Sistemas de Energía DC/AC
Cálculo de banco de baterías parte 8
Ago
Continuamos con el cálculo del banco de baterías con el dimensionamiento de los conductores de alimentación. Al respecto, queremos dejar claro que aunque los conductores parecieran no ser parte de este cálculo, es parte integral de este equipamiento. Por lo que hemos decidido incluirlo. ¡Empecemos!
Selección de conductores de alimentación para un banco de baterías por caída de voltaje
En nuestro post Cálculo de banco de baterías parte 7 te dijimos que la selección de conductores era por dos vías. Por ampacidad o capacidad de corriente y por caída de voltaje, en las cuales escogías el de mayor calibre que resultara de ambas a fin de que se cumplan las 2 condiciones.
Ahora vamos a ver la metodología para seleccionar los cables de alimentación, de acuerdo a la caída de voltaje. Para este se seguirá el cálculo que toma en cuenta el factor de conductividad del cable y se asumirá que el material del cable es cobre, que es el más usado. Teniendo estos parámetros, usamos la siguiente ecuación.
CM = (72,82 x I x L) / CT
De donde:
CM; es el calibre del conductor en galga CM
72,82; es el resultado del producto de los siguientes factores:
3,28: conversión de metros a pies
11,1 factor comercial de conductividad del cobre
2, el recorrido completo del circuito, es decir, del cuadro de fuerza al banco de baterías y viceversa
I; la corriente máxima que circulara por el conductor en Ampere
L; es la longitud del conductor en metros en un solo sentido
CT; el valor de caída de tensión o voltaje, para el cual se calcula el conductor. Dado en Volt
Así, si por ejemplo, si se tiene una máxima corriente de 200 Ampere, con una longitud de 20 metros y una caída de tensión típica de 0,5 Volt entre el banco de baterías y la protección en el cuadro de fuerza. Entonces:
CM = 72,83 x 200 x 20 / 0,5 = 582.640 CM
Una vez obtenido este calibre vas a la siguiente tabla para seleccionar el conductor.
| Calibre AWG | Calibre CM | Diámetro (mm²) | Ampacidad (A) |
| 6 | 26250 | 13.30 | 65 |
| 5 | 32900 | 16.80 | 75 |
| 4 | 41740 | 21.15 | 85 |
| 3 | 52620 | 26.67 | 100 |
| 2 | 66360 | 33.63 | 115 |
| 1 | 83690 | 42.41 | 130 |
| 1/0 | 105600 | 53.48 | 150 |
| 2/0 | 133100 | 67.43 | 175 |
| 3/0 | 167800 | 85.03 | 200 |
| 4/0 | 211600 | 107.20 | 230 |
| 250 | 266800 | 127.00 | 255 |
| 300 | 319000 | 152.00 | 285 |
| 350 | 372600 | 177.00 | 310 |
| 400 | 426900 | 203.00 | 335 |
| 500 | 533700 | 253.00 | 380 |
| 600 | 640500 | 304.00 | 420 |
| 700 | 747300 | 355.00 | 455 |
| 750 | 796800 | 380.00 | 475 |
| 800 | 846400 | 404.00 | 495 |
| 900 | 945500 | 452.00 | 530 |
| 1000 | 1041600 | 502.00 | 570 |
Según la tabla anterior, el conductor seleccionado será 600 MCM que sería el inmediato superior al valor calculado. Sin embargo, el problema es que este cable es muy rígido.
Por ello se ha establecido como estándar a nivel mundial, el uso del cable multifilar 350 MCM de aislamiento RK o similar. En función de esto, será necesario más de un conductor por lo que para ello procedemos de la siguiente forma aplicando esta ecuación.
NC = CM / 350.000 CM
Donde:
NC; es el número de conductores
CM; es el calibre calculado del conductor en CM
Recuerda, esta fórmula solo la aplicas cuando el CM calculado sea mayor que 350.000.
Por lo tanto:
NC = 582.640 CM / 350.000 CM = 1.66
Como no podemos seleccionar una fracción de conductor, escogemos el número entero superior es decir dos. Por lo tanto, para la instalación de este banco de baterías serian necesarios 2 conductores calibre 350 MCM.
Selección definitiva de los conductores de alimentación en cálculo de banco de baterías
Ten presente, que se debe seleccionar el mayor calibre de conductor que resulte del cálculo por ampacidad y por caída de voltaje. A modo de ejemplo, supongamos que por ampacidad nos dio un conductor por polo calibre 350 MCM.
Y en este cálculo nos resultaron dos conductores por polo calibre 350 MCM. Por lo que para la selección definitiva se toman 2 conductores por polo calibre 350 MCM.
Recomendación
Se estableció como estándar, pero a criterio del diseñador, colocar 4 cables por polo calibre 350 MCM de aislamiento RK por si se requiere la sustitución del banco de baterías. Esto tiene dos propósitos:
Para que el sistema de energía DC nunca pierda la referencia que le da el banco de baterías
Al momento de realizar el cambio, se instala el banco de baterías nuevo al lado del banco existente. Luego se conecta con dos de los conductores quedando ambos momentáneamente conectados en paralelo. Posteriormente, serán transferidos los dos cables restantes al que sustituye al antiguo.
Se prevé un incremento en la capacidad
En caso de que se requiera sustituir en banco de baterías por otro de mayor capacidad, se contaría con suficiente reserva en conductores. Obviamente, que se deberá hacer el cálculo a fin de comprobar esta afirmación.
Continuamos en nuestro siguiente post
En nuestro próximo artículo denominado Cálculo de banco de baterías parte 9 seguimos con este interesante tema.
Si quieres más detalles, te ofrecemos nuestro Curso de dimensionamiento y diseño de sistemas de energía DC para telecomunicaciones y sistemas críticos. Si quieres saber de qué se trata, puedes consultar aquí su índice.
Igualmente, podrás consultar variado contenido sobre energía en el blog de la web energydcac. ¡Léelo y veras! Y si tienes alguna duda sobre nuestros artículos, háznoslo saber en los comentarios para así poder ayudarte. ¡Hasta pronto!
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