13-Tema 2-3 (BIS) Ej Resueltos Magnetotérmicos PDF

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Ingeniería EléctricaGrado en IngenieríaEléctricaIEByMTPORTADAJuan Bernabé García GonzalezRafael Molina MaldonadoDepartamento de Ingeniería Eléctrica - UMATema 2: Protección de las Personasy de las Instalaciones EléctricasPARTE 2 (BIS) – Ejercicios Resueltos MagnetotérmicosIngeniería EléctricaGrado e...

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Departamento de Ingeniería Eléctrica

Grado en Ingeniería

Eléctrica IEByMT

Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas PARTE 2.3 (BIS) – Ejercicios Resueltos Magnetotérmicos Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Grado en Ingeniería

Eléctrica IEByMT

Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas Ejercicio 2.11 Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Ejemplo 2.11 Calcular el interruptor que tendríamos que colocar para proteger a un motor trifásico 17 CV, 400 V, cos ϕ = 0,85, rendimiento de 100%, así como el tipo de curva del mismo si tiene un pico de arranque de 3 veces su corriente nominal, tardando 2 segundos en adquirir su velocidad nominal, considerar el límite de disparo magnético probable/seguro de cada curva respecto a la intensidad nominal siguiente: Curva B (2,6/3,85), C(3,85/8,8), D(10/14). Realizar el mismo cálculo considerando en pico de arranque de 7 veces y los límites normalizados de disparo magnéticos de cada curva. Intensidad nominal que solicita el motor:

Ib

P

17 736 3 400 0 ,85

3 V co s

12512 588 ,89

21,24 A

Intensidad de arranque solicita el motor:

I arranque

3 Ib

3 21,24

63,7 A

P a ra I b

Tipo de curva: N º veces I

21, 24 A ⇒ C a lib re d el IA I n

Se pu ede u sar C u rvas B , C ó D I a rr a nqu e n

C alibre I n

3 Ib 25

3 21,24 25

63 ,7 25

2 ,549 V eces

25 A

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Ejemplo 2.11 Calcular el interruptor que tendríamos que colocar para proteger a un motor trifásico 17 CV, 400 V, cos ϕ = 0,85, rendimiento de 100%, así como el tipo de curva del mismo si tiene un pico de arranque de 3 veces su corriente nominal, tardando 2 segundos en adquirir su velocidad nominal, considerar el límite de disparo magnético probable/seguro de cada curva respecto a la intensidad nominal siguiente: Curva B (2,6/3,85), C(3,85/8,8), D(10/14). Realizar el mismo cálculo considerando en pico de arranque de 7 veces y los límites normalizados de disparo magnéticos de cada curva. I arranque 3 I b 3 21,24 21 24 63 63,7 7A Verificación del tipo de Curva sabiendo que: - Curva tipo B (2,6/3,85) disparo (probable/seguro):

I m a g n ét ica P

2 ,6 I

I m a g n ética S

3 , 85 I n

2 ,6 25

n

65 A

3 ,85 25

I

a rra n qu e

3 I

b

63 ,7 A

96 , 25 A

I a rra n qu e

3 Ib

96 ,25 A

I

6 3 ,7 A

- Curva tipo C (3,85/8,8) disparo (probable):

I m a g n ética P

3 ,8 5 I

n

3 ,8 5 25

a rra n qu e

- Curva tipo D (2,6/3,85) disparo (probable):

I m a g n ética P

10 I n

1 0 25

250 A

I a rra n q ue

Tipo de curva: Se pu ede u sar C u rvas B , C ó D

6 3 ,7 A

63 ,7 A

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Ejemplo 2.11 Calcular el interruptor que tendríamos que colocar para proteger a un motor trifásico 17 CV, 400 V, cos ϕ = 0,85, rendimiento de 100%, así como el tipo de curva del mismo si tiene un pico de arranque de 3 veces su corriente nominal, tardando 2 segundos en adquirir su velocidad nominal, considerar el límite de disparo magnético probable/seguro de cada curva respecto a la intensidad nominal siguiente: Curva B (2,6/3,85), C(3,85/8,8), D(10/14). Realizar el mismo cálculo considerando en pico de arranque de 7 veces y los límites normalizados de disparo magnéticos de cada curva. S pu ede Se d u sar C u rva s C ó D

Tipo de curva: N º veces I n

I a rr an q ue C alib re I n

7 Ib 25

7 21, 24 25

148 ,68 25

5 ,94 V ec es

I arranque 7 I b

Verificación del tipo de Curva sabiendo que:

7 21,24

148,68 A

- Curva tipo C (3,85/8,85) disparo (probable/seguro):

