CAPITULO VINSTALACIONES ELECTRICAS

OBJETO: Suministro de la energía eléctrica en los distintos equipos de una planta Agro Industrial.La corriente más utilizada es la corriente alterna. Esta puede ser monofásica y trifásica.Las instalaciones industriales utilizan corriente triásica debido a que el número de imperio-hora es menor. El precio de es menor.

110 volt 5.8 amp. 1 HP220 volt. 3.0 amp. 1 HP440 volt. 1.5. amp. 1 HP380 volt. 1.9. amp. 1 HP

En San Martín la corriente eléctrica para la Industria es la de 380 voltios/trifásica.

Cuando el transporte es aéreo, cada 50 m. es necesario colocar aisladores de loza o vidrio. Cada 100 . Hay que tener un control para detectar si hay caídas de tensión.

Monofásico Trifásico Del medidor de luz es conveniente tener una llave general que controla todo el sistema /tablero general de la planta.Cuando se trata de instalaciones medianas o de gran capacidad es preferible utilizar v. y 60 ciclos, Esto para fábricas de las de 50 HP. Cuando se trabaja con 440/280 v hay que tener un transformador.Del transformador va al tablero general que contiene:-Amperímetro-Voltímetro-Llave general de corriente monofásica-Llave general de corriente trifásica-Llave de control de luz.

MEDIDOR DE LUZ

MEDIDOR DE LUZ

GRUPOS ELECTROGENOS O GRUPOS DIESEL

Es un componente del Proyecto (Inversión) para fábricas localizadas en el área de la producción de la materia prima donde no hay suministro de energía eléctrica, así como también se hace necesario un grupo de emergencia para plantas que procesan productos perecederos.La capacidad se calculará en base a la demanda en Kw de las horas punta del Programa de Trabajo + un 20% para iluminación y otros servicios.Se seleccionaron dentro de las marcas comerciales la alternativa tuvo más técnica, repuestos voltaile, cicla/F etc. Y económica.

La corriente continua se usa para transporte a distancias no mayores de 800 metros.

La corriente alterna se usa para transporte mayores de 800 metros.

La corriente de alta tensión : 2,300 voltios – 1,600 para distancia entre 5 y 24 km. Arriba de 24 kms. El voltaje es superior a los 22,000 es superior a los 22,000 voltios.Transporte: Aéro Subterráneo

SUMINISTRO A LA PLANTA AGRO INDUSTRIAL. EL ACOMETIDO DEBEMOS TENER EN CUENTA LOS SIGUIENTES COMPONENTES:

1. Línea de ingreso a la fábrica.2. Transformador3. Tablero General4. Línea de distribución

Línea de ingresos: Se requiere 380 v. pero los cables de alta tensión llega a 2,300 v. 6,600 v. 13,800 v. 23,000 voltios.

Transformador: Equipo encargado de transformar el voltaje de una instalación eléctrica. Se trata de un núcleo constituido por chapas delgadas de acero especial, rollades de arrollamiento de Cu o Al.

Los equipos de una fábrica trabajan con un voltaje determinado (380v) y la corriente de entrada debe ser transformada al voltaje del equipo (De 10 000v a 380 v).

Selección del transformador:1. Capacidad del transformador: Expresado en Kilo- voltio amperio, conocido

como capacidad aparente del transformador.2. Rango de transformación. Ejemplo 10,000/380 v.3. Porcentaje en que puede variar el voltaje de trabajo. Generalmente de 2.5 –

5%. Es importante en las instalaciones de iluminación y en motores.4. Tipo de conexión: Triángulo: (220 v) Estrella : (440 v.)5. Frecuencia de trabajo: En Lima es 60 ciclos/seg.6. Tipo de transformador: a) Seco (10 kva)

b) En baño de aceite (30 kva)c) En baño de gas (30 Kva)

Los transformadores necesitan equipo de refrigeración, generalmente en baño de aceite o en baño de gas, que protege el calentamiento del transformador.

Conexiones típicas de un transformadorLos elementos de conexión son:1. Interruptor general de alta tensión2. Interruptor de baja tensión3. Aparatos de medición4. Entrada al tablero de fuerza.

TABLERO GENERAL.- Es el elemento distribuidor de corriente eléc trica en una planta.Elementos principales :1. Barras de Cu.2. Interruptor térmico3. Fusibles de protección4. Llave para corriente monofásica-5. Llave para corriente trifásica6. Amperímetro y7. Voltímetro. Barras de Cu : Son las que reciben la corriente eléctrica del transformador.Interruptores térmicos y fusibles; Tienen la misma función que las válvulas de seguridad. Son aparatos de conexión y desconexión de líneas eléctricas. Estas actúan cuan do la corriente excede del límite prefijado.

