Cálculo y verificación de Barras

T1 = T2 = 250 KVA

= 13.2/ 0.4 KV

= m_cc 4 %

= m_RN 1.5

q_a = 20� C

q_b = 65� C

longitud ( l )= 200 cm

Dist. entre fases ( a ) = 20 cm

Cantidad de soportes = 4

Para el cálculo y verificación de barras a utilizar el sistema indicado se procede en un principio a calcular la corriente nominal ( I_N ) y la corriente de impuso ( I_S ) que circularan por la sección mas comprometida; para ello y tomando los valores adoptados de los transformadores:

m_cc = 4 % (De acuerdo a bibliografía Spita pag. 337)

m_RN = 1.5 (De acuerdo a bibliografía BBC pag. 54)

�

tenemos que cada transformador aportara

S_N = I_N x � 3 x U_N siendo I_N = 360,8 A

I_S = c x � 2 x I_K donde I_K �= U_N x ( 1,73 x Z_t)^-1 = 9,21 KA

Z_t = m_cc x U_N² / (100 x S_N) = 0,0256 W

c = 1.3 (R_T / X_T = 4,8 mW / 11,86 mW = 0,4)

I_S = 16,585 KA

Con lo cual la sección mas comprometida tendría que estar diseñada para los siguientes valores de corrientes:

I_N = 360,8 A

I_S = 33,17 KA

a1) Cálculo y verificación para barras con disposición Vertical:

De acuerdo a tabulaciones tomadas del BBC pag. 180 y adoptando una disposicion vertical de las barras, se opto por una configuracion de 2 (dos) platinas por fase cada una de ellas con una seccion de 20 mm x 5 mm y de materia E-Cu-F37, disposicion que permite una corriente admisible de 560 A.

De la aplicacion de los factores de correccion a esta corriente tabulada tendremos una corriente admisible corregida de 711 A, donde los coeficientes utilizados para dicho calculo (BBC pag. 192) fueron los siguientes.

K₁ ( Corrección por conductibilidad de material) = 1

K₂ ( Corrección por temperaturas q_a y q_b diferentes a los tabulados) = 1.27

K₃ ( No se considera por ser la longitud de la barra inferior a 2 mts.) = 1

K₄ ( Corrección por diferentes posiciones de barras) = 1

K₅ ( Corrección debido a emplazamientos geográficos) = 1 -Interior; Nivel del mar-

I _{Adm. Corr.} = F₁ x F₂ x F₃ x F₄ x F₅ x I _Adm. = 711 A

b1) Habiendo verificado la barra a la corriente nominal actuante, ahora procederemos a calcular los esfuerzos a las que se someten y sus respectivas verificaciones del material.

F_H = 0.2 x I_S² x L (long. entre soportes) x a^-1 ( Dist entre fases)

L = 67 cm (cuatro soportes en 200 cm)

a = 20 cm

F_H = 726 N

F_T = 0.2 x (I_S² x t ^-1 ) x (L_t (long. entre separadores) x a_t^-1 ( Dist efectiva entre fases))

L_t = 22 cm ( dos separadores entre soportes)

a_t = 1.5 cm (BBC pag. 75)

t (cantidad de platinas por fase) = 2

F_T = 806 N

Habiendo calculado las fuerzas existentes, procederemos a calculas los esfuerzos tensionales que los mismos originan en la sección adoptada.

s_H = n_s x _�b x F_H x L (entre soportes) x ( 8 x W )^-1

n_s �= 1 (CA Trifásica)

b = 0.73 ( BBC pag. 77)

W = 0.45 cm³ ( Por tener la longitud total mas de dos separadores, el módulo resistente de la sección será el 60% de una de 20 x 9 (0.75 cm³)

s_H = 97,16 N/ mm²

s_st = n_st x _�F_T x L_t (entre separadores) x ( 16 x W_t )^-1

n_st �= 1 (CA Trifásica)

L_t = 22 cm ( dos separadores entre soportes)

W_t = 0,083 cm³

s_st = 133.5 N/ mm²

s_res = s_H + s_st = 230,6 N/ mm²

luego se verifica,

s_0.2 x 1.5 � s_res.

