Diseño de Instalaciones Eléctricas PDF
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Diciembre de 2007
www.cna.gob.mx
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ADVERTENCIA
Se autoriza la reproduccin sin alteraciones del material contenido en esta obra, sin fines de lucro y citando la
fuente.
Esta publicacin forma parte de los productos generados por la Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y
Saneamiento, cuyo cuidado editorial estuvo a cargo de la Gerencia de Cuencas Transfronterizas de la Comisin
Nacional del Agua.
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CONTENIDO
CAPITULO 1
1. PLANEACION DEL SISTEMA ELECTRICO ........ 1
1.1 INTRODUCCION.............................. 1
1.2 CONCEPTOS GENERALES PARA INSTALACIONES ELECTRICAS EN LOS
SISTEMAS
DE
AGUA
POTABLE,
ALCANTARILLADO
Y
SANEAMIENTO.............................................................................................1
1.3 BASES GENERALES. DE DISEO PARA UN SISTEMA ELCTRICO .. 2
1.4 DETERMINACIN DE CENTROS DE CARGA......5
1.5 SELECCIN DE TENSIONES.......6
1.6 SISTEMAS DE DISTRIBUCIN... .7
1.7 RECOMENDACIONES. 17
CAPTULO 2
2. MTODOS DE CLCULO DEL SISTEMA DE FUERZA.. 21
2.1 INTRODUCCIN..... . 21
2.2 CLCULO DE CORTO CIRCUITO...................... 21
2.3 CLCULO Y SELECCIN DE CONDUCTORES ELCTRICOS . 30
2.4 CADA DE TENSIN AL ARRANQUE DE MOTORES...................... .. 43
2.5 FACTOR DE POTENCIA............................. . 49
2.6.CLCULO
Y
SELECCIN
DE
REACTORES
LIMITADORES
DE
CORRIENTE ................... 61
2.7 TABLAS..................... 66
2.8 FIGURAS........................................................................ .............. .................... 103
2.9 BIBLIOGRAFIA........................................................................ ..... .................... 111
CAPTULO 3
3. CANALIZACIONES ELCTRICAS ................................. ... 114
3.1 INTRODUCCIN ........... 114
3.2 TIPOS DE CANALIZACIONES ................... 114
3.3 FACTOR DE RELLENO ................. . 115
3.4 BANCO DE TUBERAS. ................ .. 116
3.5 REGISTROS ELCTRICOS ................. .. 117
3.6 EJEMPLOS DE APLICACIN ................... 117
3.7 TABLAS Y FIGURAS .................. 119
3.8 BIBLIOGRAFIA ............................ 122
CAPTULO 4
4. PROTECCIONES ....................... 124
4.1 INTRODUCCIN .......... . 124
4.2 DISPOSITIVOS DE PROTECCIN DE SOBRECORRIENTE .................. ... 125
4.3 TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS.. ................. 129
4.4 PROTECCIN DE EQUIPO .................. . 134
i
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4.5
COORDINACIN
DE
DISPOSITIVOS
DE
PROTECCIN
DE
SOBRECORRIENTE, ............... ...... 137
4.6 TABLAS ..................... ... 144
4.7 DIAGRAMAS DE PROTECCIN ....................... 150
4.8 CURVAS Y GRFICAS ................... 156
4.9 EJEMPLO DE APLICACI ..................... 168
4.10 BIBLIOGRAFIA ..................................... 180
CAPTULO 5
5. SISTEMA DE TIERRAS Y PARARRAYOS. ...................... 183
5.1 INTRODUCCIN .......... . 183
5.2 PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DEL SISTEMA DE TIERRAS.... 183
5.3 CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA DE EQUIPOS ................. . 189
5.4 PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DE PARARRAYOS (TIPO BAYONETA
O PUNTA)...................................... . 189
5.5 EJEMPLOS DE APLICACIN ................... . 191
5.6 TABLAS.................. 195
5.7 FIGURAS .................... 198
5.8 BIBLIOGRAFIA .......... 199
CAPTULO 6
6. SISTEMAS DE CONTROL........................ 201
6.1 OBJETIVOS........ .... 201
6.2 CONSIDERACIONES GENERALES ................. 201
6.3 EQUIPOS DE CONTROL.................. .. 202
6.4 DIAGRAMAS LGICOS DE CONTROL.................. . 209
6.5 DIAGRAMAS DE CONTROL ELCTRICO .................. 212
6.6 EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROL ................. 214
6.7 BIBLIOGRAFIA ............................................................. 246
CAPTULO 7
7. SISTEMAS DE EMERGENCIA. .................... ... 248
