Problema 1

El esquema de la figura, pertenece a un bloque de viviendas, con una potencia instalada según previsión de cargas de 100 Kw a cos fi  = 0,80. La red de distribución y la acometida, están ejecutadas en aluminio, mediante conductores unipolares XLPE-1KV, mientras que la instalación interior lo está en cobre con conductores unipolares de polietileno reticulado, excepto en el interior de las viviendas, que se permite PVC. La tensión de aislamiento en las instalaciones interiores y de enlace es de 750 V, salvo la línea general de alimentación que es XLPE-1KV-Cu. La red y trafo son conocidos, y las longitudes y secciones de los distintos tramos, calculadas a efectos de caídas de tensión e intensidad máxima admisible son las indicadas en la figura. El cuadro de protección, pertenece a los servicios generales del bloque.
Se pide:
a)    Calcular el fusible de la CGP
b)    Hallar el fusible de la derivación individual para los servicios generales prevista para suministrar 21 Kw a cos fi  = 0,80.
c)    Hallar la protección magnetotérmica para el motor trifásico del ascensor de 4.500 W de potencia absorbida, a cos fi  = 0,80, que se alimenta del cuadro de los servicios generales con una línea trifásica de 20 m de longitud y 4 mm2 de sección.


Nota: Datos sacados cálculo VIVIWIN. Hasta la CGP se toma aluminio (K = 35) y de la CGP en adelante, se instala cobre ( K = 56).
Solución:




Nota: En el cálculo de R3, la sección se eleva de 70 a 95 mm2, por la condición 2ª de elección del fusible frente a sobrecargas, como luego veremos.

a)    Elección del fusible NH de la CGP:

1ª Condición de elección de la IN del fusible:




Ya que: Imáxadms (XLPE-Cu-95 mm2 s/UNE 20460: 52-B2-Ref5-- MétodoB --52B1/B 52--C4colB) = 245 A.

 La intensidad nominal del fusible está por debajo de la máxima admisible que soporta el conductor.

2ª  Condición de protección frente a sobrecargas:

Cumple la condición 2ª.

3ª Condición de elección del poder de corte:


Solución : Elijo fusible de cuchilla de IN = 200 A, NH curva gG de Crady, con poder de corte de  100 KA   8,12 KA y del tamaño apropiado a la CGP.

4ª Condición de protección frente a cortocircuitos I:


Luego el fusible funde a los 5 s con una intensidad de 1.300 A, mientras el conductor es capaz de soportar 6.075,40 A en dicho tiempo.

5ª Condición de protección frente a cortocircuitos II:

Con esta condición aseguramos que una corriente pequeña de cortocircuito, no sea confundida por el fusible como una sobrecarga, y por tanto si el fusible  ve la Ipccf mayor que la IF5, entonces fundirá en menos de 5 segundos, que es el tiempo máximo que puede durar un cortocircuito.

6ª Condición de protección frente a cortocircuitos III:

Vemos que el conductor aguanta la Ipccf un tiempo de 14,91 s, mientras que el fusible con dicho cortocircuito fundiría en 0,68 s, por lo que la protección es válida.   

Nota: Si hubiese resultado que el tiempo que aguante el conductor la Ipcf fuese menor que el de fusión del fusible, la solución es aumentar la sección de la línea repartidora, y recalcular de nuevo las condiciones quinta y sexta.

b) Cálculo del fusible de protección de la derivación individual para servicios generales

1ª Condición de elección de la IN del fusible:


50 A   <  Imáxadms -10 mm2 (ITC-BT-19p.4 tabla 1, método B, Cu, 3xXLPE) = 60 A
 La intensidad nominal del fusible está por debajo de la máxima admisible que soporta el conductor.

2ª  Condición de protección frente a sobrecargas:

Si es válido el conductor para ser protegido por el fusible.

3ª Condición de elección del poder de corte:

Solución : Elijo fusibles con poder de corte de  50 KA   7,04 KA.

4ª Condición de protección frente a cortocircuitos I:


Luego el fusible funde a los 5 s con una intensidad de 280 A, mientras el conductor es capaz de soportar 639,52 A en dicho tiempo.

5ª Condición de protección frente a cortocircuitos II:

Nota: El fusible de 50 A, tiene una intensidad de fusión en 5 s de 280 A

Con esta condición aseguramos que una corriente pequeña de cortocircuito, no sea confundida por el fusible como una sobrecarga, y por tanto si el fusible  ve la Ipccf mayor que la IF5, entonces fundirá en menos de 5 segundos, que es el tiempo máximo que puede durar un cortocircuito.

6ª Condición de protección frente a cortocircuitos III:


Vemos que el conductor aguanta la Ipccf un tiempo de 0,606  s, mientras que el fusible con dicha intensidad fundiría en 0,116s, por lo que la protección es válida.   

Nota: Si hubiese resultado que el tiempo que aguante el conductor la Ipccf fuese menor que el de fusión del fusible, la solución es aumentar la sección de la línea repartidora, y recalcular de nuevo las condiciones quinta y sexta.

c) Protección magnetotérmica para la línea de fuerza al motor del ascensor.

1ª Condición de elección de la IN del magnetotérmico:


Conclusión:

IC (A) = 8,12 A  <=  IN (A) = 10 A  <= Imáxadms (de 4
mm2s/ITC-BT-19 p.4 tabla1, método B, Cu, 3xXLPE) = 34 A.

La sección de 4 mm2 cumple esta condición.


2ª  Condición de protección frente a sobrecargas

Sin operar, se cumple la condición, pues 1,45 se simplifica y 10 es menor que 34.

  • Cdt = 1,45 para los magnetotérmicos homologados por la norma EN 60898 propios de uso en viviendas y locales de pública concurrencia. Para otras normativas, consultar las especificaciones técnicas del producto.

3ª Condición de elección del poder de corte:



Solución : Elegimos un  magnetotérmico con poder de corte de 4,50 KA, superior a los 3,67 KA

4ª Condición de protección frente a cortocircuitos I:





En principio, valen todas las curvas, pero la "C" suele recomendarse para motores

Con esta condición aseguramos que una corriente pequeña de cortocircuito, no sea confundida por el magnetotérmico como una sobrecarga. Si el magnetotérmico la ve mayor que la IMAG, entonces abrirá entre 0,05 y 0,1 segundos, que es el tiempo que tarda en disparar el relé magnético,  y por lo tanto, el máximo que durará un cortocircuito.

Veamos la intensidad de arranque:

Como el motor está entre 1,5 y 5 Kw, se calculará por la expresión:


Valen las sólo las curvas C y D, respecto a la intensidad de arranque, que al estar por debajo de la Im1, no provocarán disparos intempestivos del relé magnético del magnetotérmico, pero para pequeños motores la más adecuada es la C.

5ª Condición de protección frente a cortocircuitos II:



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