Clase 7-8 Cálculo de alimentadores

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Clase 7
Cálculo de alimentadores 
INSTALACIONES DE USUARIO FINAL
CLAUDIA PATRICIA ACEVEDO YEPES
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA.
JULIO DE 2019
INSTALACIONES DE USUARIO FINAL 2019-1
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INSTALACIONES DE USUARIO FINAL 2019-1
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Alimentadores y acometidas
Sección 215 NTC 2050
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Capacidades de corriente y cargas calculadas. 
  
Los conductores del alimentador deben tener una capacidad de corriente suficiente para alimentar las cargas conectadas. En ningún caso la carga calculada para un alimentador debe ser menor a la suma de las cargas de los ramales conectados.
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Alimentador: 
Todos los conductores de un circuito entre el equipo de acometida, la fuente de un sistema derivado independiente u otra fuente de suministro de energía eléctrica y el dispositivo de protección contra sobrecorriente del circuito ramal final.
Alimentadores
Un alimentador recibe su nombre porque alimenta grupos de varias cargas. Para calcular el tamaños de los conductores y dispositivos de protección contra sobrecorriente se agrupan las cargas y se aplican los factores correspondientes a su utilización o demanda.
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Los calibres mínimos deben ser los especificados en los siguientes apartados
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 La capacidad de corriente de los conductores del alimentador no debe ser menor a 30 A cuando
1) dos o más circuitos ramales bifilares servidos por un alimentador bifilar; 
2) más de dos circuitos ramales bifilares servidos por un alimentador trifilar; 
3) dos o más circuitos ramales trifilares conectados aun alimentador trifilar o
 4) dos o más circuitos ramales tetrafilares conectados a unalimentador trifásico tetrafilar
Capacidad de corriente relativa a los conductores de entrada de acometida. La capacidad de corriente de los conductores del alimentador no deberá ser menor a la de los conductores de entrada
de acometida cuando los conductores del alimentador transporten toda la corriente suministrada por los conductores de entrada de acometida con una capacidad de corriente de 55 A o menos. 
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Protección contra sobrecorriente. 
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La capacidad de corriente de los conductores de 0 a 2 000 V nominales debe ser la especificada en las Tablas de capacidad de corriente, 310-16 a 310-19 y sus notas correspondientes.
 Las Tablas 310-16 a 310-19 son Tablas de aplicación para usar en el cálculo del calibre de los
conductores con las cargas calculadas de acuerdo con la Sección 220. La capacidad de corriente es el resultado de tener en cuenta uno o más de los siguientes factores: 
1. La compatibilidad en temperatura con los equipos conectados, sobre todo en los puntos de conexión.
2. La coordinación con los dispositivos de protección contra sobrecorriente del circuito y de la instalación.
3. Los requisitos de los certificados o certificaciones de los productos. 
4. El cumplimiento de las normas de seguridad establecidas por las prácticas industriales y procedimientos generalmente aceptados. 
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f. Los conductores no deben operar a una temperatura mayor a la de diseño del elemento asociado al circuito eléctrico (canalizaciones, accesorios, dispositivos o equipos conectados) que soporte la menor temperatura, la cual en la mayoría de equipos o aparatos no supera los 60 ºC, de acuerdo con el artículo 110-14 C de la NTC 2050.
g. En los edificios o lugares con alta concentración de personas, tales como los listados en la sección 518 de la NTC 2050, se deben utilizar conductores eléctricos con aislamiento o recubrimiento de muy bajo contenido de halógenos, no propagadores de llama y baja emisión de humos opacos,
certificados según las normas IEC 60754-1-2, IEC 601034-2, IEC 331, IEC 332-1, IEC 332-3 o equivalentes.
RETIE 20.2.9
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Tabla 310-13 Aplicaciones y aislamiento de los conductores 
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Factores de demanda
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Alumbrado general.
 
Los factores de demanda de la Tabla 220-11 se deben aplicar a la parte de la carga total calculada del circuito ramal de alumbrado general. Esos factores no se deben aplicar para calcular el número de circuitos ramales para alumbrado general.
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Cargas de tomacorrientes en edificaciones que no sean de viviendas
 
En edificaciones que no sean de viviendas, se permite añadir a las cargas de alumbrado cargas para tomacorrientes de no más de 180VA por salida, según el Artículo 220-3.c).7), sujetas a los factores de demanda de la Tabla 220-11 o también sujetas a los factores de demanda de la Tabla 220-13.
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Calefacción eléctrica fija de ambiente
 
Las cargas para calefacción eléctrica fija de ambiente se deben calcular al 100 % de la carga total conectada. Sin embargo, en ningún caso la capacidad de corriente de un alimentador debe ser menor a la del mayor circuito ramal conectado.
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Equipos de cocinas en edificaciones no residenciales.
 
