06 problemas de aplicacion 01022015

CORTO CIRCUITO SEGUN VDE 102 – 1 – 2
PROBLEMAS DE APLICACION MSC. ING. HUBER MURILLO MANRIQUE Página 1
PROBLEMAS DE APLICACIÓN
PROBLEMA N° 1.- En el siguiente esquema se muestra:
 Un sistema eléctrico de MEDIA TENSION ( PMI – SE ).
 Tablero general.
 Cargas en baja tensión.
En estas condiciones se le solicita:
1. Haga el cuadro de cargas y calcule la MD según VDE.
2. Con un factor de ampliación de 25%, dimensione y seleccione el transformador y presente sus
características de funcionamiento y electromecánicas.
3. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en los puntos A y B.
4. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en el punto C.
5. Dimensione y seleccione el cable óptimo de M.T.
6. Dimensione y seleccione los ITM1, al 7.
7. Si el tablero del Motor asíncrono trifásico (carga 3) se halla a 156 metros de la barra C. Hallar
los cables alimentadores tipo NYY triple. Utilice únicamente cables de NYY triple de 240 mm²
con DV = 2.5%. Ducto PVC SAP.
8. Hacer la compensación localizada del Motor asíncrono trifásico (carga 3).
9. Hacer la compensación automatizada de la barra C.
10 Hacer los detalles de ingeniería del bando localizado y automatizado respectivamente.
M
3
M
3
M
3
M
3
µZ = 5.5%
µR = 0.55%
ITM1
KWH
KVARH
PM710
22.9 kV (INSTALACIÓN SUBTERRANEA) LONGITUD 1550 m.
0.44 KV, 60 HZ
TRAFOS DE
……………….
CELDA
LLEGADA
PMI
MOTOR ASINCRONO
TRIFASICO 380 KW,
FP=0.79 EF=0.90
550 KW
FP=0.85
157 KW FP=0.9
220 VOLT, 60HZ
SERV. AUXIL.
Scc = 455 MVA
tsv = 0.02 seg.
A
B
ITM2 ITM3 ITM4 ITM5
CONDOMINIO
RRESIDENCIAL
420 KW
220 VOLTIOS
60 HZ FP=0.85
ITM7
NYY
TRIPLEL= 156m
M
3135 KW FP=0.9
380 VOLT, 60HZ
DATA CENTER
C
ITM6
S.E
T.G.

SOLUCION:
1.- Haga el cuadro de cargas y calcule la MD, según VDE.
El transformador deberá ser de 2000 KVA, cuyas característas se dan en 2.
Potencia contratada = Factor de simultanedad x Potencia instalada
0.60 x 1684 = 1010 KW
Luego la potencia contratada será de 1000 KW, 22.9 KV, 60 Hz, Tarifa MT4.
2.- Con un factor de ampliación de 15%, dimensione y seleccione el transformador y presente
sus características de funcionamiento y electromecánicas.
CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR
1 Potencia nominal 2000 KVA
2 Norma de fabricación ITINTEC 370,002 – PUB IEC-76
3 Frecuencia 60 Hz
4 Tensión nominal primaria 10/22.9 KV.
5 Tensión nominal secundaria 0.46 KV
6 Corriente primaria 115 / 50.42 A
7 Corriente secundaria
8 Tensión de corto circuito
9 Pérdidas en vacío
10 Corriente de vacío
11 Pérdidas en corto circuito
12 Resistencia del primario
13 Resistencia del secundario
14 Tensión inducida 180Hz 920 voltios - 40 seg.
15 Tensión aplicada AT y Tierra 28 KV - 01 minuto
16 Tensión aplicada BT y Tierra 3 KV - 01 minuto
17 Número de fases 03
18 Factor de potencia 0.8 Inductivo
Pinst. F.D MD
KW KW
1 CONDOMINIO 420 0.8 336
2 MOTOR ASINC. 380 KW 422 0.8 337.6
3 CCM 550 0.8 440
4 SERV. AUXILIARES 157 0.8 125.6
5 DATA CENTER 135 1 135
TOTAL KW 1684 1374
1.15
0.8
1975
POTENCIA TRANSFORMADOR KVA 2000
FACTOR DE AMPLIACION
POTENCIA TRANSFORM. CALCUL. KVA
FACTOR DE POTENCIA
CUADRO DE CARGAS
DESCRIPCION GENERALITEM
DENOMINACION PROMEDIO
DOMICILIARIO 0.3
RESIDENCIAL 0.4
INDUSTRIAL LIVIANO 0.55
INDUSTRIAL PESADO 0.7
INTERVALO
0.25 -- 0.35
0.35 -- 0.5
0.50 - 0.6
0.60 - 0.80
FACTORES DE CARGA NORMALIZADOS

CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS
1 Tipo de transformador En baño de aceite
2 Tipo enfriamiento Natural
3 Altura máxima de trabajo 1 000 m.s.n.m.
4 Regulación 10 ± 2 x 2,5% Vn KV
6 Grupo de conexión Dyn5 Para 10 KV
7 Grupo de conexión YNyn6 Para 22.9 KV
8 Numero de bornes M.T. 04
9 Numero de bornes BT 03
10 Placa de características Normalizada
11 Conmutador de tomas En lado de MT
12 Conservador de aceite En la izquierda parte tracera
13 Indicador del nivel de aceite Con indicador visible
14 Tapón de llenado del aceite Sobre el tanque conservador
15 Grifo de vaciado y toma muestras de aceite En la parte baja inferiro del tanque
16 Pozo termométrico con contactos alarma Ubicados en el interior del tanque
17 Termómetro con contactos de alarma En la parte superior visible
18 Orejas de izamiento En la tapa superior del tanque
19 Pernos para puesta a tierra del tanque En el puente base de trafo
20 Ruedas bidireccionales 04 para desplazamiento
21 El nivel de PCB en el aceite Será menor a 2 p.p.m
22 Protección Buchold Por ser de potencia
3. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en los puntos A y B.
ICCA =
455
√3x22.9
= 11.47 KA
CONDICION : Icc cable ≥ 1.5 x IccA Icc cable = 1.5 x 11.47 = 17.21 KA
𝑆𝑐𝑢 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = √ 𝐼𝑐𝑐² 𝑥
𝑡
𝑘²
𝑆𝑐𝑢 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = √17210² 𝑥
0.02
20446
= 17.02 𝑚𝑚²
Vamos al catálogo de INDECO y encontramos la sección mínima es de 50 mm².
A) = 3 Cables Unipolares en formación unipolar, tendidos paralelos con una separación
mayor ó igual a 7 cm.
S = 455 MVA para 22.9 KV
TABLA N° 1.- CARACTERÍSTICAS CABLE N2XSY UNIPOLAR 18/30 KV
SECCIÓN
NOMINAL
DIÁMETROS
PESO
RESISTENCIA
AC (A)
REACTANCIA
(A)
AMPACIDAD
ENTERRADOCONDUCTOR EXTERIOR
mm
2
mm mm Kgr/Km OHM/Km OHM/Km AMPERIOS (Icat)
50 8.7 31.9 1351 0.494 0.2761 250

