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UNAM Dimensionamiento y Capacidad de conducción de Corriente de los conductores.

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Presentación del tema: "UNAM Dimensionamiento y Capacidad de conducción de Corriente de los conductores."— Transcripción de la presentación:

1 UNAM Dimensionamiento y Capacidad de conducción de Corriente de los conductores

2 El comportamiento lineal nos dice que: I V I = m V m = 1 / R I V L I Amperímetro Area + - De donde: V= Voltaje (Volts) I = Corriente (Amper) m = Conductancia (mho) R = Resistencia (ohm) Ley de Ohm UNAM V = R I

3 R L A Por lo que: Por lo tanto: A mayor longitud, la Resistencia R Aumenta A mayor área, la Resistencia R Disminuye R = L A El valor estándar internacional de resistencia del Cobre recocido es: ohm, por un metro de longitud y un milímetro cuadrado de sección transversal. Su resistividad es x ohm - metro Donde: es la Resistividad (. m) UNAM

4 La variación de la resistencia con respecto a la temperatura depende de la composición del material. Para metales la resistencia es casi proporcional a la temperatura arriba del cero absoluto ( 273ºC). Como se puede apreciar en la gráfica del cobre recocido. Temperatura en los conductores UNAM

5 Perdidas de Energía en Lineas de transmisión El calibre de cable, conductor, en las líneas de transmisión, se selecciona por su Resistencia por Kilometro de Longitud. Si R L es la resistencia por Kilometro, entonces por la ley de ohm se tiene que: RL =RL = V x 1000 I x L Donde: V Es la caída de Voltaje cuando por el conductor circula una Corriente I. L Es la Longitud del conductor L I V1V1 V2V2 R = = L V A I Para un conductor de área A UNAM

6 - La Potencia está dada por P = V x I - por lo que la potencia disipada en una línea de transmisión de longitud L esta dada por P p = V x I La Energía que se pierde en una línea de transmisión, cuando ésta conduce una corriente I, esta dada por: E p = P p X tE p = V x I x t = x I x t I x L x R L 1000 E p = x t I 2 x L x R L 1000 E p = x t V 2 x 1000 L x R L ó Función Cuadrática en I Función Cuadrática en V UNAM

7 Recomendaciones Limitar Caídas de Voltaje entre 3 y 5% Si se dispone de una tabla para R L, seleccionar el calibre inmediato mayor a la R L calculada. Si se tiene varias cargas alimentadas por un mismo circuito, considerar la carga típica y calcular el calibre por secciones. UNAM

8 TABLA DE VALORES DE RESISTENCIA ELÉCTRICA POR KILÓMETRO DE LONGITUD PARA CABLES COMERCIALES Referencia: Manual de Ingeniería Eléctrica 13a. Edición Donal G. Fink & H. Wayne Beaty Editorial: Mc Graw-Hill

9 Cálculo de Conductores EL cálculo de conductores se realiza por la capacidad de conducción de Corriente, a ésta se le denomina AMPACIDAD, la cual se encuentra limitada por los Factores: øConductividad del Metal Conductor øCapacidad Térmica del aislamiento UNAM Para cualquier cálculo de ampacidad, de acuerdo con las normas UL y NEC y la Norma eléctrica mexicana (NOM 99), se requiere que la Corriente de diseño sea: I = I SC x 1.25 x 1.25 donde: I SC es la Corriente a corto circuito del arreglo FV.

10 Nomenclatura de Conductores UNAM

11 Calibre de Conductores No se debe exceder la ampacidad del cable a la temperatura de operación UNAM

12 Tipo de Conductores Para Interconexión de los Módulos –Monoconductores resistentes a la luz solar con aislante de 90 o C en lugares mojados (LM) NEC-99 acepta los tipos USE-2 y UF resistente a la luz solar NOM-99 permite los tipos TWD-UV (cable plano para sistemas fotovoltaicos), con aislante de 60 o C en LM –Cables monoconductores o poli-conductores en tubos con aislante de 90 o C en LM La Norma acepta tipos RHW-2, THW-2, THWN-2 No se permite usar cables mono-conductores sin ductos, excepto en el arreglo FV UNAM

13 Código de Colores Sistemas de corriente alterna –Blanco para el neutro (puesto a tierra) –Negro o Gris para el conductor no puesto a tierra Sistemas de corriente contínua –Blanco o Gris para el negativo (puesto a tierra) Se puede usar otro color con marcas blancas en los extremos si el conductor es 6 AWG o menor. Se permite usar cable negro para las interconexiones del arreglo –Negro o Rojo para el positivo UNAM

14 Ampacidad de Conductores Para el conductor del arreglo, se toma como referencia la corriente de corto circuito multiplicada por 1.56 (Norma) Para cualquier otro conductor, se toma como referencia la corriente máxima de operación multiplicada por 1.25 UNAM

15 Ejemplo de dimensionamiento de cableado + - Arreglo FV Control Carga I circuito = 1.25 I carga l1l1 l2l2 V=3%V carga Datos: Isc=15 A Vc=15 V l 1 =l 2 =10 m Elección del calibre del cable: R L = Vx1000/IxL Usar Tabla No.1 Verificación de ampacidad. I diseño =1.56 Isc Usar Tabla No. 2 I diseño =1.56 Isc V=3%V carga UNAM

16 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna UNAM Para una Carga Monofásica 1 Fase – 2 Hilos Vn Carg a I, R L La potencia que consume la carga es: W = Vn I cosØ W I = Vn cosØ La Caída de Voltaje por resistencia en la longitud total del conductor es: V = 2 R I donde R = L/A L 1 R = A50 Si la longitud total del conductor, L, es 1 metro; el área de la sección transversal, A, es 1mm 2 ; y la resistividad del cobre,, vale x10 -8.m, entonces se define una Resistencia Estándar Unitaria, Rsu, con un valor dado por Rsu= 1/58 m/mm 2 1/50 m/mm 2 La resistencia R de un alambre de longitud L en metros y area A en mm 2 será

17 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna UNAM Sustituyendo en ecuación del Voltaje: LI 1 V = A25 El Por ciento de caída de Voltaje es: LI V % = 25 A 100 Vn V % = 4 LI A Vn

18 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna UNAM Para una Carga Trifásica 3 Fases – 3 Hilos La potencia que consume la carga es: W = V f I cosØ W I = V f cosØ W/3 I R F3F1 F2 Motor VfVf

19 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna UNAM La Caída de Voltaje por resistencia en el conductor es: V = R I La Resistencia del conductor es: R = L A L 1 A50 Sustituyendo en ecuación del Voltaje: V f % = X 100 V V f LI V = A50 El Por ciento de cáida de Voltaje es: V f % = X A V f L I V f % = A V f 2 L I

20 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna UNAM Para una Carga Trifásica 3 Fases – 4 Hilos W/3 I F3 F2 Motor I I F1 N VfVf VfVf VnVn

21 La potencia que consume la carga es: W = V f I cos Ø W I = V f cosØ Cálculo de Conductores Para Corriente alterna W = 3 V n I cos Ø = = W I = V fn cosØ La Caída de Voltaje entre fases es: V = R I LI A50 = V n % = X 100 V V n = LI 50 A V n X LI A V n V n % = UNAM


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