Las cargas de los equipos eléctricos de las cocinas comerciales, calentadores del agua de los lavavajillas, otros calentadores de agua y otros equipos de cocina, se deben calcular según la Tabla 220-20. Los factores de demanda de esta Tabla se aplican a todos los equipos de cocina controlados por termostato o de uso intermitente. Sin embargo, en ningún caso la demanda del alimentador debe ser menor a la suma de las cargas de los dos mayores equipos de cocina.
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Método opcional para instituciones de enseñanza
 
Se permite aplicar el cálculo de un alimentador o acometida para instituciones de enseñanza según la Tabla 220-34 en lugar de la Parte B de esta Sección, cuando esté equipado con calefacción eléctrica, aire acondicionado o ambos. La carga conectada a la que se aplican los factores de demanda de la Tabla 220-34 debe incluir todo el alumbrado interior y exterior, fuerza, calentadores de agua, estufas, otras cargas y la mayor del aire acondicionado o calefacción eléctrica de ambiente de la edificación o estructura.
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Cálculo opcional para restaurantes nuevos
 
Se permite hacer el cálculo de la carga del alimentador o de la acometida de un restaurante nuevo cuando el alimentador soporta la carga total, según la Tabla 220-36.
 
Nota. Para calcular la carga total conectada, sumar todas las cargas eléctricas, incluidas las de la calefacción y aire acondicionado. De la tabla anterior elegir el factor de demanda a aplicar y multiplicar la carga total conectada por ese sólo factor de demanda.
Ejercicios
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Un restaurante completamente nuevo, tiene una carga conectada de 348kVA 208/120V en Y, tiene equipos a gas y eléctricos. Calcular la demanda y determinar el tamaño de los conductores y la protección contra sobrecorrientes del alimentador.
 
Solución:
- 1. Determinar la carga demandada
- 2. Determinar la corriente
- 3. Determinar la protección y el conductor
 
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Determine la protección contra sobrecorrientes y el calibre mínimo de los conductores de un circuito alimentador que tiene las siguientes características:
- 3 fases, 4h
- 125A carga no continua y 200A carga continua
- 75ºC, THWN
- Carga eminentemente no-lineal
- Los n conductores en una canalización, ubicado en la sección de hornos : temperatura de 50°C.
 
Solución:
-1. Determinar el dispositivo de protección contra sobrecorrientes
-2.Determinar la corriente de carga para el dimensionamiento de los conductores
- 3.Derratear por temperatura
- 4.Revisar / redimensionar
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	 	 	A	 	A
	carga continua (corriente)	 	200	x 1,25	250carga no continua (corriente)	 	125	 	 
	total de la carga ( corriente)	 	 	 	375
	corriente para selección del conductor	 	 	 	 
	selección del conductor	 	A	 	 
	500 AWG a 75 °C	 	380	A	 
	conductores por fase 	2	 	 	 
	Capacidad del conductor	 	760	A	 
	 	 	 	 	 
	Corrección por temperatura	 	 	 	 
	Temperatura del ambiente 	 	50°C	 	 
	factor de correción por tabla 	 	0,75	 	 
	capacidad del conductor	 	285	 	 
	conductores por fase	2	 	 	 
	capacidad del conductor	 	570	 	 
	 	 	 	 	 
	corrección por agrupamiento	 	 	 	 
	numero de conductores por canalizacion	8	 	 	 
	factor de corrección por tabla	 	0,7	 	 
	capacidad del conductor	 	199,5	 	 
	conductores por fase	2	 	 	 
	 	 	399	 	 
Dispositivo de protección de 400A
Protección contra sobre corrientes
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La protección contra sobrecorriente de los conductores y equipos se instala de modo que abra el circuito si la corriente alcanza un valor que pudiera causar una temperatura excesiva o peligrosa de los conductores o su aislamiento
 
 
Los conductores se deben proteger contra sobrecorriente según su capacidad de corriente tal como se especifica en el Art 310-15, excepto los casos permitidos
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240-3 a) Riesgo de corte de corriente. No será necesaria protección de los conductores contra sobrecarga
cuando la apertura del circuito pueda crear un riesgo, por ejemplo en los circuitos magnéticos de transporte de materiales o de bombas contra incendios. Sí deben llevar protección contra cortocircuitos.
240-6. Corrientes nominales normalizadas.
a) Fusibles e interruptores automáticos de disparo fijo. Las capacidades de corrientes nominales estándar de los fusibles e interruptores automáticos de circuito de tiempo inverso, son: 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90,100,110,125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1 000, 1 200,1 600,2 000,2 500,3 000,4 000, 5 000 y 6 000 A. Además, se tienen valores nominales de 16, 63, 160, 630 y 1 250 A, para los cuales los conectores deben ser adecuados para la sección transversal en mm 2 (calibre AWG) de los conductores inmediatamente superiores que se vayan a conectar
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Manejo de cargas continuas por los interruptores:
 
 
A menos de que esté específicamente marcado, los interruptores no deben ser cargados a más del 80% de su corriente nominal, donde en operación normal la carga permanece continuamente durante 3 horas o más.
 
