Instalac. Elctricas Domici. Comerc. e ales

Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales

PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

UNMSM

1


APLICACIONES DOMICILIARIAS Y COMERCIALES INTRODUCCION En la presente unidad aplicaremos los conceptos revisados anteriormente, resultando una fuente muy importante las tablas de características de los cables eléctricos más utilizados en la construcción. Los dos primeros proyectos corresponden a instalaciones residenciales: El primero se trata de una residencia y el segundo de una oficina ubicada en un edificio de una zona comercial, en ambos casos el Código Nacional de Electricidad regula los circuitos de iluminación y tomacorrientes y demás cargas que deben incluirse en el proyecto. En el tercer proyecto se va ha desarrollar un circuito comercial tipo, el mismo que presentan cargas no lineales pequeñas que son de mucha importancia en los centros comerciales. OBJETIVOS 1.2.3.4.5.-

Aplicar la metodología planteada en la unidad anterior. Seleccionar los cables THW necesarios en cada circuito. Calcular la capacidad de carga de cada circuito. Elaborar los esquemas unifilares de los circuitos. Evaluar la máxima demanda del circuito.

CONTENIDO DE CURSO A continuación desarrollaremos tres proyectos con la finalidad de que Ud se familiarice con la terminología, símbolos, confección de los circuitos y demás procedimientos administrativos que en este tipo de trabajos se tienen que realizar.

PROYECTO N° 1.- CIRCUITO DE UNA VIVIENDA UNIFILAR Vamos a comenzar el presente proyecto con la recopilación de los datos generales del proyecto, coordinaciones con el propietario y coordinación con las demás personas vinculadas con el proyecto. 3.11.- Datos generales del Proyecto: Documentos de factibilidad eléctrico y punto de alimentación: . Ninguno Reuniones de coordinación: . Propietario. Descripción del proyecto: . Area construida

90 m2


UNMSM

2

Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales . Zonificación . Primer piso.

RIII Unicamente.

Distancias: . Red Edelnor – medidor . Medidor – TA – 1

6 m. 15 m.

Tarifa eléctrica: Para viviendas unifamiliares la carga contratada es ≤ 20 Kw., por tanto la tarifa a solicitar será la BT-5. Suministro eléctrico de emergencia: . No se requiere Ubicación del medidor y TA ( tablero alimentador ). . Ver figura 4.3 En la figura 4.1 presentamos la ubicación del predio y la red principal existente en la zona, ésta red le corresponde a EDELNOR y por tanto es administrada por ellos. No está permitido realizar trabajos en las redes que le corresponden a EDELNOR, LUZ DEL SUR, etc. Fig. 4.1 Ubicación de la vivienda unifamiliar

PROYECTO N° 1 Red de EDELNOR

En la figura 4.2 estamos presentando la vivienda unifamiliar y las partes de la conexión que se tiene que hacer para conectar la red, presente en su frontera, al interior de la vivienda unifamiliar.


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3


Fig. 4.2 Intalación individual de los medidores de energía en predios unifamiliares C

A

L

L

E

2

C

3

A L

KWH

L

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

5

E 4

PROYECTO N° 1

LEYENDA 1 2 3 4 5

1

RED DE DISTRIBUCIÓN ( EDELNOR ) CONEXION MONOFASICA ACOMETIDA. ALIMENTADOR PRINCIPAL MEDIDOR DE ENERGIA

3.1.2.- Especificaciones técnicas: Están referidas a las características de los materiales eléctricos utilizados. Conductores En acometida cable tipo NYY. Alimentador principal cable tipo TW. En interiores tipo TW. Tuberías PVC – SAP. Cajas rectangulares Fierro galvanizado Cajas exagonales Fierro galvanizado Tablero Según diseño Pozo de tierra Según diseño. Interruptores Linea Magic Marca Ticino y/o similar Tomacorrientes Linea Magic Marca Ticino y/o similar Sistema de aterramiento Según diseño. 3.1.3.- Evaluación de la carga instalada y máxima demanda: A continuación presentamos la tabla 4.1 donde se especifican las cargas que se hallan dentro de una Vivienda Unifamiliar Promedio en Nuestro País. Tabla 4.1. Cuadro de cargas de la Vivienda Unifamiliar Item 1

Descripción Alumbrado 90 m2 x 25W/m2.


Carga Instalada (W) 2,000

Factor de demanda (%) 100

Máxima Demanda (W) 2000 UNMSM

4

Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales 250 200 1000 300 200 3950

2 Refrigeradora 3 Plancha 4 Licuadora 6 Otros electrodomésticos Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

35 80 80 80 80

87.5 160 800 240 160 3247 0.6 1948

La potencia contratada debe ser de 2 KW, 220 voltios , 60 Hz. Presentamos la figura 4.3 para que Ud. conozca las partes que intervienen en la conexión monofásica. El medidor tiene la capacidad de poder medir la energía eléctrica en forma directa. El interruptor termomagnético tiene la finalidad de proteger de una conexión el alimentador principal y tablero general si en éste se produce una falla. Fig. 4.3 Partes que conforman el suministro eléctrico de una vivienda unifamiliar

ALIMENTADOR GENERAL

KWH

KW H

MEDIDOR DE NERGIA ACTIVA

IT INTERRUPTOR INTERMOMAGNETICO

SUMINISTRO MONOFASICO LT

ACOMETIDA

ALIMENTADOR PRINCIPAL

TABLERO GENERAL

Para los circuitos de alumbrado : Número de circuitos

:

01

Potencia por circuito

:

2087.5 Vatios.

Corriente por circuito

:

Idiseño = 1.25 . P / Un Idiseño =

1.25 . 2087.5 / 220 = 11.86 Amperios.


UNMSM

5

Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Vamos a la tabla del fabricante ( ubicada en la unidad II ) y elegimos el cable mínimo utilizado en construcción esto es: Tipo TW de 2.5 mm² que al trabajar en ducto, puede soportar hasta 22 Amperios. Cable tipo TW de 2.5 mm². Todos los circuitos que consumen menos de 15 Amperios utilizarán por seguridad el cable TW de 2.5 mm². Para el circuito de la plancha: Número de circuitos Potencia por circuito

:

Corriente por circuito

:

01 :

1000 Vatios.

Idiseño = 1.25 . 1000 / Un Idiseño

=

I diseño =

1.25 . 1000 / 220 5.7 Amperios.

Vamos a la tabla del fabricante ( ubicada en la unidad II ) y elegimos el cable utilizado en construcción esto es: Tipo TW de 1.5 mm² que al trabajar en ducto, puede soportar hasta 13 Amperios. Por seguridad se recomienda que el conductor mínimo en construcciones debe ser el conductor que a continuación se presenta. Cable tipo TW de 2.5 mm².

Alimentador principal y la acometida. Idiseño = 1.25 . MD / Un . F.P Donde : MD FP

Máxima demanda es 3247 Vatios ( Ver tabla 4.1 ). Factor de potencia FP = 0.8 ( generalmente )

Idiseño = 1.25 . 3247 / 220 . 0.8 Idiseño =

23.1 Amperios

Vamos a la tabla del fabricante ( ubicada en la unidad II ) y elegimos el cable utilizado en construcción esto es: Tipo TW de 4 mm² que al trabajar en ducto, puede soportar hasta 28 Amperios. PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

UNMSM

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Por seguridad se recomienda que el conductor mínimo en construcciones debe ser el conductor que a continuación se presenta. Cable tipo TW de 6 mm².