7.1 INTRODUCCIN ........ ... 248
7.2 CONSIDERACIONES ELECTRICAS... 248
7.3 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD DE UNA PLANTA DE
EMERGENCIA MOTOGENERADOR) ................................... 249
7.4 PROCEDIMIENTO DE CLCULO DEL BANCO DE BATERAS . . 251
7.5 CARGADOR DE BATERAS. .................... . 255
7.6 EJEMPLOS DE APLICACIN .................... 255
7.7 TABLAS.................... .. 264
7.8 GRFICAS.................... . 273
7.9 DATOS TCNICOS PARA LA SELECCIN DE UNA PLANTA DE
EMERGENCIA (MOTOGENERADOR). . 275
7.10 REFERENCIAS ............................ . 276
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CAPTULO 8
8. SISTEMAS DE ALUMBRADO ......................... 278
8.1 INTRODUCCIN ........... 278
8.2 PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DE ALUMBRADO..... . 278
8.3 ALUMBRADO PARA INTERIORES . .................. .. 279
8.4 ALUMBRADO PARA EXTERIORES . ................. . 280
8.5 EJEMPLOS DE APLICACIN .................. .. 281
8.6 TABLAS .................................................... .. 287
8.7 BIBLIOGRAFIA......................................... .. 297
CAPTULO 9
9. ARREGLOS FSICOS...................... .. 299
9.1 INTRODUCCIN ........ ... 299
9.2 ARREGLOS DE CONJUNTO ................. .. 299
9.3 SUBESTACIONES ELCTRICAS .................. ... 300
9.4 DISTRIBUCIN DE FUERZA . ................. . 305
9.5 TABLAS.................. 309
9.6 FIGURAS .................. 314
9.7 BIBLIOGRAFIA ......... 330
CAPTULO 10
10. NOMENCLATURA .. .................. .. 332
10.1 DEFINICION ............. ... 332
10.2 SIMBOLOS ELECTRICOS.. ............... .. 343
APENDICE A ............ 354
APENDICE B ..........395
iii
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CONTENIDO
1. PLANEACIN DEL SISTEMA ELCTRICO ..........................................................1
1.1 INTRODUCCIN ..................................................................................................1
1.2 CONCEPTOS GRALES. PARA INSTALACIONES ELCTRICAS EN LOS
SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y
SANEAMIENTO ..........................................................................................................1
1.2.1 Definiciones de conceptos generales .................................................................1
1.3 BASES GENERALES. DE DISEO PARA UN SISTEMA ELCTRICO ...............2
1.3.1 Aspectos bsicos ...............................................................................................2
1.3.2 Cdigos y normas aplicables en sistemas de energa elctrica .........................3
1.3.3 Organismos que certifican la aprobacin de equipo elctrico y materiales ........3
1.3.4 Lineamientos para el diseo de los sistemas de: fuerza, tierra y alumbrado .....3
1.4 DETERMINACIN DE CENTROS DE CARGA ....................................................5
1.5 SELECCIN DE TENSIONES ..............................................................................6
1.5.1 Tensiones normalizadas.....................................................................................6
1.5.2 Tensiones de utilizacin por parte de la compaa suministradora ....................6
1.6 SISTEMAS DE DISTRIBUCIN............................................................................7
1.6.1 Descripcin de los sistemas ms utilizados para el suministro de energa
elctrica en plantas industriales ..................................................................................7
1.6.2 Arreglos bsicos (diagramas)........................................................................... 13
1.7 RECOMENDACIONES ....................................................................................... 17
1.7.1 Suministro de energa elctrica ........................................................................ 17
1.7.2 Coordinacin con otras reas de ingeniera ..................................................... 17
iv
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Normatividad
Todos los diseos de sistemas elctricos deben apegarse a las normas nacionales o
en su defecto con las internacionales vigentes, correspondientes.
