DESARROLLO Y OPTIMIZACION PARA EL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA DE UN SISTEMA ELECTRICO QUE CONFORMA UNA TIENDA DE AUTOSERVICIO

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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD PROFE“IONAL ADOLFO LÓPEZ MATEO“

“DESARROLLO Y OPTIMIZACIÓN PARA EL SUMINISTRO

DE ENERGÍA ELÉCTRICA DE UN SISTEMA ELÉCTRICO QUE CONFORMA UNA TIENDA DE AUTOSERVICIO”

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO ELECTRICISTA

PRESENTAN:

FEDERICO CASTRO PEREZ SERGIO MIGUEL TALANCON FIGUEROA

ASESOR:

ING. FRANCISCO JAVIER PALACIOS DE LA O

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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS"

TEMA DE TESIS

INGENIERO ELECTRICISTA

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

TESIS COLECTIVA y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN

C. FEDERICO CASTRO PEREZ

DEBERA(N) DESARROLLAR

C. SERGIO MIGUEL TALANCON FIGUEROA

"DESARROLLO Y OPTIMIZACIÓN PARA EL SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA DE UN SISTEMA ELÉCTRICO QUE CONFORMA UNA TIENDA DE AUTOSERVICIO"

DESARROLLAR UN PROYECTO ELÉCTRICO DE UNA TIENDA DEPARTAMENTAL BASADA EN LA NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-OOl-SEDE-200S. DESARROLLANDO CÁLCULOS DE INGENIERÍA ELABORANDO PLANOS DE PLANTA DE TODAS LAS INSTALACIONES NECESARIAS PARA UN BUEN FUNCIONAMIENTO. Así COMO UN ANÁLISIS DE COSTO COMPLETO DONDE PODAMOS VISUALIZAR CADA UNO DE LOS RUBLOS A CONSIDERAR ECONÓMICAMENTE. OBTENIENDO ASÍ UNA IDEA CLARA DE LO QUE REPRESENTA MONETARIAMENTE Y TEÓRICAMENTE UN PROYECTO DE ESTAS CARACTERÍSTICAS.

INTRODUCCIÓN

DISEÑO DE PROYECTOS

INSTALACIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES ANÁLISIS DE COSTOS

CONCLUSIONES

MÉXICO D.F. A 16 DE NOVIEMBRE DE 2012

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DAVID RAMÍREZ ORTIZ

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PARTAMENTO ACADÉMICll nlEFATURA DE

(3)

ÍNDICE GENERAL.

OBJETIVO JUSTIFIACION PROLOGO

CAPITULO 1.

INTRODUCCIÒN.

1.1 ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA ELECTRICIDAD.

2.1 GENERACION Y USOS GENERALES DE LA ENERGIA.

CAPITULO 2.

DISEÑO DEL PROYECTO.

2.1 CONSIDERACIONES GENERALES.

2.2 FORMULAS EMPLEADAS PARA EL CÁLCULO DEL PROYECTO.

2.3 CONSIDERACIONES PARA EL CALCULO DE ALIMENTADORES.

2.4 CALCULO DE ALIMENTADORES PRINCIPALES.

2.5 RELACIÒN DE PLANOS DEL PROYECTO.

CAPITULO 3.

INSTALACIÒN DE EQUIPOS Y MATERIALES.

3.1 GENERALIDADES.

3.2 ALCANCE DEL PROYECTO.

3.3 NORMAS PARA INSTALACIONES ELECTRICAS.

3.4 ESPECIFICACIONES GENERALES DE MATERIALES A INSTALAR.

3.5 LUMINARIOS.

3.6 RECOMENDACIONES PARA EJECUCIÓN DE OBRA.

3.7 CONDUCTORES.

3.8 TABLEROS E INTERRUPTORES.

3.9 SUBESTACIÓN Y PLANTA DE EMERGENCIA.

3.10 SISTEMA DE TIERRAS

3.11 PRUEBAS Y LIMPIEZA.

3.12 ADQUISICIÒN DE EQUIPOS.

CAPITULO 4.

ANALISIS DE COSTOS.

4.1 GENERALIDADES.

4.2 COSTO DIRECTO.

4.3 COSTO DE MANO DE OBRA.

4.4 DISPOSICIONES APLICABLES AL PAGO DE SALARIO EN GENERAL.

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4.6 ANALISISI DE PRECIOS UNITARIOS DE ALGUNOS DE LOS MATERIALES QUE PARTICIPAN EN ESTE PROYECTO.

4.7 PRESUPUESTO.

CAPITULO 5.

CONCLUCIONES.

5.1 CONCLUCIONES.

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Objetivo.

Desarrollar un proyecto eléctrico de una tienda departamental basada en la

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEDE-2005. Desarrollando

cálculos de ingeniería, elaborando planos de planta de todas las instalaciones necesarias para un buen funcionamiento. A si como el análisis de costos completo donde podamos visualizar cada uno de los rublos a considerar económicamente. Obteniendo a si una idea clara de lo que representa monetariamente y técnicamente un proyecto de estas características.

Justificación

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PROLOGO

De acuerdo con lo anterior podemos considerar que la elaboración de un proyecto eléctrico de una tienda departamental se compone de varios factores que empiezan desde la evolución de la arquitectura de cada una de los departamentos de venta o puntos de venta donde la iluminación, la cargas de contactos forman parte importante de la arquitectura de los mismos que comprenden desde la instalación y selección de materiales suministro e instalación de transformadores, subestación y equipos especiales, lo interesante es de esto es no perder el esquema de las normas eléctricas , hacer el proyecto funcional y económico, siendo este último punto decisivo en la ejecución de la obra al momento de concursar en una licitación. Por otro lado es importante recalcar la cuestión técnica del proyecto que esta apegada a ciertas normas de instalación, siguiendo parámetros de ingeniería regidos por la NORMA OFICIAL MEXICANA

NOM-001-SEDE-2005, para la realización de planos, memoria técnica y selección de

materiales.

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1.1

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ELECTRICIDAD

El siglo XVII puede considerarse como el punto de partida de los estudios sistemáticos de la electricidad. Sin embargo, es posible que el filósofo griego Tales de Mileto, que vivió en torno al 600 a.C., ya supiera que el ámbar adquiere la propiedad de atraer objetos al ser frotado, algo semejante al magnetismo, pero con la diferencia de que el ámbar no atraía metales, sino plumas y otros cuerpos ligeros, tales como hojas secas, pajas y tejidos. Otro filósofo griego, Teofrasto, afirmaba en un tratado escrito tres siglos después que otras sustancias poseen esa propiedad.

Un ilustre escritor, llamado Plinio, escribió acerca del ámbar y sus cualidades, comparándolo con la piedra imán, la piedra imán es un mineral que transmite, por contacto o frotación, a una barra o una aguja de acero puesta en equilibrio sobre una púa, la propiedad de dirigir uno de los extremos hacia el polo Norte, y la de atraer a ciertos metales. Otra cosa sabía Plinio, y era que cierto pez; el llamado torpedo- puede producir descargas eléctricas lo suficientemente intensas para causar gran daño a una persona. Pero nunca le pasó por la mente que existiera la menor relación entre el poder del ámbar, el pez y la piedra imán. Sin embargo, el primer estudio científico de los fenómenos eléctricos no apareció hasta el 1600 d.C., cuando se publicaron las investigaciones del médico británico William Gilbert, persona muy estudiosa y médico de cámara de la reina Isabel de Inglaterra, quien aplicó el término; eléctrico; (del griego elektron, ámbar;) a la fuerza que ejercen esas sustancias después de ser frotadas. William Gilbert procedió personalmente a realizar ciertos experimentos con algunas sustancias, a fin de descubrir si, a semejanza del ámbar, adquirían, al ser frotadas, la extraña propiedad de atraer a otros cuerpos; logró así comprobar que muchas de ellas, como el azufre, el lacre, la goma, la resina, la sal gema, y otros varios cuerpos poseen el poder de atraer los metales, las piedras, las tierras, los fluidos y aún el humo cuando es espeso. También distinguió entre las acciones magnética y eléctrica.