I m a g n ética P

3, 85 I n

I m a g n ética S

8 ,8 I n

3 ,85 25 8 ,8 2 5

96 , 25 A 22 0 A

I a rra n qu e

I a rra n qu e

148 ,687 A

1 4 8 ,6 8 A

- Curva tipo D (10/14) disparo (probable):

I m a g n ét ica P

10 I n

10 25

250 A

I arra n qu e

148 ,68 A

Tipo de curva:

Se puede usar C urvas D I m a gn étic a > I a rra nq ue

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Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas Ejercicio 2.12 Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Ejemplo 2.12 Una línea trifásica alimenta a un cuadro general de una instalación interior con una potencia de 19330 W y cos ϕ= 0,93, realizada bajo tubo con conductores empotrados en obra, Cu PVC, 10 mm2, Temperatura ambiente 40º C. Determinar: a) b) c) d) e)

La intensidad nominal del cuadro general. Intensidad admisible de los conductores. Calibre del interruptor automático, cuando Ib= 30 A. Sería correcto proteger la línea con un fusible gG de 32 A Tipo de curva del magnetotérmico a usar con pico de conexión de 4 veces.

a) La intensidad nominal del cuadro general.

Ib

P 3 V co s

19330 3 400 0 ,93

b) Intensidad admisible del conductor:

30 A

Tabla C .52.1 bis U N E H D 60364-5-52 (ITC -BT 19)

- Para B1 (3 conductores empotrados en obra, de PVC (Cloruro de polivinilo), 10 mm2 , tª ambiente 40 ºC):

C o lu m n a 5 a ⇒ I z

43 A

- Para B1 (3 conductores empotrados en obra, de XLPE (Polietileno reticulado), 10 mm2 , tª ambiente 40 ºC):

C o lum n a 8b ⇒ I z

57 A

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Ejemplo 2.12 Una línea trifásica alimenta a un cuadro general de una instalación interior con una potencia de 19330 W y cos ϕ= 0,93, realizada bajo tubo con conductores empotrados en obra, Cu PVC, 10 mm2, Temperatura ambiente 40º C. Determinar: a) b) c) d) e)

La intensidad nominal del cuadro general. Intensidad admisible de los conductores. Calibre del interruptor automático, cuando Ib= 30 A. Sería correcto proteger la línea con un fusible gG de 32 A Tipo de curva del magnetotérmico a usar con pico de conexión de 4 veces.

c) Calibre del Interruptor Automático cuando Ib= 30 A.

Ib

In

Iz

30

32

43; ó bien 30

C alibre de l IA :

40

In

43

32 A ó I n

40 A

d) Sería correcto proteger la línea con un fusible gG de 32 A

Según G u ía IT C -BT 22 para sobrecargas: Ib In I z I2

1,6 I n

1,45I z

In

1,45 I z

Pa ra fu sibles tipo gG : I 2 I f 1,6 I n si I n 16 A

Ib

In

30

32 0,9 43

1,45I z 1,6

0,9I z 38,7 A

0,9I z

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Ejemplo 2.12 Una línea trifásica alimenta a un cuadro general de una instalación interior con una potencia de 19330 W y cos ϕ= 0,93, realizada bajo tubo con conductores empotrados en obra, Cu PVC, 10 mm2, Temperatura ambiente 40º C. Determinar: a) b) c) d) e)

La intensidad nominal del cuadro general. Intensidad admisible de los conductores. Calibre del interruptor automático, cuando Ib= 30 A. Sería correcto proteger la línea con un fusible gG de 32 A Tipo de curva del magnetotérmico a usar con pico de conexión de 4 veces.

e) Tipo de curva del magnetotérmico a usar con pico de conexión de 4 veces. N º veces I n

I arra n qu e C alib re I n

4 Ib 32

7 30 32

120 32

3 ,75 V eces

I arranque

Verificación del tipo de Curva sabiendo que:

4 Ib

4 30

- Curva tipo B (3/5) disparo (probable/seguro):

I m a g n ética P

3 In

3 32

96 A

I m a g n ética S

5 In

5 32

16 0 A

Tipo de curva:

I a rra n qu e I a rra n qu e

N o se p u ede u sa r C u rvas B

12 0 A 1 20 A I m a g né tica

I a rra nq u e

120 A

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Ejemplo 2.12 Una línea trifásica alimenta a un cuadro general de una instalación interior con una potencia de 19330 W y cos ϕ= 0,93, realizada bajo tubo con conductores empotrados en obra, Cu PVC, 10 mm2, Temperatura ambiente 40º C. Determinar: a) b) c) d) e)

La intensidad nominal del cuadro general. Intensidad admisible de los conductores. Calibre del interruptor automático, cuando Ib= 30 A. Sería correcto proteger la línea con un fusible gG de 32 A Tipo de curva del magnetotérmico a usar con pico de conexión de 4 veces.