1.3.2 Cdigos y normas aplicables en sistemas de energa elctrica
NOM-001-SEMP-1994
ANSI
NEC
S M II
CFE
las
1.3.4 Lineamientos para el diseo de los sistemas de: fuerza, tierra y alumbrado
La ingeniera de diseo elctrico deber contemplar los requisitos mnimos de
seguridad a que deben sujetarse las instalaciones elctricas, sometidas a ambientes
hmedos y corrosivos; para el sistema de fuerza, tierras y alumbrado. As mismo,
dichos sistemas deben cumplir con las caractersticas de calidad.
Sistema de fuerza
La subestacin reductora deber reducir la alta tensin de entrada a la tensin de
distribucin de las plantas. Deber estar localizada en un rea que cumpla con los
requerimientos de la compaa suministradora, la cual consistir de un cuarto de
control elctrico y un rea de transformacin. El cuarto de control elctrico deber
contener tableros de mediana, baja tensin y tableros de alumbrado.
Sistema de distribucin a tensin media
Deber estar localizado, de preferencia en un rea prxima al centro de carga
elctrica de la planta y deber consistir de un tablero de distribucin y centro de
control de motores en mediana tensin.
Sistema de distribucin en baja tensin
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Por su magnitud
En algunas instalaciones, las cargas requieren un voltaje de operacin diferente, por
consecuencia la instalacin tendr diferentes niveles de voltaje. Cuando esto sucede
las cargas deben agruparse de acuerdo a estos niveles.
Por su localizacin (densidad de carga)
De acuerdo al arreglo de cargas que se tenga, stas deben agruparse tambin por
zonas, de tal forma que no se tenga altos costos de la instalacin debido a las
distancias que se tenga de los centros de cargas a las cargas.
Por su importancia de continuidad
Considerando que tan necesario es el servicio, se puede saber cuales son las cargas
prioritarias en caso de utilizar un sistema de respaldo y as clasificar tambin como
cargas en el sistema normal y cargas con respaldo de emergencia, o bien con una
segunda alimentacin normal alternativa.
Por su naturaleza o tipo de carga
En el diseo de los sistemas elctricos, es necesario considerar una variedad de
tipos de cargas que intervienen y que generalmente se pueden agrupar en
alumbrado, motores, contactos y aplicaciones especiales. Estas ltimas tienen una
gran variedad dependiendo de cada instalacin.
1.5 SELECCIN DE TENSIONES
1.5.1 Tensiones normalizadas
Las tensiones de acuerdo a la clasificacin de la norma ANSI-141-1986 se tiene
como:
Baja tensin: A los sistemas de voltaje nominal de menos de 1000 V.
Media tensin: A los sistemas con voltaje nominal igual a 1000 V y de menos de
100,000 V.
Alta tensin: A los sistemas con voltaje nominal igual o ms de 100 000 Volts.
1.5.2 Tensiones de utilizacin por parte de la compaa suministradora
Los valores utilizados para el suministro de energa por la ca. suministradora son:
en baja tensin
*440/220/127 V
13 800 V
23 000 V
34 500 V
en media tensin
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Carga en kva
0-112.5 kva*
0-2000 kva
0-3000 kva (1)
10000-20000 kva (2)
ms de - 20000 kva
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110% de voltaje
decrece 19%
no varia
aumenta 21%
no varia
aumenta 23%
decrece 1.5 %
decrece 17%
aumenta 1 %
decrece 2 %
casi no vara
aumenta 1 - 2%
aumenta 1 %
aumenta 2 - 3%
aumenta 4 - 5%
aumenta 11%
Corriente de arranque
decrece 10 -12%
Aumento de temperatura a
plena carga
aumenta 6 - 7%
decrece 3 %
decrece 4 %
decrece 5 - 6%
decrece 7%
aumenta 10 -12%
decrece 1 - 2%
En las lmparas incandescentes se tiene con una disminucin del voltaje, una baja
en la emisin luminosa y con el aumento del voltaje el decremento de la vida til de
las lmparas (ver Tabla 1.2).
Las lmparas fluorescentes son afectadas en menor grado por las variaciones de
voltaje que las incandescentes, ya que pueden operar en un rango de 10% del
voltaje nominal. En general, una variacin del voltaje en 1% afecta la emisin
lumnica en 1%.
En lmparas de alta intensidad de descarga, si no se usan balastras reguladas, una
disminucin del 10% en el voltaje nominal, producir una disminucin del 30% de la
emisin lumnica. Si se usan balastras de potencia constante una reduccin del 10%
en la tensin bajar la iluminacin un 2%.
