Calculo Y Sellecion De Material Electrico

CALCULO DE ALIMENTADOR Y PROTECCION PARA MOTORES

CALCULO DE ALIMENTADORES Y PROTECCIONES PARA UN MOTOR Y PARA UN GRUPO DE MOTORES

En los ejemplos y estudios siguientes; mostramos, la forma correcta de dimensionar alimentadores de motores y de seleccionar sus protecciones contra sobre-corrientes. Según requerimientos del CEN (Código Eléctrico Nacional). En una primera parte explicamos cómo seleccionar los dispositivos de protección contra un corto circuito y la protección de falla de tierra para varias conexiones típicas de motores. Entendiendo como punto crucial de ese artículo, el no sobre calcular el dispositivo de la protección, y se requieren los cálculos separados de corto circuito y la protección de falla de tierra, para obtener resultados reales. Por otra parte también existe confusión, en lo que se refiere a protección de dimensionamiento de corto circuito y de falla de tierra para un alimentador común que abastece a más que un motor. Por lo tanto indicamos los cálculos del circuito ramal y luego lo referente a la selección del alimentador principal, así como las protecciones respectivas, siguiendo las recomendaciones del CEN y poder obtener resultados correctos.

EJEMPLO 1

CALCULAR ALIMENTADOR Y PROTECCION PARA UN MOTOR Los conductores del circuito ramal. SECCION 430.6 del CEN (Determinación de las capacidades de corriente

y nominal de los motores), los conductores del circuito ramal que alimenten un solo motor, tendrán una capacidad de corriente no menor que el 125 % de la corriente nominal a plena carga del motor (FLC). Para ilustrar esto, consideremos el caso de: Motor 3 HP, monofásico, 115V. La FLA del motor es de 34 AMPS., calculemos el alimentador y los fusibles del elemento dual para el corto circuito y la protección de falla de tierra.

• Por CEN, Tabla 430.148, la corriente FLC es 34 AMPS. • Por tanto 34 AMPS. × 125 el % = 43 AMPS. • Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que clasifique, puede ser calibre # 6 AWG TW 60ºC – CAP. 55 AMPS, ó el indicado calibre # 6 AWG –THHN – 75ºC, CAP. 65 AMPS. Para el cálculo del dispositivo de protección, con referencia SECCION 430.52 del CEN (Capacidad nominal o ajuste para circuitos de un solo motor), el dispositivo de protección contra cortocircuito y falla a tierra del circuito ramal del motor, será capaz de soportar la corriente de arranque del motor y será seleccionado de acuerdo a los factores indicado en Tabla 430-152 del CEN, según el tipo de motor el tipo de dispositivo de protección. Cuando los valores del dispositivo de protección obtenido, no corresponda con la valuación estándar de dispositivos de protección, usted debe usar el siguiente dispositivo más alto. Para ilustrar

esto, volvamos al ejemplo 1.

• Por CEN, Tabla 430-152, multiplique: 34 AMPS. × 175 % = 59,5 AMPS. • Por tanto se selecciona un Fusible con retardo de tiempo de 60 AMPS.

Figura: 1 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobrecorriente, basadas en las SECCIONES 430-22(a) y 430-52 (c) (1) del CEN.

EJEMPLO 2

CALCULAR ALIMENTADORES Y PROTECCIONES PARA DOS (2) MOTORES Para el caso de este ejemplo, seguimos los siguientes pasos: 1.- Dimensionamos los circuitos ramales y los dispositivos de protección de acuerdo con lo indicado en el ejemplo 1, para cada motor, una vez realizado esto, usted está listo a pasar al paso siguiente. 2. calculamos el alimentador principal común para los dos (2) motores. De acuerdo con la SECCION 430-24 del CEN (Conductores que alimentan varios motores), los conductores que alimentan a dos o más motores tendrán una capacidad igual a la suma del valor nominal de la corriente a plena carga de todos los motores, mas el 125% del valor de la corriente del motor más grande del grupo. Así tenemos en SECCION 430-17 del CEN, se considera como motor de mayor potencia aquel que tenga la más alta corriente a plena carga (FCL). Para el ejemplo de estudio tenemos:

• Un Motor de 5 HP, 230V (28 AMPS.), motor monofásico • Un Motor de 3 HP, 230V (17 AMPS.), motor monofásico

de 28 AMPS. y (Uno) de 17 AMPS.

• El motor más grande es 28 AMPS. • Por tanto el alimentador el alimentador debe ser calculado para:

28 AMPS. × 1.25 + 17 AMPS. = 52 AMPS.

• Se selecciona el conductor más cercano Tabla 310-16, que clasifica puede ser un Calibre # 6 AWG – TW

60ºC de 55 AMPS. ó un Calibre # 6 AWG – THHN 75ºC de 65 AMPS.