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una esfera de azufre movida por una manivela, sobre la que se inducía una carga cuando se apoyaba la mano sobre ella. El siguiente suceso fue Esteban Gray quien nació en Londres a finales del siglo XVII. Consagró su existencia al conocimiento de la electricidad y descubrió que los cuerpos no electrizables por fricción pueden serlo cuando se les coloca en contacto con otro que lo haya sido previamente. Esto quiere decir que hay unos buenos conductores de electricidad y otros, en cambio, que no lo son.

El científico francés Charles François de Cisternay DuFay, fue el primero en distinguir claramente los dos tipos diferentes de carga eléctrica: positiva y negativa que coexisten en todos los cuerpos, pero mutuamente neutralizadas. Dufay empezó a trabajar partiendo de los experimentos de Gray, y fue mucho más lejos en sus investigaciones. El condensador más antiguo, la botella de Leyden, fue concebida, parece que al mismo tiempo pero por separado, por un monje inventor y un catedrático llamado Musschembroek de Leyden, ciudad de Holanda. Fue desarrollado en 1745. Estaba formado por una botella de vidrio recubierta por dos láminas de papel de estaño, una en el interior y otra en el exterior. Si se cargaba una de las láminas con una máquina electrostática, se producía una descarga violenta si se tocaban ambas láminas a la vez.

La botella de Leyden, aunque construía por primera vez en Holanda, fue perfeccionada en Inglaterra por sir Guillermo Watson, otro genio de aquella época. Perfeccionó dicha botella forrándola por fuera y por dentro con papel de estaño, lo cual le dio excelente resultado, y valiese de alambres para hacer pasar la corriente de una botella a otra. Al hacer pasar la corriente a lo largo del alambre advirtió que la persona que sostenía su extremidad opuesta, a unos 3700 metros de distancia de él, recibía la descarga prácticamente en el instante mismo que la energía salía de la botella, propiedad que luego ser utilizada en la telegrafía. El inventor estadounidense Benjamín Franklin, que nació en Boston, Massachusetts en 1706, y comenzó su carrera con muy escasos estudios, en la modesta imprenta de su hermano, dedicó mucho tiempo a la investigación de la electricidad. Murió en 1790. Fue el primero que captó y condujo rayos en provecho y defensa de la humanidad.

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A partir de este momento, los descubrimientos sucedieron sin interrupción, y cada año surgían nuevas sorpresas.

Faraday, que realizó numerosas contribuciones al estudio de la electricidad a principios del siglo XIX, también desarrolló la teoría de las líneas de fuerza eléctricas.

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1.1

GENERACION Y USOS GENERALES DE LA ENERGIA

Generación y transporte de electricidad es el conjunto de instalaciones que se utilizan para transformar otros tipos de energía en electricidad y transportarla hasta los lugares donde se consume. La generación y transporte de energía en forma de electricidad tiene importantes ventajas económicas debido al costo por unidad generada. Las instalaciones eléctricas también permiten utilizar la energía hidroeléctrica a mucha distancia del lugar donde se genera. Estas instalaciones suelen utilizar corriente alterna, ya que es fácil reducir o elevar el voltaje con transformadores. De esta manera, cada parte del sistema puede funcionar con el voltaje apropiado. Las instalaciones eléctricas tienen seis elementos principales:

La central eléctrica

Los transformadores, que elevan el voltaje de la energía eléctrica generada a las altas tensiones utilizadas en las líneas de transporte

Las líneas de transporte

Las subestaciones donde la señal baja su voltaje para adecuarse a las líneas de distribución

Las líneas de distribución

Los transformadores que bajan el voltaje al valor utilizado por los consumidores.

En una instalación normal, los generadores de la central eléctrica suministran voltajes de 26.000 voltios; voltajes superiores no son adecuados por las dificultades que presenta su aislamiento y por el riesgo de cortocircuitos y sus consecuencias. Este voltaje se eleva mediante transformadores a tensiones entre 138.000 y 765.000 voltios para la línea de transporte primaria (cuanto más alta es la tensión en la línea, menor es la corriente y menores son las pérdidas, ya que éstas son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente). En la subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La tensión se baja de nuevo con transformadores en cada punto de distribución. La industria pesada suele trabajar a 33.000 voltios (33 kilovoltios), y los trenes eléctricos requieren de 15 a 25 kilovoltios. Para su suministro a los consumidores se baja más la tensión:

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Diagrama de bloque de generación de Energía Eléctrica

RED DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCION.

En una central hidroeléctrica, el agua que cae de una presa hace girar turbinas que impulsan generadores eléctricos. La electricidad se transporta a una estación de transmisión, donde un transformador convierte la corriente de baja tensión en una corriente de alta tensión. La electricidad se transporta por cables de alta tensión a las estaciones de distribución, donde se reduce la tensión mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios. Las líneas primarias pueden transmitir electricidad con tensiones de hasta 500.000 voltios o más. Las líneas secundarias que van a las viviendas tienen tensiones de 220 o 110 voltios. El desarrollo actual de los rectificadores de estado sólido para alta tensión hace posible una conversión económica de alta tensión de corriente alterna a alta tensión de corriente continua para la distribución de electricidad. Esto evita las pérdidas inductivas y capacitivas que se producen en la transmisión de corriente alterna.

La estación central de una instalación eléctrica consta de una máquina motriz, como una turbina de combustión, que mueve un generador eléctrico. La mayor parte de la energía eléctrica del mundo se genera en centrales térmicas alimentadas con carbón, aceite, energía nuclear o gas; una pequeña parte se genera en centrales hidroeléctricas, diesel o provistas de otros sistemas de combustión interna. Las líneas de conducción se pueden diferenciar según su función secundaria en líneas de transporte (altos voltajes) y líneas de distribución (bajos voltajes). Las primeras se identifican a primera vista por el tamaño de las torres o apoyos, la distancia entre conductores, las largas series de platillos de que constan los aisladores y la existencia de una línea superior de cable más fino que es la línea de tierra. Las líneas de distribución, también denominadas terciarias, son las últimas existentes antes de llegar la electricidad al usuario, y reciben aquella denominación por tratarse de las que distribuyen la electricidad al último eslabón de la cadena. Las líneas de conducción de alta tensión suelen estar formadas por cables de cobre, aluminio o acero recubierto de aluminio o cobre. Estos cables están suspendidos de postes o pilones, altas torres de acero, mediante una sucesión de aislantes de porcelana.

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se cuelgan de postes de madera; para las líneas de distribución, a menor tensión, suelen ser postes de madera, más adecuados que las torres de acero. En las ciudades y otras áreas donde los cables aéreos son peligrosos se utilizan cables aislados subterráneos. Algunos cables tienen el centro hueco para que circule aceite a baja presión. El aceite proporciona una protección temporal contra el agua, que podría producir fugas en el cable. Se utilizan con frecuencia tubos rellenos con muchos cables y aceite a alta presión (unas 15 atmósferas) para la transmisión de tensiones de hasta 345 kilovoltios.

Cualquier sistema de distribución de electricidad requiere una serie de equipos suplementarios para proteger los generadores, transformadores y las propias líneas de conducción. Suelen incluir dispositivos diseñados para regular la tensión que se proporciona a los usuarios y corregir el factor de potencia del sistema.

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FALLOS DEL SISTEMA.

En muchas zonas del mundo las instalaciones locales o nacionales están conectadas formando una red. Esta red de conexiones permite que la electricidad generada en un área se comparta con otras zonas. Cada empresa aumenta su capacidad de reserva y comparte el riesgo de apagones. Estas redes son enormes y complejos sistemas compuestos y operados por grupos diversos. Representan una ventaja económica pero aumentan el riesgo de un apagón generalizado, ya que si un pequeño cortocircuito se produce en una zona, por sobrecarga en las zonas cercanas se puede transmitir en cadena a todo el país. Muchos hospitales, edificios públicos, centros comerciales y otras instalaciones que dependen de la energía eléctrica tienen sus propios generadores para eliminar el riesgo de apagones.

REGULACIÓN DEL VOLTAJE.

