comerciales, y que es el rango de aplicación en donde los aspectos normativos de la NOM SEDE y el NEC (Norma Americana) tiene lugar Para el estudio del cálculo de los circuitos de los transformadores y de su protección, se deben hacer ciertos cálculos elementales que se ilustran con los siguientes ejemplos.

Ejemplo 8

Calcular las corrientes primaria y secundaria de salida, para un transformador trifásico de 112.5 kVA, 440/220 volts, conexión delta / estrella.

Solución :

La corriente primaria :

KVA x 1000 75 x 1000IP = ------------------ = -------------- = 170.45 amps. VP 440

La corriente secundaria :

KVA x 1000 75 x 1000IS = ------------------ = --------------- = 340.90 amps. VS 220

11


Ejemplo 9

Calcular lasa corrientes primaria y secundaria para un transformador trifásico de 112.5 kVA, 440 / 220 volts.

Solución :

La corriente primaria :

KVA x 1000 112.5 x 1000IP = ----------------- = ------------------- = 147.62 amps. 3 x VP 1.73 x 440

La corriente secundaria : 112.5 x 1000 112.5 x 1000IS = ------------------- = ------------------ = 295.24 amps. 3 x VS 1.73 x 220

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3.8 CALCULO DE LOS CONDUCTORES EN LOS CIRCUITOS CON TRANSFORMADORES

Los conductores que alimentan el lado primario de los transformadores y las derivaciones del lado secundario, se calculan para ciclos de trabajo continuos y no continuos. Para las cargas de ciclo continuo se calculan al 125% de la capacidad total en VA o kVA, o a su corriente nominal. Las cargas con ciclo de operación no continuo se calculan al 100%.

3.8.1 LADO PRIMARIO Los conductores que suministran potencia entre el equipo de servicio y el lado primario de los transformadores, se calculan sobre la base de los kVA nominales del transformador o de la carga alimentada.

Ejemplo 10

Calcular el calibre de los conductores de cobre tipo THWN que se requiere para alimentar el lado primario de un transformador trifásico de 150 kVA, que alimenta una carga que opera en forma continua a 440 V.

Solución :

La corriente en el devanado primario del transformador es :

kVA x 1000 150 x 1000I = ----------------- = ---------------- = 196.8 amps. 3 x V 1.73 x 440

Como la carga opera en forma continua, se toma el 125% de la corriente nominal del lado primario.

13


I = 1.25 x 196.8 = 246 amps.

De acuerdo a la Tabla se pueden seleccionar conductores Calibre 250 kCM.

Ejemplo 11

Calcular el calibre del conductor tipo THWN de cobre que se requiere para alimentar al devanado primario de un transformador trifásico a 440 volts, en cuyo secundario se conecta el tablero de distribución que alimenta a una carga total de 55 kVA.

Solución :

La corriente que demanda la carga es :

kVA x 1000 55 x 1000I = ----------------- = ---------------- = 72.17 amps. 3 x V 1.73 x 440

Como se trata de carga continua, se toma el 125% de la corriente:

1.25 x 72.17 = 90.21 A.

De la Tabla, para una corriente de 90.21 A y conductor THWN, se requiere Calibre 2A WG.

3.8.2 LADO SECUNDARIO

Los conductores derivados del lado secundario del transformador están usualmente dimensionados al valor de la carga que alimentan; sin embargo, pueden ser calculados a la potencia de salida del secundario. El valor de la corriente para calcular el calibre del conductor se toma al 125% de la corriente al valor de la carga.

Ejemplo 12

14


Calcular el calibre de los conductores de cobre tipo THWN de los circuitos derivados de un transformador que alimentan a una carga de operación continua de 60 kVA trifásica a 220 volts.

Solución :

kVA x 1000 60 x 1000I = ----------------- = ---------------- = 157.46 amps. 3 x V 1.73 x 220

Se calcula la corriente al 125% :

1.25 x 157.46 = 196.82 A.

De la Tabla, para conductor tipo THWN No. 3/0 A WG

3.8.3 CIRCUITOS DERIV ADOS

Los circuitos derivados de un centro de carga o tablero general, o bien de un tablero para aplicaciones en el suministro a aparatos del hogar, si operan en forma no continua se calculan al 100% y para operación continua al 125%.