Donde

s_0.2 = 330 N/ mm² (E-Cu-F37)

 

 

 

 

Ejercicio 2:

 

•         Elección y verificación de cables.

•         Elección y verificación de conductores de los siguientes esquemas.

•         Elegir las distintas condiciones de tendido.

•         Verificación de caídas de tensión al 5%.

 

 

 

 

 

TENDIDO AEREO a 20� C

 

Cálculo de corriente nominal para cada linea para elección de cables

 

Con un cosj = 0,5 para las cargas y para los motores obtuvimos de tabla (BBC pag. 26) los siguientes valores de cosj

 

	Carga	M1	M2	M3	M4	M5
Potencia [CV]		100	100	40	20	20
Potencia normalizada [KW]	30	73.6	73.6	29.44	14.72	14.72
Cos j	0.5	0.88	0.88	0.87	0.86	0.86
IN [A]	86.6	142	142	57	30	30

 

 

Utilizando la siguiente relación se obtuvieron los valores de corrientes de cargas mostrados arriba para motores y cargas.

 

�

In_T = 468.6 < -32.7� A

 

Para el motor utilizamos las siguientes expresiones para calcular las impedancias.

 

Xm = ___Un [ KV]_ Rm = 0.3 . Xm

. Iarr [KA]

 

 

Siendo Iarr = 6 . IN (pag. 26 BBC)

 

 

 

 

 

	L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7	L8
I A	142	142	86.6	117	57	30	30	455
S mm2	35	35	35	35	35	35	35	185
Long. Km	0.03	0.03	0.025	0.025	0.01	0.01	0.02	0.005
R W/Km	0.524	0.524	0.524	0.524	0.524	0.524	0.524	0.099
X W/km	0.152	0.152	0.152	0.152	0.152	0.152	0.152	0.184
R W	0.016	0.016	0.013	0.013	0.005	0.005	0.01	0
X W	0.005	0.005	0.003	0.003	0.0015	0.0015	0.003	0.001

 

 

TRANSFORMADOR

 

Cálculo de potencia total para elección del transformador

 

= 324655 VA

 

�Del manual SPITTA elegimos un transformador de 400 KVA con una u_cc= 4% y del BBC elegimos un Urn=1,5

 

  

Consideramos a Urn = 1,5 % dato obtenido del BBC tabla 3-12 pag. 54

Cálculo de cortocircuito.

 

 

 

 

CORTOCIRCUITO EN 1
	Ze	Re	Xe	IzeI	Ik
APORTES
RED	ZT+ZL8	0,0065	0,016	0,017	13553,4
MOTOR 1	ZM1+ZL1	0,0970	0,271	0,288	802,1
MOTOR 2	ZM2+ZL2	0,0970	0,276	0,292	790.4
MOTOR 3	ZM3+ZL5+ZL4	0,2209	0,681	0,716	322,7
MOTOR 4	ZM4+ZL4+ZL6	0,4032	1,288	1,350	171,1
MOTOR 5	ZM5+ZL4+ZL7	0,4085	1,290	1,353	170,7
IkT					15810,6

 

 

 

 

CORTOCIRCUITO EN 2
	Ze	Re	Xe	IzeI	Ik
APORTES
RED	ZT+ZL8+ZL3	0.0196	0.01934	0.02753	8342,57
MOTOR 1	ZM1+ZL1+ZL3	0.11	0.28	0.3	769
MOTOR 2	ZM2+ZL2+ZL3	0.11	0.28	0.3	769
MOTOR 3	ZM3+ZL5+ZL4+ZL3	0.23	0.68	0.72	319
MOTOR 4	ZM4+ZL6+ZL4+ZL3	0.42	1.29	1.36	170
MOTOR 5	ZM5+ZL3+ZL7+ZL4	0.42	1.29	1.36	170
IKT					10539,58

