PROYECTO DE CCM

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    29-Jun-2015

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<p>INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO EXTENSIN PUERTO ORDAZ ESCUELA DE INGENIERIA ELCTRICA CTEDRA: SISTEMAS DE DISTRIBUCIN ESCUELA # 43</p> <p>Elaborado por: Joel Narvaez CI: 11.993.420 Profesor: Ral Inostroza</p> <p>Puerto Ordaz, Febrero de 2009</p> <p>INTRODUCCIN En el pasado en las industrias los cables de fuerza para un motor se llevaban lo ms cercano a el, para tener acceso de manera inmediata a su sistema de control, por lo cual se poda observar una gran cantidad de pequeos tableros (tableros de distribucin) por toda la planta. Es partir de esta necesidad de disminuir los costos y simplificar el diseo y construccin de los procesos productivos que se idearon los MCC (Centro de Control de Motores), que son tableros o armarios elctricos para el accionamiento de maquinas, en donde se concentran todos los elementos de control, medicin, indicacin y proteccin de un motor como son guarda motor o breaker, contactor, rel de sobrecarga, ampermetros y voltmetros; Estos armarios estn formados por mdulos o cajones llamados cubculos o gavetas, los cuales se designan por tamao donde se encuentran combinaciones desde el tamao 1 al tamao 6, y de acuerdo al modelo varan las unidades de altura en cada seccin. Se suele ubicar las maniobras de cada motor en un cubculo extrable, pudiendo ser maniobrados desde una botones a pie de maquina o desde un PLC o Autmata Programable que ejecuta las diferentes maniobras y genera avisos a una pantalla de una sala de control que pueden estar a gran distancia de los motores. El trabajo tiene como objetivo principal el desarrollar un proyecto de diseo de un CMM a partir de una serie de equipos y datos suministrados por el regente acadmico de la ctedra, en funcin de que el estudiante desarrolle las destrezas en el diseo, clculos y construccin de este equipo de alta importancia y alta frecuencia de utilizacin en las instalaciones industriales.</p> <p>2</p> <p>INDICE INTRODUCCIN.................................................................................................................. 2 INDICE DE TABLAS Y GRAFICAS ................................................................................... 4 MARCO TERICO ............................................................................................................... 5 Fundamentos de Tableros Elctrico ................................................................................... 5 Definicin de Trminos Bsicos......................................................................................... 7 CLCULOS Y RESULTADOS ............................................................................................ 9 Clculos .............................................................................................................................. 9 Resultados......................................................................................................................... 11 ESQUEMA DEL CCM ........................................................................................................ 12 ANLISIS ............................................................................................................................ 14 CONCLUSION .................................................................................................................... 