Figura: 2 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobrecorriente, para dos (2) motores, basadas en las SECCIONES 430-62(a) del CEN.

Para el cálculo del dispositivo de protección, con referencia SECCION 430.53 (Varios motores o cargas en un circuito ramal). Cuando los valores del dispositivo de protección obtenido, no corresponda con la valuación estándar de dispositivos de protección, usted debe usar el siguiente dispositivo más alto. Para la protección se seleccionan Interruptores Automáticos de tiempo inverso.

• Por CEN, Tabla 430-152, multiplicar las corrientes FLCs. por 250% • Para el motor de 5 HP., multiplicar: 28 AMPS. × 250% = 70 AMPS. • Para el motor de 3 HP., multiplicar: 17 AMPS. × 250% = 42,5 AMPS. • Por tanto clasifican Interruptores Automáticos de capacidades 70 AMPS. y de 45 AMPS, respectivamente

para cada motor

de 28 AMPS. y (Uno) de 17 AMPS.

• El motor más grande es 28 AMPS. • Por tanto el alimentador el alimentador debe ser calculado para:

28 AMPS. × 1.25 + 17 AMPS. = 52 AMPS.

• Se selecciona el conductor más cercano Tabla 310-16, que clasifica puede ser un Calibre # 6 AWG – TW

60ºC de 55 AMPS. ó un Calibre # 6 AWG – THHN 75ºC de 65 AMPS.

Figura: 2 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobrecorriente, para dos (2) motores, basadas en las SECCIONES 430-62(a) del CEN.

Para el cálculo del dispositivo de protección, con referencia SECCION 430.53 (Varios motores o cargas en un circuito ramal). Cuando los valores del dispositivo de protección obtenido, no corresponda con la valuación estándar de dispositivos de protección, usted debe usar el siguiente dispositivo más alto. Para la protección se seleccionan Interruptores Automáticos de tiempo inverso.

• Por CEN, Tabla 430-152, multiplicar las corrientes FLCs. por 250% • Para el motor de 5 HP., multiplicar: 28 AMPS. × 250% = 70 AMPS. • Para el motor de 3 HP., multiplicar: 17 AMPS. × 250% = 42,5 AMPS. • Por tanto clasifican Interruptores Automáticos de capacidades 70 AMPS. y de 45 AMPS, respectivamente

para cada motor (ver Figura 3).

• Para la protección principal consideramos la protección del motor más grande más la corriente FCL

interruptores automáticos para los diferentes tipos de motores. Comience por determinar los FCLs para cada motor de acuerdo con los HP, Voltaje y tipo de motor, en Tablas: 430-48 y 430-49, para cada motor especifico y luego asignarle la protección inmediata superior que le corresponda (sin sobredimensionar). Para los motores de 1 HP, monofásicos, 120 V: FLC es 16A. 16A × 250 el % = 40A Para los motores de 5 HP, monofásico, 208 V: FLC es 30.8A. 30.8A × 250 el % = 77A (el Siguiente tamaño de arriba es 80A.) Para el motor de 15 HP, rotor bobinado, trifásico, 208 V: FLC es 46.2A. 46.2A × 150 el % (el rotor bobinado) 56.9A (el Siguiente tamaño de arriba es 70A.)

Figura: 4 Se ilustra la selección del calibre y tipo de conductores del alimentador principal, para un grupo de motores, basada en las SECCIONES 430-24 del CEN.

Alimentadores Ramales para cada motor:

• Tres (3) de 1 HP, monofásicos, 120 V.: FCL es 16 AMPS: • Por tanto 16 AMPS. × 125 el % = 20 AMPS. • Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que es el calibre # 14 AWG – THHN 90ºC

– CAP. 25 AMPS.

• Tres (3) de 5 HP, monofásicos, 208 V.: FCL es 30.8 AMPS:

• Por tanto 30.8 AMPS. × 125 el % = 38.5 AMPS. • Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que es el calibre # 8 AWG – THHN 90ºC –

CAP. 50 AMPS.

• Uno (1) de 15 HP,

trifásico, 208 V.: FCL es 46.2 AMPS: • Por tanto 46.2 AMPS. × 125 el % = 57.75 AMPS. • Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor más cercano que es el calibre # 6 AWG – THHN 90ºC –

CAP. 70 AMPS.

Figura: 5 Se ilustran la selección del calibre y tipo de conductores y de protecciones de sobrecorriente, basadas en las SECCIONES 430-22(a) y 430-52 (c) (1) del CEN.

