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¿Cómo calcular el tamaño del cable para motores LT y HT?
Elegir el tamaño de cable adecuado para su motor es un parámetro importante para la industria, ya sea durante la instalación y puesta en marcha o en servicio. Este es un aspecto muy importante para la seguridad, minimizando costos y reduciendo pérdidas no deseadas. Los cables que son demasiado pequeños pueden quemarse durante el funcionamiento del motor, lo que representa un riesgo de pérdida de vidas, maquinaria, infraestructura, costos de producción y reemplazo.
Los conductores sobredimensionados se utilizan no solo para cables de larga distancia, sino también para los materiales de terminación de cables que se utilizan con ellos: orejetas, prensaestopas, kits de empalme (en caso de fallas futuras) y bandejas de cables sobredimensionadas, que también incurren en costos innecesarios. El costo de mano de obra para instalar los cables de gran tamaño también es mayor en comparación con los respectivos cables de tamaño pequeño. Teniendo en cuenta todos estos puntos importantes, Cálculo de tamaños de cable adecuados para motores.
Antes de entrar en detalles, La principal diferencia entre los motores LT y HT.
¿Cuál es la diferencia entre los motores LT y HT?
Ahora, al igual que las palabras LT (baja tensión o bajo voltaje) y HT (alta tensión o alto voltaje), o torque bajo y torque alto, cada una cuenta la historia completa.
También depende de la disponibilidad de tensión de alimentación. En otras palabras, en los EE.UU. y la UE,
Serie de motores LT = 230V – 415V
Serie de motores HT = 3,3 kV, 6,6 kV – 11 kV
teniendo en cuenta que motor LT necesidad más actualizado que Motor AT.
Otras regiones clasificaron motores LT por debajo de 1 kV y motores HT por encima de 1 kV.
Ahora tenemos que discutir el tema principal. ¿Cómo calcular el tamaño del cable del motor?
Cálculo del tamaño del cable del motor de 125 Kw LT
Motor KW=125
Pf = 0,8, Eficiencia = 94%
Voltaje del sistema, V1 = 415
Longitud del cable = 200 m
Corriente de carga = P / (1.732 x V x Pf x Eff) —> (P = √3 x Vx I porqueΦ = para circuitos trifásicos)
= 125000 / (1,732 x 415 x 0,8 x 0,94)
～230A
Esta es la corriente a plena carga requerida por el cable en condiciones ideales. Sin embargo, en situaciones prácticas, hay varios factores de reducción de potencia que deben tenerse en cuenta.
Los valores nominales de corriente dados para los cables están definidos para una temperatura ambiente de 40*C. A temperaturas ambiente más altas, la ampacidad del cable se reduce.
Supongamos que los cables se colocan por aire en una bandeja portacables.
| Temperatura (grados) | 20° | 25° | 30° | 35° | 40° | 45° | 50° | 55° | |
| PVC normal | 1.32 | 1.25 | 1.16 | 1.09 | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.80 | |
| factor de reducción | PVC HR | 1.22 | 1.17 | 1.12 | 1.06 | 1.00 | 0.94 | 0.87 | 0.80 |
| XLPE | 1.20 | 1.16 | 1.11 | 1.06 | 1.00 | 0,95 | 0.88 | 0.82 | |
Factor de calificación relacionado con la variación de la temperatura ambiente
factor de corrección de temperatura, K1 Cable en aire = 0,88 (50* para temperatura ambiente y cable XLPE)
El agrupamiento de cables también reduce la ampacidad de los cables. Cuando junta un montón de cables, todo se calienta. El calor no se disipa correctamente, por lo que el propio cable y sus contactos se calientan. Esto aumentará aún más la temperatura. Por lo tanto, la ampacidad del cable debe reducirse según el factor de agrupación.