FUENTE Q
𝑍 𝑄
II
=
1.1 𝑥 22.9²
455
= 1.2678 Ω , 𝑅 𝑄 = 0.1 𝑋 𝑄
II
, 𝑍 𝑄
II
= √0.1 𝑋 𝑄
II2
+ 𝑋 𝑄
II2
= 1.005 𝑋 𝑄
II
𝑋 𝑄
II
=
1.2678
1.005
= 1.2615 Ω
𝑍 𝑄
II
= 0.12615 + 𝐽1.2615 = 1.2678 𝐿 84.29° Ω a 22.9 KV
𝑍 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 = 1.55(0.494 + 𝑗0.2761) = 0.7657 + 𝑗0.428
𝑧 𝐵 = 0.8919 + 𝑗1.6895 = 1.9105 ∟ 62.170
𝐼𝐶𝐶𝐵 =
22.9
√3𝑥1.9105
= 6.92 𝐾𝐴 Según VDE 0102 – Parte 1 – Metodología UTILIZADA
Icc B calculado <<< Icc cable LUEGO SI CUMPLE.
4.- Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en el punto C.
Cálculo de la impedancia subtransitoria del transformador.-
1.- Calcular la impedancia del transformador en el lado de MT.
2.- Sumar a la impedancia ZB que también está en MT.
3.- Reflejar esta impedancia al lado de baja tensión de 440 Voltios.
𝑧 𝐵 = 0.8919 + 𝑗1.6895 = 1.9105 ∟ 62.170
µ 𝑋 = √5.52 − 0.552 = 5.4724 % , 𝑋 𝑇 = 0.054724 𝑝. 𝑢 𝑦 𝑅 𝑇 = 0.0055 𝑝. 𝑢
𝑍 𝑇 = 0.0055 + 𝑗 0.054724 𝑝. 𝑢
𝑍𝑇 = (0.0055 + 𝑗 0.054724) (
22.92
2.0
) = 1.4421 + 𝑗 14.3489 Ω
Ztotal C = ZG + ZL + ZT = 2.334 + j 16.0384  = 16.2073 L 81.72 Ω
Esta impedancia se halla en 22.9 KV luego debemos reflejarlo a 440 Voltios.
𝑍𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐶 = 16.2073 (
0.442
22.9²
) = 0.0059834 Ω 𝑒𝑛 440 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑖𝑜𝑠
𝐼𝑐𝑐 𝐶 = (
440
1.7321 𝑥 0.0059834
) = 42.46 𝐾𝐴 𝑒𝑛 440 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑖𝑜𝑠
5.- Dimensione y seleccione el cable óptimo de M.T.
Por capacidad
22.9 KV INSTALACIÓN SUBTERRANEA LONGITUD 1550 m.
CELDA
LLEGADA
PMI
A
B

Corriente nominal : lN = S / 3. V
Donde: S Potencia aparente nominal.
V Tensión nominal (22.9 KV)
CORRIENTE NOMINAL Y DISEÑO EN M.T.
ITEM CORRIENTE NOMINAL CORRIENTE DISEÑO TENSION NOMINAL
1 115.47 144.34 A 10 KV
2 50.42 63.1 A 22.9 KV
Iconductor = Icat. x Ft x Fr x Fp x Fp.t x Ft.d
Iconductor.- Es la corriente que circula por el conductor sin problema alguno
FACTORES DE CORRECCION POR CAPACIDAD
Icat. Corriente del catálogo del fabricante
Ft Factor de corrección relativo a la temperatura del suelo
Tabla 2 – XXXI = 1
Fr Factor de corrección relativo a la resistividad térmica del suelo
Tabla 2 - XXXII = 1
Fp Factor de corrección relativo a la proximidad de otros cables tendidos bajo el suelo
Tabla 2 - XXXIV = 0.78
Fp.t Factor de corrección relativo a la profundidad del tendido
Tabla 2 - XXXV = 0.95
Ft.d Factor de corrección relativo al tendido de ductos
Tabla 2 - XXXVI = 0.81
Iconductor = 250 x 1 x 1 x 0.78 x 0.95 x 0.81 = 150 Amperios.
Iconductor >>> Idiseño
Por caída de tensión
V = 3 In L (R cos + x sen)
Donde:
In Corriente nominal.
L Longitud máxima de la última cola a la SE.
Cos Factor de potencia promedio industrial.
V Caída de tensión
L = 1550 m. FP = 0.85 Ø = 31.8
Con Icat. aplicamos los factores de corrección considerados por el CNE y finalmente
evaluamos la Iconductor.
V = 3 x 115.47 x 1.55 ( 0.494x0.85 + 0.2761x0.53) = 115.5 Voltios en 10 KV
V = 1.8 % V calculado <<< 5%
Según el CNE la V = 5% V nominal. Por tanto si cumple.
V = 3 x 50.42 x 1.55 ( 0.494x0.85 + 0.2761x0.53) = 76.65 Voltios en 22.9 KV
V = 0.34 % V calculado <<< 5%