 
Esto es consecuente con lo que dicen los art 220-3 y 220-10 con respecto a limitar al 80% la carga continua en alimentadores y circuitos ramales.
conductor de neutro 
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RETIE 15,1. Para evitar el sobrecalentamiento de conductores, en sistemas trifásicos de instalaciones de uso final con cargas no lineales, los conductores de neutro deben ser dimensionados por lo menos al 173% de la corriente de fase según los lineamientos de las normas la IEEE 519 o IEEE1100. Igualmente, se
debe aceptar el dimensionamiento del conductor de neutro como se indica en la norma IEC 60364-552
(artículos 523, 524 y Anexo E), cuando se conocen con precisión las corrientes armónicas de tercer orden, que efectivamente circulen por el neutro. En todo caso en el diseño se debe hacer mención expresa de la norma utilizada. 
Conductor de tierra sección 250 NTC 2050
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250-95. Calibre de los conductores de puesta a tierra de los equipos. El calibre de los conductores de puesta a tierra de los equipos, de cobre, aluminio o aluminio recubierto de cobre, no debe ser menor al especificado en la Tabla 250-95. Cuando haya conductores en paralelo en varios conductos o cables, como lo permite el Artículo 310-4, el conductor de puesta a tierra de los equipos, cuando exista, debe estar instalado en paralelo. Cada conductor de puesta a tierra de equipos instalado en paralelo debe tener un calibre determinado sobre la base de la corriente nominal del dispositivo de protección contra sobrecorriente que proteja los conductores del circuito en el conducto o cable, según la Tabla 250-95. 
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Ejemplo
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Para el ejemplo anterior, determinar la corriente demandada, la protección del alimentador y el calibre de conductor de neutro y tierra.
Solución:
Determinar la corriente demandada (suponer 0,75)
Determinar la corriente de selección del interruptor (+25%)
Elegir la protección normalizada
Elegir tamaño del neutro : carga no lineal (173% de la corriente de fase)
Elegir tamaño del conductor de tierra (tabla250-95)
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	protección del circuito alimentador				
					
	corriente instalada		375	A	
	tensión trifasica		208	V	
	Potencia instalada		135.099,96	VA	
	factor de demanda		0,75		
	Potencia demandada		175.500,00	VA	
	Corriente demandada		487,14	A	
	corriente de selección de la protección				
	mas 25%		608,92	A	
	protección 	 	3x600	A	
					
	alimentador				
	Fase	5x	500 kcmil		
	Neutro +173% de fase	 	648,75	A	
	calibre de conductor de neutro				
	500 AWG a 75 °C	 	380	A	 
	conductores por fase 	2	 	 	 
	Capacidad del conductor	 	760	A	 
					
	calibre del conductor de tierra	 	 	 	 
	tabla 250-95 para protección de 400A	 	1/0 AWG	 	 
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215-5. Diagramas de los alimentadores. Si lo exige la autoridad competente, antes de la instalación de los alimentadores se debe presentar un diagrama que recoja los detalles de dichos circuitos. Dicho diagrama debe presentar la superficie en metros cuadrados de la edificación u otra estructura alimentada por cada circuito, la carga total conectada antes de aplicar factores de demanda, los factores de demanda aplicados, la carga calculada después de aplicar los factores de demanda y el tipo y calibre de los conductores utilizados. 
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Ejemplo
Para el ejemplo anterior:
Completar el diagrama unifilar del tablero:
-cableado del alimentador
-protección
-características del tablero
TAREA
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Al cuadro de Excel ya elaborado agregarle las siguientes columnas y diligenciar para cada tablero la potencia demandada, corriente demandada. Protección y alimentador :
	tipo de cable	Calibre
Fase AWG	Calibre
Neutro AWG	Calibre
Tierra AWG	Capacidad de 
corriente del conductor 
seleccionado 
60°C [A]
	 	 	 	 	 
	 	 	 	 	 
	 	 	 	 	 
	 	 	 	 	 
Con los datos de ramales y alimentador de cada tablero diligenciar el diagrama avanzar en los tableros en los cuales no se proyecta iluminación . Ya que aun faltan los ramales de iluminación. 
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