Considere el peor de los casos, 3 bandejas paralelas entre sí, cada una tocando 9 cables.
| Número de bastidores | Cables por rack | Cables por rack | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 6 | 9 | 1 | 2 | 3 | 6 | 9 | |
| 1 | 1.00 | 0.98 | 0,96 | 0,93 | 0,92 | 1.00 | 0.84 | 0.80 | 0.75 | 0.73 |
| 2 | 1.00 | 0,95 | 0,93 | 0.90 | 0.89 | 1.00 | 0.80 | 0.76 | 0.71 | 0,69 |
| 3 | 1.00 | 0.94 | 0,92 | 0.89 | 0.88 | 1.00 | 0.78 | 0.74 | 0.70 | 0,68 |
| 6 | 1.00 | 0,93 | 0.90 | 0.87 | 0.86 | 1.00 | 0.76 | 0.72 | 0,65 | 0,66 |
Tabla: Factores de agrupación de cables (número de factores de bandeja), K2 = 0,68 (para 3 bandejas de 9 cables cada una)
factor de reducción total = k1 k de X2
= 0,88 x 0,68 = 0,5984
Elija cable blindado para 1,1 KV, 3 núcleos, 240 mm2, aluminio, XLPE, alambre sólido
Click para agrandar tabla
1,1 KV, 3 núcleos, conductor de aluminio/cobre, aislado XLPE, cable blindado Detalles técnicos
La ampacidad del cable de aluminio blindado XLPE de 240 mm2 en el aire es de 402 amperios.
Corriente de reducción total para cable de 240 mm2 = 402 x 0,5984 = 240,55 amperios
Resistencia = 0,162 Ω/Km y
Reactancia = 0,072 Ω/Km
| Caída de voltaje estimada de cables de aluminio PVC/XLPE para sistemas de CA | ||||
| (caída de tensión – voltios/kilo/amperio) | ||||
| Área Nominal del Conductor (Sq. mm) | cable de pvc | Cable XLPE | ||
| Fase única | 3 fases | soltero paso | tres sistema | |
| 1.5 | 43.44 | 37.62 | 46.34 | 40.13 |
| 2.5 | 29.04 | 25.15 | 30.98 | 26.83 |
| cuatro | 17.78 | 15.40 | 18.98 | 16.44 |
| 6 | 11.06 | 9.58 | 11.80 | 10.22 |
| Diez | 7.40 | 6.41 | 7.88 | 6.82 |
| dieciséis | 4.58 | 3.97 | 4.90 | 4.24 |
| Veinticinco | 2.89 | 2.50 | 3.08 | 2.67 |
| 35 | 2.10 | 1.80 | 2.23 | 1.94 |
| 50 | 1.55 | 1.30 | 1,65 | 1.44 |
| 70 | 1.10 | 0.94 | 1.15 | 1.00 |
| 95 | 0.79 | 0,68 | 0.83 | 0.70 |
| 120 | 0,63 | 0,55 | 0,66 | 0,56 |
| 150 | 0.52 | 0.46 | 0,55 | 0.48 |
| 185 | 0.42 | 0.37 | 0.44 | 0.40 |
| 240 | 0.34 | 0.30 | 0.35 | 0.30 |
| 300 | 0.28 | 0.26 | 0.30 | 0.26 |
| 400 | 0.24 | 0.22 | 0.24 | 0.22 |
| 500 | 0.23 | 0.20 | 0.23 | 0.20 |
| 630 | 0.20 | 0.18 | 0.21 | 0.18 |
| 800 | 0.19 | – | 0.20 | – |
| 1000 | 0.18 | – | 0.18 | – |
Caída de tensión, V2 = 0,3 voltios/km/amperio (según el folleto de Havel)
= 0,3 × 230 × (200/1000)
= 13V
Voltaje terminal del motor, V2 = 415-13 = 402V
% caída = (V2 –V1) / (V1)
= (415 – 402) × 100 / (415)
= 3,13%
Para determinar el cable de 240 mm2, debe verificar los criterios de selección del cable
- Amperios de reducción de potencia del cable (240,55 amperios) superiores a la corriente de carga completa (230 amperios) = OK
- Caída de tensión del cable (3,13 %) inferior a la caída de tensión definida (10 %) = OK
- La capacidad de cortocircuito del cable (22,56 KA) es superior a la capacidad de cortocircuito del sistema actual (X KA) = OK
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Un cable de 240 mm2 cumple los tres criterios y Por lo tanto, se recomienda utilizar un cable de 240 mm2 de 3 hilos.