Según el CNE la V = 5% V nominal. Por tanto si cumple.
Por esfuerzo térmico.
𝐼𝐶𝐶 𝐶𝐴𝐵𝐿𝐸 = √502
20446
0.02
= 50.55 𝐾𝐴
𝐼𝐶𝐶 𝐶𝐴𝐵𝐿𝐸 = 50.55 𝐾𝐴, 𝐼𝑐𝑐 𝐵 = 6.92 𝐾𝐴 𝐼𝑐𝑐 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 > 𝐼𝑐𝑐 𝐵 LUEGO SI CUMPLE
6.- Dimensione y seleccione los ITM1, al 7.
7.- Si el tablero del Motor asíncrono trifásico (carga 3) se halla a 156 metros de la barra C.
Hallar los cables alimentadores tipo NYY triple. Utilice únicamente cables de NYY triple de
240 mm² con DV = 2.5%. Ducto PVC SAP.
Por capacidad utilizar la expresión:
Idiseño = 1.25 x Inominal
La capacidad de los cables escogidos:
Cap Scu (A) = 3 x 426 x 0.7 = 895 A (0.7 tabla 12B del CNE)
La configuración de los cables es:
P F.P In Id Icat:
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW A A A
1 CONDOMINIO 440 VOLT. 420 0.85 648 778 800
2 MOTOR ASINC. 380 KW 422 0.87 636 764 800
3 CCM 695 0.85 1073 1287 1250
4 SERV. AUXILIARES 157 0.89 231 278 400
5 DATA CENTER 135 0.96 185 221 250
6 CONDOMINIO 220 VOL. 420 0.85 1297 1556 1600
ALIMENTADOR GENERAL 1829 0.85 2823 3388 4000
CALCULO DE LOS INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS.
Scu Scu INOMI IARRAN.
PINST. F.P Inom Idisen I arr NYY Cap DV DV
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW A A A mm² A % %
2 MOTOR ASINC. 380 KW 422 0.79 701 876 4205 720 895 0.84 5.06
PARÁMETROS
3 1
4 - 6 0.8
7 - 24 0.7
25 - 42 0.6
> 43 0.5
FACTOR CORRECCION POR NÚMERO
CONDUCTORES
N°
CONDUCTORES
FACTOR
ΔV (%) = (0.309 x 156 x Inom x F.P)/ (Scu x 44) Caída de tensión a Inominal
ΔV (%) = (0.309 x 156 x 6 x Idiseño x F.P)/ (Scu x 44) Caída de tensión a Iarranque

3 (3 – 1 x 240 mm² NYY triple) + 1 x 50 mm² TW + 3 (PVC – SAP, ɸ 105 mm)
8.- Hacer la compensación localizada del Motor asíncrono trifásico (carga 3).
3 – 1 x 240 mm² NYY triple + 1 x 25 mm² TW + PVC – SAP, ɸ 90 mm
Las características del interruptor termomagnético son:
Capacidad de conduccion del conductor de
mayor sección de la acometida o el
equivalente para conductores multiples
que no excedan [A]
Sección cobre (mm²)
60 10
100 10
200 16
400 25
600 50
800 50
sobre 800 70
Sección mínima de conductor de puesta a tierra para
canalizaciones y equipos de conexión
Tabla 18 (Ver regla 060-812)
PINST. F.Pi F.Pf θi θf Qc Qc INOMI Idisen Scu Cap. Idis Icom
DESCRIPCION GENERAL KW KAR A A mm² A A A
MATJA 422 0.79 0.96 37.81 16.26 204 202 265 371 240 426 345 400
AJUSTES DEL BANCO 204 x 1.1901 = 243 240 x 0.8403 = 202 RM 0.6626
CONFIGURACION CABLE RT 1.9879
BANCO COMERCIAL 30 30 30 30 30 30 30 30 240 KVAR
PASOS Qcat. Qreal IN ITMt ITMc Idcablet Scable CAPAC.
KVAR KVAR A A A A mm² A
1 30 0.8403 25.21 33.08 43 50 46 6 58
PARAMETROS ELECTRICOS
BANCO LOCALIZADO A 440 VOLTIOS 60 HZ
3-1x240 mm2 tipo NYY triple + 1x25 mm2 + 01 PVC SAP 90 mm DIAM.
PARAMETRO ELECTRICO BANCO
CABLE NYY ITM
CABLE THWITMt
CALCULO DE LOS CABLES, ITM Y BANCO INDIVIDUAL