3.1.4.- Diagrama unifilar

Fig. 4.4 Esquema eléctrico de la Vivienda Unifamiliar

Viene del medidor EDELNOR

C1

PVC φ 3/4

2 x 2.5 mm²

Alumbrado

2 x 15 A

C2

ALIMENTADOR PRINCIAPL 2 x 6 mm² PVC 1”

PVC φ 3/4

2 x 25 mm²

Tomacorrietes

2 x 15 A

2 x 20 A

C3

PVC φ 3/4

2 x 2.5 mm²

Ducha

2 x 15 A Reserva

C4 2 x 15 A

TABLERO GENERAL

PROYECTO N° 2.- CIRCUITO RESIDENCIAL En segundo lugar presentamos el proyecto N° 2 el mismo que contiene la recopilación de los datos generales del proyecto, coordinaciones con el propietario y coordinación con las demás personas vinculadas con el proyecto. 3.2.1.- Datos generales del Proyecto: Documentos de factibilidad eléctrico y punto de alimentación: . Ninguno Reuniones de coordinación: . Arquitectos e Ingeniero Sanitario. Descripción del proyecto: . Area construida . Zonificación . Primer piso.

290 m2 RI Unicamente.


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Distancias: . Red Edelnor – medidor . Medidor – TA – 1

8 m. 25 m.

Tarifa eléctrica: Para viviendas unifamiliares la carga contratada es ≤ 20 Kw., por tanto la tarifa a solicitar será la BT-5. Suministro eléctrico de emergencia: . No se requiere Ubicación del medidor y TA ( tablero alimentador ). . Ver figura 4.1.

RED DE SDS EDELNOR

CAJA DE MEDIDOR TIPO LT

TABLERO ALIMENTADOR

VER DATALLE FIGURA 4.3

KWH

VER DATALLE FIGURA 4.2

INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO

25 m.

8 m.

ALIMENTADOR PRINCIPAL HACIA LAS CARGAS

ACOMETIDA 3 x 35 mm² NYY + 16 mm² ( T )

φ 50 mm PVC - SAP

Up ≤ 4 % Unominal

SDS

Up ≤ 1 % Unom.

Sub distribución secundaria.

Fig. 4.5 Ubicación del medidor de energía y el tablero alimentador ( TA – 1 )

3.2.2.- Especificaciones técnicas: Están referidas a las características de los materiales eléctricos utilizados. Conductores En acometida cable tipo NYY. Alimentador principal cable tipo NYY. En interiores tipo THW. Tuberías PVC – SAP. Cajas rectangulares Fierro galvanizado Cajas exagonales Fierro galvanizado Tablero Según diseño Pozo de tierra Según diseño. Interruptores Linea Magic Marca Ticino y/o similar Tomacorrientes Linea Magic Marca Ticino y/o similar Sistema de aterramiento Según diseño.


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales 3.2.3.- Evaluación de la carga instalada y máxima demanda: Tabla 4.2. Item 1

CUADRO DE CARGAS DE LA RESIDENCIA


2 Otras aplicaciones – Zonificación RI 3 Cocina 1 x 6,000 W. 4 Calentador 2 x 1,500 W. 5 Lavadora 1 x 2,000 W. 6 Secadora 1 x 2,700 W. 7 Electrobomba 1 x 1,492 W. 8 Motor puerta garaje 1 x 560 W. 9 Horno microondas 1 x 1,000 W. 10 Refrigeradora 2 x 800 W. 11 Waflera 1 x 700 W. 12 Aspiradora 1 x 1,000 W. 13 Secadora de pelo 1 x 1,200 W. Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 5,250 4,000 6,000 3,000 2,000 2,700 1,492 560 1,000 1,600 700 1,000 1,200 35,502

Factor de demanda (%) 100 35 35 80 100 80 80 80 80 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 1,838 1,400 4,800 3,000 1,600 2,160 1,194 448 800 1,200 560 800 960 22,760 0.8 18,208

La potencia contratada debe ser de 18 KW, 220 voltios , 60 Hz. Tabla 4.3. Item 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Selección de la sección de los conductores para cada circuito. Descripción

Alumbrado 290 m2 x 25W/m2. Cocina 1 x 6,000 W. Calentador 2 x 1,500 W. Lavadora 1 x 2,000 W. Secadora 1 x 2,700 W. Electrobomba 1 x 1,492 W. Motor puerta garaje 1 x 560 W. Horno microondas 1 x 1,000 W. Refrigeradora 2 x 800 W. Waflera 1 x 700 W. Aspiradora 1 x 1,000 W. Secadora de pelo 1 x 1,200 W.


Carga Corriente Instalada nominal ( (W) Amperios ) 3838 17 6,000 27.3 3,000 13.6 2,000 9.1 2,700 12.3 1,492 6.8 560 2.6 1,000 4.6 1,600 7.3 700 3.2 1,000 4.6 1,200 5.5

Sección conductor ( mm² ) 2.5 4 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Para los circuitos de alumbrado : Número de circuitos

:

Potencia por circuito Corriente por circuito

:

03 : 1280 Vatios. Idiseño = 1.3 . P / Un Idiseño = I diseño =

1.3 . 1280 / 220 7.56 Amperios.

Vamos a la tabla del fabricante ( ubicada en la unidad II ) y elegimos el cable mínimo utilizado en construcción esto es: Tipo TW de 2.5 mm² que al trabajar en ducto, puede soportar hasta 22 Amperios. Cable tipo TW de 2.5 mm². Todos los circuitos que consumen menos de 15 Amperios utilizarán por seguridad el cable TW de 2.5 mm². Para el circuito de la cocina: Número de circuitos

:

Potencia por circuito Corriente por circuito

01 :

:

6000 Vatios.

Idiseño = 1.25 . P / √ 3 . Un Idiseño = I diseño =

1.25 . 6000 / √ 3 . 220 19.68 Amperios.

Vamos a la tabla del fabricante ( ubicada en la unidad II ) y elegimos el cable utilizado en construcción esto es: Tipo TW de 2.5 mm² que al trabajar en ducto, puede soportar hasta 28 Amperios. Por seguridad se elige el conductor que se presenta a continuación : Cable tipo TW de 4 mm².


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales 3.2.4.- Diagrama unifilar

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

C1 C2 C3

TA - 1

C4 C5 C6 C7

2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 20 A 2 x 20 A 2 x 20 A

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 2.5 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

3 x 30 A VIENE DEL MEDIDOR


C8

3 x 35 mm² NYY +16 mm² ( T ) φ 50 mm PVC SAP

C9

3 x 100 A C10 16 mm² desnudo φ 19 mm PVC SAP

C11 C12

POZO DE TIERRA

2 x 15 A 2 x 30 A 2 x 15 A 2 x 10 A

2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

ALUMBRADO TOMACORRIENTE TOMACORRIENTE TOMACORRIENTE COCINA CALENTADOR LAVADORA ELECTROBOMBA

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP MOTOR GARAJE 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

2 x 20 A

C15

ALUMBRADO


C13 C14

ALUMBRADO

2 x 20 A

LUZ PERIMETRAL RESERVA RESERVA

2 x 20 A RESERVA 2 x 20 A

Fig. 4.6 Diagrama unifilar de las cargas del circuito residencial

3.2.5.- Selección del Alimentador principal I

=

MD / (√3 x V x 0.8)

I

=

22,760 / (√3 x 220 x 0.8) = 74.66 Amp. Idiseño = 1.25 x I = 93.33 Amp.

Con éstos datos vamos a la tabla del fabricante INDECO ó CEPER PIRELLI y elegimos el cable de construcción NYY 16 mm². Fuimos advertidos que el circuito residencial tenía planificado la incrementar su carga en un 30% ( en función de la MD actual ). En consecuencia el alimentador principal esta siendo dimensionado para soportar dicha ampliación. Por confiabilidad y seguridad escogemos: Cable tipo NYY de 35 mm2


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Se recomienda, por seguridad de las personas y equipos incluir un pozo de tierra que forma parte del sistema de aterramiento utilizamos para lo cual utilizaremos un cable amarillo / verde tipo TW de 16 mm2 3.2.6.- Selección de la Acometida I

=

MD /(√3 x V x 0.8)

I

=

22,760 /(√3 x 220 x 0.8) = 74.66 Amp.

Idiseño = 1.25 x I = 93.33 Amp. Aumentar a la corriente de diseño un 30% de la MD actual. Idiseño = 1.30 ( 1.25 x I = 93.33 Amp. ) Idiseño nueva = 121.33 Amp.