e) Tipo de curva del magnetotérmico a usar con pico de conexión de 4 veces. N º veces I n

I arra n qu e C alib re I n

4 Ib 32

7 30 32

120 32

3 ,75 V eces

I arranque

Verificación del tipo de Curva sabiendo que:

4 Ib

4 30

- Curva tipo C (5/10) disparo (probable):

I m a g n ética P

5 I

n

5 32

Tipo de curva:

15 0 A

I

a rra n qu e

12 0 A

- Curva tipo D (10/14) disparo (probable):

I m a g n ética P

10 I n

120 A

10 32

3 20 A

I a rra n qu e

12 0 A

Se puede usar C urvas C y D I m a gn étic a > I a rra nq ue

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Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas Ejercicio 2.13 Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

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Ejemplo 2.13 Determinar la corriente de cortocircuito, de duración 0,4 s, que puede soportar, una terna tripolar de conductor de Al, en tubo soterrado, con aislamiento XLPE. a) b)

Si la sección es de 50 mm2. Si la sección es de 35 mm2.

T a bla G u ía IT C -B T 22

t

k S    I CC 

2

pa ra A l, E P R /X L P E (E tilen o P ropilen o/P olietilen o Reticu la do)

k2 S2 ; I CC 2

t

k S I CC

a) Si la sección es de 50 mm2.

I CC

k S t

94 5 0 0 ,4

7.431,35 A .

b) Si la sección es de 35 mm2.

I CC

k S t

94 3 5 0 ,4

3 .290 0 ,4

5.201,9 4 A .

k = 94

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Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas Ejercicio 2.14 Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

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Ejemplo 2.14 Calcular la sección de un conductor de Al y aislamiento EPR que soportaría una intensidad de cortocircuito de 13,8 kA, en los siguientes casos: a) b) c)

Si la duración del cortocircuito es de 0,2 s. Si la duración del cortocircuito es de 0,4 s. Si la duración del cortocircuito es de 0,4 s y el conductor es Cu y aislamiento EPR.

T a bla G u ía IT C -B T 2 2 T a bla G u ía IT C -B T 2 2

t

k S     ICC 

2

para A l, E P R /X L P E (E tilen o P ropile no/P olietilen o R eticu la do) para A l, E P R /X L P E (E tilen o P ropilen o/P olie tilen o R eticu la do)

k2 S2 ; ICC 2

t

k S ; ICC

S

I CC

k= 1 43 k = 94

t k

a) Si la duración del cortocircuito es de 0,2 s.

S

I CC

t k

1 38 0 0 0 , 2 94

65 ,65 m m 2

T abla B -2 y B -4 U N E 21 143 5 (IT C -B T 07 ) Sección n orm a liz ada S = 70 mm 2

92 ,8 5 m m 2

T abla B -2 y B -4 U N E 21 143 5 (IT C -B T 07 ) Sección n orm a liz ada S = 95 m m 2

a) Si la duración del cortocircuito es de 0,4 s.

S

I CC

t k

1380 0 0 , 4 94

a) Si la duración del cortocircuito es de 0,4 s y el conductor es Cu y aislamiento EPR.

S

I CC

t k

138 00 0 , 4 143

61,03 m m 2

T abla B -2 y B -4 U N E 21 143 5 (IT C -B T 07 ) Sección n orm a liz ada S = 70 mm 2

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Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas Ejercicio 2.15 Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

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Ejemplo 2.15 Calcular la sección y la protección de una trifásica formada por un cable multiconductor de cobre, PVC 750 V, canalización empotrada en obra, bajo tubo, a temperatura de 40º C, para una intensidad de utilización de 16 A, en los siguientes casos: a) b)

Si la protección se realiza mediante I.A. magnetotérmico. Si la protección se realiza mediante fusible tipo gG.

Tabla C .52.1 bis U N E H D 60364-5-52 (ITC -BT 19) - Para B2 (Cable multipolar empotrado en obra, de PVC (Cloruro depolivinilo),In=16 A, S=2,5 mm2 , tª ambiente 40 ºC):

C o lu m n a 4 ⇒ I z

17 A

a) Si la protección se realiza mediante I.A. magnetotérmico.

Según G u ía IT C -BT 22 para sobrecargas: Ib

In

Iz

I2

1,45 I z

Para I n 16 A I b I n I z 16 16 17 Y además I 2 1,45 I n 1,45 17 24,65 A Ca lib re del I.A . M a gnetotérm ico I n= 16 A (Co nd ición vá lida )

b) Si la protección se realiza mediante fusible tipo gG.