 

 

 

 

CORTOCIRCUITO EN 3
	Ze	Re	Xe	IZeI	Ik
APORTES
RED	ZT+ZL4+ZL8	0,0196	0,01934	0,02753	8342,57
MOTOR 1	ZM1+ZL1+ZL4	0,11	0,0897	0,142	1626
MOTOR 2	ZM2+ZL2+ZL4	0,11	0,0897	0,142	1626
MOTOR 3	ZM3+ZL5	0,208	0,204	0,292	788,8
MOTOR 4	ZM4+ZL6	0,39	1,284	1,343	172
MOTOR 5	ZM5+ZL7	0,39	1,286	1,346	171,6
					12731,1

 

 

 

 

 

 

Verificación de conductores:

 

Verificación por corriente nominal

 

Líneas	S mm2	In catalogo	F1	F2	F3	F4	F5	Iadm �conductor	In de diseño
L1	35	169	1,12	0,92				174,1	142
L2	35	169	1,12	0,92				174,1	142
L3	35	169	1,12	0,92				174,1	86.6
L4	35	169	1,12	0,92				174,1	117
L5	35	169	1,12	0,92				174,1	57
L6	35	169	1,12	0,92				174,1	30
L7	35	169	1,12	0,92				174,1	30
L8	185	494	1,12	0,92				509	455

 

F1: de temperatura diferente de la nominal, a 30�C F1=1

F2: de acumulación de cables

F3,F4,F5: factores para cables subterráneos

 

Verificación de la sección por corriente de cortocircuito

t = 0.05 seg.

 

 

 

sección
	LINEA 1	LINEA 2	LINEA 3	LINEA 4	LINEA 5	LINEA 6	LINEA 7	LINEA 8
R/X	0,408	0,408	0,408	0,408	0,408	0,408	0,408	0,408
c	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3
m	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17
n	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98
Ik	15810,6	15810,6	15810,6	15810,6	12731,22	12731,22	12731,22	15810,6
Ikm	16954,9	16954,9	16954,9	16954,9	13652,7	13652,7	13652,7	19954.9
Sección mínima	33,3	33,3	33,3	33,3	26,8	26,8	26,8	33,3
Sección adoptada	35	35	35	35	35	35	35	185

 

 

Donde K = 114 para conductores de cobre aislados en PVC (apunte de cátedra, pag. 11)

c = constante propia del conductor que contempla las temperaturas máximas de servicios, la misma la obtuvimos de la fig. 3-2 pag. 30 del BBC.

Se tomó la menor relación R/ X existente de los diferentes circuitos ya que la misma permite verificar la Ikm para el caso más desfavorable; recordemos que a mayores R/X se obtienen menores corrientes térmicas equivalente.

 

m es la influencia de la componente de corriente continua y n es la influencia de la componente de corriente alterna, dichos datos los obtuvimos de las figuras 9 y 10 del apunte de cátedra

 

Verificación a caída de tensión

 

Caída de tensiones a 70�C
	In	Re W	Xe W	Cos fi T	Sen fi T	V	v %
linea 1	142	0,100	0,278	0,34	0,94	3,16	0,79
linea 2	142	0,100	0,278	0,34	0,94	3,16	0,79
linea 3	60	9,253	0,006	1,00	0,00	1,63	0,41
linea 4	117	0,337	1,051	0,31	0,95	2,07	0,52
linea 5	57	0,209	0,678	0,29	0,96	0,40	0,10
linea 6	30	0,391	1,285	0,29	0,96	0,21	0,05
linea 7	30	0,397	1,288	0,29	0,96	0,42	0,10
linea 8	455	0,145	0,413	0,33	0,94	0,80	0,20

 

 

TENDIDO SUBTERRANEO a 20� C

 

Para el caso de tendido subterráneo se verifico inicialmente las corrientes admisibles de cada uno de los conductores, resultando que el utilizado en el tendido aéreo para el tramo L8 ( 185 mm² ) no verifico a las condiciones actuales. Razón por la cual se tomo como diámetro uno de 300 mm^2.