Con éstos datos vamos a la tabla del fabricante cables de energía para BAJA TENSIÓN tipo NYY 25 mm², que estando enterrado tiene una capacidad de 163 Amperios. Por confiabilidad y seguridad escogemos: Cable tipo NYY de 35 mm2 Este cable tipo NYY de 35 mm² tiene una capacidad de 195 Amperios cuando se halla enterrado. Presentamos la figura 4.7 para poder indicar que la medición de la potencia correspondiente al circuito residencial se utilizará unos transformadores de corriente con un relación de 150 / 5. Este medidor deberá ser instalado en una caja tipo LT.


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DESDE EL S D S EDELNOR

CAJA TOMA

POSO DE TIERRA

CONDUCTORES DE COBRE TIPO THW 1.5 mm²

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE 100 / 5


INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO 3 X 2 AMP.

INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO 3 X 100 A.

R

S

T

A1

A2

N

MEDIDOR ELECTRONICO R

S

T

HACIA EL TA - 1 CAJA DE MEDICION TIPO LT

Fig. 4.7

Detalle del medidor trifásico y caja toma

PROYECTO N° 3.- CIRCUITOS DE OFICINAS En el presente proyecto tenemos seguir el procedimiento que a continuación presentamos para poder realizar el proyecto. Paralelamente el coordinador del proyecto tendrá que realizar todos los trámites necesarios para conseguir la documentación correspondiente en la municipalidad del sector de igual forma tramitará el expediente en la Empresa Consecionaria que en este caso es Edelnor. 3.2.1.- Datos generales del Proyecto: Documentos de factibilidad eléctrico y punto de alimentación: . Indispensable. Reuniones de coordinación: . Ingeniero Civil. . Ingeniero Sanitario. . Coordinador del proyecto. Descripción del proyecto: . Area constituida Del primero al cuarto piso ( lado izquierdo ) Distancias: . Red Edelnor – Medidor de Energía . Medidor de energía - Tablero general 4.8.


86.5 m2 8 m. 22 m.

Ver

Figura

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Tarifa eléctrica: Para edificios comerciales la tarifa a solicitar será BT - 5. Suministro eléctrico de emergencia: . No se requiere

Fig. 4.8

PARTES QUE CONFORMAN EL SIMINISTRO ELECTRICO DE UNA OFICINA

ALIMENTADOR GENERAL

KWH

MEDIDOR DE NERGIA ACTIVA

EDELNOR IT INTERRUPTOR INTERMOMAGNETICO

KW H

SUMINISTRO MONOFASICO LT

ACOMETIDA

ALIMENTADOR PRINCIPAL

TABLERO GENERAL OFICINA

30 m.

1

3.3.2.- Especificaciones técnicas: Están referidas a las características de los materiales eléctricos utilizados. Conductores En acometida cable tipo NYY. Alimentador principal cable tipo NYY. En interiores tipo THW. Tuberías PVC – SAP. Cajas rectangulares Fierro galvanizado Cajas exagonales Fierro galvanizado Tablero Según diseño Pozo de tierra Según diseño. Interruptores Linea Magic Marca Ticino y/o similar Tomacorrientes Linea Magic Marca Ticino y/o similar Sistema de aterramiento Según diseño. 3.3.3.- Selección del Alimentador principal y acometida. I

=

MD /(√3 x V x 0.8)

I

=

10000 / (√3 x 220 x 0.8) = 32.8

Amp.


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Idiseño = 1.25 x I = 41 Amp. Con éstos datos vamos a la tabla del fabricante INDECO ó CEPER PIRELLI y elegimos el cable de construcción unipolar NYY de 4 mm² , ( soporta 44 Amperios) para trabajo en ducto. Además tenemos que incluir el conductor de 2.5 mm² ( para el sistema aterramiento ). Por confiabilidad y seguridad escogemos doble terna de : Cable unipolar tipo NYY de 6 mm2 Se recomienda, por seguridad de las personas y equipos ( PCs, estabilizadores etc. ) incluir un pozo de tierra que forma parte del sistema de aterramiento utilizamos para lo cual utilizaremos un cable amarillo / verde tipo TW de 2.5 mm2 3.3.4.- Diagramas unifilares Los diagramas unifilares y los cuadros de cargas siguiente corresponde al circuito de la oficina de éste proyecto.

Tabla 4.4. Cuadro de carga de la oficinas TG Item 1

Descripción Alumbrado 86.5 m2 x 25W/m2.

2 Ducha eléctrica 3 Fotocopiadora 4 Aire acondicionado 2,700 W. 5 Refrigeradora 500 W. 6 Waflera 700 W. 7 Aspiradora 1,000 W. Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 162.5 4,000 2,000 2,700 500 700 1,000 13,063

Factor de demanda (%) 100 35 80 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 57 3,200 1,600 2,160 400 560 800 10,777 0.8 8,622

La potencia contratada debe ser de 10 KW, 220 voltios , 60 Hz.


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Fig. 4.9 C1

Esquema eléctrico de oficinas 2 x 2.5 mm² + 1 x 1.5 mm² ( T ) PVC φ 3/4

Alumbrado

2 x 15 A

C2

2 x 2.5 mm² + 1 x 1.5 mm² ( T ) PVC φ 3/4

Tomacorrietes

2 x 15 A Desde el medidor EDELNOR

3 x 40 A 3 x 6.0 mm² + 1 x 1.5 mm² ( T ) 2.5 mm² ( T )

C3

2 x 2.5 mm² + 1 x 1.5 mm² ( T ) PVC φ 3/4

Ducha

2 x 15 A

C4

2.5 mm² + 1 x 1.5 mm² ( T ) PVC φ 3/4

Fotocopiadora

2 x 15 A

C5

2 x 2.5 mm² + 1 x 1.5 mm² ( T ) PVC φ 3/4 Aire Acondicionado 2 x 15 A Reserva

C6 2 x 15 A

POZO DE TIERRA

PROYECTO N° 4.- CIRCUITOS COMERCIALES Tratándose de circuitos comerciales, los mas conocidos y frecuentes es que se encuentran cargas NO LINEALES como son los motores que pueden ser ubicados en un comercio tal como una pequeña industria, residenciales, restaurantes de mediano y gran tamaño u otras cargas que requieran este tipo de máquinas rotativas para cumplir con su objetivo. Vamos ha realizar la instalación de una electrobomba de agua ubicada dentro de la residencial del proyecto N° 2. 3.4.1.- Datos generales del Proyecto: Documentos necesarios: . Documentación del Proyecto N° 2. Reuniones de coordinación: . Con el propietario. Tabla 4. Características de funcionamiento de un electrobomba Marca Hdrostal. Potencia 2 HP Tensión 220 Voltios Corriente 10 Amperios Velocidad 3450 RPM Factor Servicio 1.0 Frecuencia 60 Hz. Motor marca WEG


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales La corriente del INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO se dimensiona como sigue : I

= 1.25 Inominal motor

= 1.25 x 10 = 12.5 Amperios

Se escoge un interruptor termomagnético bifásico comercial I = 16 Amperios El CONTACTOR TRIFÁSICO categoría AC4 se dimensiona como sigue : I

= 1.3 Inominal motor

= 1.3 x 10 = 13 Amperios

Se escoge un contactor trifásico comercial I = 18 Amperios El RELE TERMICO TRIFÁSICO se dimensiona como sigue :] 9 <

BARRAS DEL SISTEMA 460 VOLTIOS, 60 HZ

Inominal motor < 14

Contactor : . Categoría AC4 Con bobina control 220 voltios.

Conductores : . TW, THW, NYY. Wm

MOTOR

Interruptor termomagnéticoa.

BOMBA

Relé termico para control y meida directo.

Todos éstos dispositivos deben ser seleccionados con la tensión y corriente nominales de las cargas al cual debe aplicársele un factor de seguridad de 1.3.

Fig. 4.10 Conformación de un sistema eléctrico industrial


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales En la figura 4.10 continuación presentamos los esquemas necesarios para realizar con éxito la conexión eléctrica del motor monofásico.

