eficiencia de un transformador

En este documento se presenta el proceso de diseño de un programa que realiza una propuesta del conductor óptimo a utilizar teniendo en cuenta las restricciones técnicas y económicas.

Índice de Términos— Diámetro del conductor, AWG, Kcmil, Capacidad de corriente, Perdidas por conducción.
INTRODUCCIÓN

La selección óptima de un conductor en baja tensión para proyectos industriales oresidenciales depende de la mejor relación económica que pueda obtener teniendo en cuenta las restricciones técnicas del montaje. La potencia de la carga que se desea alimentar, la tensión nominal y el factor de potencia definirá la corriente de operación del sistema, con este dato es posible obtener las perdidas en el cobre y su costo total. Bajo esta relación económica podemos obtener el conductoróptimo para nuestro diseño. Para lograr esto se realiza un programa en Excel, utilizando diversas hojas, tablas y funciones.
SELECCIÓN DE DATOS
Para realizar un correcto cálculo del conductor, es necesario que el usuario indique algunos valores para realizar los respectivos cálculos, estos datos son:

La potencia nominal de la carga.
El voltaje nominal del sistema.
El factor de potencia.
Lalongitud del conductor.
El valor del KV/h.
Los años a los que se proyecta el diseño.
La tasa de interés anual.

Con estos datos es posible calcular la corriente que circulará por el conductor, el costo de este conductor y las perdidas en el cobre a lo largo de la dirección del proyecto, permitiendo hacer una comparación económica para seleccionar el conductor.

En el programa diseñadoestos datos son solicitados mediante una interfaz cómoda para ingresar los valores, los cuales son guardados y utilizados en las otras páginas del programa en Excel.

Para los datos referentes de los conductores se utilizó el documento de conductores de baja tensión ofrecidos por CENTELSA, así como la lista de precios 286 de CENTELSA. Y teniendo en cuenta cuales son los conductores más comunesutilizados e n instalaciones residenciales e industriales, se usaron los datos para los conductores THHN / THWN-2.



Tabla 1. Lista de conductores THHN / THWN – 2

CALCULOS

En primer lugar se calcula la corriente que circula por el conducto partiendo de la siguiente formula:

I=P/(V*FP)

I = corriente que circula por el conductor.
P = potencia nominal de la carga.
V = voltajenominal del sistema.
FP = factor de potencia.

Esta corriente calculada permite comparar la corriente que circula por el conductor con la capacidad de corriente de cada conductor, esto permite generar un filtro técnico de los conductores a seleccionar, es decir el análisis económico se realizará con los conductores que soporten la corriente calculada.

Con el fin de generar un margen deseguridad para el uso de los conductores, teniendo en cuenta que posiblemente se utilicen motores en el montaje, y que su corriente de arranque puede ser mayor que su corriente de operación, para generar la comparación y selección de los conductores opciones, se toma el 75% de la capacidad de corriente para cada conductor opcionado.

Las pérdidas totales en el cobre se calculan con la siguienteecuación:
Pcu= 2*l*Rcu*I^2

Pcu = Perdidas en el cobre en todo el conductor.
l = Longitud de la acometida.
Rcu = Resistencia de por unidad de longitud.
I = Corriente que circula por el conductor.

Nota: Se multiplica por 2 la longitud de la acometida para tener en cuenta el conductor que se conecta de la fuente a la carga y la que retorna de la carga a la fuente.

Luego de esto esnecesario calcular el costo total de las perdidas según la duración del proyecto, a partir de este cálculo obtenemos un valor futuro que debemos llevar a valor presente luego:

$ Pcu total=Pcu*$kw*(8765,81254*N)

$ Pcu total = Costo total proyectado de las pérdidas en el conductor.
Pcu = Perdidas en el cobre.
$kw = Costo del Kw/h.
N = Duración del proyecto en años.

Nota: El valor...