El interruptor térmico corta el circuito en sobrecalentamiento y los fusibles cuando hay exceso de carga eléctrica.

Los fusibles pueden ser de:-Plomo: hasta 20 amperios-Cartuchos fusibles. Para capacidad superior a 30 A.Son cilindros de fibra dura en cuyo interior contiene láminas fusibles. Las láminas fusibles tienen 65, 70, 75, 80, 90, y 100 amperios; 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450 y 600 amperios.

- Bloques de porcelana para 250 y 600 voltios y amperajes de 3 a 60 amperios. TABLERO GENERAL.- Distribuye corriente eléctrica en la planta. Los accesorios son las barras de cobre, los interruptores térmicos fusibles, amperímetros, voltímetros, C.T. C.El tablero se encuentra en una caja de fierro de 1/8" - 1/16". Tiene ángulos de 1/8. (Ver gráfico A. en la hoja adjunta). CIRCUITOS : Circuito secundario de alumbrado : Es para los aparatos de alumbrado. Generalmente monofásico.Circuito para aparatos ordinarios: Para aparatos con 15 amperios como máximo y utilizando alambre Nº 14Circuito para aparatos de servicio medio, con un máximo de 25 amperios y un alambre N°10 como mínimo.Circuitos secundarios para aparatos de servicio duro. Para mayores de 25 amperios y alambre N°8 como mínimo. Es trifásica.

Estos 4 circuitos son secundarios, derivan del gráfico.LINEAS DE DISTRIBUCION.- Conductores eléctricos más usados son de cobre recocido o ablandado. Esto es importante para seleccionar el conductor adecuado para evitar corto circuito y calentamiento de conductores. Clasificación : - A W G (American Wering Gauge)- Circular mill

1. A W G : Van del número 18 (más delgado) hasta el N°0000 (más grueso )N°18 del conductor 1.02 mm N°0000 del conductor 11.68 mmLos números vas de: 18, 16, H+, 12, 10, 8, 6, 5, 3, 2, 1, 0,00, 000, 0000.

Siendo el objetivo del capítulo el cálculo y la selección de conductores eléctricos para una correcta instalación de equipos y el cálculo de costos a continuación:

CAPITULO V INSTALACIONES ELÉCTRICAS PROBLEMAS APLICADOS A LA AGRO

INDUSTRIAS TABLAS DE CÓDIGO ELÉCTRICO USOSEl presente catálogo contiene descripciones y datos técnicos de los conductores empleados en la distribución de energía eléctrica en instalaciones civiles e industriales de baja tensión, es decir, tensiones menores de 1,000 volt, y para comunicaciones, control y señalización; asimismo incluimos descripciones de cables de aluminio y cables de cobre utilizados en líneas aéreas de transmisión y distribución primaria o secundaria y además una información sintetizada de nuestros cables para distribución de energía en tensiones mayores de IKV, y de nuestros cables telefónicos.Dos tipos de material termoplástico son los más comúnmente usados para aislamientos y cubierta de conductores eléctricos:. El cloruro de Polivinilo conocido como PVC y el Polietileno. En los párrafos siguientes se describen algunas de las características de estos materiales.

CONDUCTORESLos conductores de todos los cables descritos son fabricados con cobre de alta pureza, refinado electroliticarrrente que, en el temple suave o recocido, tiene una conductividad eléctrica superior al 100% IACS (International Anneales Cooper Standards).El cobre empleado en los conductores eléctricos aislados, es generalmente de temple suave o recocido, en el cual alcanza la máxima conductividad, eléctrica y tiene la mayor ductilidad facilitándose su manejo e instalación. Para los conductores desnudos o aislados que se emplean en líneas aéreas, entre postes, es muy importante, en cambio, que los conductores tengan la mayor resistencia mecánica posible y se usa, entonces, el cobre de temple duro o semiduro que permite mayores distancias entre postes.Siendo de uso común en el Perú el sistema de calibres AWG (American Wire Gage), se ha empleado éste en todas las tablas constructivas.En los diferentes productos, de acuerdo a su aplicación, se encuentran conductores diversos que van desde los sólidos hasta los extraflexibles. Todas las clases de cableado corresponden a las especificadas en las normas ASTM (American Society fer Testing and Materials).