 

Verificación por corriente nominal

 

Líneas	S mm2	In catalogo	F1	F2	F3	F4	F5	Iadm �conductor	In de diseño
L1	35	195			0.94	0.85	1	155.8	142
L2	35	195			0.94	0.85	1	155.8	142
L3	35	195			0.94	0.85	1	155.8	86.6
L4	35	195			0.94	0.85	1	155.8	117
L5	35	195			0.94	0.85	1	155.8	57
L6	35	195			0.94	0.85	1	155.8	30
L7	35	195			0.94	0.85	1	155.8	30
L8	300	632			0.94	0.85	1	505	455

 

 

F1; F2: factores para cables aéreos

F3: Por resistividad térmica y temperatura de suelo (q_R = 15�)

F4: Por acumulación de cables

F5: Por tipo de instalación

 

 

 

 

 

 

CORTOCIRCUITO EN 1
	Ze	Re	Xe	IzeI	Ik
APORTES
RED	ZT+ZL8	0,0065	0,016	0,017	13657
MOTOR 1	ZM1+ZL1	0,0970	0,271	0,288	802,1
MOTOR 2	ZM2+ZL2	0,0970	0,276	0,292	790.4
MOTOR 3	ZM3+ZL5+ZL4	0,2209	0,681	0,716	322,7
MOTOR 4	ZM4+ZL4+ZL6	0,4032	1,288	1,350	171,1
MOTOR 5	ZM5+ZL4+ZL7	0,4085	1,290	1,353	170,7
IkT					15914

 

 

 

CORTOCIRCUITO EN 2
	Ze	Re	Xe	IzeI	Ik
APORTES
RED	ZT+ZL8+ZL3	0.0196	0.01934	0.02753	8397.3
MOTOR 1	ZM1+ZL1+ZL3	0.11	0.28	0.3	769
MOTOR 2	ZM2+ZL2+ZL3	0.11	0.28	0.3	769
MOTOR 3	ZM3+ZL5+ZL4+ZL3	0.23	0.68	0.72	319
MOTOR 4	ZM4+ZL6+ZL4+ZL3	0.42	1.29	1.36	170
MOTOR 5	ZM5+ZL3+ZL7+ZL4	0.42	1.29	1.36	170
IKT					10594,37

 

 

 

CORTOCIRCUITO EN 3
	Ze	Re	Xe	IZeI	Ik
APORTES
RED	ZT+ZL4+ZL8	0,0196	0,01934	0,02753	8397.3
MOTOR 1	ZM1+ZL1+ZL4	0,11	0,0897	0,142	1626
MOTOR 2	ZM2+ZL2+ZL4	0,11	0,0897	0,142	1626
MOTOR 3	ZM3+ZL5	0,208	0,204	0,292	788,8
MOTOR 4	ZM4+ZL6	0,39	1,284	1,343	172
MOTOR 5	ZM5+ZL7	0,39	1,286	1,346	171,6
					12785

 

 

 

 

Verificación de la sección por corriente de cortocircuito

t = 0.05 seg.

 

 

 

 

	LINEA 1	LINEA 2	LINEA 3	LINEA 4	LINEA 5	LINEA 6	LINEA 7	LINEA 8
R/X	0,403	0.403	0.403	0.403	0,403	0.403	0.403	0.403
c	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3
m	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17
n	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98
Ik	15914	15914	15914	15914	12785.8	12785.8	12785.8	15914
Ikm	17065	17065	17065	17065	13711	13711	13711	17065
t	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05
k	114	114	114	114	114	114	114	114
Sección	33.5	33.5	33.5	33.5	26.9	26.9	26.9	33.5

 

Donde K = 114 para conductores de cobre aislados en PVC (apunte de cátedra, pag. 11)

c = constante propia del conductor que contempla las temperaturas máximas de servicios, la misma la obtuvimos de la fig. 3-2 pag. 30 del BBC.