47 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 48</p> <p>3</p> <p>INDICE DE TABLAS Y GRAFICAS Tabla 1. Clculo del ndice de cada de voltaje con base en la corriente mxima de los Pg. 10 motores Tabla 2. Resultados proyecto de distribucin elctrica de un CCM Pg. 11 Esquema del CCM Pg. 12 Diagrama unifilar del CCM Pg. 12</p> <p>4</p> <p>MARCO TERICO Fundamentos de Tableros Elctrico Centro de Control de Motores (CCM) Un centro de control de motores (CCM) es esencialmente un tablero que se usa en primer trmino para montar componentes del alimentador de los motores y de sus circuitos derivados. No necesariamente todos los componentes del control de motores deben ser instalados en el centro de control de motores, por ejemplo, la proteccin del alimentador se puede instalar en el tablero principal o bien la estacin de botones puede localizarse en algn otro lugar ms conveniente. El nmero de secciones en un centro de control de motores depende del espacio que tiene cada uno de sus componentes.</p> <p>Ventajas del Centro de Control de Motores Permite que los aparatos de control se alejen de lugares peligrosos. Permite centralizar el equipo en el lugar ms apropiado. Facilita el mantenimiento y el costo de la instalacin es menor.</p> <p>-</p> <p>Consideraciones para el diseo de un Centro de Control de Motores 1) Elaborar una tabla con los motores que estarn contenidos en el CCM, indicando lo siguiente para cada motor: Potencia en HP o KW. Voltaje de Operacin Corriente nominal a plena carga Forma de arranque (tensin a plena carga) Especificar si tiene movimiento reversible Lmparas de control e indicadoras</p> <p>5</p> <p>2) Elaborar u diagrama unifilar simplificado de las conexiones de los motores indicando la informacin principal referente a cada uno. 3) Tomando como referencia los tamaos normalizados para centros de control de motores, se puede hacer un arreglo preliminar de la disposicin de sus componentes, de acuerdo con el diagrama unifilar, y considerando ampliaciones futuras.</p> <p>Especificaciones principales de un Centro de Control de Motores</p> <p>Caractersticas del gabinete y dimensiones principales Generalmente son del tipo auto soportado de frente muerto para montaje en piso con puertas al frente para permitir el acceso rpido.</p> <p>Arrancadores Por lo general son del tipo magntico, con control remoto y/o local por medio de botones y elementos trmicos para proteccin de los motores.</p> <p>Interruptores Por lo general son del tipo termomagntico en caja moldeada de plstico con operacin manual y disparo automtico y que pueden ser accionados exteriormente por medio de palancas. Frecuentemente se instala para cada motor la combinacin interruptor-arrancador.</p> <p>Barras de Conexiones Cada centro de control de motores tiene sus barras de alimentacin que son normalmente de cobre electroltico. Estas barras se encuentran en la parte superior y las conexiones hacia la parte inferior.</p> <p>6</p> <p>Definicin de Trminos Bsicos Alimentador: Todos los conductores de un circuito entre el equipo de acometida o la fuente de suministro de un sistema derivado separadamente y el ltimo dispositivo contra sobrecorriente del circuito ramal.</p> <p>Tablero: Un panel o grupo de paneles individuales diseados para constituir un solo panel; incluye barras, dispositivos automticos de proteccin contra sobrecorriente y puede tener o no switches para controlar los circuitos de fuerza, iluminacin o calefaccin y est diseado para instalarse dentro de una caja o gabinete embutido o adosado a una pared o tabique y ser accesible slo por el frente (Vase Cuadro de distribucin).</p> <p>Cuadro de distribucin: Un panel sencillo, armazn o conjunto de paneles, en donde estn instalados switches, dispositivos de proteccin contra sobrecorriente y otras protecciones, barras y generalmente instrumentos, ya sean en el frente, detrs o en ambas partes. Los cuadros de distribucin normalmente son accesibles por el frente y por atrs.