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% del voltaje
nominal
87.5
91.7
95.8
100.0
104.2
108.3
% de vida
575
310
175
100
55
34
% de emisin
lumnica
64
74
87
100
118
132
480
470
cada en el transformador
460
cada en la
red secundaria
450
cada en
el cto.
derivado
440
Figura 1.1 Perfil de cada de tensin
cada
total
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De distribucin
primaria
De distribucin
secundaria
Tensin media
Baja tensin
CFE
Industria
CFE
Industria
(1) 34,500
23,000
13,800
23,000
13,800
(2)6,000
4,160
2,400
220/127
480/277
(2)440/254
220/127
231,000
115,000
85,000
69,000
Notas: (1) Tensin de subtransmisin. Se usa poco como tensin de
alimentacin en industrias
(2) Tiende a desaparecer
En la Tabla 1.5 se muestran los valores recomendados y posibles no recomendados
de tensin de alimentacin para motores de induccin de acuerdo a su potencia.
Tabla 1.5 Valores recomendados y posibles no recomendados de tensin para
motores de induccin
C.P.
Volts.
100 200 300 400 500 1000 2000 3000 4000 7000 10000 20000
440
X
X
X
Y
Y
2300
X
X
X
X
X
X
Y
4000
Y
Y
X
X
X
X
X
Y
6600
X
X
X
X
X
X
X
Y
13.200
X
Y
Y
X
X
X
X: Voltaje recomendado
10
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11
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d) Arreglo fsico
El arreglo fsico depende del proceso y complejidad de la instalacin por lo que es
conveniente conocer las ventajas y desventajas de cada uno de stos como se
indicarn en el captulo 3 (sistemas de distribucin) de este manual, para seleccionar
el adecuado.
e) Seleccin de tensiones
Seleccione las mejores tensiones en cada uno de los niveles (baja y media tensin).
Las tensiones del sistema son de los que influyen ms que ningn otro factor en la
economa.
f) Expansiones futuras
Si la instalacin que se est proyectando prev expansiones futuras, cuide que los
equipos soporten la carga adicional y verifique la utilizacin de equipo normalizado
estudiando la manera de conectar la nueva carga con un mnimo de costo.
g) Otros requerimientos
Tan pronto sea posible, debe de efectuarse una reunin con la empresa
suministradora de energa elctrica para determinar los requerimientos del servicio,
para poder analizar sus redes y proporcionar la informacin requerida para iniciar los
clculos del proyecto.
h) Diagrama unificar
La realizacin de este diagrama nos permitir identificar en forma conjunta las
caractersticas de nuestra instalacin, o centros de carga.
12
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1
2
13
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afectada pero en caso de falla del alimentador primario queda fuera por completo el
sistema (ver fig. 1.3 en pg.20).
Las ventajas que se tiene sobre el sistema anterior es el tener alimentadores ms
cortos y bajas corrientes de corto circuito. Se utiliza cuando la magnitud de la carga
requiere utilizar ms transformadores.
Tiene las mismas desventajas del sistema anterior y su costo es ms elevado 25 a
30% comparado con el sistema anterior.
Sistema primario selectivo
Este sistema tiene la caracterstica que dos alimentadores primarios llegan a cada
banco de transformacin. Se tienen el nmero de transformadores necesarios de
acuerdo a la instalacin y normalmente se conecta la mitad de los transformadores a
cada uno de los alimentadores y solamente en caso de falla se conectan todos los
transformadores a un solo alimentador por lo que este debe tener la capacidad
suficiente para soportar la carga total, los seccionadores deben tener un bloqueo
para impedir el cierre de los dos a la vez (ver fig.1.3).
Una ventaja es que se cuenta con dos fuentes distintas de alimentacin en el
primario. Otra ventaja es poder dar un mejor mantenimiento al equipo primario de
seccionadores y buses.
Como desventajas tiene que en caso de falla un
transformador o tablero secundario que fuera por completo esa zona y su costo es
superior a los sistemas radiales, mayor entre 50 a 75% comparado con el radial
simple y 20 a 30% con el radial expandido, estos rangos son debido al nmero de
transformadores empleados debido a qu tan compleja se quiera una instalacin con
la misma carga instalada.