Según G u ía IT C -BT 22 para sobrecargas: Ib In Iz I2

1,45 I z

Pa ra fu sibles tipo gG : I 2 I f 1,6 I n s i I n 16 A

1,6 In

1,45 Iz

Para In

16 A

In Ib

1,45 I z 0,9 Iz 1,6 I n 0,9 I z 16 16

N o se cu m p le la 1ª con dició n Si I 2

1,45 I z

Pero I 2

1,6 I n

1,45 17 1,6 16

24,65 A 26 ,6 A

N o se cu mple la 2ª con dició n

0.9 17

15,3 A

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Ejemplo 2.15 b (fusible si aumentamos sección conductor) Calcular la sección y la protección de una trifásica formada por un cable multiconductor de cobre, PVC 750 V, canalización empotrada en obra, bajo tubo, a temperatura de 40º C, para una intensidad de utilización de 16 A, en los siguientes casos: a) b)

Si la protección se realiza mediante I.A. magnetotérmico. Si la protección se realiza mediante fusible tipo gG.

Tabla C .52.1 bis U N E H D 60364-5-52 (ITC -BT 19) - Para B2 (Cable multipolar empotrado en obra, de PVC (Cloruro depolivinilo),In=16 A, S=4 mm2, tª ambiente 40 ºC):

C o lu m n a 4 ⇒ I z

22 A

b) Si la protección se realiza mediante fusible tipo gG.

Según G uía IT C -BT 22 para sobrecargas:

1,6 In

1,45 Iz

Ib

Para I n

16 A

In

Iz

In Ib

1,45 I z 0,9 Iz 1,6 I n 0,9 I z 16 16

I 2 1,45 I z Pa ra fusibles tipo gG :

Se cum p le la 1ª con dición Si I 2 1,45 I z 1,45 22 31,9 A Pero I 2 1,6 I n 1,6 16 26 ,6 A

I2

Se cum p le la 2 ª co nd ició n

If

1,6 I n si I n

16 A

0.9 22 19,8 A

Ca libre del F usib le I n= 16 A (Co nd ición válida )

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Tema 2: Protección de las Personas y de las Instalaciones Eléctricas Ejercicio 2.16 Juan Bernabé García Gonzalez Rafael Molina Maldonado Departamento de Ingeniería Eléctrica - UMA PORTADA

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Ejemplo 2.16 Calcular, por criterio térmico en régimen permanente, la sección necesaria de la acometida para alimentar en BT a una carga trifásica, con una potencia de 68589 W y cosϕ = 0,9. La línea de alimentación a la carga está formada por tres cables unipolares de aluminio, con aislamiento XLPE, de 0,6/1 kV, en instalación enterrada bajo tubo en contacto mutuo, a una profundidad de 80 cm, en terreno húmedo, con resistividad térmica de 0,8 km/W, a temperatura de 20º C. Realizar los cálculos en los siguientes casos: a) b)

Ib

Si se usa la norma UNE 20.435 (tablas derogadas). Si se usa la norma UNE 211.435. 211 435

P 3 V co s

68589 3 400 0 ,99

110 A

a) Si se usa la norma UNE 20.435 (tablas derogadas).

3 condu ctores u nipo lares de Al, bajo tu bo en contacto m u tu o, aislam iento X L P E T ab la 8 UN E 2 04 35 (IT C -B T 0 7)

D ero ga da

FC

T ab la 4 UN E 2 04 35 (IT C -B T 0 7)

D ero ga da

S= 2 5 m m 2 I z

T ab la 4 UN E 2 04 35 (IT C -B T 0 7)

D ero ga da

S= 3 5 m m

T abla 6 U N E 2 043 5 (IT C -B T 0 7) T abla 7 U N E 2 043 5 (IT C -B T 0 7)

D erogad a D erogad a

FC 20º XLP E F 0 ,8 km / W

T abla 9 U N E 2 043 5 (IT C -B T 0 7)

D erogad a

F80 cm

I adm

120 1,1222 64

13 4 ,67 A

0 ,8

1,04 1,09

2

Iz

FT

125 0,8 150 0,8

100 A 110 A N o válid a 120 A 110 A Vá lida

1,04 1,0 9 0 , 99

1,12 2 26 4

0 ,99

S ecció n vá llid a

S

3 x 35 m m 2

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Ejemplo 2.16 Calcular, por criterio térmico en régimen permanente, la sección necesaria de la acometida para alimentar en BT a una carga trifásica, con una potencia de 68589 W y cosϕ = 0,9. La línea de alimentación a la carga está formada por tres cables unipolares de aluminio, con aislamiento XLPE, de 0,6/1 kV, en instalación enterrada bajo tubo en contacto mutuo, a una profundidad de 80 cm, en terreno húmedo, con resistividad térmica de 0,8 km/W, a temperatura de 20º C. Realizar los cálculos en los siguientes casos: a) b)

Ib

Si se us...