1 1. DEMANDA DE POTENCIA / TRANSFORMADORES El objeto de este apartado es realizar los cálculos necesarios para determinar los transformadores a emplear, de acuerdo con las necesidades de consumo de la instalación. LISTA DE CONSUMIDORES ELÉCTRICOS 1. Consumos de BT Código BA01-4G BA02-4G BA03-4G CT01-4G BB01-4G BB02-4G BB03-4G BB04-4G BB05-4G RE1-ML01-4G RE2-ML01-4G RE3-ML01-4G RE4-ML01-4G RE5-ML01-4G E01-MAUX-4G MAUX-4G RE6-ML01-4G RE7-ML01-4G CMM07-4G VE07-4G VE08-4G BB06-4G VM01-4G VM02-4G AR01-4G EL01-4G AUX-EL01-4G AR02-4G Descripción Potencia Tensión (kW) (V) cosfå Accto. Banda dosificadores clínker Accto. Banda dosificadores yeso Accto. Banda dosificadora caliza Acct. Banda transportadora molienda Accto. Bomba B.P cojinete libre Accto. Bomba A.P cojinete libre 1,5 0,37 0,37 15 4 5,5 500 500 500 500 500 500 0,86 0,86 0,86 0,8 0,86 0,86 Accto. Bomba B.P cojinete fijo Accto. Bomba A.P cojinete fijo Accto. Recirculación filtro Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino 15 5,5 0,75 1,46 1,46 1,46 500 500 500 500 500 500 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Accto. Electro-hidraúlico freno zapatas aux. Molino Accto. Motor auxiliar accto. Molino Calefacción compartimento estatórico accto. Molino Calefacción compartimento rotórico accto. Molino 1,46 1,46 0,3 45 0,65 0,2 500 500 500 500 500 500 0,86 0,86 0,86 0,83 0,86 0,86 Panel eléctrico reostato accto. Molino Accto. Ventilador 1 inyección de agua Accto. Ventilador 2 inyección de agua Accto. Bomba agua inyección de agua Actuador regulador 1 inyección agua Actuador regulador 2 inyección agua 5,5 1,5 1,5 4 0,08 0,08 380 500 500 500 220 220 ... 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 Accto. Ventilador fluidor Accto motor principal elevador cangilones Accto motor principal auxiliar cangilones Accto. Ventilador fluidor 5,5 75 5,5 7,5 500 500 500 500 0,86 0,86 0,86 0,86 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 2 BB07-4G Accto. Bomba lubricación Sepol 1,5 500 0,86 SP01-4G Accto. Bomba motor Sepol Accto. Ventilador fluidor Accto. Esclusa celular filtro m. Molino Accto. Ventilador filtro mangas molino Accto. Fluidor filtro mangas Sepol Accto. Esclusa celular filtro m. Sepol 315 5,5 3 160 2,2 4 500 500 500 500 500 500 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 Accto. Ventilador filtro mangas Sepol Accto. Polipasto Sepol: motor elevación Accto. Polipasto Sepol: m. translación Accto. Polipasto carga bolas: m. Elev. Accto. Polipasto carga bolas: m. Trans. Accto. Polipasto molino: m. Elevación 315 10 0,6 4 0,6 20,6 500 500 500 500 500 500 0,84 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 Accto. Polipasto molino: m. Translación Accto. Polipasto elevador: m. Elevación Accto. Polipasto elevador: m. Translación Accto rueda de medidad caud. Coriolis Accto. Ventilador fluidor Accto. Ventilador filtro mangas fluidor transp. Cenizas 1,9 6,6 0,6 1,5 4 5,5 500 500 500 500 500 500 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 0,86 5,5 0,144 0,432 17,1 500 400 400 400 0,86 0,8 0,8 0,8 AR03-4G RC01-4G VE01-4G AR04-4G RC02-4G VE02-4G POLP1-SP01-4G POLP2-SP01-4G POLP1-ML01-4G POLP2-ML01-4G POLP3-ML01-4G POLP4-ML01-4G POLP1-EL01-4G POLP2-EL01-4G BA04-4G AR06-4G VE03-4G AR07-4G ... ... ... Accto. Ventilador fluidor del filtro de molino Alumbrado CT Molino Alumbrado CT Proceso Alumbrado Edificio Molienda 2. Consumos de MT Código ML01-4G Descripción Accto. Motor principal Accto. Molino Potencia Tensión (kW) (V) 4200 6000 cosfõ 0,87 Atendiendo a la previsión de demanda de potencia de la instalación, se ha previsto una demanda total en baja tensión de 1093 kW trifásicos (cosfË= 0.86 ) y en media tensión de 4200 kW trifásicos (cosfo = 0.87 ). Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 3 Alimentación del Motor del Molino La potencia aparente correspondiente al motor del molino viene dado por la siguiente expresión: S= P cosϕ Donde: S: potencia aparente del motor cos ϕ : factor de potencia del motor ( cosfL=0.87 ) P: potencia del motor ( 4200 kW ) Atendiendo a esta expresión se obtiene una potencia: S = 4828 KVA De acuerdo con este valor se procede a instalar un transformador de 5.5 MVA, situado en el C.T Molino, sobredimensionando de este modo el transformador debido al elevado par de arranque que presenta el motor, evitando de este modo una posible caída de carga en el transformador durante el proceso de arranque. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 4 Alimentación del motor SEPOL, ventilador SEPOL y ventilador Molino - La potencia aparente correspondiente al motor SEPOL viene dado por la siguiente expresión: S= P cosϕ Donde: S: potencia aparente del motor cos ϕ : factor de potencia del motor ( cosfL=0.86 ) P: potencia del motor ( 315 kW ) Atendiendo a esta expresión se obtiene una potencia: S = 367 KVA - La potencia aparente correspondiente al ventilador filtro mangas SEPOL viene dado por la siguiente expresión: S= P cosϕ Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 5 Donde: S: potencia aparente del motor cos ϕ : factor de potencia del motor ( cosf"=0.84 ) P: potencia del motor ( 315 kW ) Atendiendo a esta expresión se obtiene una potencia: S = 375 KVA - La potencia aparente correspondiente al ventilador filtro mangas Molino viene dado por la siguiente expresión: S= P cosϕ Donde: S: potencia aparente del motor cos ϕ : factor de potencia del motor ( cosf•=0.86 ) P: potencia del motor ( 160 kW ) Atendiendo a esta expresión se obtiene una potencia: Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6 S = 186 KVA De acuerdo con los valores obtenidos se establece un consumo total de 928 KVA. Se procede a instalar un transformador de 1250 KVA, situado en el C.T Proceso, sobredimensionándolo un 20%, de modo que en el proceso de arranque de los motores el transformador no sufra una caída de carga significativa, con el consiguiente problema en el arranque de un motor, cuando los otros dos ya están en funcionamiento. Alimentación del CCM y alumbrado La potencia aparente correspondiente a todos los motores que parten del CCM viene dado por la siguiente expresión: S= P cosϕ Donde: S: potencia aparente cos ϕ : factor de potencia de los motores ( cosf· =0.86 ) P: potencia total de los motores ( 280 kW ) Atendiendo a esta expresión se obtiene una potencia: Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 7 S = 326 KVA La potencia aparente correspondiente al alumbrado de toda la instalación viene dado por la siguiente expresión: S= P cosϕ Donde: S: potencia aparente cos ϕ : factor de potencia ( cosfL=0.8 ) P: potencia total de alumbrado ( 17.7 kW ) Atendiendo a esta expresión se obtiene una potencia: S = 23 KVA De acuerdo con los valores obtenidos se establece un consumo total de 349 KVA. Se procede a instalar un transformador de 800 KVA, situado en el C.T Proceso, sobredimensionándolo un 80%, de modo que se establece una reserva de potencia ante posibles ampliaciones en consumos de baja tensión. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 8 2. CENTROS DE TRANSFORMACIÓN 2.1 C.T MOLINO 2.1.1 Intensidad en A.T La corriente máxima que va a circular por el primario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta primaria de la red en kV (15 kV). I = 212 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 9 2.1.2 Intensidad en B.T La corriente máxima que va a circular por el secundario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta secundaria de la red en kV ( 6.6 kV ). I = 504 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. 2.1.3 Corrientes de cortocircuito Para realizar los cálculos de las intensidades originadas tras un cortocircuito partimos de la potencia de cortocircuito trifásica de 500 MVA, dato aportado por la compañía suministradora. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 10 Intensidad de cortocircuito en el lado de A.T Para calcular la intensidad de cortocircuito en el lado de alta tensión empleamos la expresión: Iccp = Scc 3 ⋅Up Donde: Scc: potencia de cortocircuito trifásica de la red (500 MVA) Up: tensión primaria de la red en kV (15 kV) Iccp: corriente de cortocircuito en kA Obtenemos: Iccp = 19.2 kA Intensidad de cortocircuito en el lado de B.T Para calcular la intensidad de cortocircuito en bornes del secundario del transformador tenemos en cuenta la tensión de cortocircuito del mismo, cuyo valor es del 8%. En todos los dimensionamientos de los interruptores por intensidad de cortocircuito se Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 11 han despreciado las impedancias del cableado interior de los centros de transformación, debido a la corta distancia de estos. La corriente de cortocircuito secundaria de un transformador trifásico, viene dado por la expresión: Iccs = 100 ⋅P 3 ⋅Ecc ⋅Us Donde: P: potencia del transformador en KVA Ecc: tensión de cortocircuito del transformador en % Us: tensión secundaria en V (6600 V) Iccs: corriente de cortocircuito en kA Obtenemos: Iccs = 6.3 kA Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 12 2.1.4 Batería de Condensadores. En este apartado se procede a calcular la batería de condensadores necesaria a instalar en el C.T Molino, para compensar el motor del molino a cosf0=0.98. De acuerdo con las características de consumo del motor del molino, descritas en el apartado 1 de este mismo documento, la expresión a emplear para determinar la batería de condensadores a instalar, es la siguiente: Qc = 0.9 ⋅Q0 ≈ 0.9 ⋅ 3 ⋅U N ⋅2 ⋅I N ⋅(1 − cosϕ N ) Q0 = 0.9 ⋅ 3 ⋅U ⋅I 0 I 0 ≈ 2 ⋅I N ⋅(1 − cosϕ N ) Donde: Qc: batería de condensadores a instalar en Var Un: tensión nominal del motor en V (6000 V) In: intensidad nominal del motor en A (480 A) cosf`n: factor de potencia del motor (cosf`n = 0.87) Obteniéndose un valor de: Qc = 1200 kVar Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 13 La aplicación de esta fórmula tiene por objeto dimensionar la batería de condensadores de un modo más preciso, que con el método convencional, de modo que en caso de descarga de la batería a través del motor del molino, este no se ponga en funcionamiento. 2.2 C.T PROCESO 2.2.1 Intensidad en A.T Transformador 1250 KVA La corriente máxima que va a circular por el primario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta primaria de la red en kV (15 kV). I = 49 A Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 14 Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. Transformador 800 KVA La corriente máxima que va a circular por el primario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta primaria de la red en kV (15 kV). I = 31 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 15 Transformador 50 KVA La corriente máxima que va a circular por el primario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta primaria de la red en kV (0.525 kV). I = 55 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 16 2.2.2 Intensidad en B.T Transformador 1250 KVA La corriente máxima que va a circular por el secundario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta secundaria de la red en kV (0.72 kV). I = 1003 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 17 Transformador 800 KVA La corriente máxima que va a circular por el secundario del transformador viene dada por la siguiente expresión: I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta secundaria de la red en kV (0.525 kV). I = 880 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. Transformador 50 KVA La corriente máxima que va a circular por el secundario del transformador viene dada por la siguiente expresión: Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 18 I= S 3 ⋅U Donde: S: potencia del transformador en KVA. U: tensión compuesta secundaria de la red en kV (0.4 kV). I = 73 A Los elementos empleados en la protección y seccionamiento de la línea, así como los elementos de conexión soportan la intensidad permanente a circular por la línea. 2.2.3 Corrientes de cortocircuito Intensidad de cortocircuito en el lado de A.T Para calcular la intensidad de cortocircuito en el lado de alta tensión se emplea las expresiones: Za = U2 S cc Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 19 R= L ⋅ S Donde: Za: impedancia de la red en A.T U: tensión compuesta de la red en A.T en kV (15 kV) Scc: potencia de cortocircuito trifásica de la red (500 MVA) R: resistencia del cable de unión entre los dos centros de transformación en ?M ?