Se tomó la menor relación R/ X existente de los diferentes circuitos ya que la misma permite verificar la Ikm para el caso más desfavorable; recordemos que a mayores R/X se obtienen menores corrientes térmicas equivalente.

m es la influencia de la componente de corriente continua y n es la influencia de la componente de corriente alterna, dichos datos los obtuvimos de las figuras 9 y 10 del apunte de cátedra

 

Verificación a caída de tensión

 

caída de tensiones a 70�C
	In	Re W	Xe W	cos fi T	sen fi T	V	v %
linea 1	142	0,100	0,278	0,34	0,94	3,16	0,79
linea 2	142	0,100	0,278	0,34	0,94	3,16	0,79
linea 3	60	9,253	0,006	1,00	0,00	1,63	0,41
linea 4	117	0,337	1,051	0,31	0,95	2,07	0,52
linea 5	57	0,209	0,678	0,29	0,96	0,40	0,10
linea 6	30	0,391	1,285	0,29	0,96	0,21	0,05
linea 7	30	0,397	1,288	0,29	0,96	0,42	0,10
linea 8	455	0,145	0,413	0,33	0,94	0,74	0,18

 

Calculo y verificación de Barras

 

Problema 1)

 

T1 = T2 = 630 KVA

= 13.2/ 0.4 KV

= m_cc 4 %

= m_RN 1.5

 

 

q_a = 40� C

q_b = 75� C

longitud ( l )= 200 cm

Dist. entre fases ( a ) = 20 cm

Cantidad de soportes = 4

 

 

Para el cálculo y verificación de barras a utilizar el sistema indicado se procede en un principio a calcular la corriente nominal ( I_N ) y la corriente de impuso ( I_S ) que circularan por la sección mas comprometida; para ello y tomando los valores adoptados de los transformadores:

 

m_cc = 4 % (De acuerdo a bibliografía Spita pag. )337)

m_RN = 1.5 (De acuerdo a bibliografía BBC pag. 54)

�

 

tenemos que cada transformador aportara

 

S_N = I_N x � 3 x U_N siendo I_S = 910 A

 

I_S = c x � 2 x I_K donde I_K �= I_N x m_cc^-1 = 22.75 KA

c = 1.3 (R_T / X_T = 3.8 mW / 9.4 mW = 0.4)

 

I_S = 41.82 KA

 

 

Con lo cual la sección mas comprometida tendría que estar diseñada para los siguientes valores de corrientes:

 

I_N = 1820 A

 

I_S = 83.64 KA

 

 

a1) Calculo y verificación para barras con disposición Vertical:

 

 

 

 

 

 

 

De acuerdo a tabulaciones tomadas del BBC pag. 181 y adoptando una disposicion vertical de las barras, se opto por una configuracion de 2 (dos) platinas por fase cada una de ellas con una seccion de 60 mm x 10 mm y de materia E-Cu-F30, disposicion que permite una corriente admisible de 1960 A.

 

De la aplicacion de los factores de correccion a esta corriente tabulada tendremos una corriente admisible corregida de 1980 A, donde los coeficientes utilizados para dicho calculo (BBC pag. 192) fueron los siguientes:

 

 

F₁ ( Corrección por conductibilidad de material) = 1

 

F₂ ( Corrección por temperaturas q_a y q_b diferentes a los tabulados) = 1.075

 

F₃ ( No se considera por ser la longitud de la barra inferior a 2 mts.) = 1

 

F₄ ( Corrección por diferentes posiciones de barras) = 0.94

 

F₅ ( Corrección debido a emplazamientos geográficos) = 1 -Interior; Nivel del mar-

 

I _{Adm. Corr.} = F₁ x F₂ x F₃ x F₄ x F₅ x I _Adm. = 1980 A

 

 

b1) Habiendo verificado la barra a la corriente nominal actuante, ahora procederemos a calcular los esfuerzos a las que se someten y sus respectivas verificaciones del material.