Ahora, calculemos el conductor del alimentador común, para el suministro eléctrico a varios motores, este debe tener una capacidad no menor del 125 % del FLC motor de tasa más alta SECCION 430-17 de CEN, y la suma de las FLCs de los otros motores SECCION 430-24 del CEN. Continuando con este ejemplo, se suman todas las capacidades, multiplicando el más alto motor evaluado por 125 %. Así tenemos:

• (46.2 AMPS. × 1.25) + 30.8 AMPS. + 30.8 AMPS. + 16 AMPS. = 136 AMPS.

Según Tabla 310-16 se selecciona un conductor calibre # 1/0 THHN - 75ºC, de Cap. 150 AMPS., que es el conductor más adecuado para 136 AMPS. de capacidad. Para seleccionar el tamaño el conductor del alimentador principal, de forma exacta, basta con incluir sólo los motores que están en la misma fase. Por esa razón, estos cálculos sólo involucran a cuatro motores del grupo (ver distribución de motores en Figura: 4).

Generalidades:  Los conductores de un circuito ramal que alimenta un solo motor

tendrá una capacidad de corriente

no menor que el 125% de la corriente nominal a plena carga del motor.

 Los conductores que alimentan dos o más motores tendrán una capacidad igual a la suma del valor

nominal de la corriente a plena carga de todos los motores, más el 25 % del valor de la corriente del motor más grande del grupo.

 Si los motores de mayor potencia del grupo son dos o más de igual potencia, se considerará a uno

solo de estos motores como el mayor para los cálculos anteriores.

 Capacidad o juste del dispositivo de protección, para el caso de un solo motor, es la capacidad

permitida por el art. 430-52. La protección requerida se considera cumplida cuando este dispositivo de protección tenga una capacidad o ajuste que no exceda los valores dados en la Tabla 430-152.

 Capacidad o juste del dispositivo de protección, para el caso de un grupo de motores, es la

capacidad permitida por el art. 430-53. Se pueden conectar a un circuito ramal dos o más motores de cualquier capacidad nominal o motores y otras cargas, teniendo cada motor dispositivos individuales de protección contra sobre carga en marcha, aprobados para instalación en grupo.

 Un alimentador que sirve a una carga fija y especifica de motores, cuyos conductores tienen calibres

basados en el art. 430-24, deberá estar provisto de un

dispositivo de protección de valor nominal o ajuste no mayor de la capacidad o ajuste del mayor de los dispositivos de protección del circuito ramal contra cortocircuito y falla a tierra de cualquiera de los motores del grupo (basada en las Tablas 430-152), mas la suma de las corrientes a plena carga de los motores del grupo.

 Recuerde, que los conductores del alimentador del motor, deben estar protegidos en contra sobre

corrientes que resulta de cortos circuitos y o de falla a tierra, para evitar los daños por recargas del motor. Por lo tanto esta protección debe ser la adecuada.

 Cuando usted selecciona el siguiente tamaño abajo en lugar del siguiente tamaño arriba. Recuerde,

que en el CEN, no se requiere que usted excede la protección del circuito del ramal y Otra vez, recuerde que usted no hace cálculos para la protección motor en recarga. Usted hace cálculos para la protección de cortos circuitos y fallas de tierra, únicas — no el recargo.

 Para cualquier duda sobre el tema planteado, consulte lo referente a alimentadores y circuitos

ramales de motores SECCION 430 del CEN. En el ejemplo Nº 8 del código eléctrico nacional se ilustra esto con números reales, un cálculo completo sobre motores, conductores y protección contra sobre corrientes (Referido a los artículos 430-22, 430-24, 430-32. 430-52, 430-62 y las Tablas 43048, 430-49, 430-50, 430-51 y 430-52).

calculo de conductores para tableros de distribucion de alumbrado

Evaluando su instalación: Tableros de alumbrado, control y equipos de distribución

por: toborino

Por Jose A. Chávez, Empresa Schneider

En artículos anteriores hemos abordado aspectos generales para realizar un diagnóstico y, en esta ocasión, iremos un paso más allá con la evaluación de su instalación eléctrica. Así, después de esta nueva evaluación para cualquier instalación eléctrica en operación, la información obtenida de su diagnóstico será de utilidad a la persona que lleva a cabo la misma y podrá corregirle oportunamente.

La información obtenida además, debe incluir una comparación de los resultados junto con los requisitos y criterios correspondientes para asegurarnos que se cumpla con los estándares establecidos en las normas vigentes. Por ello, en caso que los resultados no cumplan con los requisitos mínimos indispensables, será necesario actualizar su instalación eléctrica.

Diversas son las precauciones que deben contemplarse para asegurar que la evaluación no cause daño a las personas, a su patrimonio, o incluso a los animales y a nuestro entorno. Cabe mencionar que es por ello la importancia que la evaluación sea realizada por una persona calificada y competente en la materia.

