PROTECCIONES PARA SISTEMAS DE FUERZA
7.6 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LAS Y CANALIZACIONES Y PROTECCIOINES DE MOTORES.
Finalmente, habiendo visualizado todos los criterios necesarios para la escogencia de las diferentes partes de una instalación eléctrica para motores, se procederá a señalar los pasos a seguir para lograr el cometido trazado.
En primer lugar, conociendo las características de funcionamiento, indicadas en la sección 7.3, se determinará la corriente nominal de los motores a partir de las tablas N° 430, 147, 148, 149 y 150 del CEN, ubicadas en la sección 430. A continuación se obtiene el calibre del conductor conforme a los criterios establecidos en la sección 7.4. Deberá tomarse en cuenta . qué tipo de conductor se escogerá conforme al ambiente, tipo de instalación, etc. Por lo general, para motores, se prefiere el conductor de cobre con aislamiento THW. Una vez determinados los conductores activos y de puesta a tierra, se selecciona el diámetro de la tubería por los métodos ya conocidos. El paso siguiente consistirá en obtener las protecciones a nivel del motor y del alimentador por sobrecarga y sobrecorriente, respectivamente, aplicando los conocimientos esbozados en la parte anterior.
Es conveniente elaborar una tabla donde se. vayan asentando los resultados obtenidos, a fin de lograr cierto orden y facilidad en el proceso de cálculos.
7.7 EJERCICIOS PRÁCTICOS
A continuación se presentan algunos ejemplos ilustrativos donde se determina el conductor de alimentación a motores, cable de puesta a tierra, diámetro de tuberías o canales y protecciones requeridas, según sea el caso planteado.
EJEMPLO N° 1
Las conexiones de motores se realizan de acuerdo al tipo de motor requerido para ejecutar una labor, bien sea en un proceso industrial, o bien si se trata de maquinarias o herramientas. En primer lugar, se escoge el tipo de motor conforme a las necesidades y, luego, se diseña el tipo de alimentación o canalización eléctrica requerida. Por consiguiente, las conexiones posibles son las indicadas en gráficos a continuación:
a) MOTORES MONOFÁSICOS
Con tensiones aplicadas y obtenidas de distribución de dos fases y neutro.
b) MOTORES MONOFÁSICOS
Con tensiones aplicadas y obtenidas de un sistema de distribución de dos o tres fases. Las tensiones aplicables normalizadas son: 220V, 240V, 416V y 480V.
c) MOTORES TRIFÁSICOS
Con tensiones aplicadas y obtenidas de un sistema de distribución trifásico. Las tensiones aplicables normalizadas son: 208V, 220V, 240V, 416V y 480V.
Observando los gráficos anteriores, se puede apreciar que, en el caso a), existe un neutro, requerido para obtener el sistema de tensión de alimentación deseado. En el caso b) y c), el neutro está ausente, pues no es necesario para alimentar los motores; por consiguiente, en una canalización eléctrica para motores, sólo será necesario instalar el hilo neutro en aquellos casos que lo requiera el sistema de tensión del motor, o bien para otros fines, tales como para alimentar dispositivos de protección, control o maniobra, que funcionen con una tensión de fase neutro (120V, 277V u otro nivel de tensión que requiera neutro).
Es necesario recordar que no deberá faltar el conductor para conectar a tierra el motor requerido. Este podrá ir en la misma canalización de alimentación que viene del tablero, o bien por otra independiente que estará conectada al sistema de tierra.
EJEMPLO N° 2
Se tiene un grupo de motores, como el mostrado en la Figura N° 46, todos con capacidad máxima de 1 HP en 115V monofásicos y son de arranque no automático; por consiguiente, se considerarán protegidos contra sobrecarga, por el dispositivo de protección contra cortocircuito y falla a tierra, del circuito ramal. Cada motor tendrá un dispositivo de desconexión, con capacidad no menor al 115% de la corriente del motor plena carga.
Motor M1:
Capacidad: ¾ HP (Dato del problema).
Corriente a plena carga I = 13,8 Amp. (Apéndice A.6, Tabla N° 32) Corriente de selección del Conductor Ic = 13.8x1.25 = 17.25 Amp.