14
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1.7 RECOMENDACIONES
1.7.1 Suministro de energa elctrica
Conociendo los principales datos de la instalacin elctrica, el usuario deber
proporcionar a la ca. suministradora la siguiente relacin de datos:
1 Nombre del proyecto
2 Localizacin de la instalacin
3 Giro o tipo de proyecto
4 Demanda mxima requerida
5 Capacidad instalada
6 Fecha programada para recibir el servicio elctrico
7 Continuidad de servicio
8 Caractersticas principales del equipo (nmero y capacidad de motores,
tipo de arranque, voltaje de utilizacin, etc.)
Posteriormente la compaa suministradora deber proporcionar al usuario la
siguiente relacin de datos:
1 Tensin de suministro
2 Tolerancia de variacin de la tensin
3 Tipo de acometida (area subterrnea)
4 Frecuencia
5 Tolerancia de la variacin de la frecuencia
6 Nmero de fases y nmero de hilos
7 Capacidad de corto circuito mxima y mnima
8 Continuidad del servicio (estadsticas de fallas indicando el tiempo y nmero de
interrupciones, as como la frecuencia de maniobras por mantenimiento)
9 Programa y presupuesto de obras necesarias para el suministro
1.7.2 Coordinacin con otras reas de ingeniera
Al disear la instalacin elctrica, deber ser con la participacin del personal que se
indica a continuacin, el cual nos puede indicar con mayor certeza los siguientes
criterios:
Ingeniera mecnica, hidrulica y proceso
Informacin referente a potencia requerida en equipos de bombeo, gras,
compresores, etc. As como establecer la lgica de control, proteccin y medicin en
electrovlvulas, torres de oscilacin, paros y arranques de equipos, etc.
Las necesidades de continuidad del proceso de sectores, grupos, unidades, etc.
Equipos y mquinas que por su importancia puedan quedar fuera o en servicio en un
caso de emergencia.
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18
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BIBLIOGRAFA
Instalaciones Elctricas Industriales
GILBERTO ENRIQUEZ HARPER
Recommended Practice for Electric Power
Distribution for Industrial Plants
ANSI/IEEE std 141-1986
Manual del Montador Electricista
.JOHN H. WATT
Normas Tcnicas Para Instalaciones
Elctricas
SECOFI
Instalaciones Elctricas Industriales
PEDRO CAMARENA M
Norma Oficial Mexicana
NOM-001-SEMP-1994
Instalaciones Elctricas Prcticas
ONSIMO BECERRIL
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CONTENIDO
2. MTODOS DE CLCULO DEL SISTEMA DE FUERZA .....................................21
2.1. INTRODUCCIN ...............................................................................................21
2.2. CLCULO DE CORTO CIRCUITO ....................................................................21
2.2.1. Corto circuito trifsico ......................................................................................21
2.2.2. Corto circuito monofsico ................................................................................24
2.2.3. Ejemplo de aplicacin......................................................................................25
2.3. CLCULO Y SELECCIN DE CONDUCTORES ELCTRICOS.......................30
2.3.1. Cables de energa ...........................................................................................30
2.3.2. Cables de baja tensin ....................................................................................34
2.3.3. Ejemplo de aplicacin para cables de baja tensin .........................................37
2.3.4. Ejemplo de aplicacin para cables de media tensin ......................................40
2.4. CADA DE TENSIN AL ARRANQUE DE MOTORES ......................................43
2.4.1. Mtodos de arranque ......................................................................................43
2.4.2. Procedimiento de clculo ................................................................................43
2.4.3. Ejemplo de aplicacin......................................................................................46
2.5. FACTOR DE POTENCIA ...................................................................................49
2.5.1. Introduccin.....................................................................................................49
2.5.2. Determinacin del factor de potencia ..............................................................50
2.5.3. Procedimiento de clculo para correccin del factor de potencia por
capacitores ................................................................................................................55
2.5.4. Ejemplo de aplicacin......................................................................................57
2.6. CLCULO Y SELECCIN DE REACTORES LIMITADORES DE CORRIENTE61
2.6.1. Criterios bsicos de seleccin .........................................................................61
2.6.2. Mtodo de clculo ...........................................................................................62
2.6.3. Ejemplo de aplicacin......................................................................................65
2.7. TABLAS..............................................................................................................66
2.8. FIGURAS .........................................................................................................103
2.9. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................111
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21
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X0 1 =
kVAb
kVA CC
22
(2.1)
(2.2)
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X0/1 = Xt0/1
c) Para los conductores:
R0/1 = R
kVAb
kVA t
kVAb
1000kV2b
X 0/1 = X
(2.4)
(2.5)
kVA b
1000kV 2b
(2.6)
Z0/1 = R 0 /1 + JX 0/1
d) Para los motores:
X 0/1 = X m % / 100
kVA b
kVA m
kVb
ICC
kVA'
R0/1
Xm%
(2.7)
Regresar
Iccasim = IccK
(2.9)
24
Regresar
3V L- N
X1 + X 2 + X 0
(2.10)
Iccasim = kIccsim
25
Regresar
a) Diagrama unifilar.