Cálculo del tamaño del cable para motor HT de 350 KW
Para los sistemas de LV, los cables se pueden seleccionar en función de su ampacidad y caída de voltaje, pero para los sistemas de MV/HV, la capacidad de cortocircuito del cable es el determinante clave. Por lo tanto, para los motores HT, la capacidad de cortocircuito del cable por sí sola es suficiente para determinar el tamaño del cable, ya que los dos parámetros restantes siguen automáticamente.
Considere el siguiente ejemplo:
Motor KW=350
Pf = 0,8, Eficiencia = 94%
Voltaje del sistema, V1 = 6.6KV
Longitud del cable = 200 m
Corriente de carga = P / (1.732 x V x Pf x Eff)
= 350000 / (1,732 x 6600 x 0,8 x 0,94)
= 41A
Suponga un nivel de cortocircuito/nivel de falla, I, para el sistema HT.muerte (duración t=1 seg) = 26,2 KA
Cable aislado XLPE con conductores de aluminio = 
= 278,72 milímetros cuadrados
Por lo tanto, el tamaño superior más cercano 300 milímetros cuadrados es necesario.
También en la siguiente tabla puede ver que la capacidad de cortocircuito del cable de 300 mm2 es de 28 KA, que está por encima de nuestro nivel de falla.
Haga clic en la imagen para ampliar
(6.6KV sin conexión a tierra / 11KV con conexión a tierra)
Detalles técnicos de 6,6 KV, 3 núcleos, conductor de aluminio/cobre, cable blindado con aislamiento XLPE
Puede ver que esto también satisface automáticamente las otras dos condiciones.
Elija 6,6 KV, 3 núcleos, 300 mm2, aluminio, XLPE, cable blindado para tendido único
factor de corrección de temperatura, K1 Cable en aire = 0,88 (50* para temperatura ambiente y cable XLPE)
Factor de agrupación de cables (factor de número de bandeja), K2 = 0,68 (para 3 bandejas de 9 cables cada una)
factor de reducción total = k1 k de X2 = 0,88 × 0,68 = 0,5984
Un cable de aluminio blindado XLPE de 300 mm2 en el aire tiene una ampacidad de 450 amperios.
Corriente de reducción total para cable de 300 mm2 = 450 × 0,5984 = 269,28 amperios
Resistencia = 0,130 Ω/Km y
Reactancia = 0,0999 Ω/Km
Caída de tensión = 0,26 voltios / km / amperios (según el folleto de Havel)
= 0,26 x 200 x 41/1000
= 2.132V
Voltaje terminal del motor, V2 = 6600 – 2,132 = 6597,868V
% caída = (V1 –V2) / (V1)
= (6600 – 6597,8) × 100 / (6600)
= 0.032%
Para decidir el cable de 300 mm2, es necesario verificar las condiciones de selección del cable.
- Amplificador de reducción de potencia por cable (269.28 Amplificador) es la corriente a plena carga de la carga (41 amperios) = Bien
- Caída de tensión del cable (0.032%) es la caída de tensión definida (Cinco%) = Bien
- Capacidad de cortocircuito del cable (28.20 KA) es la capacidad de cortocircuito del sistema actual (26.2KA) = Bien
El cable de 300 mm2 cumple las tres condicionesPor lo tanto, recomendamos utilizar un cable de 3 hilos de 300 mm2.
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