 

 

 

 

 

 

 

 

F_H = 0.2 x I_S² x L (long. entre soportes) x a^-1 ( Dist entre fases)

 

L = 67 cm (cuatro soportes en 200 cm)

a = 20 cm

 

F_H = 4687 N

 

 

F_T = 0.2 x (I_S² x t ^-1 ) x (L_t (long. entre separadores) x a_t^-1 ( Dist efectiva entre fases))

 

L_t = 22 cm ( dos separadores entre soportes)

a_t = 3.4 cm (BBC pag. 75)

t = cantidad de platinas por fase

 

F_T = 2263 N

 

 

Habiendo calculado las fuerzas existentes, procederemos a calculas los esfuerzos tensionales que los mismos originan en la sección adoptada.

 

 

s_H = n_s x _�b x F_H x L (entre soportes) x ( 8 x W )^-1

 

n_s �= 1 (CA trifásica)

b = 0.73 ( BBC pag. 77)

W = 5.2 cm³ ( Por tener la longitud total mas de dos separadores, el módulo resistente de la sección será el 60% de una de 60 x 30 (8.64 cm³)

 

s_H = 55 N/ mm²

 

 

s_st = n_st x _�F_T x L_t (entre separadores) x ( 16 x W_t )^-1

 

n_st �= 1 (CA Trifásica)

L_t = 22 cm ( dos separadores entre soportes)

W_t = 1 cm³

 

s_st = 31 N/ mm²

 

 

 

s_res = s_H + s_st = 86 N/ mm²

 

 

luego se verifica,

 

s_0.2 x 1.5 � s_res.

 

Donde

 

s_0.2 = 250 N/ mm² (E-Cu-F30)

 

 

c1) Calculo de soportes

 

Para el montaje de las barras seleccionas se utilizaran soportes aisladores del tipo campana K4 (BBC pag. 210)

  

 

 

 

 

 

F^�_S = F_S �x ( H x h^-1 )

 

F^�_S = 20500 N

F_N = 40000 N

 

Verificando

 

F_N � F^�_S

a2) Calculo y verificación para barras con disposición Horizontal

 

 

De acuerdo a tabulaciones tomadas del BBC pag. 181 y adoptando una disposicion horizontal de las barras, se opto por una configuracion de 2 (dos) platinas por fase cada una de ellas con una seccion de 80 mm x 10 mm y de materia E-Cu-F30, disposicion que permite una corriente admisible de 2410 A. En un principio se adopto secciones iguales a las tomadas anteriormente pero dado que los valores de los coeficientes que actuan ahora son diferentes la corriente admisible corregida resulto menor a la nominal requerida por el sistema.

 De la aplicacion de los factores de correccion a esta corriente tabulada tendremos una corriente admisible corregida de 2047 A, donde los coeficientes utilizados para dicho calculo (BBC pag. 192) fueron los siguientes.

 

 

F₁ ( Corrección por conductibilidad de material) = 1

 F₂ ( Corrección por temperaturas q_a y q_b diferentes a los tabulados) = 1.075

 F₃ ( No se considera por ser la longitud de la barra inferior a 2 mts.) = 0.85

 F₄ ( Corrección por diferentes posiciones de barras) = 0.94

 F₅ ( Corrección debido a emplazamientos geográficos) = 1 -Interior; Nivel del mar-

  I _{Adm. Corr.} = F₁ x F₂ x F₃ x F₄ x F₅ x I _Adm. = 2047 A

 

b1) Habiendo verificado la barra a la corriente nominal actuante, ahora procederemos a calcular los esfuerzos a las que se someten y sus respectivas verificaciones del material de igual manera que lo expresado anteriormente.

 F_H = 4687 N

  F_T = 0.2 x (I_S² x t ^-1 ) x (L_t (long. entre separadores) x a_t^-1 ( Dist efectiva entre fases))

 

L_t = 66 cm ( No se utilizaran separadores entre soportes)

a_t = 3.4 cm (BBC pag. 75)

t = cantidad de platinas por fase

 F_T = 6789 N

 

 

Habiendo calculado las fuerzas existentes, procederemos a calculas los esfuerzos tensionales que los mismos originan en la sección adoptada.

 

 

s_H = n_s x _�b x F_H x L (entre soportes) x ( 8 x W )^-1

 

n_s �= 1 (CA Trifásica)

b = 0.73 ( BBC pag. 77)

W = 10.66 cm³ ( El módulo resistente de la sección será el doble del correspondiente a una barra)

 

s_H = 13.23 N/ mm²

  

s_st = n_st x _�F_T x L_t (entre separadores) x ( 16 x W_t )^-1

 

n_st �= 1 (CA Trifásica)

L_t = 66 cm ( No se utilizan separadores entre soportes)

W_t = 1.33 cm³ (BBC pag. 81)

 

ss_st = 210 N/ mm²

 

 

 

s_res = s_H + s_st = 223.2 N/ mm²

 

 

luego se verifica,

 

s_0.2 x 1.5 � s_res.

 

Donde

 

s_0.2 = 250 N/ mm² (E-Cu-F30)

 

 Calculo y verificación de Barras

 

Problema 2)

 

T1 = T2 = 630 KVA

= 13.2/ 0.4 KV

= m_cc 4 %

= m_RN 1.5

 

 

 

q_a = 40� C

q_b = 75� C

longitud ( l )= 200 cm

Dist. entre fases ( a ) = 20 cm

Cantidad de soportes = 4

 

 

Para el cálculo y verificación de barras a utilizar el sistema indicado se procede en un principio a calcular la corriente nominal ( I_N ) y la corriente de impuso ( I_S ) que circularan por la sección mas comprometida; para ello y tomando los valores adoptados de los transformadores:

 

m_cc = 4 % (De acuerdo a bibliografía Spita pag. 337)

m_RN = 1.5 (De acuerdo a bibliografía BBC pag. 54)

�

 

tenemos que cada transformador aportara

 

S_N = I_N x � 3 x U_N siendo I_S = 910 A

 

I_S = c x � 2 x I_K donde I_K �= I_N x m_cc^-1 = 22.75 KA

c = 1.3 (R_T / X_T = 3.8 mW / 9.4 mW = 0.4)

 

I_S = 41.82 KA

 

 

Con lo cual la sección mas comprometida tendría que estar diseñada para los mismos valores de corrientes calculados:

 

I_N = 910 A

 

I_S = 41.82 KA

 

 

a1) Calculo y verificación para barras con disposición Vertical:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De acuerdo a tabulaciones tomadas del BBC pag. 181 y adoptando una disposicion vertical de las barras, se opto por una configuracion de 1 (una) platina por fase cada una de ellas con una seccion de 50 mm x 10 mm y de materia E-Cu-F30, disposicion que permite una corriente admisible de 1020 A.

 

De la aplicacion de los factores de correccion a esta corriente tabulada tendremos una corriente admisible corregida de 1096 A, donde los coeficientes utilizados para dicho calculo (BBC pag. 192) fueron los siguientes.