LINEA DE ALIMENTACION TRIFASICA INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO CONTACTOR TRIPOLAR AC3 RELE TERMICO

MOTOR ASINCRONO MONOSICO

Fig. 4.11 Diagrama de bloques de La instalación.

En la figura 4.11 se detallan con mas claridad el esquema unifilar de los equipos eléctricos correspondientes a la instalación eléctrica del motor monofásico de la elctrobomba.

TENSION DEL SISTEMA 220 VOLTIOS 60 HZ. VIENE DEL TG PROYECTO N° 2 CABLE TIPO THW 2.5 mm²

16 A

18 A

9 14

A

TG PLANTA

CABLE TIPO THW 2.5 mm²

Z

MOTOR MARCA SIEMENS 1.8 HP 460 Volt. 2.95 Amperios RPM 1750

Fig. 4.12 Esquema unifilar del circuito de fuerza del motor monofásico


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales La figura 4.13 muestra el circuito interno del motor monofásico que vamos a utilizar el mismo que presenta los terminales L1 y L2 donde ingresará la corriente monofásica.

Fig. 4.13 Constitución del ciruito del motor monofásico. BOBINADO DE ARRANQUE

L1

BOBINADO DE TRABAJO

ROTOR JAULA DE ARDILLA

CAPACITOR DE ARRANQUE

L2 LLAVE CENTRIFUGA 9

Estamos acompañando el esquema de conexión mecánica del sistema en la figura 4.14. El sistema dispone un tanque elevado y una cisterna construida a nivel del piso.

Fig. 4.14 DIAGRAMA DE BLOQUES EN LA INSTALACION DE ELECTROBOMBAS MONOFASICAS INSTALACION COMPLETAMENTE AUTOMATIZADA TABERIAS DE IMPULSION TANQUE ELEVADO TABERIAS DE SUPCION TABLERO ELECTRICO ELECTROBOMBA

TG

CISTERNA 23


UNMSM

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Fig. 4.15 SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO EN MOTORES ASINCRONOS MONOFASICOS CIRCUITO DE FUERZA

CIRCUITO DE CONTROL R S T

T R 95 96

L.T.

97 98 T.E.

CISTERNA

OFF C. R.T.

C ON A1 C A2

M 1φ

ON

OFF (R.T.)

T S

ESQUEMA DE MOTORES MONOFASICOS UTILIZADOS COMO ELECTROBOMBAS DE AGUA CON CISTERNA Y TANQUE ELEVADO

22

RESUMEN Es muy importante conocer las diversas cargas que generalmente son instalados dentro de una vivienda. A partir de éstas se puede cuantificar la Máxima Demanda que se tiene que disponer para poder atender a un usuario. Los factores de demanda, simultaneidad y factor de potencia están establecidos por el Código Nacional de Electricidad, así que resulta necesario tenerlo en cuenta para su inmediato cumplimiento. Los circuitos de oficinas y residenciales también respetan los factores señalados anteriormente, la diferencia con los circuitos residenciales, radica en que los alimentadores principales van a ser compartidos a través de un banco de medidores. La selección de los conductores alimentadores principales por seguridad se han sobredimensionando y se ha elegido el tipo NYY , THW y TW.. Cuando se trabaja con motores tipo jaula de ardilla se debe tener en cuenta los tipos de regímenes a las cuales están sometidos. Por ejemplo para el proyecto desarrollado se trata de motores para servicio continuo. Para que los sistemas eléctricos puedan trabajar en forma normal y nos brinden buenos márgenes de seguridad y confiabilidad tenemos que recurrir a la norma IEC 947 - 1 al 7. ( Comisión Internacional electrotécnica ).


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales En los catálogos de los fabricantes INDECO Y PIRELLI podemos encontrar que las mejores condiciones para que el conductor trabaje es la condición de enterrado (tiene mayor capacidad de carga). Los fabricantes INDECO y PIRELLI disponen de CONDUCTORES ESPECIALES para atender a cargas muy exigentes. HUBER MURILLO MANRIQUE.


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“ APLICACIONES - INSTALACIONES INDUSTRIALES ” INTRODUCCION En la presente unidad nos encargaremos de aplicar la metodología estudiada en las unidades anteriores, para lo cual, hemos creído por conveniente presentar trabajos ya realizados en nuestro país y que se ha logrado gracias a la metodología ya tratada. Los dos primeros proyectos corresponden a instalaciones residenciales: El primero se trata de una residencia y el segundo de un edificio residencial, en ambos casos el Código Nacional de Electricidad regula la iluminación y los circuitos de tomacorrientes que deben incluirse en el proyecto. En el tercer proyecto vamos ha aplicar la metodología referida a cargas no lineales tal como son los motores trifásicos aplicados al campo estrictamente industrial. En éste proyecto daremos algunos alcances sobre la normalización IEC 947 que regula la selección de contactores, interruptores termomagnéticos y relés térmicos. Los dos últimos proyectos se tratan de redes de distribución en baja tensión y con la finalidad de poder evaluarlos posteriormente hemos creído por conveniente utilizar los mismos parámetros como son : Longitudes, Máxima demanda, nivel de tensión, y secciones iguales. El cálculo de caída de tensión se realiza utilizando materiales de cobre y aluminio respectivamente. OBJETIVOS 1.2.3.4.-

Aplicar la metodología planteada en la unidad anterior. Evaluar la caída de tensión ocurrida en los alimentadores. Calcular la corriente nominal de cada una de las cargas. Evaluar si la capacidad de carga del conductor ( en Amperios ) pueden soportar los conductores en las peores condiciones del medio ambiente.

CONTENIDO DE CURSO

PROYECTO N° 1.- INSTALACIÓN RESIDENCIAL 1.- Datos generales del Proyecto: Documentos de factibilidad eléctrico y punto de alimentación: . Ninguno Reuniones de coordinación: . Arquitectos e Ingeniero Sanitario. Descripción del proyecto: . Area constituida . Zonificación

290 m2 RI


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales . Primer piso.

Unicamente.

Distancias: . Red Edelnor – medidor . Medidor – TA – 1

8 m. 25 m.

Tarifa eléctrica: Para viviendas unifamiliares la carga contratada es ≤ 20 Kw., por tanto la tarifa a solicitar será la BT-5. Suministro eléctrico de emergencia:

No se requiere

Ubicación del medidor y TA ( tablero alimentador ).

RED DE SDS EDELNOR

Ver fig. 1.

CAJA DE MEDIDOR TIPO LT

TABLERO ALIMENTADOR

VER DATALLE FIG. 3

VER DATALLE FIG. 2

KWH


25 m.

8 m.

ALIMENTADOR PRINCIPAL HACIA LAS CARGAS

ACOMETIDA 3 x 35 mm² NYY + 16 mm² ( T )

φ 50 mm PVC - SAP

Up ≤ 4 % Unominal

SDS

Up ≤ 4 % Unom.

Sub distribución secundaria.

Fig. 1 Ubicación del medidor de energía y el tablero alimentador ( TA – 1 )

2.- Especificaciones técnicas: Están referidas a las características de los materiales eléctricos utilizados. Conductores En acometida cable tipo NYY. Alimentador principal cable tipo NYY. En interiores tipo THW. Tuberías PVC – SAP. Cajas rectangulares Fierro galvanizado Cajas exagonales Fierro galvanizado Tablero Según diseño Pozo de tierra Según diseño. Interruptores Linea Magic Marca Ticino y/o similar Tomacorrientes Linea Magic Marca Ticino y/o similar Sistema de aterramiento Según diseño. PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

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3.- Evaluación de la carga instalada y máxima demanda: Tabla 1. Item 1

CUADRO DE CARGAS DE LA RESIDEBNCIA


2 Otras aplicaciones – Zonificación RI 3 Cocina 1 x 6,000 W. 4 Calentador 2 x 1,500 W. 5 Lavadora 1 x 2,000 W. 6 Secadora 1 x 2,700 W. 7 Electrobomba 1 x 1,492 W. 8 Motor puerta garaje 1 x 560 W. 9 Horno microondas 1 x 1,000 W. 10 Refrigeradora 2 x 800 W. 11 Waflera 1 x 700 W. 12 Aspiradora 1 x 1,000 W. 13 Secadora de pelo 1 x 1,200 W. Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 5,250 4,000 6,000 3,000 2,000 2,700 1,492 560 1,000 1,600 700 1,000 1,200 35,502

Factor de demanda (%) 100 35 35 80 100 80 80 80 80 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 1,838 1,400 4,800 3,000 1,600 2,160 1,194 448 800 1,200 560 800 960 22,760 0.8 18,208

La potencia contratada debe ser de 18 KW, 220 voltios , 60 Hz. Cálculo del Alimentador principal I

=

MD / √3 x V x 0.8

I

=

22,760 / √3 x 220 x 0.8 = 74.66 Amp.