í: resistividad del aluminio 35 ?ím/mm2 S: sección del conductor en mm2 La intensidad de cortocircuito es: Icc = Us Zt Donde: Us: tensión simple de la red en el lado de A.T en kV Zt: impedancia total hasta el punto de cálculo de la Icc Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 20 Se obtiene: Icc = 18.2 kA Intensidad de cortocircuito en el lado de B.T Transformador 1250 KVA Para calcular la intensidad de cortocircuito en bornes del secundario del transformador tenemos en cuenta la tensión de cortocircuito del mismo, cuyo valor es del 6%. En todos los dimensionamientos de los interruptores por intensidad de cortocircuito se han despreciado las impedancias del cableado interior de los centros de transformación, debido a la corta distancia de estos. La corriente de cortocircuito secundaria de un transformador trifásico, viene dado por la expresión: Iccs = 100 ⋅P 3 ⋅Ecc ⋅Us Donde: P: Potencia del transformador en KVA Ecc: tensión de cortocircuito del transformador en % Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 21 Us: tensión secundaria en V (720 V) Iccs: corriente de cortocircuito en kA Obtenemos: Iccs = 17.4 kA Transformador 800 KVA Para calcular la intensidad de cortocircuito en bornes del secundario del transformador tenemos en cuenta la tensión de cortocircuito del mismo, cuyo valor es del 6%. En todos los dimensionamientos de los interruptores por intensidad de cortocircuito se han despreciado las impedancias del cableado interior de los centros de transformación, debido a la corta distancia de estos. La corriente de cortocircuito secundaria de un transformador trifásico, viene dado por la expresión: Iccs = 100 ⋅P 3 ⋅Ecc ⋅Us Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 22 Donde: P: potencia del transformador en KVA Ecc: tensión de cortocircuito del transformador en % Us: tensión secundaria en V (525 V) Iccs: corriente de cortocircuito en kA Obtenemos: Iccs = 14.7 kA Transformador 50 KVA Para calcular la intensidad de cortocircuito en bornes del secundario del transformador tenemos en cuenta la tensión de cortocircuito del mismo, cuyo valor es del 4%. En todos los dimensionamientos de los interruptores por intensidad de cortocircuito se han despreciado las impedancias del cableado interior de los centros de transformación, debido a la corta distancia de estos. La corriente de cortocircuito secundaria de un transformador trifásico, viene dado por la expresión: Iccs = 100 ⋅P 3 ⋅Ecc ⋅Us Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 23 Donde: P: potencia del transformador en KVA Ecc: tensión de cortocircuito del transformador en % Us: tensión secundaria en V (400 V) Iccs: corriente de cortocircuito en kA Obtenemos: Iccs = 1.8 kA 2.2.4 Batería de Condensadores. En este apartado se procede a calcular la batería de condensadores necesaria a instalar en el C.T Proceso, para compensar los consumos de B.T a cosfé=0.98. De acuerdo con las características de consumos de los motores de baja tensión y alumbrado, descritas en el apartado 1 de este mismo documento, la expresión a emplear para determinar la batería de condensadores a instalar, es la siguiente: Qc = Qa – Q´ Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 24 Donde: Qc: potencia reactiva a generar por las baterías para conseguir un cos ϕ = 0,98 Q: potencia reactiva consumida por los consumos de B.T correspondiente a cos ϕ = 0,86 Q´: potencia reactiva consumida por los consumos de B.T correspondiente a un cos ϕ =0,98 Se obtiene: Qc = 460 kVar Se procede a instalar una batería de condensadores regulable de 475 kVar. 2.2.5 Protecciones Las protecciones serán interruptores automáticos magnetotérmicos, siendo la actuación magnética fija y la térmica regulable. Las características de cada circuito son: LISTA DE PROTECCIONES DE B.T CGDBT1 Interruptores Automáticos Código ... SP01-4G Descripción Cabecera Accto. Bomba motor Sepol Tensión (V) In (A) Icc (kA) 690 690 1250 400 20 20 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 25 VE02-4G Accto. Ventilador filtro mangas Sepol 690 630 20 VE01-4G Accto. Ventilador