Las largas líneas de conducción presentan inductancia, capacitancia y resistencia al paso de la corriente eléctrica. El efecto de la inductancia y de la capacitancia de la línea es la variación de la tensión si varía la corriente, por lo que la tensión suministrada varía con la carga acoplada. Se utilizan muchos tipos de dispositivos para regular esta variación no deseada. La regulación de la tensión se consigue con reguladores de la inducción y motores síncronos de tres fases, también llamados condensadores síncronos. Ambos varían los valores eficaces de la inductancia y la capacitancia en el circuito de transmisión. Ya que la inductancia y la capacitancia tienden a anularse entre sí, cuando la carga del circuito tiene mayor reactancia inductiva que capacitiva (lo que suele ocurrir en las grandes instalaciones) la potencia suministrada para una tensión y corriente determinada es menor que si las dos son iguales. La relación entre esas dos cantidades de potencia se llama factor de potencia. Como las pérdidas en las líneas de conducción son proporcionales a la intensidad de corriente, se aumenta la capacitancia para que el factor de potencia tenga un valor lo más cercano posible a 1. Por esta razón se suelen instalar grandes condensadores en los sistemas de transmisión de electricidad.

PERDIDA DURANTE EL TRANSPORTE

La energía se va perdiendo desde la central eléctrica hasta cada hogar de la ciudad por:

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-Diámetro o área de la sección transversal. La conductividad disminuye al disminuir el grosor del cable (a mayor diámetro, menor número del cable)

-Material con que está hecho

-Longitud. La conductividad de un cable es inversamente proporcional a la longitud y la resistencia es directamente proporcional a la longitud.

-Cambios de temperatura que sufre. Al paso de la corriente, la resistividad se ve incrementada ligeramente al aumentar su temperatura.

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CAPITULO 2

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2.1

CONSIDERACIONES GENERALES.

2.1.1 NORMAS Y REGLAMENTOS APLICABLES

Las normas y estándares que serán usados para los materiales, equipos, diseño e instalación del proyecto serán las vigentes.

Cuando el proveedor de un equipo o con Licencia de una tecnología no utilice las normas y reglamentos anteriormente mencionados, deberá probar que sus Códigos y Normas son iguales o superiores a los listados.

Cuando se proporcione equipo de fabricación o tecnología europea se debe demostrar que las normas IEC que cumple el equipo son equivalentes o superan los requisitos definidos en la presente especificación y sus anexos.

Cuando exista conflicto entre las normas y reglamentos, la EMPRESA deberá notificar por escrito las diferencias y deberá realizar una propuesta de solución del conflicto, así mismo, deberá solicitar por escrito la aprobación de la propuesta.

Cuando el diseño de ingeniería requiera del uso de planos estos se realizarán por medio del programa de dibujo Auto CAD en los tamaños ISO que sean definidos entre la SUPERVISIÓN y la EMPRESA.

Los dibujos podrán tener los siguientes tamaños "ISO":

A2-420mm x 594mm

A1-524mm x 841mm

La versión del programa Auto CAD será 2006 o superior.

Los dibujos se elaborarán con base en estas especificaciones y a la información proporcionada por el propietario.

Estos dibujos se detallarán para ser usados conjuntamente con especificaciones y dibujos de fabricante para la ejecución completa y correcta de todo el trabajo de construcción.

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Los planos se realizarán usando estándares y detalles de dibujo definido por la EMPRESA. En cualquier caso el conjunto de planos y documentos mantendrán congruencia y permitirían describir los sistemas eléctricos de manera simple, clara y suficiente para que con base en ellos se pueda lograr una correcta construcción y la supervisión de la misma.

Cuando se desarrollen diagramas unifilares eléctricos se empleará la simbología definida en estándares ANSI.

Los planos que serán entregados comprenden planos Tipo y planos generales. Los planos Tipo son planos que contienen información de referencia para otros planos. Los planos tipo que se entregan son:

• Detalles de montaje • Símbolos y Notas • Cuadros de carga

Los planos generales contendrán información específica del proyecto: algunos de los planos generales que serán entregados comprenden:

• Diagrama Unifilar General

• Cuarto eléctrico general de la tienda • Distribución General de Alumbrado • Distribución General de Contactos • Distribución General de Fuerza

• Distribución General de Contactos para sistema de Emergencia

• Sistema General de Tierras

2.1.2 TENSIONES

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 Un gabinete (sección 1) de acometida y medición en media tensión.

 Un gabinete ( sección 2 ) de interruptor principal de Media Tensión en Hexafloruro de Azufre SF6 , con tres puntos de contacto a tierra, Mca. Schneider (23KV, operación manual-tripolar para accionarse con carga 3 polos, 400 A, 3 fusibles para 23 KV, 63 A y 25 KA de C.I., Marca DRIWISA). En esta misma sección se tienen 3 apartarrayos de tipo autovalvular (clase AR-18, de 18/23 kV, de 3000 m.s.n.m.).

Ur

=36KV

Ud

=70KV

Up

=170KV

Ik

=20KA

tk

=1seg.

Ip

=50KA

Ir

=63A

fr

=50Hz/60Hz 51254460 EN

SF6

=0.740Kg

Pre

=150Kpa IEC62271-200

DATOS DE INTERRUPTOR EN SF6

 Transformador trifásico tipo "OA" de 1000 kVA, Mca. Vegeta-Schneider, con una tensión en el lado primario de 23 kV, 3F-3H en conexión delta, y tensión en el lado secundario de 220-127 V, 3F-4H en conexión estrella con neutro accesible fuera del transformador y conectado sólidamente a tierra con una impedancia de 6.00 % a 85° y F.P. de 0.90, para operar a 2300 m.s.n.m., clase 25 kV, con un Nivel Básico de Aislamiento al Impulso de 125 kV en A.T. y 50 kV en B.T., NS=1026517, NORMA EUROPEA=IEC60076-1

 Gabinete de acoplamiento transición de baja tensión con barras para acoplamiento de interruptor principal en B.T.

 Gabinete tipo Autosoportado QDPACT LOGIC (NEMA 1), 220-127 V, 3F-4H, 60 Hz. (con barras de 3200 A, barra neutra para 2000 A y barra de tierras para 800 A.). El cual contiene: un interruptor de 3p-3200 A (NW32H1), 65 kA de C.I. (Merlin Gerin-Masterpact, con modulo de medición Migrologic 6.0); un interruptor de 3p-400 A, 65 kA de C.I. y un equipo de medición multifunciones, PM850 de la marca SQUARE ´D.

 Tablero de transferencia (Autosoportado, NEMA 1, operación automática marca POWER GENERATION, 220/127 V C.A. de 60 Hz., F.P. 0.8, 3F-4H, 3000 A Transferencia Automática, para Planta Eléctrica de 1000 kW).

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Cummins Power Generation, (220/127V, 1,250 kVA/1000kW, interruptor de 3p-3200 A, 65 kA C.I., F.P. 0.80, 60 Hz, 3F- 4H); barra de cobre electrolítico (4.73x38.10mm de sección, conectada a los equipos); Transformador seco Mca. TELSA 150.00kVA, %Z=4.83% 220V/480-277V; Transformador seco Mca. ZETRAK 3.00 kVA, 220V/460-266V; Tanque de Diesel con capacidad para 1100 litros.

Por otra parte las características eléctricas de la acometida a la tienda están definidas en BAJA TENSIÓN, conforme lo señala la sección 110-4 de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005.

2.1.3 TENSIONES

Se verificará que la caída de tensión en los diferentes puntos del sistema se encuentre de acuerdo con lo indicado dentro de la nota 1 de la sección 215-2 de la norma NOM-001-SEDE-2005. Esto es, la caída de tensión global desde el medio de desconexión principal hasta la salida más alejada de la instalación, considerando alimentadores y circuitos derivados, no debe exceder del 5%; dicha caída de tensión se debe distribuir razonablemente en el circuito derivado y en el circuito alimentador, procurando que en cualquiera de ellos la caída de tensión, no sea mayor de 3%. Las definiciones de circuito alimentador y circuito derivado serán las indicadas en el artículo 100 de la norma citada.

EQUIPO TENSION

Motores de potencia fraccionaria que funcionen En procesos críticos, incluyendo motores para Servicio de bombas para equipo hidroneumático cárcamos y

sistema de contra incendio

220 V, 3φ

Motores de potencia fraccionaria que funcionen En

procesos no críticos, o en persianas para 127 V, 1φ Secundarios de Transformadores para alumbrado 220/127 V

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2.1.4 2.3 Localización de Equipos de Distribución

Para localizar los equipos de distribución se considerará: que se encuentren lo más cerca posible del centro de carga, que sea relativamente sencillo alimentarlos, que se disponga del espacio necesario y que no queden ubicados en un lugar clasificado como área peligrosa, en este caso se concentrarán en un cuarto eléctrico de la tienda, ubicado a un costado de la bodega de zapatos en piso de ventas.