3 x 400 A, 440 Voltios, 60 Hz – RM(2 .. 10)In, RT(0.5 .. 1)In, 50 KA
9.- Hacer la compensación automatizada de la barra C.
La potencia de ingreso = 1.7321 x 2696 x 440 x Cos 27.1 = 1829 KW
Cap Scu (A) = 4 x 426 x 0.7 = 1193 A (0.7 tabla 12B del CNE)
4 (3 – 1 x 240 mm² NYY triple) + 1 x 70 mm² TW + 04 (PVC – SAP, ɸ 90 mm)
La configuración del interruptor termomagnético es:
3x1000 A, 440 Voltios, 60 Hz – RM(2 .. 10)In, RT(0.5 .. 1)In, 50 KA
CUADRO DE CARGAS
PINST. F.P INOMI θ Ical θ Ical θ Ical θ Ical θ
1 CONDOMINIO 420 0.85 648 31.79
2 MOTOR ASINC. 380 KW 422 0.79 701 37.81
3 CCM 695 0.85 1073 31.79
4 SERV. AUXILIARES 157 0.89 231 27.13
5 DATA CENTER 135 0.96 185 16.26 2827 -31.90
BANCO LOCALIZADO 202 1.00 265 90.00 265 90.00 2696 -27.1
POTENCIA TOTAL (KW) 1829.1 0.89
CALCULOS PREVIOS PARA HALLAR LA POTENCIA TOTAL (INCLUIR BANCO LOCALIZADO)
FINAL
PINST. F.Pi F.Pf θi θf Qc Qc INOMI Idisen Scu Cap. ITMdis ITM
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW KVAR KVAR A A mm² A A A
POTENCIA TOTAL 1829 0.89 0.985 26.41 9.94 588 588 772 1080 4x240 1193 1003 1000
RT 0.7715
RM 2.3146
La configuración del cable: 4(3-1x240 mm² tipo NYY triple + 1x70 mm² TW + 04 PVC SAP DIAM. 90mm
BANCO CONDENSADORES AUTOMATIZADO 440 VOLTIOS 60 HZ
INT. TERMOM.CABLE NYYCORRIENTEPARAMETROS ELECTRICOS
588 x 1.1901 = 700
640 x 0.8403 = 538
PASOS Qcat. Qreal IN ITMt ITMc Idisen Scu CAPAC.
1 40 34 44 57 80 62 3x10 77
2 60 50 66 86 100 93 3x16 102
3 60 50 66 86 100 93 3x16 102
4 90 76 99 129 160 139 3x35 157
5 90 76 99 129 160 139 3x35 127
6 60 50 66 86 100 93 3x16 102
7 60 50 66 86 100 93 3x16 102
8 60 50 66 86 100 93 3x16 102
9 60 50 66 86 100 93 3x16 102
10 60 50 66 86 100 93 3x16 102
11 60 50 66 86 100 93 3x16 102
12 66 86 100 92 3x16 102
TOTAL 700 588 772 1003 1000 1081 4x240 1193
RESERVA
PARAMETROS ELECTRICOS ITM CABLE NYY TRIPLE
HACIA 480V
RETORNO A 440V
CALCULO DE LOS BANCOS INDIVIDUALES

A continuación presentamos los tres bancos elegidos: 40, 60 y 90 kvar a 440 voltios.

El regulador automático de potencia reactiva a utilizarse debe ser de 12 pasos, de los cuales solo vamos
a utilizar 11 pasos, el otro queda como reserva.
TAREA 1.- Hacer la compensación reactiva de un motor asíncrono trifásico de 500 KW, 460 Hz, 02
polos, Arranque estrella – triángulo.
TAREA 2.- Hacer la compensación reactiva grupal de los siguientes motores asíncronos trifásicos.
PASOS P POLOS Vn F
KW VOL Hz
1 10 2 460 60
2 7.5 2 460 60
3 15 4 460 60
4 30 6 460 60
5 45 8 460 60
6 50 4 460 60
7 4.5 4 460 60
TOTAL

MAQUINAS ELECTRICAS III ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA UNAC - FIEE
13
PROBLEMA N° 2.- En el siguiente esquema se le solicita:
1.- Hallar las corrientes de cortocircuito cunado se produce las fallas F1 y F2.
2.- Asi mismo hacer el dimensionamiento y seleccionar el IP1 y el ITM1.
Cálculos para encontrar la impedancia ZQ” (impedancia interna de la fuente)
𝑍 𝑄
II
=
1.1𝑥102
100
= 1.1Ω 𝑅 𝑄≈0.1 𝑋 𝑄
II
𝑍 𝑄
II
= √0.1 𝑋 𝑄
II2
+ 𝑋 𝑄
II2
= 1.005 𝑋 𝑄
II
𝑋 𝑄
II
=
1.1
1.005
= 1.0945Ω
𝑍 𝑄
II
= 0.1095 + 𝐽1.0945 = 1.0999∟84.30
Ω 10KV
𝑅 𝑄
𝑋 𝑄
II
= 0.1
𝑍 𝑄
II
= 1.0999(
0.46
10
)2
= 0.2317 + 𝑗 2.3159 = 2.3274𝑥10−3
Ω 0.46 kV
Cálculos para encontrar la impedancia ZT (Impedancia del transformador)
µ 𝑋 = √4.372 − 0.22 = 4.3654%
𝑋 𝑇 = 0.043654 (
0.462
0.16
) = 0.05773 0.46𝐾𝑉
𝑅 𝑇 = 0.002 (
0.462
0.16
) = 2.645𝑥10−3
Ω
𝑍 𝑇 = 2.645 + 𝑗 57.73 10−3
0.46𝐾𝑉 𝑍 𝑇 = 0.0578Ω
CORTO CIRCUITO DENTRO DE UNA RED
SELECCION DE LOS IA NORMAS INTERNACIONALES IEC - VDE Msc. ING. HUBER MURILLO M
TIPOS DE CORTO CIRCUITOS DIVERSOS
ITM
REG.
0.44 KV, 60 HZ
M
3
ITM5
M
3
ITM4
M
3
M
3
ITM2 ITM3
52IP1
ITM1
Sn = 160 KVA
Uz = 4.37%
Ur = 0.2%
Dny5
Sn = 100 MVA
t = 0.02 seg.
F1
F2
F3
10 KV, 60 HZ
MATJA WEG DE
60 HP, 4 PLOOS
40 KW 35 KW 18 KW