Idiseño = 1.25 x I = 93.33 Amp. Con éstos datos vamos a la tabla ..... de la unidad III y encontramos: 83 Amp. __________ 25 mm2 103 Amp. __________ 35 mm2 Por confiabilidad y seguridad escogemos: Cable tipo NYY de 35 mm2 Según la norma IEC 364 – 5 – 54 Cable amrillo/verde tipo TW de 16 mm2 PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales 4.- Diagrama unifilar 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

C1 C2 C3

TA - 1

C4 C5 C6 C7

2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 20 A 2 x 20 A 2 x 20 A

ALUMBRADO


ALUMBRADO


ALUMBRADO


TOMACORRIENTE


TOMACORRIENTE


TOMACORRIENTE

2 x 6 mm² THW + 1 x 2.5 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

COCINA

3 x 30 A VIENE DEL KWH.


C8

3 x 35 mm² NYY +16 mm² ( T ) φ 50 mm PVC SAP

C9

3 x 100 A C10 16 mm² desnudo C11

φ 19 mm PVC SAP

C12 POZO DE TIERRA

C13 C14 C15

2 x 15 A 2 x 30 A 2 x 15 A 2 x 10 A

CALENTADOR


DUCHA


LAVADORA


ELECTROBOMBA


MOTOR GARAJE

2 x 20 A

RESERVA

2 x 20 A

RESERVA

2 x 20 A

RESERVA

2 x 20 A

Fig. 2

Diagrama unifilar de las cargas de la residencia

DESDE EL S D S EDELNOR

CAJA TOMA

POSO DE TIERRA


TRANSFORMADOR DE CORRIENTE 100 / 5


INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO 3 X 100 A.

INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO 3 X 2 AMP. R

S

T

A1

A2

N

MEDIDOR ELECTRONICO R

S

T

HACIA EL TA - 1 CAJA DE MEDICION TIPO LT

Fig. 3

Detalle del medidor trifásico y caja toma

PROYECTO N° 2.- INSTALACIÓN EDIFICIO RESIDENCIAL 1.- Datos generales del Proyecto: Documentos de factibilidad eléctrico y punto de alimentación: . Indispensable. Reuniones de coordinación: PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales . . . .

Arquitectos. Ingeniero Civil. Ingeniero Sanitario. Proveedor de ascensores.

Descripción del proyecto: . Area constituida Del primero al cuarto piso ( lado izquierdo )86.5 m2 Del primero al cuarto piso ( lado derecho ) 117 m2 En el quinto piso ( PEN HOUSE ) 208 m². En el sótano Estacionamiento . Zonificación RI . Cinco pisos + azotea. Distancias: . Red Edelnor – banco de medidores . Medidor – TA – 101, 201, 301 .... 501

8 m. Ver cuadro.

Tarifa eléctrica: Para edificios residenciales la tarifa a solicitar será la BT - 4. Suministro eléctrico de emergencia: . No se requiere Ubicación del banco de medidores y los TA ( tableros alimentadores ). Ver fig.4

CUARTO DE ASCENSOR

TGA AZOTEA

LEYENDA TA - 501

QUINTO PISO

CAJA PASE

CUARTO PISO

TERCER PISO

SEGUNDO PISO S.D.S EDELNOR

KWH

TA - 401

TA - 402

TA - 301

TA - 302

TA - 201

TA - 202

TA - 101

TG

TABLEROS

KWH

BANCO MEDIDORES

TA - 102

TGSA SOTANO

Fig. 4 Esquema unifilar de principio ( KWH – TA – 101 al 501 + TGSA )

4.


UNMSM

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales MONTANTE TELEFONICO Y PORTERO CUARTO DE ASCENSOR

SA-2 AZOTEA

LEYENDA 501

QUINTO PISO

φ

CUARTO PISO

TERCER PISO

SEGUNDO PISO

401

402

301

302

201

202

φ 101

TELEFONICA

φ

CAJA PASE 100 X 100 X 40

19

TABLEROS TELEFONICOS

P

PORTERO


19 102

TG

25

P

220 VOLTIOS 60 HZ.

SA-1

SOTANO

MONTANTE TV CABLE TV

CUARTO DE ASCENSOR

SA-2 AZOTEA

TV

QUINTO PISO

TV

CUARTO PISO

TV

TERCER PISO

TV

SEGUNDO PISO

TV

TV CABLE

φ

LEYENDA 501

φ

19

401


TV TV

301

TV

201

φ 101

19 TG

TV

402

TV

TABLEROS TV


302

202

102

25

SA-1

SOTANO

2.- Especificaciones técnicas: Están referidas a las características de los materiales eléctricos utilizados. Conductores En acometida cable tipo NYY. Alimentador principal cable tipo NYY. En interiores tipo THW. Tuberías PVC – SAP. PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

UNMSM

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Cajas rectangulares Cajas exagonales Tablero Pozo de tierra Interruptores Tomacorrientes Sistema de aterramiento

Fierro galvanizado Fierro galvanizado Según diseño Según diseño. Linea Magic Marca Ticino y/o similar Linea Magic Marca Ticino y/o similar Según diseño.

3.- Diagramas unifilares Los diagramas unifilares y los cuadros de cargas de cada uno de los departamentos son presentados a continuación : BANCO DE MEDIDORES

RED DE S D S EDELNOR TA 101

TA 102

TA 201

TA 202

TA 301

TA 302

TA 401

TA 402

TA 501

TGSA

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

KWH

INTERRUPTOR ES TERMOMAGNETICOS

CAJAS TIPO L DE LOS MEDIDORES

TGSA TA - 501 ACOMETIDA 18 m

TA - 402 TA - 401 TA - 302 TA - 301 TA - 202 TA - 201 TA - 102 TA - 101

Fig. 5 Esquema unifilar deL banco de medidores


TG.

UNMSM

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3 x 10 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

C1 C2 C3

3 x 70 A 3 x 70 A

TA - 101


TA - 102


TA - 201


TA - 202

3 x 70 A C4 3 x 70 A C5 C6 C7

3 x 10 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP 3 x 10 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP 3 x 70 A 3 x 10 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP 3 x 70 A

VIENE DEL KWH.

C8

3 x 370 mm² NYY + 50 mm² ( T ) φ 100 mm PVC SAP

C9

3 x 500 A C10 50 mm² desnudo φ 19 mm PVC SAP

C11

3 x 70 A 3 x 90 A

3 x 10 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP 3 x 16 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 38mm PVC SAP 2 x 10 mm² THW + 1 x 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

TA - 302 TA - 401 TA - 402 TA - 501 TGSA

2 x 80 A RESERVA

3 x 30 A C12 POZO DE TIERRA

TA - 301

3 x 70 A

RESERVA

3 x 30 A C13

RESERVA 2 x 30 A

Fig. 6 Diagrama unifilar del TG.