2.1.5 SISTEMA DE TIERRAS

Características

a) En caso de subestaciones se calculará la malla de tierras de acuerdo al alcance y limitaciones que marca el estándar ANSI/IEEE 80 " del “IEEE Guide for Safety” en el Capitulo “AC Substation Grounding".

b) En la malla de puesta a tierra del cuarto eléctrico se deberá disponer un conductor de cobre electrolítico desnudo, de temple semiduro, trenzado clase B, de manera que el perímetro exterior definido por éste encierre el área en que se encuentra el equipo de distribución en baja tensión. El conductor deberá ser de tamaño nominal 107.0 mm2 (4/0 AWG) como mínimo y las derivaciones de tamaño nominal 53.5 mm2 (1/0 AWG) para los tableros: Tablero de Servicio No. 1, Tablero de Servicio No. 2, Tablero TGE, Centro de Control de Motores, Tablero de Transferencia y Generador de Emergencia; y 33.6 mm2 (2 AWG) como mínimo a los tableros de distribución, conectándose a cada uno de ellos con tamaño nominal de 21.2 mm2 (4 AWG). El cable de tierra irá enterrado aproximadamente a 60 cm., bajo nivel de piso.

c) Los electrodos verticales del sistema de puesta a tierra serán varillas de acero con recubrimiento de cobre, tipo “copperweld” de 3 m de longitud y 16 mm. (5/8") de diámetro.

d) La longitud de la malla y el número de varillas será adecuado para lograr que la resistencia a tierra de la malla sea igual o menor a 25 ohms para subestaciones hasta 250 KVA y 34.5 KV, 10 ohms en subestaciones mayores de 250 KVA y hasta 34.5 KV y de 5 ohms en subestaciones que operen con tensiones mayores a 34.5 KV de acuerdo a la sección 921-25 de la NOM-001-SEDE-2005. Para

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anteriores sean el doble en cada caso. Si la resistencia al ser medida sobrepasa el valor máximo especificado se deberán instalar más varillas.

e) En el caso de áreas de proceso y/o servicios, la red de tierras que se instale es complementaria a la requerida en la (s) subestación (es). Debido a que su función no es disipar las corrientes de falla de la subestación, no se realizan cálculos para esta malla.

f) Los requisitos definidos por la NOM-001-SEDE-2005 indican la necesidad de un conductor de puesta a tierra para equipos eléctricos. Art. 250. En consecuencia se utilizará un conductor de puesta a tierra de equipos en la canalización de los circuitos.

g) Con la finalidad de drenar cargas estáticas y/o descargas atmosféricas se instalarán electrodos y anillos de conductores enterrados, formando una malla alrededor de las áreas que lo requieran. Solamente los equipos eléctricos que estén expuestos a descargas atmosféricas se conectarán a esta malla. Se utilizarán conductores desnudos de tamaño nominal 67.43 mm2 (2/0 AWG) para estructuras, columnas, tanques y transformadores en exteriores; para equipo eléctrico se usará tamaño nominal 67.43 mm2 (2/0 AWG)

h) Se considerará que un equipo no eléctrico está satisfactoriamente conectado a tierra cuando la estructura de acero sobre la cual está soportado, esté conectada al sistema de tierras. El sistema de conduits se considera aterrizado a través del equipo al que conecta.

i) En donde se usen sistemas de soportes para cables tipo charola se deberá tener continuidad eléctrica a lo largo de todo el recorrido. Para este propósito los conectores de unión entre tramos y accesorios de charolas deberán ser del tipo atornillable.

j) Los sistemas de tierras deberán diseñarse de forma tal, que permitan pruebas periódicas por medio de pozos de registro para varillas. El diseño de la malla determinará el número de registros necesario.

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Conexiones

a) Para conexiones, uniones y derivaciones de cables de tierras deberán usarse conectores tipo soldable excepto a equipo que regularmente se desconecte para mantenimiento. La conexión de este equipo deberá hacerse con conectores tipo mecánico, atornillado a la superficie metálica. Las anclas y cubiertas de equipo no deberán usarse para soportar los cables de tierra. No debe utilizarse ningún medio de conexión que incorpore uniones hechas con soldadura de aleación de estaño (Soldadura suave).

b) Todo el equipo eléctrico tal como interruptores y sus tableros, armazones de los motores, tableros de alumbrado, tableros de contactos, centros de control de motores y tableros de emergencia así como sistemas se deberán conectar a tierra, como lo señala el art. 250-42 Y 43 de la NOM-001-SEDE-2005.

c) Todo equipo probable a producir o absorber electricidad estática deberá conectarse adecuadamente a tierra. Las bandas de las transmisiones mecánicas que se encuentren en áreas peligrosas deberán ser antiestáticas si hubiese el caso, en este caso no es aplicable, no existen áreas peligrosas.

d) El tamaño nominal del conductor de puesta a tierra de equipos para cada elemento que se conecte a tierra estará de acuerdo con la Tabla 250-95 de la NOM-001-SEDE-2005.

e) Cuando el conductor de puesta a tierra en las canalizaciones no esté integrado a un cable multiconductor, este deberá tener una identificación externa de color verde (Secc. 310-12b, NOM-001-SEDE-2005).

f) En áreas corrosivas se podrá utilizar cobre o aluminio aislado dependiendo del tipo de corrosión, siempre y cuando se cumpla con lo indicado en los párrafos 250-91, 250-94 y 250-95 de la NOM-001-SEDE-2005.

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2.1.6 CORRIENTES DE FALLA Y PROTECCIÓN CONTRA SOBRECORRIENTES

Se elaborará un estudio de cortocircuito para determinar las corrientes de falla asimétrica y simétrica, considerando todas las fuentes de corriente de falla y todas las impedancias de los elementos del sistema de distribución. Los valores de las corrientes de falla se considerarán para determinar las capacidades interruptivas y momentánea de los componentes del sistema.

Las corrientes de falla deberán limitarse a valores que puedan soportar los equipos de fabricación estándar, usando los medios que resulten adecuados, basándose en factores técnicos y económicos.

Los elementos de protección contra sobre corrientes deberán coordinarse en forma selectiva, procurando que las curvas de disparo queden separadas aproximadamente 20 ciclos (0.33 seg.) bajo una condición de sobre corriente dada.

2.1.7 SISTEMA DE DISTRIBUCION

La energía para LA TIENDA es proporcionada por CFE Comisión Federal de Electricidad La tensión de la acometida es en media tensión; consta de una Subestación Eléctrica de Servicio Interior ( Nema 1 ), Tipo S2, Operación a 23 KV, 60 Hz, 3F-3H, 2500 M.S.N.M. con un Nivel Básico de Aislamiento al Impulso ( NBIL ) de 125 KV, 40ka de C.I., barras para 400 A Marca SQUARE’D y la cual contendrá lo siguiente:

 Un gabinete (sección 1) de acometida y medición en media tensión.

(26)

 Transformador trifásico tipo "OA" de 1000 kVA, Mca. Vegeta-Schneider, con una tensión en el lado primario de 23 kV, 3F-3H en conexión delta, y tensión en el lado secundario de 220-127 V, 3F-4H en conexión estrella con neutro accesible fuera del transformador y conectado sólidamente a tierra con una impedancia de 6.00 % a 85° y F.P. de 0.90, para operar a 2300 m.s.n.m., clase 25 kV, con un Nivel Básico de Aislamiento al Impulso de 125 kV en A.T. y 50 kV en B.T., NS=1026517, NORMA EUROPEA=IEC60076-1

 Gabinete de acoplamiento transición de baja tensión con barras para acoplamiento de interruptor principal en B.T.

 Gabinete tipo Autosoportado QDPACT LOGIC (NEMA 1), 220-127 V, 3F-4H, 60 Hz. (con barras de 3200 A, barra neutra para 2000 A y barra de tierras para 800 A.). El cual contiene: un interruptor de 3p-3200 A (NW32H1), 65 kA de C.I. (Merlin Gerin-Masterpact, con modulo de medición Migrologic 6.0); un interruptor de 3p-400 A, 65 kA de C.I. y un equipo de medición multifunciones, PM850 de la marca SQUARE ´D.