La evaluación

Consiste en la implementación de mediciones y comprobaciones en una instalación eléctrica, para determinar su efectividad, pero desde el punto de vista de la funcionalidad y la seguridad. Los métodos de evaluación que describimos no son limitativos ya que pueden llevarse a cabo otros métodos diversos, siempre y cuando estén documentados y ofrezcan resultados confiables.

Otro punto importante es considerar que los instrumentos de medición que sean utilizados durante las pruebas deben estar calibrados y validados por un laboratorio certificado. Además, las mediciones y comprobaciones deben llevarse a cabo conforme a la siguiente secuencia, en tanto apliquen:

1. Continuidad de los conductores

2. Resistencia de aislamiento de la instalación eléctrica

3. Impedancia de pisos y muros

4. Protección adicional

5. Comprobación de la polaridad

6. Comprobación de la secuencia de fases

7. Comprobación de operación y funcionamiento

8. Evaluación de la caída de tensión

Continuidad de los conductores

Se realiza una comprobación de la continuidad eléctrica en los casos siguientes:

a) Conductores de protección, incluyendo los conductores de unión equipotencial; y

b) Los conductores de fase, en el caso de los circuitos con configuración en anillo.

Resistencia de aislamiento de la instalación eléctrica

La resistencia de aislamiento debe medirse entre los conductores activos y el conductor de protección que se conecta al arreglo de puesta a tierra. Para propósitos de esta medición, los conductores activos pueden conectarse juntos.

TABLA 1.- Valores mínimos de resistencia de aislamiento

Tensión del circuito

V Tensión de prueba en c.d. V Resistencia de

aislamiento

M?

EBTS y EBTP 250 > 0,5

Hasta e incluyendo 500 V, incluyendo

EBTF 500 > 1

> 500 V 1000 > 1

La resistencia de aislamiento determinada con base en la tensión de prueba, y que se indica en la Tabla 1, es satisfactoria si cada circuito, con los aparatos desconectados, tienen una resistencia de aislamiento no menor al valor correspondiente he indicado en la Tabla 1.

La Tabla 1, igualmente, debe utilizarse para evaluar la resistencia de aislamiento entre los conductores de protección, sin conectarse a tierra, y una vez que se conectan a tierra. En los casos en que los dispositivos supresores de sobretensiones transitorias (SSTT) u otros dispositivos o equipos puedan afectar la medición o comprobación, o puedan dañarse, éstos deben desconectarse antes de realizar la medición de resistencia de aislamiento.

En los casos en que no sea posible desconectar los dispositivos o equipos (por ejemplo, cuando un receptáculo o salida incorporan un dispositivo de supresión de sobretensiones transitorias), la tensión que se aplica para tal circuito en particular puede reducirse a 250 V c.d., en cuyo caso la resistencia de aislamiento deberá tener un valor mayor que 1 M?.

Impedancia de pisos y muros

Cuando sea necesario cumplir con requisitos de protección principal contra fallas por separación eléctrica deben realizarse, por lo menos, tres mediciones en la misma área; una de estas, aproximadamente a un metro (1 m) de distancia de cualquier parte conductora externa o superficial.

Las otras dos mediciones deben realizarse a distancias mayores. La medición de impedancia de pisos y muros se realiza a la tensión nominal del sistema y a frecuencia nominal. Las mediciones deben repetirse para cada superficie relevante del área que se evalúa.

Protección adicional

La comprobación de la eficacia de los medios aplicados para la protección adicional se lleva a cabo mediante una inspección visual y comprobación. En los casos en que se requiere de la protección adicional, por medio de dispositivos de corriente residual, la eficacia de la desconexión automática de la fuente de alimentación por medio de estos dispositivos, debe comprobarse utilizando un dispositivo de comprobación adecuado para confirmar que se cumplen con los requisitos aplicables.

Comprobación de la polaridad

En los casos en que no se permita la instalación de un dispositivo de desconexión de un solo polo en el conductor puesto a tierra, es necesario comprobar que tal dispositivo se conecta únicamente en los conductores de línea.

Comprobación de la secuencia de fases

En los casos de circuitos de más de una fase, debe comprobarse que se mantiene la secuencia de fases.

Operación y funcionamiento

Los ensambles como interruptores principales, derivados, y artefactos eléctricos, deben someterse a una comprobación de funciones para verificar que se montan, ajustan e instalan de manera adecuada y conforme a los requisitos aplicables. Los dispositivos de protección deben someterse a una comprobación de funcionamiento, hasta donde sea necesario, para confirmar que se instalan y ajustan de manera adecuada.

Evaluación de la caída de tensión

Cuando sea necesario evaluar la caída de tensión, puede verificarse se lleve a cabo mediante la medición del voltaje en la acometida, o contra la lectura de voltaje del punto más alejado a ella.

Para mayor información remitirse a la NMX-J-604-ANCE-2008.

B seleccionador de canalizadores

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