CLORURO DE POLIVINILO PVC.El cloruro de polivinilo es el material termoplástico empleado en mayor cantidad en todo el mundo como aislamiento o cubierta de cables eléctricos.Variando la relación entre la resina de PVC y el plastificante se obtienen productos de mayor o menor flexibilidad. El tipo de plastificantes y estabilizantes empleados en el compuesto determina hasta que temperatura puede trabajar en forma continua ese PVC y así se tienen compuestos recomendados para temperaturas máximas de operación de 60° C, 75° C, 80° C y 105° C.Las fórmulas para compuestos de PVC que emplea Pirelli Peruana son las desarrolladas en los laboratorios de investigación de Pirelli en Milán, Italia, reconocidos entre los mejores en su género en el mundo. Las características de los plásticos son comprobadas en los laboratorios Pirelli Peruana para garantizar que cumplan con los requi sitos de las normas internacionales más severas, de acuerdo a las cuales se fabrican nuestros productos.

Como ejemplo indicamos algunas de las pruebas a que son sometidos los aislantes de PVC.

-Esfuerzo de tensión y alargamiento hasta ruptura.-Envejecimiento térmico.-Choque térmico.-Doblez en frío.-Resistencia a agentes químicos.-Absorción de humedad.-Resistencia a la llama.-Esfuerzo dieléctrico.

POLITILENOEs una resina termoplástica que se logra en la polimerización del etileno. Al igual que el PVC puede ser utilizada como material aislante y para forros protectores en la construcción de cables.Además de las propiedades eléctricas extraordinarias, como el factor de potencia y su constante dieléctrica muy bajas y que no varían sensiblemente a diferentes frecuencias, es de muy buenas condiciones mecánicas, siendo flexible y resistente.Las propiedades químicas del polietileno son óptimas y a temperatura ambiente no es atacado por agentes químicos como gases, ácidos, sales y sus soluciones.El polietileno que se utiliza en la construcción de los forros exteriores de cables expuestos a la intemperie presenta una notable resistencia a la oxidación fotoquímica, debido al negro de humo que se encuentra disperso en el material.El polietileno es impermeable al agua y a los gases aún en espesores muy finos.

SELECCIÓN DE LOS CABLESPara seleccionar el cable más adecuado para una instalación determinada, se deben considerar los siguientes factores:a) Uso del cable y condiciones de instalación.b) Corriente máxima que debe transportar.c) Caída de tensión máxima admisible.d) Tensión de servicio.a) Uso del cable y condiciones de instalaciónEl tipo de cable está determinado por el uso que se vaya a dar, es decir, por la función que tiene que desarrollar y además por las condiciones de instalación y del ambiente.En las hojas del catálogo que describen los distintos tipos de cables, se indican las aplicaciones y tipos de colocación más apropiados para cada uno de ellos. Sobre la base de estas descripciones, la selección del cable se vuelve muy simple.El presente catálogo describe los alambres y cables que se emplean con mayor frecuencia en las instalaciones civiles e industriales. En casos de aplicaciones especiales, el Departamento Técnico de Pirelli Peruana puede ayudar a los clientes en la selección de los cables más adecuados.b) Corriente máxima que debe transportarDeterminado el tipo de cable, es necesario pre cisar la sección de los conductores y para esto se debe conocer la corriente máxima que deberá pasar por el cable, en servicio continuo. Se trata pues, de calcular el valor de esta corriente en base a la potencia de los apa ratos eléctricos que el cable deberá alimentar, teniendo eventualmente en cuenta también las necesidades futuras.

En la tabla 1 se dan algunas fórmulas útiles para el cálculo de la corriente en un circuito eléctrico.Los valores de la capacidad de corriente indicados en las tablas permiten determinar el calibre de los conductores cuando se conocen los elementos que señalamos a continuación:Número de los conductores (cables unipolares, bi polares, tripolares, etc.).Números de los cables que siguen juntos el mismo recorrido.Tipo de colocación: al aire libre o en tubos, etc.Corriente eléctrica para transportar.Temperatura máxima del ambiente.Se debe tener en cuenta que la capacidad de corrien te indicada en las tablas ha sido calculada para una temperatura ambiente máxima de 30° C. Aún, suponiendo que el cable funcione a 30° C solamente por un corto período durante el año, la determinación de la sección no debe ser hecha en base a la temperatura anual promedio del ambiente, que puede ser inferior a 30° C porque aquel corto período de funcionamiento a 30° C puede reducir notablemente la vida del cable, particularmente si coincide con la operación a plena carga del conductor.El aumento de la temperatura máxima del ambiente implica una disminución de la capacidad de corriente del cable. Esto es, a cada valor de temperatura ambiente má xima distinta de 30°C corresponde una nueva serie de valores de capacidad de corriente.