 Tablero de transferencia (Autosoportado, NEMA 1, operación automática marca POWER GENERATION, 220/127 V C.A. de 60 Hz., F.P. 0.8, 3F-4H, 3000 A Transferencia Automática, para Planta Eléctrica de 1000 kW).

 Se tienen 2 gabinetes Autosoportados QDPACT LOGIC ( tablero "TGE" ) NEMA 1, 220-127 V, 3F-4H, 60 Hz. con barras principales para 3200 A, barra neutra para 2000 A y barra de tierras para 800 A; para las 2 secciones, cada una con sus respectivos interruptores principales, los cuales son los siguientes:

Dentro del local correspondiente a la Subestación Eléctrica, también se encuentran los siguientes equipos: Planta de Emergencia 1000kW/1,250.00kVA, Cummins Power Generation, (220/127V, 1,250 kVA/1000kW, interruptor de 3p-3200 A, 65 kA C.I., F.P. 0.80, 60 Hz, 3F- 4H); barra de cobre electrolítico (4.73x38.10mm de sección, conectada a los equipos); Transformador seco Mca. TELSA 150.00kVA, %Z=4.83% 220V/480-277V; Transformador seco Mca. ZETRAK 3.00 kVA, 220V/460-266V; Tanque de Diesel con capacidad para 1100 litros.

El arreglo del sistema de distribución depende de las necesidades de confiabilidad en el suministro de energía a LA TIENDA y es un sistema radial simple. Con base en las necesidades del proceso que definió la EMPRESA.

El sistema de baja tensión deberá ser sólidamente aterrizado.

(27)

Para todos los equipos del Sistema de Distribución de Fuerza antes mencionados aplican los siguientes requisitos: son del tipo autos soportados, de lámina de acero rolada en frío, antes del acabado, al tablero se le dará un tratamiento desengrasante y fosfatizante, el acabado será con pintura electrostática de color ANSI 61. Cada uno de los equipos que se requieren para el sistema de distribución de energía eléctrica, deberá ser diseñado construido y probado de acuerdo con las especificaciones generales de cada equipo donde se mencionan las normas correspondientes. Las Hojas de Datos correspondientes a cada uno de los equipos, se propondrán por él la CONTRATISTA después de haber definido el sistema de distribución por usar y la localización de los equipos.

Los tableros de distribución en baja tensión serán de uso interior con índice de protección tipo NEMA 1. La capacidad nominal de las barras de distribución son determinadas de acuerdo con la carga del sistema. La capacidad de aguante de los tableros será mayor que el valor de la corriente de falla del punto de instalación. El tablero debe estar diseñado y fabricado para cumplir con NMX– J-118-2. Los Interruptores termo magnéticos serán construidos de acuerdo a NMX-J-266 ANCE, NMX-J-265 y UL 489, los interruptores de potencia cumplirán con la norma IEC 60-947-1 y 2.

Los centros de control de motores ( CCM’ S) será un ensamble de una o más secciones de gabinetes con una barra común de alimentación, formados principalmente por unidades o secciones de controladores de motores. Las barras conductoras deben protegerse contra daño físico y mecánico mediante un sistema de sujeción firme de acuerdo con la parte H del artículo 430 de la norma NOM-001-SEDE-2005. La capacidad de aguante de los CCM´S será mayor que el valor de la corriente de falla del punto de instalación.

(28)

2.1.8 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE ALUMBRADO

Generalidades

a) El alumbrado será diseñado para mantener el nivel de iluminación requerido para cada área, medido en el plano de trabajo respectivo y con un factor de mantenimiento medio para cada tipo de unidad de acuerdo a la tabla de niveles de iluminación de las normas oficiales mexicanas NOM-001-SEDE-2005 y NOM-025-STP-1999. Cuando no se encuentre definido el nivel de iluminación para un área o trabajo específico se deberá determinar el nivel de iluminación adecuado de acuerdo con el método de iluminación promedio descrito en el manual de iluminación “Lighting Handbook de IESNA”.

b) La EMPRESA deberá cumplir con los requisitos de la norma NOM-007-ENER-2004 para el diseño de los sistemas alumbrado que sean cubiertos por esta norma. La EMPRESA deberá establecer niveles de eficiencia energética en términos de Densidad de Potencia Eléctrica con que deben cumplir los sistemas de alumbrado para uso general de edificios nuevos y ampliaciones de los ya existentes de acuerdo con los métodos definidos en la norma NOM-007-ENER-2004

c) Se tienen iluminación existente ( no se realizo retrofit ) en todas las áreas de la tienda y son de las siguientes capacidades: 2x75w, 2x39w, 2x59w, 2x32w, 2x26w y 1x75w; las cuales se encuentran instaladas en el piso de ventas, bodegas, baños, recibo, carnes, pescados, tortillería, amasijo, salchichoneria y oficinas.

d) Deberán utilizarse luminarias de emergencia dentro de toda la tienda en las áreas del piso de ventas, también se debe de tener luminarias de emergencia en el cuarto de tableros, en accesos y distribuidas en bodegas y oficinas donde el alumbrado sea lo más indispensable para el tránsito del personal o clientes.

(29)

Luminarias

a) Las luminarias deberán contar con las siguientes características: • Eficiente iluminación

• Distribución uniforme de luz

• Accesibilidad para cambio de lámparas y mantenimiento con seguridad de

acuerdo al área donde se instalen.

b) El alumbrado será diseñado para mantener el nivel de iluminación requerido para cada área, medido en el plano de trabajo respectivo y con un factor de mantenimiento medio para cada tipo de unidad de acuerdo a la tabla de niveles de iluminación de las normas oficiales mexicanas NOM-001-SEDE-2005 y NOM-025-STPS-2004. Cuando no se encuentre definido el nivel de iluminación para un área o trabajo específico se deberá determinar el nivel de iluminación adecuado de acuerdo con el método de iluminación promedio en el manual de iluminación “Lighting Handbook de IESNA”.

2.1.9 PLANTAS DE EMERGENCIA

Especificaciones generales

a) La planta cumple con los requisitos, los buses de energía de emergencia están conectados a las fuentes normales de energía en baja tensión y al bus del generador de emergencia.

(30)

Baterías y cargadores

a) Las baterías para los sistemas UPS son capaces de alimentar al sistema al 100% de la carga crítica por 30 minutos después de la pérdida de energía.

b) El cargador de las baterías es alimentado desde el bus del generador o sea, desde el tablero de emergencia (TGE), para prevenir una descarga total durante periodos de operación prolongados.

2.1.10 MOTORES

En general, los motores son del tipo de inducción jaula de ardilla. Los motores síncronos del tipo sin escobillas que utilizan dispositivos de rectificación del tipo estático montados en el rotor son usados cuando se requieren por la carga.

Los motores tienen las siguientes características nominales:

a) Motores desde 1 HP hasta 7.5 HP: 220 V, 3 fases, 60 Hz.

b) Motores fraccionarios en servicios no críticos: 115 V ó 127 V, 1 fase 60 Hz.

Sistema de aislamiento

El sistema de aislamiento del motor deberá estar de acuerdo con la norma NEMA MG1. Los motores de 10 HP y menores deberán ser provistos con aislamiento Clase F,

Control

a) Cada motor deberá controlarse y protegerse desde un arrancador combinado instalado en Centros de Control de Motores.

b) Los motores monofásicos podrán tener arrancador manual en caja de la denominación NEMA correspondiente al área de que se trate.

(31)

cuando exista un tablero de control local asociado al motor, como el caso de los equipos de bombeo.

d) Las estaciones de botones "Arrancar-Parar" deberán ser del tipo contacto momentáneo.

e) Cada arrancador deberá tener un transformador con tensión secundaria de 120 V para control.

2.1.11 CONTACTOS PARA PULIDORAS O DESBASTADORAS

Tipo de contactos

Se deben suministrar contactos para pulidoras del tipo 4 hilos, servicio pesado, para suministrar energía a las máquinas pulidoras portátiles. Los contactos para pulidoras se deberán localizar para cubrir un radio horizontal de 20 metros dentro de las unidades de la tienda y/o servicios auxiliares que requieran trabajos de servicio en periodos de mantenimiento.

Especificaciones

(32)

2.2

FORMULAS EMPLEADAS PARA EL CÁLCULO DEL

PROYECTO.

2.2.1 CONCIDERACIONES PARA EL CALCULOS DE ALIMENTADORES.

Para el cálculo de las alimentaciones generales, tanto de alumbrado, contactos, sistemas de fuerza, aire acondicionado se considera la siguiente tabla y

consideraciones que nos proporciona la NORMA OFICIAL

2.2.1 CÁLCULO DE CONDUCTORES 1) OBJETIVOS

La presente memoria tiene como finalidad de mostrar los criterios de diseño y selección del conductor alimentador y dispositivo de protección de circuitos derivados en sistemas menores de 600 volts.

El objetivo de esta memoria es describir la solución para el suministro de energía eléctrica, a los distintos equipos de consumo del inmueble correspondientes a la tienda de autoservicio denominada

2) CRITERIOS

Los conductores para circuitos derivados se calculan:

A) por conducción de corriente B) por caída de tensión

C) por corto circuito

3) CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE.

Los conductores de los circuitos derivados deben tener una capacidad de conducción de corriente no menor que la correspondiente a la carga a servir.

(33)

4) POR CAÍDA DE TENSION

La caída de tensión global desde el medio de desconexión principal hasta cualquier salida de la instalación (sea fuerza, alumbrado, contactos, etc.), no debe exceder del 5%. La caída de tensión se debe distribuir razonablemente en el circuito derivado y en el circuito alimentador, procurando que en cualquiera de ellos la caída de tensión, no sea mayor del 3%, Art. 210-19, nota 4.

5) SELECCION DEL CONDUCTOR POR CORRIENTE

Para seleccionar el conductor de un circuito derivado por corriente se procede de la siguiente manera:

a) Se calculan los amperes a partir de la potencia instalada en Volt-Amper (VA), a este valor se le denomina corriente nominal (In). Con este valor de corriente se entra a la tabla correspondiente, según el calibre del cable que resulte y el tipo de canalización en la cual se alojara dicho cable. El valor de corriente del cable será afectado por dos factores, los cuales son los siguientes:

a.1.

) Factor de relleno ó factor de agrupamiento (F.A.). a.2.

) Factor de temperatura (F.T.).

Cuando ya se han aplicado estos factores se llama "Corriente Corregida del cable" (Ic).

En este caso, si el valor de la corriente de carga es menor al valor de corriente del cable en un 25% ó más (porcentaje que depende del tipo de carga por alimentar), se ha elegido el valor de cable adecuado por corriente, sin embargo cuando la diferencia es menor al porcentaje señalado, es necesario seleccionar el calibre inmediato superior, dentro de la tabla correspondiente.

b) Las tablas de conductores para seleccionar el calibre que deberá instalarse, dependerá del tipo de ambiente, la temperatura a la cual estará operando el cable, la tensión, el tipo de canalización, etc.. En nuestro caso únicamente nos basaremos en las siguientes tablas:

Tabla 310-16 de la NOM-001-SEDE-2005, para conductores en canalización.

Tabla A-310-2 del apéndice A de la NOM-001-SEDE-2005, para conductores en configuración triangular o cuadrada en soporte tipo charola, de acuerdo con el Art. 318-11 b) 4), de la NOM-001-SEDE-2005.

(34)

a) Se toma la longitud del circuito y se procede a calcular el conductor por caída de tensión, una vez seleccionado se compara con el conductor por ampacidad y se elige el que resulte de calibre mayor.

7) FORMULAS PARA CALCULOS DE CORRIENTE

a) Para circuitos monofásicos, conociendo los Volt-Amper (VA).

In = Volt-Amper /( Vn ) donde:

VA= Potencia en Volt-Amper. Vn = Voltaje de Fase a Neutro.

In = Corriente nominal en Amperes.

b) Para circuitos bifásicos, conociendo los Volt-Amper (VA).

In = Volt-Amper /( Vf ) donde:

VA= Potencia en Volt-Amper.

Vf = Voltaje de Fase a Fase.

In = Corriente nominal en Amperes.

c) Para circuitos trifásicos, conociendo los Volt-Amper (VA).

In = Volt-Ampere / ( Vf x 1.732 ) donde:

VA= Potencia en Volt-Amper. Vf = Voltaje entre Fases.

In = Corriente nominal en Amperes.

8) FORMULAS PARA EL CALCULO DE LA CAIDA DE TENSION

a) Para circuitos monofásicos.

e% = ( 200 x L x In x Z ) / Vn (Por Impedancia)

S = ( 4 x L x In ) / ( Vn x e% ) (Por Resistencia)

(35)

donde:

L = Longitud del conductor en metros.

In = Corriente nominal del circuito en amperes. Z = Impedancia del conductor en Ohms/Metro.

Vn = Voltaje de fase a neutro.

S = Sección del conductor en mm². e% = Caída de voltaje en por ciento (%).

b) Para circuitos trifásicos a 4 hilos.

|| e% = ( 100 x L x In x Z ) / Vn (Por Impedancia)

S = ( 2 x L x In ) / ( Vn x e% ) (Por Resistencia)

e% = ( 2 x L x In ) / ( Vn x S ) (Por Resistencia) donde:

L = Longitud del conductor en metros.

In = Corriente nominal del circuito en amperes. Z = Impedancia del conductor en Ohms/Metro.

Vn = Voltaje de fase a neutro.

S = Sección del conductor en mm². e% = Caída de voltaje en por ciento (%).

c) Para circuitos trifásicos a 3 hilos.

e% = (100 x 1.732 x L x In x Z ) / Vf (Por Impedancia)

S = ( 2 x 1.732 x L x In ) / ( Vf x e% ) (Por Resistencia)

e% = ( 2 x 1.732 x L x In ) / ( Vf x S ) (Por Resistencia) donde:

L = Longitud del conductor en metros.

In = Corriente nominal del circuito en amperes. Z = Impedancia del conductor en Ohms/Metro. Vn = Voltaje de fase a fase.

S = Sección del conductor en mm². e% = Caída de voltaje en por ciento (%).

(36)

Este cálculo sirve para determinar cuánto tiempo soportará sin dañarse el aislamiento de un conductor cuando se produce un corto circuito.

Es importante conocer este tiempo para seleccionar adecuadamente las protecciones de la línea.

a) OBJETIVO

Calcular por capacidad de conducción de corriente de corto circuito, la sección de los alimentadores principales y derivados en el sistema de Baja Tensión (220 volts) correspondientes al sistema eléctrico, con el fin de evitar que la circulación de corriente de corto circuito por el conductor incremente la temperatura a valores mayores que los establecidos como límite para los aislamientos.

b) PROCEDIMIENTO

Se selecciona el valor máximo de contribución de la corriente de corto circuito simétrica hacia cada uno de los buses del sistema de baja tensión de los tableros, para calcular la corriente que circula por los conductores en caso de falla en las terminales de estos.

De acuerdo con las características de tiempo de los dispositivos de protección de los alimentadores, se emplea para el cálculo de la sección de conductores la corriente de corto circuito afectada por un factor de asimetría para el caso del alimentador del tablero general y en caso de los alimentadores a las cargas se empleo un factor de asimetría igual a 1.3.

c) METODO DE CALCULO

Los cálculos de corto circuito se realizaron empleando el método por unidad referidos a las bases correspondientes de potencia y voltajes del sistema eléctrico en estudio.

d) DATOS PARA EL ESTUDIO 1.-Conductores

Los conductores empleados en el sistema eléctrico de baja tensión, son cables de cobre, aislamiento thw-ls suaves, 75°C, 600 volts y sus valores de resistencia y reactancia están basados en la tabla 9 del National Electrical Code (NEC-2005), considerando a éstos en formación trébol lo cual representa un menor valor de reactancia inductiva.

Los valores de resistencia se consideran para una temperatura en el conductor igual a 75°C.

Las temperaturas de operación y de corto circuito para el aislamiento (PVC) thw-ls, de acuerdo con la tabla 12-3 de la Norma ANSI/IEEE Std. 141-1993, son 75 y 150°C respectivamente.