filtro mangas molino 690 320 20 CGDBT2 Código ... ... ... ... Interruptores Automáticos Descripción Cabecera Protección entrada CCM Protección primario transformador de 50 KVA Protección batería de condensadores 475 kVar Tensión (V) In (A) Icc (kA) 690 690 690 690 1250 320 160 630 25 25 15 25 CCM Código BA01-4G BA02-4G BA03-4G CT01-4G BB01-4G BB02-4G BB03-4G BB04-4G BB05-4G RE1-ML01-4G RE2-ML01-4G RE3-ML01-4G RE4-ML01-4G RE5-ML01-4G E01-MAUX-4G MAUX-4G RE6-ML01-4G RE7-ML01-4G VE07-4G VE08-4G BB06-4G Interruptores Automáticos Descripción Tensión (V) In (A) Icc (kA) Accto. Banda dosificadores clínker Accto. Banda dosificadores yeso Accto. Banda dosificadora caliza Acct. Banda transportadora molienda 690 690 690 690 80 80 80 80 50 50 50 50 Accto. Bomba B.P cojinete libre Accto. Bomba A.P cojinete libre Accto. Bomba B.P cojinete fijo Accto. Bomba A.P cojinete fijo Accto. Recirculación filtro Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino 690 690 690 690 690 690 80 80 80 80 80 80 50 50 50 50 50 50 Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Calefacción aceite cojinetes y reductor del molino Accto. Electro-hidraúlico freno zapatas aux. Molino Accto. Motor auxiliar accto. Molino Calefacción compartimento estatórico accto. Molino Calefacción compartimento rotórico accto. Molino Accto. Ventilador 1 inyección de agua 690 690 690 690 690 80 80 80 80 80 50 50 50 50 50 690 690 80 80 50 50 690 690 80 80 50 50 Accto. Ventilador 2 inyección de agua Accto. Bomba agua inyección de agua 690 690 80 80 50 50 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 26 AR01-4G Accto. Ventilador fluidor 690 80 50 EL01-4G Accto motor principal elevador cangilones Accto motor principal auxiliar cangilones Accto. Ventilador fluidor Accto. Bomba lubricación Sepol Accto. Ventilador fluidor Accto. Esclusa celular filtro m. Molino 690 690 690 690 690 690 160 80 80 80 80 80 25 50 50 50 50 50 Accto. Fluidor filtro mangas Sepol Accto. Esclusa celular filtro m. Sepol Accto. Polipasto Sepol: motor elevación Accto. Polipasto Sepol: m. translación Accto. Polipasto carga bolas: m. Elev. Accto. Polipasto carga bolas: m. Trans. 690 690 690 690 690 690 80 80 80 80 80 80 50 50 50 50 50 50 Accto. Polipasto molino: m. Elevación Accto. Polipasto molino: m. Translación Accto. Polipasto elevador: m. Elevación Accto. Polipasto elevador: m. Translación Accto rueda de medidad caud. Coriolis Accto. Ventilador fluidor 690 690 690 690 690 690 80 80 80 80 80 80 50 50 50 50 50 50 Accto. Ventilador filtro mangas fluidor tpte. Cenizas Accto. Ventilador fluidor del filtro de molino 690 80 50 690 80 50 AUX-EL01-4G AR02-4G BB07-4G AR03-4G RC01-4G AR04-4G RC02-4G POLP1-SP01-4G POLP2-SP01-4G POLP1-ML01-4G POLP2-ML01-4G POLP3-ML01-4G POLP4-ML01-4G POLP1-EL01-4G POLP2-EL01-4G BA04-4G AR06-4G VE03-4G AR07-4G Cuadro de Alumbrado Código Interruptores Automáticos Tensión (V) In (A) Icc (kA) VM01-4G Cabecera Alumbrado CT Molino Alumbrado CT Proceso Alumbrado Edificio Molienda Panel eléctrico reostato accto. Molino Actuador regulador 1 inyección agua 500 500 500 500 500 500 125 125 125 125 125 125 16 16 16 16 16 16 VM02-4G Actuador regulador 2 inyección agua 500 125 16 ... ... ... ... CMM07-4G Descripción Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 27 3. CABLES DE M.T / B.T 3.1 Cables En este apartado, se procede a determinar los cables que van a ser empleados en toda la instalación. A continuación se detalla el cálculo de la sección de un cable de M.T y B.T, considerando la intensidad máxima admisible, caída de tensión y corriente de cortocircuito. Posteriormente se incluyen el resto de cables de la instalación, en los que se han aplicado los criterios anteriormente señalados. Cable de M.T ( Unión entre C.T´s ) La intensidad máxima a transportar por este cable es 81 A y la intensidad de cortocircuito máxima que puede llegar a aparecer en este punto es de 19.2 kA. De acuerdo con esto, se procede a un cable Al 12/20 Kv, aislado en XLPE, de características 3x(1x240 mm2) de sección. Se comprueba el cumplimiento por densidad de corriente e intensidad de cortocircuito. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 28 Intensidad máxima admisible Se tendrá en cuenta a la hora de calcular la intensidad máxima admisible por el conductor empleado, los siguientes factores de corrección: Temperatura del terreno 25 ºC: 1 Resistividad térmica del terreno: 1 K.m/W De acuerdo con las características del cable, este aguanta una intensidad máxima enterrado de 550 A, valor muy superior a los 81 A que pueden llegar a circular por la línea. Intensidad de cortocircuito La intensidad de corriente de cortocircuito admisible en los conductores se calcula en función de la temperatura máxima de servicio permanente (90ºC) y de la de cortocircuito (250ºC), considerando como temperatura inicial la de servicio permanente y como temperatura final la de cortocircuito. Para el cálculo de la intensidad de cortocircuito máxima soportada por el conductor, se tiene en cuenta la fórmula: I t=KS Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 29 Donde: I: intensidad de cortocircuito admisible por el cable, A. t: duración del cortocircuito (1 s). K: coeficiente que depende de la naturaleza del conductor y de sus temperaturas al inicio y al final del cortocircuito. Para este caso K= 93, por ser aluminio. S: sección del conductor, mm2. Sustituyendo obtenemos, que la intensidad de cortocircuito admisible por el cable es: Icc = 22.3 kA > 19.2 kA Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 30 Cable de B.T ( ventilador filtro mangas Molino ) La intensidad máxima de este circuito es de 283 A ( se ha sobredimensionado un 25% ) y la intensidad de cortocircuito de 17.4 KA. De acuerdo con esto, se procede a instalar un cable de Cu 0,6/1 Kv, aislado en XLPE de características 3x(1x150 mm2) de sección. Se comprueba el cumplimiento por densidad de corriente, intensidad de cortocircuito y caída de tensión. Intensidad máxima admisible Se tendrá en cuenta a la hora de calcular la intensidad máxima admisible por el conductor empleado, los siguientes factores de corrección: Agrupación de 5 ternas: 0,75 Temperatura ambiente 40 ºC: 1 Teniendo en cuenta dichos factores, el conductor empleado soporta una intensidad máxima de 289 A, superior a la máxima que puede llegar a circular por fase. Intensidad de cortocircuito Para el cálculo de la intensidad de cortocircuito máxima soportada por el conductor, se tiene en cuenta la misma fórmula empleada hasta ahora: Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 31 I t=KS Donde: I: intensidad de cortocircuito admisible por el cable, A. t: duración del cortocircuito (1 s). K: coeficiente que depende de la naturaleza del conductor y de sus temperaturas al inicio y al final del cortocircuito. Para este caso K= 142, por ser cobre. S: sección del conductor, mm2. Sustituyendo obtenemos, que la intensidad de cortocircuito admisible por el cable es: I= 21.3 kA > 17.4 kA Caída de tensión Se establece un 6.5% de la tensión de alimentación como máximo de caída de tensión. La caída de tensión se determina con la siguiente expresión: e= P ⋅L γ ⋅S ⋅U Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 32 Donde: P: potencia a transportar por la línea (160 kW) e: caída de tensión de la línea en V L: longitud de la línea en m (28 m) ?Y : conductividad del cobre (56 ?Ym/mm2) S: sección del conductor en mm2 U: tensión del motor (500 V) Obteniéndose: e = 1V < 32.5 V Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 33 3.2 Determinación diámetro de tubos Los cables de unión entre centros de transformación y parte del trazado del cable del motor del molino se instalará en canalización entubada, tal y como se describe en la MEMORIA.. Según se establece en el capítulo 21, tabla 9 de las Instrucciones Técnicas Complementarias del RBT, para un número inferior a 6 conductores unipolares por tubo, siendo cada conductor unipolar de 240 mm2, se establece el empleo de tubos de diámetro exterior 240 mm para el caso del cable de unión entre C.T´s. Para el caso del cable del motor del molino se establece el empleo de tubos de diámetro exterior de 160 mm. 3.3 Bandejas Las dimensiones de las bandejas empleadas para la distribución de los cables por el interior del edificio de molienda, se especifican en los planos de caminos de cables, planos nº 6, 7, 8, 9. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 34 4. RED DE TIERRAS 4.1 Centros de Transformación En este apartado se procede a calcular el máximo valor de las tensiones de paso y contacto a las que puede quedar sometida una persona que se encuentre en el centro de transformación, para ello se ha tenido en cuenta lo especificado en el apartado 1.1 del MIE RAT 13. 1.- Resistencia de puesta a tierra La resistencia máxima de la puesta a tierra de protección del centro de transformación se calcula con la fórmula: Id ⋅Rt ≤ Vbt Donde: Id: Intensidad máxima de defecto a tierra en el centro considerado (se considera 600A) Rt: Resistencia de la puesta a tierra de protección, ohm Vbt: Nivel de aislamiento de la instalación de baja tensión, (10 kV). Según esto la resistencia total de la puesta a tierra preliminar será: Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 35 Rt= 16.7 Ω El valor unitario de la puesta a tierra es: Kr ≤ Rt Donde: Kr: Coeficiente Kr del electrodo. Rt: Resistencia de la puesta a tierra de protección, ohm : Resistividad del terreno en Ω ⋅m , (250 Ω ⋅m ). Kr ≤ 0,067 De acuerdo con el método de calculo incluido en las normas UNESA, y lo anteriormente calculado se escoge el sistema de puesta a tierra tal que Kr ≤ al valor calculado, de este modo se conseguirá valores de resistencia más bajos, con las consiguientes disminuciones de las tensiones de paso y contacto. Según esto, el parámetro característico de los electrodos de puesta a tierra para una configuración de ocho picas de 2m de longitud y 14 mm de diámetro, distribuidas en los vértices de un rectángulo de 8x4 m y enterradas a una profundidad de 0,5 m, es el siguiente: Kr = 0,057 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 36 Considerando una resistividad del terreno de 250 O·.m; la resistencia de tierra será 14.3Oà. Rt = Kr ⋅ = 0,057·250 = 14.3 Ω 2.- Intensidad de defecto a tierra De acuerdo con el dato aportado por la compañía suministradora, se ha considerado una intensidad de defecto máxima de 600 A. 3.- Tensiones de paso, defecto y acceso El cálculo de las tensiones de paso, y acceso que van a presentarse en la instalación, se realizará atendiendo a los parámetros característicos incluidos en las Normas UNESA. Puesto que ambos centros de transformación están rodeados por una malla conectada al electrodo de tierra, la Vp (acc) será igual al valor de la tensión máxima de contacto. Por otro lado no es preciso calcular la tensión de contacto en el exterior de la instalación ya que serán prácticamente cero , debido a las medidas de seguridad adicionales. La tensión de defecto vendrá dada por: Vd = Rt ⋅Id Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 37 Vd= 8550 V Los parámetros de característicos del sistema de puesta a tierra son : Kp = 0,0124 Kc = Kp (acc) = 0,0374 La expresión siguiente da el valor de las tensiones en función de los parámetros descritos: V p = K p Id V p (acc) = K p (acc) I d Los cálculos se van a llevar a cabo considerando la tensión de la línea de 15 kV, por ser en este caso mayor la corriente de defecto. Vp = 0,0124 ⋅600 ⋅250 = 1860V Vp ( acc) = 0,0374 ⋅600 ⋅250 = 5610V Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 38 4.- Tensiones máximas admisibles De acuerdo con MIE-RAT 13 las tensiones de paso, y acceso máximas admisibles vendrán definidas por la siguientes expresiones: V p= 10 K V p (acc) = t n (1 + 10 K t n 6 ) 1.000 (1 + 3 +3 ′ ) 1.000 Siendo: Vp: Tensión de paso, V. Vp (acc): Tensión de acceso, V. ? : Resistividad del terreno, 250 O m. ?': Resistividad del hormigón de la cimentación, 3.000 Om. El valor de K y n viene en función del tiempo de actuación de las protecciones, en este caso 1s, por lo que K toma un valor de 78,5 y n de 0,18 según el Reglamento. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 39 Vp = Vp ( acc) = 10 ⋅78,5 6 ⋅250 ⋅1 + = 1962.5V 10,18 1000 10 ⋅78,5 3 ⋅250 + 3 ⋅3000 ⋅1 + = 8439V 10 ,18 1000 Como se puede observar estos valores son superiores a los hallados con anterioridad, por lo tanto la instalación de puesta a tierra cumple con la Instrucción Técnica MIE-RAT 13. Tensión de paso: Vp = 1860 < 1962.5 V Tensión de paso en el acceso al centro: Vp(acc) = 5610 V < 8439 V Tensión de defecto: Vd = 8550 V < 10000 V 5.- Puesta a tierra del neutro del transformador Se establece un valor máximo de la resistencia de puesta a tierra inferior a 37 ?B. Según esto, el parámetro característico de los electrodos de puesta a tierra para una configuración de dos picas en hilera de 4 m de longitud y 14 mm de diámetro, separadas 6 m y enterradas a una profundidad de 0,5 m, es el siguiente: Kr = 0,113 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 40 Por lo que: Rt = K r ⋅ = 0.113 ⋅250 = 28Ω 6.- Separación de la toma de tierra para el neutro del transformador Con el fin de evitar tensiones elevadas que puedan afectar a las instalaciones por causas de transferencia de tensiones de un sistema de puesta a tierra a otro, se dispone toma de tierra separada para el neutro del transformador ya que la tensión de defecto es mayor a 1000 V . La separación mínima D entre electrodos de tierras de herrajes y neutro es: D≥ ⋅Id = 24m 2000 ⋅π La puesta a tierra del neutro se dispondrá a 30 m. 7.- Justificación de las líneas de tierra Los conductores empleados en las líneas de tierra serán de cobre de 50 mm2 de sección; la corriente que va a circular por el conductor en caso de defecto es 600 A en el peor de los casos -correspondiente con una tensión de servicio de 15 kV-. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 41 Por densidad de corriente: La máxima densidad de corriente admisible en un conductor de Cu, de acuerdo con MIE-RAT 13 es de 160A/mm2; valor muy superior al que realmente se tendrá en la instalación. δ= Id 600 = = 12 A / mm 2 S 50 Por calentamiento: De acuerdo con MIE-RAT 13, se admite una elevación de temperatura no superior a 200°C. Considerando esta limitación, la línea de tierra debe tener una sección mínima de: S≥ I α t ∆θ Siendo: S: Sección del conductor, mm2. I: Intensidad de falta, A. t: Tiempo de duración del defecto, s. ab:Constante de valor 13 para el cobre. ?ç': Calentamiento admisible, °C. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 42 S= 500 1 ⋅ = 2.72mm 2 13 250 Para el C.T Proceso se dispone lo mismo que lo calculado para el C.T Molino. En este caso por las mayores dimensiones del centro de transformación, el mallado será de dimensiones 17x12 m, por lo que se tiene la seguridad de que si para el caso anterior los valores máximos admisibles de tensión se cumplían, este último cumple las condiciones establecidas en el MIE-RAT 13 con mayor razón, pues al ser de mayores dimensiones, presentará una menor resistencia de puesta a tierra y una mejor disipación de las corrientes de defecto. 4.2 Edificio Molienda Se establece una resistencia de puesta a tierra máxima de 80 ?{. El anillo exterior se unirá a dos picas dispuestas en hilera de 2 m de longitud y 14 mm de diámetro, separadas 15 m y enterradas a una profundidad de 0,5 m. El coeficiente del electrodo para esta disposición es el siguiente: Kr = 0,213 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 43 Por lo que: Rt = K r ⋅ = 0.213 ⋅250 = 53Ω 4.3 Pararrayos Se dispondrá de un pararrayos para proteger la instalación en caso de descarga atmosférica tipo rayo. El terminal aéreo del pararrayos debe de superar como mínimo dos metros la máxima cota de la estructura a proteger. Atendiendo a las características del edificio de moliendo, se procede a la instalación de un pararrayos tipo, Dat-Controller plus DC+60, con una altura de mástil de 6 m, el cual proporciona un radio de protección de 97 m. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 44 5. ALUMBRADO El cálculo se ha realizado con la ayuda del programa informático Indalux y siguiendo las recomendaciones para el alumbrado de centros de transformación e instalaciones interiores. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 45 Madrid, Junio 2005 Fdo: Guillermo Ramírez Martínez Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer