Monografia 2 Sistema Electrico Del Buque [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENERÍA “FACULTAD DE INGENERÍA MECÁNICA”

ESPECIALIDAD DE INGENERÍA NAVAL

CURSO: SISTEMA ELÉCTRICO DEL BUQUE (MV-232)

MONOGRAFÍA II ““SELECCIÓN DE CABLES E INTERRUPTORES EN UNA EMBARCACIÓN PESQUERA”

ALUMNO: Lizarbe Fabian Leonardo Andres CÓDIGO: 20142635K FECHA: 7/12/2017

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MONOGRAFÍA II ““SELECCIÓN DE CABLES E INTERRUPTORES EN UNA EMBARCACIÓN PESQUERA”

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

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DESARROLLO

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1) CÁLCULO DE LOS CONDUCTORES DE LOS GENERADORES AL TABLERO PRINCIPAL

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A) POR CAPACIDAD DE CORRIENTE

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B) POR CAÍDA DE VOLTAJE

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C) POR ESFUERZO TÉRMICO

7

2) ELECCIÓN DE LOS INTERRUPTORES PARA LOS GENERADORES

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A) CÁLCULO DEL TIEMPO DE DISPARO EN UN CORTO CIRCUITO 9 B) COMPROBACIÓN DE LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR POR INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO

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3) CÁLCULO DE LOS CONDUCTORES DE ALIMENTACIÓN A MOTORES

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4) CALCULO DE SELECCIÓN DE CABLES

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CONCLUSIONES

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ANEXOS

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INTRODUCCIÓN Todo sistema eléctrico de una embarcación debe ser detalladamente revisado y sobre todo en la construcción de este, se debe tener bastante cuidado al momento de seleccionar los cables e interruptores, ya que la más mínima falla puede ocasionar grandes pérdidas ya sean humanas o materiales.

En el siguiente trabajo se presenta el cálculo y la selección adecuada de los cables e interruptores, para eso se usa tablas de selección donde están estandarizados los valores adecuados para cada resultado.

Se harán uso de las curvas de disparo, para poder conocer el tiempo de reacción de un interruptor ante un posible siniestro.

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DESARROLLO 1) CÁLCULO DE LOS CONDUCTORE DE LOS GENERADORES AL TABLERO PRINCIPAL A) POR CAPACIDAD DE CORRIENTE Teniendo en cuenta las potencias nominales de los generadores, se calcula la corriente teniendo en cuenta las Potencias Nominales de los generadores, se considerará un Factor de Potencia (f.d.p) de 0.8. Se utilizará Cable Naval de 0.6/1KV, de cobre flexible, no armado. La capacidad de estos cables será calculada para una temperatura ambiente de 45°C.

𝐼𝑛 = 𝑃𝑛 /(𝑉𝑛 ∗ 0.8 ∗ √3) Calculando:

𝐼𝑛 =

95000 440∗0.8∗1.732

= 155.8

GEN

MARCA

PA(KVA)

Pn(KW)

FDP

In(A)

Vn(v)

GP1

CAT 4,4

119

95(*)

0.8

155.8

440

GP2

CAT 4,4

119

95(*)

0.8

155.8

440

(*) Valores tomados del balance de cargas (para seleccionar los generadores) anteriormente efectuados en la monografía 1.

En este caso se utilizarán cables de la marca FICAP (Brasil) cuya capacidad indicada por el fabricante es para 90°C, por lo tanto, no será necesario utilizar el factor de corrección por temperatura.

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GEN

In(A)

GP1 GP2

155.82 155.82

(a) tabla 2 pag.37

In/0.85 (A) 183.32 183.32

cable tripolar 3x95 3x95 (a)

Sección del cable(mm2) 95 95

(b) tabla 12 pag.41

Resistencia (ohm/Km) 0.252 0.252 (b)

(c) tabla 7 pag.37

Capacidad de corriente 205 205 (c)

Diámetro exterior(mm) 34.5 34.5 (d)

(d) tabla pag.17

Nota: para seleccionar el cable por capacidad de corriente, según catálogo de fábrica.

B) POR CAÍDA DE VOLTAJE Verificando que la caída de tensión a lo largo del cable no sobrepase el porcentaje de 5% fijado por las Sociedades Clasificadoras. Se asume una longitud de 20m. Se utilizarán las siguientes fórmulas: ∆𝑉 =

0.0309 ∗ 𝐿(𝑚) ∗ 𝐼𝑛 (𝐴) ∗ 𝐹𝐷𝑃 𝑆 (𝑚𝑚2 ) %∆𝑉 =

GEN

L(m)

In(A)

GP1 GP2

20 20

155.82 155.82

∆𝑉 ∗ 100 𝑉

Sección del cable(mm2) 95 95

∆V

%∆V

0.81 0.81

0.18 0.18

Lo que resulta satisfactorio

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C) POR ESFUERZO TÉRMICO

𝐼𝑐𝑐 = 10 ∑ 𝐼𝑛𝑔𝑒𝑛 + 3 ∑ 𝐼𝑟𝑒𝑑𝑚𝑜𝑡

𝐼𝐴𝐶𝐶 = 2.5 ∗ 𝐼𝐶𝐶

Dónde:

∑Ingen: Es la sumatoria de las corrientes nominales de los generadores que funcionan durante la demanda máxima (En este caso se considera que trabaja un solo generador en forma alternada).

∑Ingen = 155.8 A

∑Iredmot: Es la sumatoria de las corrientes que consumen los motores de los distintos equipos durante la demanda máxima (En este caso Navegando con Pesca). De la tabla de balance de carga (de la monografía I), se tiene que la demanda máxima es 88.28KW. Por lo tanto, considerando un fdp de 0.8 la Iredmot será: ∑Iredmot = 88.28/440/0.8/1.73=144.77

Reemplazando valores: 𝐼𝑐𝑐 = 10𝑥155.8 + 3𝑥144.77 = 1992.31 𝐴 𝐼𝐴𝐶𝐶 = 2.5 ∗ 1992.31 = 4980.775 𝐴

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2) ELECCIÓN DE LOS INTERRUPTORES PARA LOS GENERADORES Los criterios que se utilizan para la selección de los interruptores son los siguientes: Las Corriente Nominal del Interruptor debe ser igual o mayor que la Intensidad Nominal del Generador In = 155.8 A.

El Poder de Ruptura del Interruptor debe ser mayor que la 𝐼𝐴𝐶𝐶 = 4980.775 𝐴 Se ha escogido utilizar los Interruptores Magneto Térmicos Automáticas, MERLIN GERIN (SCHNEIDER) de la serie COMPACT los cuales vienen con su propia unidad de disparo. VER LAS SIGUIENTES CURVAS DE DISPARO DE FABRICANTE.

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Se selecciona un interruptor NS160 el cual tiene una In de 160 A, es decir mayor que la In del generador de 155.8, (para una temperatura ambiente de 40°C) Dicho interruptor tiene un poder de ruptura de 35 KA (*), es decir mayor que la IACC de 4980.775 A. NOTA IMPORTANTE: En caso de una temperatura ambiente diferente, se deberá hacer la corrección del In del interruptor, de acuerdo a lo especificado por el Catálogo del Fabricante. GEN GP1 GP2

In GEN (A) 155.82 155.82

Iacc(A) 4980.775 4980.775

Interruptor (codigo) NS 160 NS 160

In Interuuptor(A) 125-160 125-160

Poder de ruptura 35KA 35KA

A) CÁLCULO DEL TIEMPO DE DISPARO EN UN CORTO CIRCUITO: Luego se tiene que: IACC/IINTERRUPTOR = 4980.775/160 = 31.13 Con este valor, vamos a la Curva de Disparo y se tiene que: Tiempo de Disparo: 0.02 Seg.

B) COMPROBACIÓN DE LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR POR INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO: Se aplica la siguiente fórmula: 𝑆=

𝐼𝐶𝐶 1992.31 ∗ √𝑇𝑑 = ∗ √0.02 = 2.47 𝑚𝑚2 114 114

Se observa que la sección requerida es menor que las secciones antes calculadas por capacidad de corriente de 95 mm2…. Lo cual es satisfactorio…. OK.

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3) CÁLCULO DE LOS CONDUCTORES DE ALIMENTACIÓN A MOTORES

EQUIPOS DE 440 VOLT. Transformador Trifásico de 440/220 V Bomba de gobierno 1 Bomba de gobierno 2 Bomba de Transferencia de Petróleo Bomba del Separador Agua Aceite Compresor de aire 1 Compresor de aire 2 Ventilador de Sala de Máquinas 1 Ventilador de Sala de Máquinas 2 Extractor de Sala de Maquinas Bomba de Achique y C Incendio 1 Bomba de Achique y C Incendio 2 Bomba de Purificador de Petróleo Bomba de pre lubricación MP Bomba de aguas servidas Equipos de Pesca Aire acondicionado Bomba de enfriamiento Aire acondicionado

CARGA(KW)

FDP

TENSION(V)

In(A)

20 5 5 3 2 3 3 4 4 3 8 8 2 2 4 14 10 2

0.97 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.9 0.85

220 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 SUMA

54.11 7.72 7.72 4.63 2.32 4.63 4.63 6.17 6.17 4.63 12.35 12.35 3.09 3.09 6.17 21.61 14.58 3.09 179.07

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4) CALCULOS DE SELECCIÓN DE CABLES

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CONCLUSIONES



De los resultados obtenidos se usó:

Cable de 1,5 mm2 Power cable 3-core cables Cable de 2,5 mm2 Power cable 3-core cables Cable de 6,0 mm2 Power cable 3-core cables Interruptor NS160 125-160 A con poder de Ruptura de 35KA. 

Es necesario usar las curvas de disparo y los catálogos para la selección de cables, observando que los cables e interruptores seleccionados son los más óptimos y proporcionan la seguridad necesaria a la embarcación.

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ANEXOS

Ilustración 1: Catálogo FICAP para selección de cables.

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Ilustración 2: Curvas de disparo para distintas capacidades de amperaje

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