(37)

Se considera para los interruptores del sistema de baja tensión un tiempo para despejar la falla igual a 2 ciclos como máximo.

e) FORMULAS EMPLEADAS

Con el objeto de que todo el calor generado por la circulación de corriente de corto circuito sea absorbido por el conductor y no se transmita al aislamiento, el incremento de temperatura es función de la sección transversal del conductor, la magnitud de la corriente de falla y el tiempo de duración de ésta.

Para conductores de cobre, estas variables se relacionan con la siguiente fórmula:

(I/CM)2 * t

= 0.0297 Log234.5) 10 (Tf + 234.5/To + donde:

I = Corriente de falla en amperes.

CM = Sección transversal del conductor, en circular mil. t = Tiempo de duración de la falla, en segundos.

Tf = Temperatura de corto circuito del aislamiento, en °C. To = Temperatura de operación del aislamiento, en °C.

2.3

CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO DE

ALIMENTADORES.

Para el cálculo de las alimentaciones generales, tanto de alumbrado, contactos, sistemas de fuerza, aire acondicionado se considera la siguiente tabla y

consideraciones que nos proporciona la NORMA OFICIAL.

TABLA 310-16.- Capacidad de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados para 0 a 2 000 V nominales y 60 °C a 90 °C. No más de tres conductores portadores de corriente en una

canalización o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30 °C

Tamaño o Designación Temperatura nominal del conductor (véase Tabla 310-13)

mm2 AWG o

kcmil

60 °C 75 °C 90 °C 60 °C 75 °C 90 °C

TIPOS TIPOS TIPOS TIPOS TIPOS TIPOS

TW* CCE TWD-UV RHW*, THHW*, THW*, THW-LS, THWN*, XHHW*, TT, USE MI, RHH*, RHW-2, THHN*, THHW*, THHW-LS, THW-2*, XHHW*, XHHW-2, USE-2 FEP*, FEPB*

UF* XHHW* RHW*,

RHW-2, XHHW*, XHHW-2,

DRS

(38)

0,824 18 --- --- 14 --- --- ---

1,31 16 --- --- 18 --- --- ---

2,08 14 20* 20* 25* --- --- ---

3,31 12 25* 25* 30* --- --- ---

5,26 10 30 35* 40* --- --- ---

8,37 8 40 50 55 --- --- ---

13,3 6 55 65 75 40 50 60

21,2 4 70 85 95 55 65 75

26,7 3 85 100 110 65 75 85

33,6 2 95 115 130 75 90 100

42,4 1 110 130 150 85 100 115

53,5 1/0 125 150 170 100 120 135

67,4 2/0 145 175 195 115 135 150

85,0 3/0 165 200 225 130 155 175

107 4/0 195 230 260 150 180 205

127 250 215 255 290 170 205 230

152 300 240 285 320 190 230 255

177 350 260 310 350 210 250 280

203 400 280 335 380 225 270 305

253 500 320 380 430 260 310 350

304 600 355 420 475 285 340 385

355 700 385 460 520 310 375 420

380 750 400 475 535 320 385 435

405 800 410 490 555 330 395 450

458 900 435 520 585 355 425 480

507 1 000 455 545 615 375 445 500

633 1250 495 590 665 405 485 545

760 1500 520 625 705 435 520 585

887 1750 545 650 735 455 545 615

1010 2000 560 665 750 470 560 630

FACTORES DE CORRECCION Temperatura ambiente en

°C Para temperaturas ambientes distintas de 30 °C, multiplicar la anterior capacidad de conducción de corriente por el correspondiente factor de los siguientes

21-25 1,08 1,05 1,04 1,08 1,05 1,04

26-30 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

31-35 0,91 0,94 0,96 0,91 0,94 0,96

36-40 0,82 0,88 0,91 0,82 0,88 0,91

41-45 0,71 0,82 0,87 0,71 0,82 0,87

46-50 0,58 0,75 0,82 0,58 0,75 0,82

51-55 0,41 0,67 0,76 0,41 0,67 0,76

(39)

61-70 ,,,, 0,33 0,58 ,,,, 0,33 0,58

71-80 ,,,, ,,,, 0,41 ,,,, ,,,, 0,41

*A menos que se permita otra cosa específicamente en otro lugar de esta norma, la protección contra sobrecorriente de los conductores marcados con un asterisco (*), no debe superar 15 A para 2,08 mm2 (14 AWG); 20 A para 3,31 mm2 (12 AWG) y 30 A para 5,26 mm2 (10 AWG), todos de cobre.

Tabla 310-17.Capacidad de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados individualmente de 0 a 2000 V nominales, al aire para una temperatura del aire ambiente de 30 °C

Tamaño o Designación Temperatura nominal del conductor (ver tabla 310-13)

mm2 AWG o kcmil

60 °C 75 °C 90 °C 60 °C 75 °C 90 °C

TIPOS TIPOS TIPOS TIPOS TIPOS TIPOS

TW* RHW*, THHW*, THW*, THW-LS*, THWN*, XHHW*, USE MI, RHH*, RHW-2, THHN*, THHW*, THW-2*, THW-LS*, THWN-2*, XHHW*, XHHW-2, USE-2 FEP*, FEPB*

UF XHHW* RHW*,

RHH*, RHH*, RHW-2, XHHW*, XHHW-2

Cobre Aluminio

0,824 18 .... --- 18 .... .... ....

1,31 16 .... --- 24 .... .... ....

2,08 14 25* 30* 35* .... .... ....

3,31 12 30* 35* 40* --- --- ---

5,26 10 40 50* 55* --- --- ---

8,37 8 60 70 80 --- --- ---

13,3 6 80 95 105 60 75 80

21,2 4 105 125 140 80 100 110

26,7 3 120 145 165 95 115 130

33,6 2 140 170 190 110 135 150

42,4 1 165 195 220 130 155 175

53,5 1/0 195 230 260 150 180 205

67,4 2/0 225 265 300 175 210 235

85,0 3/0 260 310 350 200 240 275

107 4/0 300 360 405 235 280 315

127 250 340 405 455 265 315 355

152 300 375 445 505 290 350 395

177 350 420 505 570 330 395 445

203 400 455 545 615 355 425 480

253 500 515 620 700 405 485 545

304 600 575 690 780 455 540 615

355 700 630 755 855 500 595 675

380 750 655 785 885 515 620 700

405 800 680 815 920 535 645 725

456 900 730 870 985 580 700 785

507 1 000 780 935 1 055 625 750 845

(40)

760 1 500 980 1 175 1 325 795 950 1 075

887 1 750 1 070 1 280 1 445 875 1 050 1 185

1 010 2 000 1 155 1 385 1 560 960 1 150 1 335

FACTORES DE CORRECCION Temperatura ambiente en

°C Para temperaturas ambientes distintas de 30 °C, multiplicar la anterior capacidad de conducción de corriente por el correspondiente factor de los siguientes.

21-25 1,08 1,05 1,04 1,08 1,05 1,04

26-30 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

31-35 0,91 0,94 0,96 0,91 0,94 0,96

36-40 0,82 0,88 0,91 0,82 0,88 0,91

41-45 0,71 0,82 0,87 0,71 0,82 0,87

46-50 0,58 0,75 0,82 0,58 0,75 0,82

51-55 0,41 0,67 0,76 0,41 0,67 0,76

56-60 ,,,, 0,58 0,71 ,,,, 0,58 0,71

61-70 ,,,, 0,33 0,58 ,,,, 0,33 0,58

71-80 ,,,, ,,,, 0,41 ,,,, ,,,, 0,41

*A menos que se permita otra cosa específicamente en otro lugar de esta norma, la protección contra sobrecorriente de los conductores marcados con un asterisco (*), no debe superar 15 A para 2,08 mm2 (14 AWG); 20 A para 3,31 mm2 (12 AWG) y 30 A para 5,26 mm2 (10 AWG), todos de cobre.

2.3.1

TAMAÑO Y CAPACIDAD NOMINAL DEL CONDUCTOR.

DISPOSICIONES GENERALES.

Los conductores deben tener suficiente capacidad de conducción de corriente para transportar la corriente eléctrica de la carga alimentada y calculada, según el Artículo 220 de la NOM-001-SEDE-1999, y deben tener una resistencia mecánica adecuada.

