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Tema 18

Caso de estudio 2: Dimensionamiento de un sistema de 2F-2H

Introducción 

En el segundo caso de estudio se aborda el dimensionamiento de un conductor eléctrico en presencia de pequeñas cargas distribuidas. Utilizando el paquete ElectricalWireSizes, se procede a seleccionar el conductor y su protección para un circuito derivado monofásico de 2F-2H. Además, se propone el conductor de puesta a tierra de acuerdo con la Tabla 250-122 de la NOM-001-SEDE-2012. Al finalizar, se da a conocer una retroalimentación que invita a reflexionar sobre el dimensionamiento de conductores eléctricos en situaciones con cargas distribuidas y puntuales.

Caso de estudio, grupo de receptáculos

Se requiere la instalación de un conjunto de 7 contactos, cada uno con una capacidad de 360 VA y un factor de potencia de 0.9 en atraso, funcionando a una tensión de 220 V. Estos receptáculos se conectarán en paralelo y se distribuirán a lo largo de los pasillos de las oficinas disponibles en un corporativo situado en la Ciudad de México. La distancia entre cada contacto será de 5 metros, como se indica en la Figura 18-1.

El sistema eléctrico necesario es de dos fases dos hilos (2F-2H) para este conjunto de receptáculos, y debe cablearse con conductores de cobre. Además, es crucial considerar una distancia adicional de 7 metros desde el centro de carga hasta el primer contacto, lo que influirá en el dimensionamiento de los conductores.

Es fundamental tener en cuenta que estos receptáculos no están destinados para un uso continuo. Se recomienda consultar la Figura 18-1 para obtener más detalles sobre la disposición y el diseño específico.

Circuito derivado para circuito de receptáculos
Figura 18-1 Circuito derivado para circuito de receptáculos

Procedimiento

Los pasos presentados en las siguientes pestañas serán útiles para dimensionar el conductor en este caso de estudio. Puedes emplear la consola o terminal, como el IDLE de Python, para obtener la solución. Al final, se proporcionará una breve retroalimentación.

Paso No.1

1. Administre la información proporcionada.

  • 7 receptáculos de 360VA con factor de potencia de 0.9 en atraso.
  • Distancia entre receptáculos de 10 metros.
  • Distancia entre el centro de carga y el primer receptáculo de 7 metros.
  • Temperatura ambiente de la Ciudad de México 27 °C, véase la Figura 8-1.
  • La tubería conduit propuesta es metálica (aluminio o acero).
  • El circuito derivado es de 2F-2H con tensión de fase de 220V.
  • Conductor de material cobre.

Paso No.2

2. Adecuar la situación al modelo de dimensionamiento

Dado que se trata de una carga distribuida, es esencial dimensionar la carga tanto para cada punto de carga como para un punto específico. Por lo tanto, se recomienda consultar ambas opciones para determinar cuál es la más viable en cada caso.

Se tienen dos opciones para realizar el dimensionamiento:

  • Calcular un promedio de la distancia en el punto de carga máximo.
  • Seleccionar un conductor utilizando el módulo de cargas distribuidas (redbtcu).

Para este caso de estudio, se utilizará un punto específico donde se experimente la máxima carga, y al final se verificará el resultado con el módulo redbtcu.

Paso No.3

3. Cálculo de la corriente nominal

El cálculo de la corriente nominal se realiza de la siguiente manera:

I = \frac{S}{V}=\frac{\left ( 7 \right )360 V\!A}{220V} =11.45A

Al importa el módulo dbc, se accede a la base de datos de conductores de cobre.

Consulta de la base de datos mediante consola, módulo dbc
Figura 18-2 Consulta de la base de datos mediante consola, módulo dbc

Las instrucciones de la Figura 18-2 se presentan en el siguiente bloque de código:

from electricalwiresizes import dbc
dbc(1)

Paso No.4

4. Dimensionamiento del conductor

La distancia promedio del grupo de conductores se calcula de la siguiente manera: 

L = \frac{6\left ( 10m \right )}{2}+7m= 37m

Importando del módulo mbtcu e ingresando la información seleccionada, se tiene el bloque de instrucciones siguiente:

from electricalwiresizes import mbtcu
mbtcu(220,380,11.45,1,37,1.0,3,27,3,1,0.9,1,1.0,60,1.25,1.00)

Al teclear las instrucciones en el IDLE, se determina que el conductor de material cobre adecuado para el grupo de contactos debe ser del calibre #12 AWG. Puedes consultar la Figura 18-3 para más detalle

Dimensionamiento de conductores para grupo de receptáculos
Figura 18-3 Dimensionamiento de conductores para grupo de receptáculos

El calibre #12 AWG tiene una pérdida de tensión de 1.959% y una ampacidad de 20.98A, como se indica en la Figura 18-3. Por lo tanto, el conductor es adecuado para el grupo de contactos, siempre y cuando la carga no sea de uso continuo o dedicada.

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