Ejemplo 13

Calcular el calibre del circuito derivado de cobre tipo THWN, requerido para la derivación entre el transformador y el tablero de la instalación mostrada en la figura.

15


De acuerdo a los ciclos de operación se evalúa la demanda en la carga.

1.- Cargas de alumbrado (al 125%)

14 A x 1.25 = 17.5 amps.

22 A x 1.25 = 27.5 amps. ----------------Total : 45.0 amps

2.- Cargas de contactos (al 100%)

8 A x 1.0 = 8.0 amps.

10 A x 1.0 = 10.0 amps. ----------------Total : 18.0 amps.

3.- Cargas de ciclo continuo (se toman 125 amps.)

20 A x 1.25 = 25.0 amps.

30 A x 1.25 = 37.5 amps. ---------------Total : 62.5 amps.

4.- Cargas de motores a 220 volts (se toma el 100%)

Motor de 5 HP :

15.2 A x 1.0 = 15.2 amps.

Motor de 7 ½ HP :

22.0 A x 1.0 = 22.0 amps. ---------------Total : 37.2 amps.

Se toma el 25% de la carga del motor mayor :

0.25 x 23 = 5.75 amps.

5.- Cargas totales:

Cargas de alumbrado = 45.00 amps. Cargas de contactos = 18.00 amps. Cargas especiales = 62.50 amps. Cargas de motores = 38.90 amps. Carga adicional del motor más grande = 5.75 amps. ----------------Total : 170.15 amps.

De la Tabla se requiere conductor THWN Calibre 3/0 AWG.

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3.8.4 PROTECCION DE LOS TRANSFORMADORES CONTRA SOBRECORRIENTE

Los dispositivos de protección contra sobrecorriente se deben instalar en los lados primario y secundario de un transformador. Los dispositivos de sobrecorriente que se instalan en el lado primario protegen contra cortocircuito y fallas a tierra. Los que se instalan en el lado secundario del transformador protegen a los devanados contra sobrecargas. En general, los dispositivos de protección contra sobrecorriente instalados en el primario del transformador pueden proteger el lado secundario en sistemas de dos conductores a dos conductores bajo ciertas condiciones. Los dispositivos de protección contra sobrecorriente se dimensionan y seleccionan sus capacidades y ajustes de manera que puedan proteger los conductores y devanados de los transformadores contra cortocircuito, fallas a tierra y sobrecargas. Se puede decir que no existe un criterio estándar para la protección de transformadores, ya que depende de varios factores, entre otros, uno muy importante es su capacidad y nivel de tensión en que son aplicados,

3.8.4.1 PROTECCION DE TRANSFORMADORES DE MAS DE 600 VOLTS

En general, este tipo de transformadores requiere por norma, al menos, la llamada protección contra sobrecorriente. En este caso, cuando se aplica la palabra transformador, se quiere decir un transformador o un banco de dos o tres transformadores monofásicos operando como una unidad trifásica.

PROTECCION PRIMARIA

Cuando se usan fusibles, su capacidad se debe designar a no mAs del 250% de la corriente nominal o de plena carga en el primario del transformador . Las normas para instalaciones permiten el uso del siguiente tamaño o valor normalizado, si el valor calculado con el 250% no corresponde con el valor estándar del fusible. Si se usa interruptor, su valor no debe ser mayor del 300% de la corriente nominal primaria. Cuando el valor calculado con el 300% no corresponda con una cantidad normalizada, entonces se usa el valor normalizado inferior. Existen algunas excepciones a esta regla, que deben ser consultadas para su aplicación.

PROTECCION PRIMARIA y SECUNDARIA

Para comprender los artículos de las normas para instalaciones eléctricas relacionados con la protección de transformadores, son necesarias algunas aplicaciones sobre terminología y frases. El dispositivo de sobrecorriente del alimentador primario es el dispositivo que está localizado en la fuente de alimentación del transformador. Por ejemplo, los fusibles o los interruptores conectados al bus. Los dispositivos de sobrecorriente individuales en las conexiones primarias son, por lo general, aquellos dispositivos localizados cerca del mismo transformador .

Ejemplo 14

En la figura siguiente se muestra la instalación para un transformador monofásico con una localización supervisada, y cuyos datos se muestran en el diagrama. a) Si se usa fusible para proteger al primario, calcular el tamaño del mismo.

17


b) Si en lugar del fusible se usa interruptor para proteger el primario, calcular el tamaño del mismo.