14
𝑍 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 𝑍 𝑄
II
+ 𝑍 𝑇
𝑍 𝑄
II
= (0.2317 + 𝑗2.3159)10−3
Ω
𝑍 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = (2.8767 + 𝐽60.046)10−3
Ω
𝑅 𝑇𝑂𝑇
𝑋 𝑇𝑂𝑇
= 0.048 𝑍 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 0.0601Ω
Cálculo de la corriente de falla 𝐈 𝟏
𝐈𝐈
(en 10KV)
𝐼 𝑚𝑎𝑥3
II
= 1.1𝑥
10𝐾𝑉
√3
𝑥1.0999 = 5.77 𝐾𝑉𝐴 𝐼𝑠 𝑚𝑎𝑥3
II
= 𝑋√2𝐼 𝑚𝑎𝑥3
II
= 13.9 𝐾𝑉𝐴
𝑅
𝑋
= 0.1 𝑋 = 1.7𝐴
𝐼 𝑎 𝑚𝑎𝑥3
II
= µ𝐼 𝑚𝑎𝑥3
II
𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙: 𝑋 𝑄 < 0.5𝑋 𝑇
Si Q estubiese conectado al transformador mediante L.TX.
𝑋 𝑄𝑇 = 𝑋 𝑄 + 𝑋𝐿𝑇𝑋 si entonces es necesario verificar 𝑍 𝑄
𝐼𝐼
< 0.5𝑍 𝑇
𝑍 𝑄
𝐼𝐼
= 1.0999Ω (10𝐾𝑉)
𝑍 𝑇 = 0.0578 (
10
0.46
)
2
= 27.31 Ω (10𝐾𝑉)
𝑍 𝑄
𝐼𝐼
= 0.00233Ω (0.46 𝐾𝑉) 𝑋 𝑇 = 0.0578Ω (0.46 𝐾𝑉)
𝑍 𝑄
𝐼𝐼
< 0.5𝑍 𝑇 𝑂𝐾
𝐼 𝑎 𝑚𝑎𝑥3 = 𝐼 𝑎 𝑚𝑎𝑥3
𝐼𝐼
= 𝐼 𝑘 𝑚𝑎𝑥3 = 5.77𝐾𝐴
Análisis de potencias
𝑆 𝑎 𝑚𝑎𝑥3
𝐼𝐼
= √3𝑥10𝐾𝑉𝑥𝐼 𝑎 𝑚𝑎𝑥3
𝐼𝐼
= 99.9𝑀𝑉𝐴 = 100𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑆 = 246 𝑀𝑉𝐴
𝑆 𝑎 = 100 𝑀𝑉𝐴
Cálculo de la corriente de falla 𝐈 𝟐
𝐈𝐈
(en 440 votios)
𝐼𝐼
=
𝑉𝑁
√3𝑍 𝑇𝑂𝑇
=
460
√3𝑥0.0601
= 4.42 𝐾𝐴
𝐼𝑆 = 𝑋√2𝐼 𝑚𝑎𝑥3
II
= 1.86𝑥√2𝑥4.42 = 11.63 𝐾𝐴
𝐼 𝑎 = µ𝐼 𝑚𝑎𝑥3
II
= 𝐼 𝑚𝑎𝑥3
II
= 4.42 𝐾𝐴

15
condicion : 𝑍 𝑄 < 𝑍 𝑇 comprobando
Análisis de potencias
𝑆 𝐼𝐼
= √3𝑥460𝑥4420 = 3.5𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑎 = 3.5𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑆 = 9.3𝑀𝑉𝐴
Dimensionamiento y selección del IP1
𝐼 𝑁 = 600 𝐴 𝐶𝐴𝑇, 𝐴𝐵𝐵, 𝑆𝐼𝐸𝑀𝐸𝑁𝑆. 𝐸𝑇𝐶
𝑅𝑀 =
𝐼𝐼
𝐼 𝑁 𝐼𝐴
=
5.77
𝐼 𝑁 𝐼𝐴
= 9.62
𝑅𝑇 =
𝐼 𝑁𝑄
𝐼 𝑁 𝐼𝐴
= 0.8 =
𝐼 𝑁𝑄
600
=
9.23
600
= 0.2
𝐼 𝑁 = 600𝐴 𝑃𝑂𝐷𝐸𝑅 𝐶𝑂𝑅𝑇𝐸 > 15 𝐾𝐴
𝑃𝑂𝑇. 𝐼𝑁𝐼𝐶𝐼𝐴𝐿 𝐷𝐸 𝐶. 𝐶 > 100𝑀𝑉𝐴
𝐶𝐴𝑃. 𝐼𝑀𝑃𝑈𝐿𝑆𝑂 > 250 𝑀𝑉𝐴
𝐶𝐴𝑃. 𝑅𝑈𝑃𝑇𝑈𝑅𝐴 > 100 𝑀𝑉𝐴
Dimensionamiento y selección del ITM1
𝐼 𝑁 𝑇𝑅𝐴𝐹𝑂 =
160
√3 𝑥460
= 200.8 𝐴 𝐼 𝐷𝐼𝑆𝐸Ñ𝑂 = 1.2𝑥200.8 = 240.96 𝑒𝑙𝑖𝑗𝑜 250 𝐴
𝑅𝐸𝐺𝑈𝐿. 𝑇𝐸𝑅𝑀𝐼𝐶𝐴 =
200.8
250
= 0.81(0.5 − 1)𝐼 𝑁
𝑅𝐸𝐺𝑈𝐿. 𝑇𝐸𝑅𝑀𝐼𝐶𝐴 =
200.8 𝑥 6
250
= 4.81 (1 − 10)𝐼 𝑁
𝑃𝑂𝐷𝐸𝑅 𝐶𝑂𝑅𝑇𝐸 ≥ 15 𝐾𝐴
𝑃𝑂𝑇. 𝐼𝑁𝐼𝐶𝐼𝐴𝐿 𝐷𝐸 𝐶. 𝐶 ≥ 5 𝑀𝑉𝐴
𝐶𝐴𝑃. 𝐼𝑀𝑃𝑈𝐿𝑆𝑂 ≥ 10 𝑀𝑉𝐴
𝐶𝐴𝑃. 𝑅𝑈𝑃𝑇𝑈𝑅𝐴 ≥ 5 𝑀𝑉𝐴
TAREA DOMICILIARIA:
1. Acompañar memorias descriptivas de los conductores,interruptores y
transformadores.que satisfagan el problema planteado.
2. Hallar la F2 incrementando el MATJA marca WEG.
3. Esta corriente de falla será la I3.