4.- Evaluación de la carga instalada, máxima demanda y potencia contratada: Tabla 2. Item 1

CUADRO DE CARGAS DEL PEN HOUSE TA - 501


2 Otras aplicaciones – Zonificación RI 3 Cocina 1 x 6,000 W. 4 Calentador 2 x 1,500 W. 5 Lavadora 1 x 2,000 W. 6 Secadora 1 x 2,700 W. 7 Aspiradora 1 x 1,000 W. 8 Equipo hidromasajes 1 x 1,000 W. 9 Refrigeradora 2 x 800 W. 10 Waflera 1 x 700 W. 11 Aspiradora 1 x 1,000 W. Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 3,200 4,000 6,000 3,000 2,000 2,700 1,000 1,000 1,600 700 1,000 38,200

Factor de demanda (%) 100 35 35 80 100 80 80 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 1,120 1,400 4,800 3,000 1,600 2,160 800 800 1,280 560 800 20,320 0.8 16,256

La potencia contratada debe ser de 16 KW, 220 voltios , 60 Hz. PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

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C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7

2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 20 A 2 x 20 A 2 x 20 A

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 6 mm² THW + 1 x 2.5 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

3 x 30 A VIENE DEL KWH. 3 x 16 mm² NYY + 6 mm² ( T ) φ 38 mm PVC SAP


C8 C9

3 x 90 A C10 C11 C12

2 x 15 A 2 x 30 A 2 x 15 A

2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

2 x 10 A

ALUMBRADO ALUMBRADO TOMACORRIENTE TOMACORRIENTE TOMACORRIENTE COCINA CALENTADOR EQUIPO HIDROMASAJE LAVADORA SECADORA RESERVA

2 x 20 A

RESERVA

C13 C14

ALUMBRADO

2 x 20 A

RESERVA

2 x 20 A

Fig. 7 Diagrama unifilar del TA - 501

Tabla 3. Item 1

CUADRO DE CARGAS DE LOS TA - 101 .... TA - 401 Descripción

Alumbrado 86.5 m2 x 25W/m2.

2 Cocina 1 x 6,000 W. 3 Calentador 2 x 1,500 W. 4 Lavadora 1 x 2,000 W. 5 Secadora 1 x 2,700 W. 6 Refrigeradora 2 x 800 W. 7 Waflera 1 x 700 W. 8 Aspiradora 1 x 1,000 W. Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 162.5 6,000 3,000 2,000 2,700 1,600 700 1,000 19,163

Factor de demanda (%) 100 35 80 100 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 57 4,800 3,000 1,600 2,160 1,280 560 800 16,257 0.8 13,005



UNMSM

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C1 C2 C3 C4 VIENE TG

C5

3 x 10 mm² NYY + 6 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

3 x 70 A

C6 C7

2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 20 A 2 x 20 A 2 x 20 A

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 6 mm² THW + 1 x 2.5 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

ALUMBRADO ALUMBRADO TOMACORRIENTE TOMACORRIENTE SECADORA CALENTADOR COCINA

3 x 30 A 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

C8 C9 C10

LAVADORA

2 x 15 A RESERVA 2 x 30 A RESERVA 2 x 15 A

Fig. 8 Diagrama unifilar de los TA - 1O1, TA - 1O2, TA - 2O1, TA - 2O2, TA - 3O1, TA - 3O2, TA - 4O1, TA - 4O2 y TGSA.

Tabla 4. Item 1

CUADRO DE CARGAS DE LOS TA - 102 .... TA - 402 Descripción

Alumbrado 117 m2 x 25W/m2.

2 Cocina 1 x 6,000 W. 3 Calentador 2 x 1,500 W. 4 Lavadora 1 x 2,000 W. 5 Secadora 1 x 2,700 W. 6 Refrigeradora 2 x 800 W. 7 Waflera 1 x 700 W. 8 Aspiradora 1 x 1,000 W. Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 925 6,000 3,000 2,000 2,700 1,600 700 1,000 19,925

Factor de demanda (%) 100 35 80 100 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 324 4,800 3,000 1,600 2,160 1,280 560 800 16,524 0.8 13,219



UNMSM

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Tabla 5. Item 1

CUADRO DE CARGAS DEL TGSA


2 3 4 5

Electrobomba 2 x 3.6 HP. Elctrobomba contra incendio 2 HP Motor puerta garaje 450 W Motor ascensor 2 x7.5 HP Lustradora industrial 3.6 HP Potencia Instalada Máxima Demanda ( MD) Factor de Simultaneidad (f.s.) Carga contratada ( MD x f.s.)

Carga Instalada (W) 2,000 5200 2686 1492 450 11,190 2686 25,704

Factor de demanda (%) 100 35 80 80 80 80 80

Máxima Demanda (W) 2000 1820 2149 1194 360 8952 2149 18624 0.8 14,899



C1 C2 C3 C4 C5

VIENE DEL KWH. 3 x 35 mm² NYY +16 mm² ( T ) φ 50 mm PVC SAP

C6

3 x 100 A

C7

2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 15 A 2 x 20 A 2 x 20 A 2 x 20 A

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 2.5 mm² ( T ) φ 25 mm PVC SAP

3 x 30 A 2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

C8 C9 C10 C11 C11

2 x 15 A 2 x 30 A

2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

ALUMBRADO ALUMBRADO ALUMBRADO ALUMBRADO TOMACORRIENTE TOMACORRIENTE 2 X 3.6 HP C/U ELECTROBOMAS 2 HP ELECTROBOMBA CONTRA INCENDIO

MOTOR PUERTA GARAJE TAA

2 x 15 A

RESERVA

2 x 10 A

RESERVA

2 x 10 A

TAA

TABLERO ALIMENTADOR ASCENSOR

Fig. 9 Diagrama unifilar del TGSA


UNMSM

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2 x 2.5 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19 mm PVC SAP

C1 VIENE DEL TGSA 3 x 16 mm² NYY + 6 mm² ( T ) φ 50 mm PVC SAP

2 x 15 A

C2

2 x 15 A

3 x 60 A

C3

2 x 4 mm² THW + 1 x 1.5 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP 2 x 10 mm² THW + 1 x 4 mm² ( T ) φ 19mm PVC SAP

2 x 15 A C4

ALUMBRADO TOMACORRIENTE O2 MOTORES 7.5 HP ASCENSOR RESERVA

2 x 15 A

Fig. 10 Diagrama unifilar del TAA

Tabla 6.- DIMENSIONAMIENTO Y SELECCIÓN DE LOS CABLES DE LOS TA, TGSA Y ACOMETIDA TIPO NYY 80 °C. Item

Descripción

1 TA – 101 2 TA – 102 3 TA – 201 4 TA – 202 5 TA – 301 6 TA – 302 7 TA – 401 8 TA – 402 9 TA – 501 10 TGSA Máxima demanda ( MD ) Factor de simultaneidad Potencia contratada

Longitud (m) 35 35 38 38 42 42 45 45 48 45 ACOMETIDA

M.D (W) 16,177 16,500 16,177 16,500 16,177 16,500 16,177 16,500 20,320 18,624 169,652 0.8 135,722

I diseño (A) 66 68 66 68 66 68 66 68 83 76 695

S (mm2 ) 3 x10 3 x10 3 x 10 3 x 10 3 x 10 3 x 10 3 x 10 3 x 10 3 x 16 3 x 10 3 x 370

Cálculo de los Alimentador principal I

=

MD / √3 x V x 0.8

Idiseño = 1.25 x I = 93.33 Amp. Por confiabilidad y seguridad escogemos: Cable tipo NYY . LOS ALIMENTADORES ESTAN CALCULADOS PARA UNA LINEA, LUEGO PARA EL SISTEMA TRIFÁSICO SERAN TAL COMO SE INDICA EN LA TABLA 6 Y FIG. 6 .


UNMSM

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PROYECTO N° 3.- INSTALACIÓNES INDUSTRIALES 1.- Datos generales del Proyecto: Documentos necesarios: . Factibilidad eléctrico. . Punto de alimentación: . Indispensable. Reuniones de coordinación: . Ingeniero Civil. . Ingeniero Sanitario. . Ingeniero Industrial. Descripción del proyecto: . Area constituida Oficinas Planta

985 m². 180 m². 805 m².