kVsistema = 23
MVACC= 500 MVA
T1
3000 kVA
23/4.16 kV
Z%=6.5
4.16 kV
falla
3/C, 300MCM
183m, x=0.023
4.16 kV
T2
motor
sncrono
*600 C.P. *600 C.P.
500 C.P.
Xd = 16 %
Xd = 27 %
*motores de
induccin
Xd = 16.7 %
motores de induccin
1000 kVA,Xequimot = 25 %
10,000
500,000
= 0.02
Transformadores.
X T1 =
6.5 x 10,000
= 0.217
100 x 3000
X T2 =
8 x 10,000
= 0.8
100 x 1000
26
Regresar
Motores de induccin.
16.7 x 10,000
= 2.783
100 x 600
X4.16 kV =
X480V =
Motor sncrono.
XS =
25 x 10,000
= 2.5
100 x 1000
16 x 10,000
= 3.2
100 x 500
Cables.
X 300MCM =
X 4/0 =
0.023 x 10,000
= 0.013
1000 x 4.16 2
0.015 x 10,000
= 0.009
1000 x 4.16 2
FALL
A
X300MCM=
0 013
X4/O= 0.009
XT2= 0.8
X4160
2 78
kV=
X4.16kV= 2.78
XS= 3.2
X480V= 2.5
(2.12)
27
Regresar
1
1
=
1
1
1
Xeqp
+ +.......+
Xn
X1
X2
XR=0.02
X4.16kV=
X4.16kV=
2.783
2.783
XS=3.2
X480V=2.5
(1)
XT1=0.217
(2)
XT2=0.8
(3)
X300 MCM=0.013
X4/0=0.009
falla
(1) Xeqs = 0.02 + 0.217 = 0.237
( 2)
1
= 0.013 +
Xeqp
1
1
1
1
+
+
2.783
2.783
32
.
= 0.983
(2)
0.237
(3)
0.983
3.309
falla
1
=
Xeqp
1
= 0.181
1
1
1
+
+
0.237 0.983 3.309
Iccsim =
10000
= 7667.742 A
3 x0.181x4.16
Iccasim = 1.25x7667.742
28
= 9584.677 A
Regresar
XT2
XR
XT1
P
falla 1
La reactancia de Sec (0) es igual a reactancia del transformador 1.
X0 = XT1 = 0.217 p.u.
Todos los motores tienen conexin delta.
0.181 p.u
0.181 p.u
0.217 p.u
0.181x4.162 x1000
= 0.313
X1 = X 2 =
10000
0.217x4.162 x1000
= 0.376
X0 =
10000
3
I1 cc =
4160
3
= 7,194.313 A. sim.
0.313+ 0.313+ 0.376
29
Regresar
Regresar
In
(FCA)(FCT)(FCP)
(2.12)
donde:
Ic
In
FCA
FCT
FCP
31
Regresar
Para elegir el calibre emplee las curvas o datos del fabricante a un factor de carga
del 75%. Considere que el factor de carga est definido como la corriente de carga
promedio dividida entre la mxima corriente de carga para un perodo dado. Consulte
manual tcnico de cables de energa condumex, o curvas de algn otro fabricante.
Si el valor de la corriente corregida es superior a la capacidad permisible de
conduccin del cable de energa calibre 750 kCM (en cualquier forma de instalacin).
Utilice conductores en paralelo del calibre resultante, verifique que el factor de
correccin por agrupamiento (FCA) sea adecuado a esta nueva situacin, si no lo es,
repita este procedimiento, segn el punto 2.3.1.2 inciso (b).