16
PROBLEMA N° 3.- En el siguiente esquema se muestra un sistema de MEDIA TENSION, con sus respectivas
cargas en baja tensión, en estas condiciones se le solicita:
1. Haga el cuadro de cargas y calcule la MD, tome para todas las cargas el FD = 0.9 según el CNE.
2. Con un F. Ampliación de 25%, dimensione y seleccione el transformador y presente sus características de
funcionamiento.
3. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en los puntos A, B Y C.
5. Dimensione y seleccione los ITM1 al 6.
6. Si la carga del ITM3 arranca en directo y se halla a 135 metros de la barra C. Hallar estos cables
alimentadores tipo NYY triple. Utilice únicamente cables de 240 mm² NYY. Ducto PVC SAP.
7. Hacer la compensación localizada de la carga conectada al ITM3 con bancos electronicom.
8. Hacer la compensación automatizada del sistema eléctrico utilizando bancos electronicom.
SOLUCION
1.- Haga el cuadro de cargas y calcule la MD, tome para todas las cargas el FD = 0.8 según el CNE.
Potencia contratada = Factor de simultanedad x Potencia instalada
0.7 x 1970 = 1379 KW
M
3
M
3
M
3
Vcc = 5.4231%
μR = 0.5%
ITM1
22.9 KV INSTALACION ENTERRADA LONGITUD 1580 m
0.46 KV, 60 HZ
…… MVA
PMI
450 KW
FP = 0.9
SERV. AUXIL.
FP = 0.9
395 KW
Scc = 630 MVA
tsv = 0.2 seg.
A
B
C
ITM3 ITM4 ITM5
585 KW
EF= 0.96
KWH
KVARH
PM710
M
3
550 KW
FP = 0.8
ITM2
CELDA
LLEGADA
PINST. F.D MD
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW KW
1 CARGA N° 1 550 0.80 440
2 CARGA N° 2 585 0.80 468
3 CARGA N° 3 450 0.80 360
4 SERV. AUXILIARES FP = 0.83 385 0.80 308
TOTAL KW 1970 1576
1.25
0.85
2318
2400POTENCIA TRANSFORM. KVA COMERCIAL KVA
FACTOR DE POTENCIA
POTENCIA TRANSFORM. KVA
CUADRO DE CARGAS

17
Luego la potencia contratada será de 1400 KW, 22.9 KV, 60 Hz, Tarifa MT4.
2.- Con un F. Ampliación de 25%, dimensione y seleccione el transformador y presente sus características de
funcionamiento.
CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR
1 Potencia nominal 2400 KVA
2 Norma de fabricación ITINTEC 370,002 – PUB IEC-76
3 Frecuencia 60 Hz
4 Tensión nominal primaria 10/22.9 KV.
5 Tensión nominal secundaria 0.46 KV
6 Corriente primaria
7 Corriente secundaria
8 Tensión de corto circuito
9 Pérdidas en vacío
10 Corriente de vacío
11 Pérdidas en corto circuito
12 Resitencia del primario
13 Resistencia del secundario
14 Tensión inducida 180Hz 920 voltios - 40 seg.
15 Tensión aplicada AT y Tierra 28 KV - 01 minuto
16 Tensión aplicada BT y Tierra 3 KV - 01 minuto
17 Número de fases 03
18 Factor de potencia 0.8 Inductivo
CARACTERÍSTICAS ELECTROMECÁNICAS
1 Tipo de transformador En baño de aceite
2 Tipo enfriamiento Natural
3 Altura máxima de trabajo 1 000 m.s.n.m.
6 Grupo de conexión Dyn5 Para 10 KV
7 Grupo de conexión YNyn6 Para 22.9 KV
8 Numero de bornes M.T. 04
9 Numero de bornes BT 03
10 Placa de características Normalizada
11 Conmutador de tomas En lado de MT
12 Conservador de aceite En la izquierda parte tracera
13 Indicador del nivel de aceite Con indicador visible
14 Tapón de llenado del aceite Sobre el tanque conservador
15 Grifo de vaciado y toma muestras de aceite En la parte baja inferiro del tanque
16 Pozo termométrico con contactos alarma Ubicados en el interior del tanque
17 Termómetro con contactos de alarma En la parte superior visible
18 Orejas de izamiento En la tapa superior del tanque
19 Pernos para puesta a tierra del tanque En el puente base de trafo
20 Ruedas bidireccionales 04 para desplazamiento
21 El nivel de PCB en el aceite Será menor a 2 p.p.m
22 Protección Buchold Por ser de potencia
3.- Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en los puntos A, B Y C.
DENOMINACION PROMEDIO
DOMICILIARIO 0.3
RESIDENCIAL 0.4
INDUSTRIAL LIVIANO 0.55
INDUSTRIAL PESADO 0.7
INTERVALO
0.25 -- 0.35
0.35 -- 0.5
0.50 - 0.6
0.60 - 0.80
FACTORES DE CARGA NORMALIZADOS