Tarifa eléctrica: . Por el tipo de trabajo la mejor opción tarifaria es la BT - 3. Suministro eléctrico de emergencia: . No se requiere Ubicación del medidor . El medidor de energía

En el frontera del predio. Idéntico a la fig. 3.

RELACION DE CARGAS DE LA PLANTA PROCESADORA Y SECADORA DE CAFE PLANTA PROCESADORA DE CAFE

ITEM DESCRIPCION DE LA MAQUINA 1 2 3 4 5 6

Motor trifásico marca WEG Motor trifásico marca Siemens Motor trifásico marca Siemens Motor trifásico marca WEG Motor trifásico marca DELCROSA

-

ELEVADOR # 1 ZARANDA DESPEDRACORA ELEVADOR # 2 PULIDORA # 1

POTENCIA HP KW 1.5 1.1 1.8 1.34 3.6 2.7 7.5 5.6 30 22.4 44.4 33.14

CORRIENTE AMPERIOS

2.5 2.95 5.4 11.6 39 61.45

A continuación presentamos el diagrama unifilar utilizado en las máquinas rotativas. No presentamos las cargas de Alumbrado, por no corresponder al tema pero si están considerados.


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BARRAS DEL SISTEMA 460 VOLTIOS, 60 HZ

Contactor : . Categoría DC. . Categoría AC.

Conductores : . TW, THW, NYY. Wm

MOTOR

Llaves : . Magnética fija. . Magnética regulable. . Termomagnética fuja. . Termomagnética regulable

CARGA

Relé termico : . Directo. . Indirecto. . Tiempo actuación : . Normal. . Retardado.

Fig. 11 Conformacion de un sistema electrico industrial

Existen varias posibilidades para poner en servicio a los motores tipo jaula de ardilla, nosotros respetuosos de las normas vigentes IEC 947 – 1.... 7 presentamos las coordinaciones tipo 1 y 2. Nosotros trabajaremos con la coordinación tipo 1.

COORDINACION TIPO 1

COORDINACION TIPO 2

LINEA DE ALIMENTACION TRIFASICA

LINEA DE ALIMENTACION TRIFASICA


GUARDAMOTOR

CONTACTOR TRIPOLAR AC3

CONTACTOR TRIPOLAR AC3

RELE TERMICO

MOTOR ASINCRONO TRIFASICO

MOTOR ASINCRONO TRIFASICO

fig. 12 Coordinación de las protecciones ( norma IEC 947 - 4 - 6 )


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VIENE DE TG

VA HACIA FIG.13

SISTEMA DE BARRAS DE 460 VOLTIOS 60 HZ - CIRCUITO DE FUERZA DEL TABLERO TGF1

3 X 70 A Reg.

CABLE TIPO THW AWG # 14

4 A


4 A

9A

2.5 - 4 A

10 A

16 A

9 A

18 A

5.5 - 8 A

9 - 13 A

9 A

2.5 - 4 A


TGF1 CABLE TIPO THW AWG # 14


PLANTA

E

Z

MOTOR MARCA WEG 1.5 HP 460 Volt. 2.5 Amperios RPM 1745 LEYENDA :

E


MOTOR MARCA SIEMENS 1.8 HP 460 Volt. 2.95 Amperios RPM 1750

ELEVADOR

S

S

D

SSECADOR

Z

MOTOR MARCA SIEMENS 3.6 HP 460 Volt. 5.4 Amperios RPM 1750 ZARANDA

D

MOTOR MARCA WEG 7.5 HP 460 Volt. 11.6 Amperios RPM 1760

DESPEDRADORA

Fig. 13 Esquema unifilar del circuito de fuerza de las máquinas rotativas.

Habiendo realizado el metrado del sistema nos encontramos que el TGF1 ( Tablero General de Fuerza 1 ) se halla a una distancia de 25 metros del motor de 1.5 HP, y 10 metros del motor de 30 HP. Ver figura 13 y 14. Para el dimensionamiento de los conductores se han utilizado la formulación presentada en la unidad 3, siendo la caída de tensión < 3 %.

SISTEMA DE BARRAS DE 460 VOLTIOS 60 HZ

- CIRCUITO DE FUERZA DEL TABLERO TGF1 CABLE TIPO THW AWG # 8 ó 10 mm²

VIENE DE FIG.12 50 A

32 A

32 A

18 A ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO

17 - 25 A

TGF1

CABLE TIPO THW AWG # 8 ó 10 mm²

PLANTA

P1

LEYENDA P

PULIDORA

MOTOR DELCROSA 30 HP 460 Volt. 39.5 Amperios LINEA 22.5 Amperios FASE RPM 1750

Fig. 14 Esquema unifilar del circuito de fuerza de las máquinas rotativas.


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Para poder visualizar el tipo de montaje de los arrancadores directos es que presentamos a continuación un esquema unifilar donde se puede visualizar todos los elementos que conforman el circuito de fuerza de cada uno de los arrancadores directos. R S T

60 A

PROTECCION CONTRA CORTO CIRCUITOS

ON

LLAVE MAGNETICA

O FF

RESET

16 3 1

2

3

NA

LC 1D 12

CONMUTADOR ó SISTEMA DE ACCIONAMIENTO

T E L E M E C AN IQ U E

CONTACTOR

G1

17 4

5

6

TELEMECANIQUE

NA

3

G1

4

3

LC1D12

2.5

MANU AL

PROTECCION CONTRA SOBRE CORRIENTES

A UT O

RELE TERMICO

TE S T

98

S TOP

97

R E SE T

95

96

NA

NC

T1

T25

T3

DISPOSICION DEL SISTEMA DE MANDO Y PROTECCION DE MOTORES ELECTRICOS ARRANQUE DIRECTO SEGUN LAS NORMAS: IEC 947 - 1 ... 7

18 3

MOTOR TOTALMENTE PROTEGIDO

MOTOR TRIFASICO TIPO JAULA

Fig. 15 Esquema unifilar del arranque directo

Presentamos a continuación un arrancador estrella triangulo equipado tal como lo estipulan las normas IEC 947.

R S T

60 A

LLAVE MAGNETICA

PROTECCION CONTRA CORTO CIRCUITOS

ON

O FF

RESET

16 3

1

2

3

NA

1

2

3

L C 1 D 12

CONTACTORES

NA

1

2

3

L C 1 D 12



G1

NA

L C 1 D 12 T E L E M E C AN IQ U E

G1

G1

17 4

5

6

NA

TELEMECANIQUE

RELE TERMICO

6

NA

20 4

3

5

6

NA

20

IEC 947 - 1 ... 7

LC1D12

2.5

MANU AL

A UT O TE S T

98

PROTECCION CONTRA SOBRE CORRIENTES

5

G1

4

3

4

DISPOSICION DEL SISTEMA DE MANDO Y PROTECCION DE MOTORES ELECTRICOS ARRANQUE ESTRELLA TRINGULO NORMAS:

97

S TOP

95

NA

T1

R E SE T

96

NC

T25

Fig. 16 Esquema unifilar del arranque estrella - triangulo

T3

18 3

MOTOR TRIFASICO TIPO JAULA


MOTOR TOTALMENTE PROTEGIDO

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PROYECTO N° 4.- REDES DE DISTRIBUCION 1.- Datos generales del Proyecto: Documentos necesarios: . Factibilidad eléctrico. . Punto de alimentación: . Indispensable. Reuniones de coordinación: . Ingeniero Civil. . Concesionaria responsable. Descripción del proyecto: . Red de distribución