</p> <p>Interruptor automtico: Dispositivo proyectado para que abra y cierre un circuito de manera no automtica y para que abra el circuito automticamente cuando se produzca una sobrecorriente predeterminada sin daos para el mismo cuando se aplique adecuadamente dentro de sus valores nominales.</p> <p>Carga continua: Carga cuya corriente mxima se prev que se mantiene durante tres horas o ms.</p> <p>7</p> <p>Fusible: Dispositivo, constituido por un filamento o lmina de un metal o aleacin de bajo punto de fusin que se intercala en un punto determinado de una instalacin elctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalacin con el consiguiente riesgo de incendio o destruccin de otros elementos.</p> <p>Acometida: Conductores y equipos para dar energa desde un sistema de suministro elctrico, al sistema de alambrado de una edificacin, o propiedad servida.</p> <p>Circuito ramal: Los conductores del circuito entre el ltimo dispositivo contra sobrecorriente que protege el circuito y la(s) salida(s).</p> <p>Conductor de puesta a tierra: Un conductor que se usa para conectar un equipo o el circuito puesto a tierra de un sistema de alambrado a uno o varios electrodos de puesta a tierra.</p> <p>Conductor neutro: El conductor que se usa para conectar las partes metlicas de equipos que no transportan corriente, las canalizaciones u otras cubiertas, al conductor puesto a tierra del sistema, al conductor del electrodo de puesta a tierra, o ambos; en el equipo de acometida o en la fuente de un sistema derivado separadamente.</p> <p>Factor de servicio: Cualidad que le permite al motor ser sobrecargado por encima de su potencia nominal.</p> <p>8</p> <p>Sobrecorriente: Cualquier valor de corriente, sobre la corriente nominal del equipo, o sobre la capacidad de corriente de un conductor. La sobrecorriente puede ser originada por una sobrecarga (vase definicin), un cortocircuito o una falla a tierra.</p> <p>CLCULOS Y RESULTADOS Clculos - Para el clculo del ndice de Cada de Voltaje (ICV): ICV = (A*D*3,281) / (3% * V) Con el ICV calculado obtenemos el nmero de conductor. - Para el clculo de la corriente mxima de operacin (A): A = Inom * f.s. - Para el clculo del breaker tomamos en cuenta la corriente nominal, la corriente de arranque y A (I nom * F.s) - Cuando no tengamos la Inom la podemos calcular de la siguiente forma: Inom: 1000 * KVA / 3 Volt - Para hallar el tamao del contactor se toma en cuenta la Inom del motor por el factor de servicio. - Para breaker tomamos en cuenta la corriente de arranque que la obtenemos con la corriente nominal * 6, (se determin que la corriente de arranque es 6 veces la corriente nominal por tal motivo se multiplica por 6). - Para establecer el trmico se toma en cuenta el nmero de contactor para hallar la tabla y A (Inom * F.s) que debe estar entre los trminos min. y mx. de full load.</p> <p>9</p> <p>Tabla 1. Clculo del ndice de Cada de Voltaje con base en la corriente mxima de los motoresTabla 1. Clculo del Indice de Caida de Voltaje con base en la corriente mximas de los motores full load distance hp ampere mtrs motor n kva volt f.s %ICV A M1 71 1,15 150 29,12 81,65 460 60 M2 0,58 1,15 100 0,16 0,67 460 25 M3 37 1,1 150 14,51 40,70 460 30 M4 180 1,15 60 29,53 207,00 460 150 M5 11 1,15 135 4,06 12,65 460 7,5 M6 65 1,1 150 25,50 71,50 460 50 M7 3,8 1,15 400 4,16 4,37 460 3 M8 34 1,15 175 16,27 39,10 460 25 M9 1 1 200 0,48 1,00 460 5 M10 27 1,15 75 5,54 31,05 460 20 M11 25 KVA 460 /120 31,38 1 135 10,07 31,38 M12 75 KVA 460 /120 94,13 1 200 44,76 94,13 M13 393 1,15 500 537,26 451,95 460 350 M14 274 1,15 400 299,66 315,10 460 250 M15 113 1,15 190 58,70 129,95 460 100 M16 113 1,15 350 108,14 129,95 460 100 M17 37 1,1 350 33,87 40,70 460 30 M18 37 1,1 600 58,06 40,70 460 30 M19 180 1,15 75 36,91 207,00 460 150 M20 11 1,15 220 6,62 12,65 460 7.5 M21 37 KVA 460 /120 46,44 1 75 8,28 46,44 M22 37 KVA 460 /120 46,94 1 90 10,04 46,94 M23 37 KVA 460 /120 46,44 1 165 18,22 46,44 M24 25 KVA 460 /120 31,38 1 180 13,43 31,38 M25 25 KVA 460 /120 31,38 1 450 33,57 31,38 M26 25 KVA 460 /120 31,38 1 180 13,43 31,38 M27 393 1,15 225 241,77 451,95 460 350 M28 274 1,15 230 172,31 315,10 460 250 M29 274 1,15 200 149,83 315,10 460 250 M30 12,6 1,1 300 9,89 13,86 460 10 M31 113 1,15 400 123,58 129,95 460 100 M32 0,58 1,15 150 0,24 0,67 460 25 M33 37 1,1 175 16,93 40,70 460 30 M34 180 1,15 225 110,73 207,00 460 150 M35 11 1,15 260 7,82 12,65 460 7,5 M36 65 1,1 280 47,60 71,50 460 50 M37 3,8 1,15 310 3,22 4,37 460 3 M38 460 1,2 1,15 90 0,30 1,38 75 M39 460 46 1,15 170 21,38 52,90 40 M40 25 KVA 460 /120 31,38 1 270 20,14 31,38</p> <p>10</p> <p>Resultados Tabla 2. Resultados Proyecto de Distribucin Elctrica de un CCMTabla N 2 RESULTADOS PROYECTO DE DISTRIBUCIN CONSTRUCCIN DE CENTRO DE CONTROL DE MOTORES unit full load distance rating overload size hp mtrs breaker heater stater motor n type kva volt ampere frame f.s M1 FVNR 60 71 364T 1,15 150 HMCP100R3C E 96 3 460 M2 FVNR 25 0,58 O63 1,15 100 HMCP003A0C E 14 1 460 M3 FVNR 30 37 286T 1,1 150 HMCP050K2C E 74 2 460 M4 FVNR 150 180 445T 1,15 60 HMCP250L5C E 39 5 460 M5 FVNR 7,5 11 213T 1,15 135 HMCP030H1C E 57 1 460 M6 FVNR 50 65 326T 1,1 150 HMCP100R3C E 80 3 460 M7 FVNR 3,8 182TC 1,15 400 HMCP007C0C E 44 1 3 460 M8 FVR 34 160L 1,15 175 HMCP050K2C E 74 2 25 460 M9 FVR 1 1 200 HMCP003A0C E 23 2 5 460 M10 FVR 27 256T 1,15 75 HMCP050K2C E 72 2 20 460 M11 FCB 25 KVA 460 /120 31,38 1 135 HMCP050K2C X X M12 FCB 75 KVA 460 /120 94,13 1 200 HMCP150T4C X X M13 FVNR 350 393 TE586 1,15 500 HMCP600L6C E 41 6 460 M14 FVNR 250 274 449TS 1,15 400 HMCP400R5C E 36 6 460 M15 FVNR 100 113 405T 1,15 190 HMCP150T4C E 104 4 460 M16 FVNR 100 113 405T 1,15 350 HMCP150T4C E 104 4 460 M17 FVNR 30 37 286T 1,1 350 HMCP050K2C E 76 2 460 M18 FVNR 30 37 286T 1,1 600 HMCP050K2C E 76 2 460 M19 FVNR 150 180 445T 1,15 75 HMCP250K5C E 39 5 460 M20 FVNR 7.5 11 213T 1,15 220 HMCP015E0C E 57 1 460 M21 FCB 37 KVA 460 /120 46,44 1 75 HMCP070M2C X X M22 FCB 37 KVA 460 /120 46,94 1 90 HMCP070M2C X X M23 FCB 37 KVA 460 /120 46,44 1 165 HMCP070M2C X X M24 FCB 25 KVA 460 /120 31,38 1 180 HMCP050K2C X X M25 FCB 25 KVA 460 /120 31,38 1 450 HMCP050K2C X X M26 FCB 25 KVA 460 /120 31,38 1 180 HMCP050K2C X X M27 FVNR 350 393 TE586 1,15 225 HMCP600L6C E 41 6 460 M28 FVNR 250 274 449TS 1,15 230 HMCP400R5C E 36 6 460 M29 FVNR 250 274 449TS 1,15 200 HMCP400R5C E 41 6 460 M30 FVR 12,6 215T 1,1 300 HMCP030H1C E 60 1 460 10 M31 FVNR 100 113 405T 1,15 400 HMCP150T4C E 104 4 460 M32 FVNR 25 0,58 O63 1,15 150 HMCP003A0C E 14 1 460 M33 FVNR 30 37 286T 1,1 175 HMCP050K2C E 57 3 460 M34 FVNR 150 180 445T 1,15 225 HMCP250L5C E 39 5 460 M35 FVNR 7,5 11 213T 1,15 260 HMCP030H1C E 57 1 460 M36 FVNR 50 65 326T 1,1 280 HMCP100R3C E 80 3 460 M37 FVNR 3,8 182TC 1,15 310 HMCP007C0C E 44 1 460 3 M38 FVNR 75 1,2 E.F 1,15 90 HMCP003A0C E 27 1 460 M39 FVNR 40 46 324T 1,15 170 HMCP050K2C E 76 3 460 M40 FCB 25 KVA 460 /120 31,38 1 270 HMCP050K2C X X</p> <p>number cable 1X(3C+1T)2 AWG 1X(3C+1T)3 AWG 1X(3C+1T)4 AWG 1X(3C+1T)3/0 AWG 1X(3C+1T)8 AWG 1X(3C+1T)2 AWG 1X(3C+1T)8 AWG 1X(3C+1T)4 AWG 1X(3C+1T)12 AWG 1X(3C+1T)8 AWG 1X(3C+1T)4 AWG 1X(3C+1T)2/0 AWG 7X(3C+1T)4/0 AWG 4X(3C+1T)4/0 AWG 1X(3C+1T)3/0 AWG 2X(3C+1T)3/0 AWG 1X(3C+1T)2/0 AWG 1X(3C+1T)3/0 AWG 1X(3C+1T)2/0 AWG 1X(3C+1T)6 AWG 1X(3C+1T)4 AWG 1X(3C+1T)4 AWG 1X(3C+1T)2 AWG 1X(3C+1T)2 AWG 1X(3C+1T)2 AWG 1X(3C+1T)2 AWG 2X(3C+1T)4/0 AWG 2X(3C+1T)4/0 AWG 2X(3C+1T)4/0 AWG 1X(3C+1T)4 AWG 2X(3C+1T)3/0 AWG 1X(3C+1T)12 AWG 1X(3C+1T)2 AWG 2X(3C+1T)3/0 AWG 1X(3C+1T)6 AWG 1X(3C+1T)2/0 AWG 1X(3C+1T)8 AWG 1X(3C+1T)12 AWG 1X(3C+1T)1/0 AWG 1X(3C+1T)1/0 AWG</p> <p>mcc unit n 3 1 2 5 1 3 1 4 2 4 X X 6 6 4 4 2 2...</p>