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

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

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

3 El valor estándar internacional de resistencia del Cobre recocido es:
UNAM Por lo que: Por lo tanto: A mayor longitud, la Resistencia R Aumenta A mayor área, la Resistencia R Disminuye R  L A Donde:  es la Resistividad (. m) 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

4 Temperatura en los conductores UNAM
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.

5 en Lineas de transmisión
Perdidas de Energía en Lineas de transmisión UNAM El calibre de cable, conductor, en las líneas de transmisión, se selecciona por su Resistencia por Kilometro de Longitud. Si RL es la resistencia por Kilometro, entonces por la ley de ohm se tiene que: Donde: V Es la caída de Voltaje cuando por el conductor circula una Corriente I . L Es la Longitud del conductor RL = V x 1000 I x L Para un conductor de área A L I V1 V2 R =  = L V A I

6 UNAM Ep = Pp X t Ep = V x I x t = x I x t Ep = x t Ep = x t ó
- 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 Pp = V x I La Energía que se pierde en una línea de transmisión, cuando ésta conduce una corriente I, esta dada por: I x L x RL 1000 Ep = Pp X t Ep = V x I x t = x I x t Ep = x t I2 x L x RL 1000 Ep = x t V2 x 1000 L x RL ó Función Cuadrática en I Función Cuadrática en V

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

8 RESISTENCIA ELÉCTRICA POR KILÓMETRO DE LONGITUD PARA
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
UNAM 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: Conductividad del Metal Conductor Capacidad Térmica del aislamiento 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 = ISC x x 1.25 donde: ISC es la Corriente a corto circuito del arreglo FV.

10 Nomenclatura de Conductores
UNAM

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

12 Tipo de Conductores UNAM Para Interconexión de los Módulos
Monoconductores resistentes a la luz solar con aislante de 90oC 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 60oC en LM Cables monoconductores o poli-conductores en tubos con aislante de 90oC 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

13 Código de Colores Sistemas de corriente alterna
UNAM 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

14 Ampacidad de Conductores
UNAM 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

15 Ejemplo de dimensionamiento de cableado
UNAM V=3%Vcarga V=3%Vcarga l1 + - l2 Control Carga Idiseño=1.56 Isc Arreglo FV Icircuito= 1.25 Icarga Datos: Isc=15 A Vc=15 V l1=l2=10 m Elección del calibre del cable: RL=Vx1000/IxL Usar Tabla No.1 Verificación de ampacidad. Idiseño=1.56 Isc Usar Tabla No. 2

16 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna
UNAM Para una Carga Monofásica 1 Fase – 2 Hilos Vn Carga 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 Si la longitud total del conductor, L, es 1 metro; el área de la sección transversal, A, es 1mm2; 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/mm2 1/50 m/mm2 La resistencia R de un alambre de longitud L en metros y area A en mm2 será L 1 R = A 50

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

18 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna
UNAM Para una Carga Trifásica 3 Fases – 3 Hilos I R W/3 Vf F1 F3 W/3 Motor F2 I R I R W/3 • La potencia que consume la carga es: W I = Vf cosØ W = Vf I cosØ

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 1 R = 50 • Sustituyendo en ecuación del Voltaje: LI V = 50 A • El Por ciento de cáida de Voltaje es: L I V Vf % = X 100 Vf % = X 100 50 A Vf Vf L I Vf % = A Vf

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

21 Cálculo de Conductores Para Corriente alterna
UNAM • La potencia que consume la carga es: W = Vf I cos Ø = W = Vn I cos Ø W I = Vf cosØ W I = VfncosØ = LI A 50 = • La Caída de Voltaje entre fases es: V = R I V 2 LI A Vn LI 50 A Vn X 100 Vn % = Vn % = X 100 = Vn