Para los fines de seleccionar el conductor, se debe escoger la alternativa más desfavorable entre la capacidad de corriente y caída de tensión. En este caso, dado que las distancias correspondientes a las derivaciones y de éstas al centro de control de motores (CCM), se consideran despreciables, sólo se tomará en cuenta la capacidad de corriente.
Conductor: 2#12 de cobre THW
Tubería: 1Ø ½” EMT (Véase tablas Apéndice A)
Dispositivo Desconexión: I = 13.8 x 1.15 = 15.87 Amp.
Tamaño Comercial: 1 x 20 Amp. (Apéndice A.6 Tabla N° 31)
Conductor de puesta a tierra 1#12 de cobre (Véase tabla N° 11, Apéndice A.2). Puede ser desnudo o aislado, sólido o trenzado si así lo desea.
Motor M2
Capacidad: 1HP (Dato del problema). Corriente a plena carga: I = 16 Amp.
Corriente Conductor: Ic = 16 x 1.25 = 20 Amp. Conductor: 2#12 de cobre THW
Tubería: 1 Ø ½” EMT
Dispositivo de Desconexión: I = 16x1.15 = 18.4 Amp.
Tamaño Comercial: 1x20 Amp. Conductor puesta a tierra: 1#12 de obre. Motor M3
Capacidad: ¼ HP (Dato del problema). Corriente plena carga: I = 5,8 Amp.
Corriente Conductor: Ic = 5,8 x 1,25 = 7,25 Amp.
Conductor: 2#14 de cobre THW
Tubería: 1 Ø ½” EMT
Dispositivo de Desconexión: I = 5,8 x 1,15 = 6,67 Amp. Tamaño Comercial: 1 x 15 Amp. Conductor puesta a tierra: 1#14 de cobre.
Motor M4
Capacidad: ½ HP (Dato del problema). Corriente plena carga: I = 9,8 Amp.
Corriente Conductor: Ic = 9,8 x 1,25 = 12,25 Amp.
Conductor: 2#14 de cobre THW
Tubería: 1 Ø ½” EMT
Dispositivo de Desconexión: I = 9,8 x 1,15 = 11,27 Amp. Tamaño Comercial: 1 x 15 Amp.
Conductor puesta a tierra: 1#14 de cobre. SELECCIÓN DEL SUBALIMENTADOR
Corriente de selección del conductor:
∑
+ ⋅
=1,25 Imotor mayor Iimotoresrestantes Ic Amp. 4 . 49 8 . 9 8 . 5 8 . 13 20 Ic= + + + = Conductor: 2#6 de cobre THW
Conductor de tierra: 1#10 de cobre
Tubería: 1 Ø1” EMT
SELECCIÓN DE LA PROTECCIÓN DEL SUBALIMENTADOR (PSC)
∑
+
= protecciónmayor motoresrestantes protección I Ii I Amp. 4 , 49 8 , 9 8 , 5 8 , 13 20 Ip = + + + =
Tamaño Comercial: 1 x 50 Amp.
EJEMPLO N° 3
En este caso se tiene un grupo de motores medianos, como el mostrado en la Figura N° 47, el cual se detalla numéricamente en el esquema eléctrico de la Figura N° 52.
Todos los motores son de inducción para corriente altena, a 2 fases en 230V y el funcionamiento será para servicio continuo.
Las protecciones de sobrecorriente serán automáticas de tiempo inverso. Las protecciones de sobrecarga irán separadas del equipo con factor de servicio de 1.15. Cada motor tiene las características siguientes:
Motor Capacidad Letra de Código Característica o tipo de arranque
M1 3 HP E Jaula de Ardilla
M2 10 HP B Jaula de Ardilla
M3 7 ½ HP Sin letra Rotor Bobinado
M4 5 HP R Rotor Bobinado
En este caso, se va a determinar el calibre de los conductores (Cobre THW) de alimentación y de tierra, diámetro de la tubería Conduit requerida, protecciones de sobrecarga y sobrecorriente para las derivaciones y el subalimentador del grupo de motores. El factor de potencia de todos los motores se considera Fp = 0.8 y se permitirá una caída de tensión del 3% como máximo.
SOLUCIÓN