TAMAÑO NOMINAL MÍNIMO DEL CONDUCTOR.

Los conductores deben tener un tamaño nominal no-menor a 8,367 mm2 (8 AWG) si son de cobre o a 13,3 mm2 (6 AWG) si son de aluminio.

EXCEPCIÓN: En instalaciones que tengan únicamente cargas limitadas de un solo circuito derivado, como un pequeño calentador de agua de varias fases con regulación de potencia y similares, los conductores no deben ser menores a 3,307 mm2 (12 AWG) de cobre.

CONDUCTORES PUESTOS A TIERRA.

Un conductor puesto a tierra debe tener un tamaño nominal del conductor no-menor al requerido por 250-23(b) NOM-001-SEDE-

2005.

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Las separaciones verticales de todos los conductores de una acometida aérea se deben basar en una temperatura del conductor de 20 °C, sin viento y con remate en el conductor o en el cable. Los conductores de acometida aérea no deben ser fácilmente accesibles y, en las acometidas menores a 600 V nominales, deben cumplir las siguientes condiciones:

SOBRE LOS TECHOS DE LOS INMUEBLES.

Los conductores deben tener una separación vertical no-menor a 2,45 m por encima de la superficie de los techos. La separación vertical sobre el nivel del techo se debe mantener a una separación no-menor a 1,0 m del borde del techo en todas las direcciones.

EXCEPCIÓN 1: El área por encima de la superficie de un techo por la que pueda haber tráfico de peatones o de vehículos, debe tener una separación vertical desde la superficie del techo según las separaciones establecidas.

EXCEPCIÓN 2: Cuando la tensión eléctrica entre conductores no supere 300 V y el techo tenga una pendiente no-menor a 1/3 se permite una reducción de la separación a 1 m.

EXCEPCIÓN 3: Cuando la tensión eléctrica entre conductores no supere 300 V, la separación del techo puede reducirle hasta en 0,5 m, si: (1) los conductores de la acometida pasan sobre el alero del techo en una longitud no-mayor a 1,20 m y la parte menor de la acometida a 1,85 m, y (2) terminan en una canalización de entrada o en un soporte aprobado.

ACOMETIDAS SUBTERRÁNEAS.

AISLAMIENTO. Los conductores de acometida subterránea deben soportar las condiciones atmosféricas y otras circunstancias de uso, sin que se produzcan fugas de corriente eléctrica perjudiciales. Los conductores de acometida subterránea deben tener aislamiento para la tensión eléctrica aplicada.

EXCEPCIÓN: Se permite que el conductor puesto a tierra no tenga aislamiento, en los casos siguientes:

a. Un conductor de cobre desnudo en una canalización.

b. Un conductor de cobre desnudo directamente enterrado, si se estima que el cobre es adecuado para las condiciones del suelo.

c. Un conductor de cobre desnudo directamente enterrado, sin tener en cuenta las condiciones del suelo, si forma parte de un cable especificado para uso subterráneo.

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2.3

TAMAÑO Y CAPACIDAD NOMINALES DEL

CONDUCTOR.

DISPOSICIONES GENERALES.

Los conductores de la acometida subterránea deben tener suficiente capacidad de conducción de corriente para transportar la que se ha calculado en la carga, según el Artículo 220 de la NOM-001-SEDE-2005, y deben tener una resistencia mecánica adecuada.

TAMAÑO NOMINAL MÍNIMO DEL CONDUCTOR DE UN ALIMENTADOR.

Los conductores deben tener un tamaño nominal del conductor no-menor a 8,367 mm2 (8 AWG), si son de cobre o a 13,3 mm2 (6 AWG) si son de aluminio.

EXCEPCIÓN: En instalaciones que tengan sólo cargas limitadas de un solo circuito derivado, como un pequeño calentador de agua de varias fases con regulación de potencia y similares, los conductores no deben ser de menores a 3,307 mm2 (12 AWG) de cobre.

C) CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA. Un conductor de puesta a tierra debe tener un tamaño nominal del conductor no-menor al requerido.

NOTA: Se puede conseguir un funcionamiento razonablemente eficiente si se toman en cuenta las caídas de tensión eléctrica al dimensionar los conductores de acometida subterránea.

Para el dato de la corriente admisible del conductor considerando tipo THW-LS de 60ºC hasta 100A y 75ºC para arriba de 101A.

Se considera para cada alimentación un cable desnudo para conexión a tierra. Las canalizaciones de estos circuitos se consideraron con un relleno máximo de 30%. De acuerdo con lo anterior presentamos las siguientes tablas para los circuitos alimentadores generales con datos y cálculos.

2.4

CALCULO DE ALIMENTADORES PRINCIPALES.

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Para poder hacer esto más versátil y fácil utilizaremos una hoja de cálculo donde involucráremos los criterios antes mencionados, cada una de estas hojas deberán tener la siguiente información. Primero que todo tendremos que asignarle un nombre a nuestro alimentador este debe ser el mismo que el del tablero que se vaya a controlar o alimentar, por ejemplo si el tablero se llama “Tab. A” el nombre será alimentador de Tab. “A”, posteriormente daremos los datos siguientes para desarrollar la hoja de cálculo como son:

Voltaje de operación. Carga de operación. Caída de tensión.

Corriente nominal del conductor. Corriente corregida.

Factor de demanda. Factor de potencia. Factor de agrupamiento. Factor de temperatura.

Una vez de haber descargado en nuestra hoja de cálculo esta información podremos determinar el tipo de conductor, el diámetro de la canalización a si como nuestro interruptor de protección, esto se aplicara para circuitos derivados de un tablero así también para alimentadores generales de un tablero.

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3.1 GENERALIDADES.

Los materiales, equipos y accesorios que aquí se describen, son aplicables única y exclusivamente a este proyecto, y todos sin excepción deberán contar con certificados de aprobación emitidos por ANCE, A.C., DGN (SECOFI) o laboratorios de prueba.

3.2 ALCANCE DEL PROYECTO.

El proyecto incluye soluciones para todas las instalaciones destinadas al uso y suministro de energía eléctrica de acuerdo a la NOM-001-SEDE-1999, incluidas las siguientes

Instalaciones:

Instalación eléctrica para iluminación.

Instalación eléctrica para receptáculos servicio normal y regulado. Instalación eléctrica para fuerza motriz.

Instalación eléctrica de fuerza aire acondicionado.

El proyecto de instalación eléctrica de esta sucursal contara con una acometida en media tensión de 13.2kV a 220/127 V para sistemas de alumbrado y contactos, y 13.2kv a 440-254v, para sistemas de fuerza motriz y aire acondicionado, esta acometida será proporcionada por la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Se utilizara un interruptor termo magnético de 3 polos y 150 Amperes en la acometida ubicado a una distancia no mayor de 5 metros del equipo de medición de la compañía suministradora, del cual se derivará una alimentación al tablero general de la sucursal que para este caso es el tablero “N” del tipo NQOD42-4AB21 con interruptor principal de 3 polos y 150 Amperes. Los tableros estarán ubicados en el cuarto de instalaciones ubicado estratégicamente para este fin.

La iluminación de la sucursal predominara la iluminación fluorescente. En la fachada contara con iluminación del tipo marquesina cuyas capacidades serán indicadas en planos. Las luminarias que tengan integrado de balastro con batería serán considerados de emergencia y se distribuirán estratégicamente en todo el edificio. En cuanto a los receptáculos, estos son propuestos de acuerdo a los requerimientos de posiciones de trabajo y mobiliario y serán dúplex de 15 y 20 Amperes de tierra física desnuda, tierra física aislada y con protección de falla a tierra según se requiera.

3.3 NORMAS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS.

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Tabla 310-17.Capacidad de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados individualmente de 0 a 2000 V nominales, al aire para una temperatura del aire ambiente de 30 °C

Tabla 310-17.Capacidad

de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados individualmente de 0 a 2000 V nominales, al aire para una temperatura del aire ambiente de 30 °C p.39
CUADROS DE CARGA

CUADROS DE

CARGA p.45
TABLERO DE DISTRIBUCION DE 18 ESPACIOS 125A

TABLERO DE

DISTRIBUCION DE 18 ESPACIOS 125A p.124
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