 

 

F₁ ( Corrección por conductibilidad de material) = 1

 

F₂ ( Corrección por temperaturas q_a y q_b diferentes a los tabulados) = 1.075

 

F₃ ( No se considera por ser la longitud de la barra inferior a 2 mts.) = 1

 

F₄ ( Corrección por diferentes posiciones de barras) = 1

 

F₅ ( Corrección debido a emplazamientos geográficos) = 1 -Interior; Nivel del mar-

 

I _{Adm. Corr.} = F₁ x F₂ x F₃ x F₄ x F₅ x I _Adm. = 1096 A

 

 

b1) Habiendo verificado la barra a la corriente nominal actuante, ahora procederemos a calcular los esfuerzos a las que se someten y sus respectivas verificaciones del material.

 

 

FH

 

F_H = 0.2 x I_S² x L (long. entre soportes) x a^-1 ( Dist entre fases)

 

L = 67 cm (cuatro soportes en 200 cm)

a = 20 cm

 

F_H = 1170 N

 

 

F_T = 0

 

 

Habiendo calculado las fuerzas existentes, procederemos a calculas los esfuerzos tensionales que los mismos originan en la sección adoptada.

 

 

s_H = n_s x _�b x F_H x L (entre soportes) x ( 8 x W )^-1

 

n_s �= 1 (CA Trifásica)

b = 0.73 ( BBC pag. 77)

W = 0.833 cm³ �

 

s_H = 86.5 N/ mm²

 

s_st = 0 N/ mm²

 

 

 

s_res = 86.5 N/ mm²

 

 

luego se verifica,

 

s_0.2 x 1.5 � s_res.

 

Donde

 

s_0.2 = 250 N/ mm² (E-Cu-F30)

 

 

c1) Calculo de soportes

 

Para el montaje de las barras seleccionas se utilizaran soportes aisladores del tipo campana K4 (BBC pag. 210)

 

H

FS

F�S

h

 

 

 

 

F^�_S = F_S �x ( H x h^-1 )

 

F^�_S = 4900 N

F_N = 40000 N

 

Verificando

 

F_N � F^�_S

 

 

 

a2) Cálculo y verificación para barras con disposición Horizontal

 

 

De acuerdo a tabulaciones tomadas del BBC pag. 181 y adoptando una disposicion horizontal de las barras, se opto por una configuracion de 1 (una) platina por fase cada una de ellas con una seccion de 50 mm x 10 mm y de materia E-Cu-F30, disposicion que permite una corriente admisible de 1020 A.

De la aplicacion de los factores de correccion a esta corriente tabulada tendremos una corriente admisible corregida de 1096 A, donde los coeficientes utilizados para dicho calculo (BBC pag. 192) fueron los siguientes.

 

F₁ = 1; F₂ = 1.075; F₃ = 1; F₄ = 0.94 y F₅ = 1

 

 

I _{Adm. Corr.} = F₁ x F₂ x F₃ x F₄ x F₅ x I _Adm. = 1096 A

 

 

b1) Habiendo verificado la barra a la corriente nominal actuante, ahora procederemos a calcular los esfuerzos a las que se someten y sus respectivas verificaciones del material que de igual manera que lo expresado en el caso horizontal solamente actúa la fuerza F_H .

F_H = 1170 N

 

F_H = 0.2 x I_S² x L (long. entre soportes) x a^-1 ( Dist entre fases)

 

L = 67 cm (cuatro soportes en 200 cm)

a = 20 cm

 

F_T = 0 N

 

 

Habiendo calculado las fuerzas existentes, procederemos a calculas los esfuerzos tensionales que los mismos originan en la sección adoptada.

 

 

s_H = n_s x _�b x F_H x L (entre soportes) x ( 8 x W )^-1

 

n_s �= 1 (CA Trifásica)

b = 0.73 ( BBC pag. 77)

W = 4.16 cm³

 

s_H = 18 N/ mm²

 

 

s_res = 18 N/ mm²

 

luego se verifica por utilizarse el mismo material que en los casos anteriores,

 

s_0.2 x 1.5 � s_res.  

Bibliografía utilizada

www.lafacu.com