18
4.- Dimensione y seleccione el cable óptimo de M.T.
El tipo y características del cable y sus características se ubican en la pregunta 3.
5.- Dimensione y seleccione los ITM1 al 5.
TAREAS DOMICIALIARIAS.-
6.- Si la carga del ITM3 arranca en directo y se halla a 135 metros de la barra C. Hallar estos cables
alimentadores tipo NYY triple. Utilice únicamente cables de 240 mm² NYY. Ducto PVC SAP.
7.- Hacer la compensación localizada de la carga conectada al ITM3 con bancos electronicom.
8.- Hacer la compensación automatizada del sistema eléctrico utilizando bancos electronicom.
HM INGENIEROS MVA KV IccA (KA) t(seg) k² L (Km) XT(%) RT(%) Z(%) KV
PUNTO A 630 22.9 15.88 0.31 20446 1.56 5.4 0.5 5.4231 0.46
XQ´´ (MT) 0.9111 Ω
RQ´´ (MT) 0.0916 Ω CARAC. Rcable Xcable CAP.cat. CAP. Neta Seccion
ZQ´´ (MT) 0.9156 Ω DEL Ω/Km Ω/Km A A mm²
CABLE 0.494 0.2761 250 150 50
Icc cablle Minimo 23.82 KA R X
0.770640 0.43072 Ω
Scu calculado 92.77 mm²
Scu comercial 50 mm² 2.4 MVA
IcC cable 12.84 KA
R X Z(Ω) θ ICC (CABLE) (KA) 12.84
0.8622 1.34 1.5949 57.28 8.29
1.54908
Icc (B) 8.29 KA
RT XT z θ
1.0925 + 11.7992 = 11.8497 84.71 Ω
R X Z(Ω) θ
ZC (M.T) 1.95472448 + 13.14 = 13.2856 81.54
ZC (B.T) 13.2856091 * 0.0004035 = 0.0054 Ω
Icc ( C ) 49.54 KA
ZT
BAJA TENSION
ZB (MT)
CONDICION
PARA EL CABLE ICC (B) (KA)
EN MEDIA TENSION
NO CUMPLE
CALCULOS DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO EN: A, B Y C
CARACTERISTICAS DEL CABLE DE MT
LINEA
POT. DEL TRANSF.
ICC (CABLE) ≥ ICC (B)
Inominal (MT) 60.5 A Idiseño (MT) 76 A
ΔV 163.49345 0.4199 0.14633 = 93 VOLT 0.40 %
POR CAPACIDAD
PINST. F.D MD FP T Inom. Idis ITM
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW KW V A A A
1 CARGA N° 1 550 0.80 440 0.8 460 863 1035 1250
2 CARGA N° 2 585 0.80 468 0.96 460 765 918 1000
3 CARGA N° 3 450 0.80 360 0.9 460 628 753 800
4 SERV. AUXILIARES FP = 0.83 385 0.80 308 0.9 460 537 644 630
TOTAL KW 1970 1576 0.89 460 2778 3334 3500
CUADRO DE CARGAS E ITM DEL SISTEMA

19
PROBLEMA N° 4.- En el siguiente esquema se muestra un sistema de MEDIA TENSION, con sus respectivas
cargas en baja tensión, en estas condiciones se le solicita:
1. Haga el cuadro de cargas y calcule: La MD, POTENCIA CONTRATADA E ITMs del sistema de BAJA
TENSION.
2. Dimensione y seleccione el transformador y presente sus características electromecánicas más importantes
de funcionamiento.
3. Hallar los cables de los circuitos CD y DE tipo N2XH triple instalados en ducto.
4. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en los puntos A, B y C.
5. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en el punto D y E.
7. Hallar el banco localizado en el punto D.
8. Hallar el banco auto(compensación centralizada en el punto C).+ Montaje electromecánico de los bancos.
ITM1
REGULABLE
22.9 kV LONGITUD 1200 m
…… MVA
CUT
OUT
PMI
Scc = 395 MVA
tsv = 0.550 seg.
A
B
0.45 KV, 60 HZ
SER. AUX.
79 KW.
FP= TEC.
CCM02
231 KW.
FP = 0.85
C
ITM2
REG
ITM3
REG
ITM5
REG
CCM01
150 KW,
FP = 0.88
75 HP
FP= 0.91
EF= 91%
ITM6
REG.
ITM7
REG
250 CV
FP = 0.88
EF = 92%
ITM4
REG
L=14m
D
E
EN TODO UTILIZAR UNICAMENTE
CABLE N2XH – TRIPLE
TCC = 5.75%
UR = 0.55%
L=175m
N2XH
BANCO
AUTO
ITMBC1
REG
BANCO
LOCAL
ITMBC2
REG

20
SOLUCIONARIO
HM INGENIEROS MVA KV IccA (KA) t(seg) k² L (Km) XT(%) RT(%) Z(%) KV
PUNTO A 395 22.9 9.96 0.55 20446 1.2 5.75 0.55 5.78 0.45
XQ´´ (MT) 1.4531 Ω
RQ´´ (MT) 0.1460 Ω CARAC. Rcable Xcable CAP.cat. CAP. Neta Seccion
ZQ´´ (MT) 1.4604 Ω DEL Ω/Km Ω/Km A A mm²
CABLE 0.494 0.2761 250 150 50
Icc cablle Minimo 9.96 KA R X
0.5928 0.3313 Ω
Scu calculado 51.65 mm²
Scu comercial 50 mm² 0.85 MVA
IcC cable 9.64 KA
R X Z(Ω) θ ICC (CABLE) (KA) 9.64
0.7388 1.78 1.9313 67.51 6.85
1.41
Icc (B) 6.85 KA
RT XT z (Ω) θ
3.3932 + 35.4748 = 35.6367 84.54
R X Z(Ω) θ
ZC (MT) 4.1321 + 37.26 = 37.4877 83.67
ZC (B.T) 37.4877 * 0.0003861 = 0.0145 Ω
ZC (B.T) 0.00160 + 0.0143876 = 0.0145 Ω
Icc ( C ) 18 KA
Inominal (MT) 21.4 A Idiseño (MT) 27 A
ΔV 44.5415 0.4199 0.14633 = 25 VOLT 0.11 %
RD XD Z(Ω) θ
CABLE 240 mm² 0.0014 + 0.0135 = 0.0136 84.10
ZD (B.T) 0.0030 0.0279256 = 0.0281 83.88
ICC (D) 9.25 KA BAJA TENSION
RE XE Z(Ω) θ
CABLE 185 mm² 0.0228 + 0.0173 = 0.0286 37.29
ZE (B.T) 0.0257 0.0452506 = 0.0521 60.36
PUNTO E 4.99 KA BAJA TENSION
CALCULOS DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO EN: A, B, C, D y E
CARACTERISTICAS DEL CABLE DE MT
LINEA
POT. DEL TRANSF.
ICC (CABLE) ≥ ICC (B)
ZB (MT)
CONDICION
PARA EL CABLE ICC (B) (KA)
Icc cable > Icc B
EN MEDIA TENSION
SI CUMPLE
ZT (MT) Ω
BAJA TENSION
POR CAPACIDAD