Proyecto N° 3

Las cargas son las siguientes : CALCULO DE LA MAXIMA DEMANDA PLANTA PROCESADORA

ITEMDESCRIPCION DE LA MAQUINA 1 2 3 4 5

POTENCIACORRIENTE HP KW AMPERIOS Motor trifásico marca WEG - ELEVADOR # 1.5 1.1 2.5 Motor trifásico marca Siemens - ZARANDA 1.8 1.34 2.95 2.7 5.4 Motor trifásico marca Siemens - DESPEDRACO 3.6 Motor trifásico marca WEG - ELEVADOR # 7.5 5.6 11.6 Motor trifásico marca DELCROSA - PULIDORA # 30 22.4 39 44.4 33.1 61.45 CORRIENTE TOTAL DEL SISTEMA 61.5 AMPERIOS TENSION DEL SISTEMA 440 VOLTIOS KW POTENCIA ACTIVA ( PLANTAS PROCESADO + SECADO33.1 SERVICIOS AUXILIARES 10 KW SUB TOTAL 1 43.1 KW FACTOR DE EXPANSIÓN ( OTRA PLANTA SECADO ) 16 KW POTENCIA INSTALADA 59.1 KW FACTOR DE SIMULTANEIDAD 0.85 MAXIMA DEMANDA 50.3 KW FACTOR DE SEGURIDAD 1.25 NUEVA MAXIMA DEMANDA 62.9 KW FACTOR DE POTENCIA PROMEDIO 0.8 POTENCIA APARENTE DEL SISTEMA 78.6 KVA POTENCIA COMERCIAL RECOMENDADA

100

KVA

A continuación presentamos el diagrama unifilar correspondiente a la red de distribución en Baja Tensión que alimenta al TGF1 ( tablero general de fuerza 1 ). Las Normas Peruanas y la experiencia coinciden en señalar que la caída de tensión PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales recomendable para cargas no lineales (máquinas rotativas) debe ser ≤ 2.5%. Asumiendo un Up = 2.5% (460 vol.) Up = 11.5 voltios. Para dimensionar los conductores eléctricos de las redes de distribución en baja tensión utilizamos las expresiones planteadas en la unidad III. Los conductores seleccionados deberán cumplir con los siguientes requerimientos:

LINEA AEREA 10 KV, 25 mm²

CUT OUT

SECCIONADOR CUT OUT

FUSIBLE

SAB

P TRANSFORMADOR S

TRIFASICO

460 VOLTIOS 60 HZ.

TGF 3 x 80 A REGULABLE Regula. Térmica 0.7 a 1 In Regula. Magnét. 5 a 10 In

Cable tipo NYY 35 mm²

TGF1

180 mm

Fig. 17 Esquema unifilar de la red de distribución en baja tensión.

Satisfacer la máxima demanda de 62.9 Kw. Up = 11.5 voltios L = 180 m. ρw = 0.018 Ω - (mm2/m.) I = 62,900 / ( √3 x 440 x 0.8 ) = 103.2 A. Aplicando : S = ( ρ x L x I x Cos φ ) / Up S = ( 0.018 x 180 x 103.2 x 0.8 ) / 11.5 S = 23.26 mm2. Vamos al catálogo de la firma INDECO, pag. N° 27 – Sección Cables para energía; escogemos : . 3 x 1 x 25 mm2 cable tipo NYY unipolar . Capacidad de corriente en ducto 132 Amp. . Características importantes : - Temperatura del suelo 20°C. - Temperatura ambiente 30°C. PROFESOR DEL CURSO : ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales - Temperatura en el conductor

80°C.

Replanteando el cálculo de la caída de tensión tenemos : Up = ( 0.018 x 180 x 103.2 x 0.8 ) / 25 Up = 10.69

( 2.43% ) < 2.5 %

PROYECTO N° 5.- REDES AUTOPORTANTES Para el dimensionamiento de los conductores eléctricos, además de lo visto en la unidad III (dado el montaje muy especiales de los mismos ) se utiliza la NORMALIZACIÓN BÁSICA DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN AÉREO AUTOSOPORTADO EN BAJA TENSIÓN vigente en nuestro País. Aprovecharemos la red de distribución en baja tensión del Proyecto N° 4 para realizar los cálculos utilizando los siguientes cables: A.- Cables de Energía CAI-S , CAI ( INDECO Y PIRELLI ) Para el cálculo de la sección del conductor, teniéndose en cuenta que el mismo material estará sometido a la misma carga tendremos la sección calculada en el proyecto N° 4, es decir : Sm = 23.26 mm2. Vamos al catálogo Indeco ( ó Pirelli ) Cables de energía, pag. 6 Tipo CAI-S , CAI y elegimos : . 3 x 25 mm2 que tiene una capacidad de 147 Amperios. . Conductores de cobre para cada fase con portante de cobre . Conductores de cobre para cada fase con portante de acero galvanizado. . Cuando Up = 2.5% (11.5 voltios) . R1 = 0.727 ( 20°C ) Ω / Km. Calculando la resistencia por cada fase encontramos : . R1 = 0.727 ( Ω / Km ) x 0.18 Km. = 0.13086 Ω ( 20°C ) . R2 ( 80°C ) = 0.13086 ( 1.236 ) Ω . R2 ( 80°C ) = 0.1617 Ω α = 0.00393 1 / K Cobre. α = 0.00403 1 / K Aluminio. Calculando la reactancia por cada fase a 60 Hz encontramos : .

XL = 0.1163 ( Ω / Km ) x 0.18 Km. a 60 Hz.

.

XL = 0.0209 Ω


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Instalaciones Eléctricas Domiciliarias, Comerciales e Industriales Luego la caída de tensión es : AV = K x L x I x 10-3 voltios L = 180 m. I = 103.2 A. Calculando de la constante K cuando se trata de un sistema trifásico : K = √3 x √ R22 + XL2 = √3 √0.16172 + 0.02092 K = 0.2824 Remeplazando los datos en la expresión general tenemos : AV = 0.2824 x 180 x 103.2 x 10-3 AV = 5.25 voltios

( 1.19% )

B.- Cables de energía tipo CAAI-S , CAAI Realizamos el cálculo de la sección y conseguimos : Asumimos Up = 11.5 voltios y conseguimos S = 23.26 mm2. Vamos al catálogo Indeco ( o Pirelli ) cables de energía, pag. 13 aluminio).

Tipo CAAI (Conductores de

Escogiendo: . Saluminio = 3 x 25 mm². . Conductores de aluminio para cada fase y portante de acero galvanizado. . Conductores de aluminio para cada fase y portante de aleación de aluminio. R1 = 1.18 (Ω / Km) x 0.18 Km. = 0.2124 Ω R2 ( 80°C ) = 0.2124 x 1.245 = 0.2644 Ω XL ( 60 Hz ) = 0.0986 (Ω / Km ) x 0.18 Km. = 0.01775 Ω K = √3 x √ R22 + XL2 = √3 . √ 0.26442 + 0.017752 K = 0.45898 AV = 0.45898 x 180 x 103.2 x 10-3 = 8.1545 AV = 8.2 ( 1.19% )


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RESUMEN Es muy importante conocer la reglamentación de las diversas cargas que generalmente son instalados dentro de una vivienda. A partir de éstas se puede cuantificar la Máxima Demanda que se tiene que disponer para poder atender a un usuario. Los factores de demanda, simultaneidad y factor de potencia están establecidos por el Código nacional de Electricidad, así que resulta necesario tenerlo en cuenta para su inmediato cumplimiento. Los circuitos en edificios residenciales también respetan los factores señalados anteriormente, la diferencia con los circuitos residenciales, radica en que los alimentadores principales van a ser compartidos a través de un banco de medidores. En el dimensionamiento de conductores para redes industriales ( motores trifásicos tipo jaula de ardilla ) se tiene que tener en cuenta los tipos de regímenes de las máquinas rotativas. Por ejemplo para el proyecto desarrollado se trata de motores para servicio continuo. Para que los sistemas eléctricos puedan trabajar en forma normal y nos brinden buenos márgenes de seguridad y confiabilidad tenemos que recurrir a la norma IEC 947 1.. 7. ( Comisión Internacional electrotécnica ). En los catálogos de los fabricantes podemos encontrar que las mejores condiciones para que el conductor trabaje es la condición de enterrado ( Tiene mas capacidad de carga ). Los fabricantes INDECO y PIRELLI disponen de las herramientas necesarias para el cálculo de las redes de distribución AUTOSOPORTADAS con las combinaciones desarrolladas en el proyecto N° 5.


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Instalac. Elctricas Domici. Comerc. e ales

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