Solución :

kVA x 1000 120 x 1000a) I = ----------------- = ---------------- = 29 amps. V 4160

Si se protege con fusible, se puede usar el 250%, de modo que :

29 x 2.5 = 72 A.

Se puede seleccionar fusible de 90 amps.

b) Si se usa interruptor para proteger al transformador:

En este caso, se puede tomar el 300% de la corriente, o sea :

29 x 3.0 = 87 amps.

Se puede usar interruptor de 100 amps.

3.9 RESUMEN NORMATIVO DE PROTECCION A TRANSFORMADORES

A) Transformadores de 600 v o menos

Lado primario. Si la corriente nominal de plena carga es de 9 amps. o mayor, se incrementa al 125%. Por ejemplo, un transformador con una corriente a plena carga de 32 amps. tiene un ajuste de 1.25 x 32 = 40A , que corresponde a la capacidad del dispositivo de protección. Para corrientes nominales mayores de 2 amps., pero menores de 9 amps., la corriente se incrementa al 167%. Por ejemplo, un transformador de 7 amps. de corriente nominal tiene un ajuste en su protección de 1.67 x 7 = 11.69 amps., es 12A.

18


Los transformadores con corrientes menores de 2 amps. ajustan su protección a 300% de la corriente nominal.

Ejemplo 15

¿Qué tamaño de dispositivo de sobrecorriente se requiere para el primario de un transformador trifásico de 50 kVA, 480 volts?

Solución :

kVA x 1000 50 x 1000 I = ----------------- = -------------- = 60.2 amps. V 480

Como la corriente es mayor de 9 amps. se toma el 125% de la corriente nominal.

1.25 x 60.2 = 75 amps.

El tamaño estándar es 80 amps.

Ejemplo 16

¿Qué tamaño de dispositivo de sobrecorriente se requiere para la protección del lado primario de un transformador monofásico de 2 kVA, 240 volts?

Solución :

kVA x 1000 2 x 1000 I = ----------------- = ------------ = 8.3 amps. V 480

Se toma el 167% de la corriente nominal por la corriente nominal de 2 amps. pero menor de 9 amps.

1.67 x 8.3 = 13.86 amps.

Se puede usar un dispositivo de 10 amps.

Lado secundario. Para corrientes en el secundario de 9 amps. o mayores, se toma el 125% de la corriente nominal. En algunas excepciones se toma el 250%.

Ejemplo 17

¿Qué tamaño del dispositivo de protección de sobrecorriente se requiere para proteger los lados primario y secundario de un transformador monofásico de 60 kVA, 480 volts primarios y 240 volts secundarios?

Solución :

kVA x 1000 60 x 1000 I = ----------------- = -------------- = 125 amps. V 480

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Se toma el 125% de la corriente nominal :

1.25 x 125 = 156.25 amps.

Se considera un valor normalizado de 175 amps. para el dispositivo de protección.

El máximo tamaño dl dispositivo de protección dl primario se puede tomar como 250% de la corriente nominal, es decir :

2.5 x 125 = 312.5 amps.

Se puede adoptar el valor normalizado de 300 amps.

Para el secundario :

kVA x 1000 60 x 1000 I = ----------------- = -------------- = 250 amps. V 2480


1.25 x 250 = 312.5 amps.

Se puede usar un valor normalizado de 350 amps.

B) Transformadores mayores de 600 volts

Transformadores en localidades no supervisadas. Los valores se seleccionan de acuerdo al voltaje e impedancia del transformador, aplicando las reglas normativas que aparecen a continuación.

Ejemplo 17

Calcular el tamaño del dispositivo de protección contra sobrecorriente para el primario y secundario de un transformador trifásico de 2000 kVA, 13500 / 575 volts, conexión delta / estrella y una impedancia Z = 4%. Usar interruptor en el primario y fusible en el secundario.

Solución :

Lado primario

kVA x 1000 2000 x 1000 I = ----------------- = ----------------- = 85.5 amps. V x 3 13500


6.0 x 85.5 = 513 amps.

Se usa un interruptor de 600 amps.

Lado secundario

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kVA x 1000 2000 x 1000 I = ----------------- = ----------------- = 2008 amps. V x 3 575 x 1.73


1.25 x 2008 = 2510 amps.

Se usa un valor normalizado de fusibles de 2500 amps.

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