21
PINST. F.D MD FP T Inom. Idis ITM RT RM KA
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW KW V A A A
1 CARGA DEL ITM03 150 0.90 135 0.88 450 219 262 400 0.55 3.3 25
2 CARGA DEL ITM04 79 0.90 71 0.96 450 106 127 160 0.66 4.0 25
3 CARGA DEL ITM05 231 0.85 196 0.85 450 349 418 630 0.55 3.3 25
4 CARGA DEL ITM06 200 0.80 160 0.88 450 292 350 400 0.73 4.4 25
5 CARGA DEL ITM07 61 0.85 52 0.91 450 86 103 125 0.69 4.1 25
6 BANCO LOCAL 1.00
TOTAL 721 614
1.15
0.85
831
850
721
0.6
433
CUADRO DE CARGAS E ITM DEL SISTEMA
FACTOR DE POTENCIA
POTENCIA TRANSFORM. KVA
POTENCIA TRANSFORM. KVA COMERCIAL
POTENCIA INSTALADA TOTAL KW
FACTOR DE CARGA
POTENCIA CONTRATADA KW
PINST. FP T Inom. θ Inom. θ
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW V A A
1 CARGA DEL ITM06 200 0.88 450 292 28.36
2 CARGA DEL ITM07 61 0.91 450 86 24.49
POT. TOTAL EN D KW 261.34
378 27.5
CARGAS EN EL PUNTO D
P F.P T L Inom Iarr Idisen Scu Capac. DV DV Iarr Idisen Comer
KW V m A A A mm² A % % A A
CABLES CD 261.34 0.88 450 14 381 2286 476 240 525 0.13 0.76 457 3x630
CABLES EN DE 200 0.91 450 175 282 1692 352 185 450 1.56 9.38 338 3x400
DESCRICION GENERAL
CABLE N2XH TRIPLE DUCTO CAIDAS ITM
CABLES EN EL CIRCUITO CD Y DE
PINST. F.Pi F.Pf θi θf Qc INOMI Idisen Scu Cap. Idis Icom.
KW KAR KVAR A A mm² A A A
1 POTENCIA INSTALADA 261 0.89 0.96 27.50 16.26 60 60 77 108 10 95 100 100
2 AJUSTE BANCOS 60 x 1.1378 = 68 68 x 0.879 = 60
3 ELECCION BANCOS 30 30 10 = 70 KVAR
RT 0.77
RM 2.3
CORRIENTE N2XH INT. TERMOM.
ELIJO
BANCO CONDENSADORES LOCALIZADO 450 VOLTIOS
ITEM DESCRIPCION GENERAL
PARAMETROS ELECTRICOS

22
PINST. FP T Inom. θ Inom. θ
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW V A A
1 CARGA DEL ITM03 150 0.88 450 219 28.36
2 CARGA DEL ITM04 79 0.96 450 106 16.26
3 CARGA DEL ITM05 231 0.85 450 349 31.79
4 CARGA DEL ITM06 200 0.88 450 292 28.36
5 CARGA DEL ITM07 61 0.91 450 86 24.49
6 BANCO LOCAL 60 0.00 450 76.98 90
TOTAL KW 723
CALCULO DE LA POTENCIA TOTAL DEL SISTEMA
1015 -24
PINST. F.Pi F.Pf θi θf Qc INOMI Idisen Scu Cap. Idis Icom
ITEM DESCRIPCION GENERAL KW KAR A A mm² A A A
1 POTENCIA INSTALADA 723 0.914 0.985 23.99 9.94 195 198 249 348 120 380 323 400
2 AJUSTE BANCOS 195 x 1.1378 = 222 225 x 0.879 = 198
3 ELECCION BANCOS 15 30 30 30 30 30 30 30 = 225 KVAR
RT 0.62
RM 1.9
ELIJO
BANCO CONDENSADORES AUTOMATIZADO 460 VOLTIOS 60 HZ
PARAMETROS ELECTRICOS CORRIENTE N2XH INT. TERMOM.
PASOS Qcat. Qreal IN ITMt ITMc Idcab Scable CAP
1 15 13.19 17 22 25 24 6 58
2 30 26.37 34 44 50 47 6 58
3 30 26.37 34 44 50 47 6 58
4 30 26.37 34 44 50 47 6 58
5 30 26.37 34 44 50 47 6 58
6 30 26.37 34 44 50 47 6 58
7 30 26.37 34 44 50 47 6 58
8 30 26.37 34 44 50 47 6 58
9
10
11
12
TOTAL 225 198 248 323 400 348 120 380
CALCULADA A 480 VOLTIOS DE CATALOGO
PARAMETROS ELECTRICOS BANCOS CABLE N2XH

23
MODELOS DE SEPS.-

24
PROBLEMA N° 5.- En el siguiente esquema se muestra un sistema de MEDIA TENSION, con sus
respectivas cargas en baja tensión, en estas condiciones se le solicita:
1. Haga el cuadro de cargas y calcule la MD, tome para todas las cargas el FD = 0.85 según el CNE.
2. Con un F. Ampliación de 15%, dimensione y seleccione el transformador y presente sus
características eléctricas de funcionamiento.
3. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en los puntos A, B y C.
4. Hacer el cálculo de la corriente de corto circuito en el punto D y E.
6. Si la carga del ITM8 se halla a 65 metros de la barra D. Hallar estos cables alimentadores tipo
N2XH triple.
0.44 KV 60 HZ
86 m.
EF = 93%
FP = 0.86 I
Motor
TRIFASICO
450 HP
TD3
TD2
SERVICIOS AUXILAR
250 KW 380 V
FP = 0.72 I
TD1
OTRAS CARGAS
395 KW. FP = 0.8 I
1250 KVA
Vcc 5.6%
22.9/.46 KV
60 HZ
T.G.
Banco de
capacitores
Banco
102 m.
ITMB ITM2 ITM3 ITM4
ITMT
LA DISTANCIA ENTRE
LAS BARRAS DE 440 V Y
EL TRANSFORMADOR ES
DE 12.4 m.
100 KVAR
OTRAS
CARGAS
175 KW. FP
= 0.95 C
315 KVA
440/380 V
ITM1
380 V 480 V 525
60 HZ 60 HZ 60 HZ
6.3 10 12
9.4 15 18
18.8 30 30
BANCOS DE
CONDENSADORES

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