Por lo tanto, si la temperatura ambiente es distinta de 30° C los valores de capacidad de corriente, establecidos sobre la base de 30° C, que están indicados en las tablas, deben ser corregidos cuando ésta varíe, multiplicándolas por los coeficientes de corrección correspondientes a la temperatura máxima del ambiente.Para la determinación de la sección se procede enton ces como sigue: La intensidad de corriente por transportar se divide entre los coeficientes de corrección correspondientes. Se busca entonces en las tablas de capacidad de corriente, la sección del conductor, determinada en base al valor aparente de corriente así calculaba c) Caída de tensión máxima admisibleLa determinación de la sección de los conductores, según lo indicado en el punto b, garantiza que el cable estará en condición de transportar la corriente del circuito sin deteriorarse, pero no asegura que la caída de tensión en el cable tenga un valor aceptable ya que los dos fenó menos son completamente diferentes e independientes. La caída de tensión máxima generalmente admitida en las instalaciones de distribución es, en el caso de la fuerza motriz o de calefacción, el 5% de la tensión de ejercicio, en el caso de la iluminación, el 3%.Para mantenerse abajo de esos límites puede tenerse que escoger conductores con sección mayor a la necesaria para transportar la corriente máxima. Aplicando los factores de la tabla IX se puede calcular el valor de la caída de tensión en los conductores del cable en función de la longitud de la línea, de la intensidad de la corriente trans portada y del factor de potencia de la carga (cos ) etc.En la tabla IX están previstos dos casos de cos — 1 cos = 0.8. Para valores intermedios es suficiente efectuar una interpolación.

PROBLEMAEn una pequeña Industria se quiere instalar sobre soportes aéreos abiertos, bajo techo, cable, unipolares con aislamiento terroplástico para alimentar a un conjunto de motores de inducción trifásica uno de 3’ Hp 4 tres de 15 HP de 380 voltios, suponiendo que a plena carga tengan un factor de potencia de 0.9 y una eficiencia de 0.81, situados a una distancia de 175 m de la subestación La temperatura ambiente máxima llega hasta 35º g. en el interior de la punta. Calcular Ud. la sección del conductor 0 Nº de cablea) Determinación do la corriente cine debe transportar los conductores (Intensidad de Carga)Usamos la Tabla N° 1 aplicamos la fórmula conocemos los H.P de los motores aplicamos la formula: Corriente Alterna Trifásico 380º V.

1) Para el motor de 30 HP, reemplazamos

De acuerdo al código eléctricoCuando se tiene varios motores eléctricos la caiga total debe calcularse ¡mu mentándose un 25% a la corriente de plena caiga del motor de mayor potencia y sumarle la corriente dé plena carga de los otros motores.

En la Tabla IV capacidad de corriente de cables UNI , BY y tripolares han sido calculados para T° ambiente máximo 30°C, ocasionando una Temperatura de 60º C en los conductores.1 = Si la temperatura ambiente es > a 30°C se aplicaran factores decorrección.Uso de la Tabla VI de factores de corrección T = 35ºC Fc = 0.94

Con esté valor se ingles a la labia IV para seleccionar la sección del conductor sobre soportes aéreos abiertos bajo lecho cables unipolares con aislamiento terroplástico en la tabla vemos la columna de (3) cables unipolares, en aire vemos que para 142 A tendremos . qué interpolar entre 119 A. Tara ello tomamos 145º A correspondiéndole cable l M.CM puede transportar 142 A° de carga.

Empicamos 3 cables TW - l-MCM debemos comprobar la caída de tensión se recomienda una caída de tensión tic 5% 380 x 0.05 =19 V.En la tabla IX de caída de tensión . Para cables de 145 MCM calibre I cables unipolares en corriente alterna trifásica.

Con un factor de potencia de 0.9

Para Factor de potencia Cos =1 0.850Tara factor de potencia Cos = 0.8 0.760Interpolando obtenemos Cos = 0.9 = 0.805 Caída de Tensión = 0.805 x 175 m x 129 A - 18.17 V 1000 m.La caída de tensión es menor de 5%Por lo tanto se seleccionaría 3 cables TW I MCM