2.3.1.3. Clculo por regulacin de tensin
a) Verificar calibre por regulacin de tensin
Aplicar la siguiente expresin:
Regulacin (%R ) =
V
100%
Vn
(2.13)
donde:
(2.14)
(2.15)
Regresar
Vn =
(2.16)
c) Determine el valor del % de regulacin, si este valor excede del 3% (en un circuito
derivado) verifique el calibre del conductor y repita el paso 2.1.3.
2.3.1.4. Clculo por corto circuito
a) Verificar calibre del conductor por corto circuito.
Determine la mxima corriente de falla que deber soportar el conductor antes de
que operen los dispositivos de proteccin.
Aplicar Frmula:
Icc =
MVAcc 1000
3E
donde:
Icc = Mxima corriente de falla en amperes.
33
(2.17)
Regresar
(2.18)
donde:
A ( t) = rea total del alimentador en mm2
d = Dimetro exterior nominal del conductor, obtener de catlogos de
fabricante incluyendo aislamiento, en mm
M = Nmero de conductores que forman el alimentador
b) Calcule el rea de la tubera.
Aplicar Frmula:
A tub =
A (t) 100
40
(2.19)
donde:
Atub = rea de la tubera en mm2
Determine el dimetro de la tubera
Aplicar frmula:
dtub =
4 A tub
(2.20)
donde:
dtub= Dimetro de la tubera en mm
c) Seleccin del ancho de charola
Aplique tabla 2.13.
2.3.1.6. Observaciones
Este procedimiento aplica para cables de energa desde 5 hasta 34.5 kV.
Para la determinacin del calibre apropiado del conductor, elija el calibre que haya
resultado mayor de los diferentes mtodos de clculo realizados.
2.3.2. Cables de baja tensin
Se puede considerar como conductor para baja tensin a todo aquel que tenga un
aislamiento que le permita operar en voltajes de hasta 1000 volts en condiciones de
seguridad apropiadas. De la adecuada seleccin del conductor depende la
continuidad de servicio en una instalacin, previniendo posibles fallas.
34
Regresar
In
(FCT)(FCA)
35
(2.21)
Regresar
donde:
Ic = Corriente corregida en ampers
In = Corriente nominal del equipo en ampers
En caso de motores de servicio continuo aplique un factor del 125% de la corriente
nominal del motor a plena carga. Segn artculo 430-22 y artculo 430-23 NOM-001SEMP-1994.
En caso de motores de servicio no continuo ver tabla 2.7. Segn artculo 430-23(b)
NOM-001-SEMP-1994.
Cuando se alimenten varios motores o motor y otras cargas debern tener una
capacidad de conduccin de corriente, igual a la suma de las corrientes a plena
carga nominales de todos los motores y/o equipos ms el 25% de la corriente
nominal del motor mayor del grupo. Segn artculo 430-24 NOM-001-SEMP-1994.
d) Determine el calibre del conductor por corriente:
Con el valor de la corriente calculado en el inciso c de este punto y columna a 75C
de la tabla 2.21, seleccione el calibre del conductor adecuado (que conduzca una
corriente superior a la calculada).
Si el valor de la corriente corregida es superior a la capacidad permisible de
conduccin de corriente, del cable con calibre 750 KCM (de cualquier forma de
instalacin), utilice dos o ms conductores por fase del calibre resultante, verificando
si el (FCA) es el adecuado, a esta nueva condicin, si no lo es, repita el
procedimiento desde el punto 2.3.2.2. inciso (b).
2.3.2.3. Clculo por cada de tensin
a) Verificar calibre por cada de tensin.
Aplicar tablas 2.7 y 2.21.
Considere los factores siguientes:
Utilice la seccin transversal del conductor seleccionado en el punto 2.3.2.2., inciso
(b).
La cada de tensin (e%) total del circuito alimentador y derivado no debe exceder
del 5%, referirse a los artculos 210-19 y 215-2. de la NOM-001-SEMP-1994.
Para efectos de clculo en este procedimiento considere:
Para circuitos alimentadores e% = 3%
Para circuitos derivados
e% = 2%
36
Regresar
donde:
MVACC 1000
3E
(2.22)
ICC
Mxima corriente de falla en amperes
MVA CC Potencia de corto circuito en MVA
E
Tensin de lnea en kV
Regresar
746 60
44760
=
= 79.58 A
3(440 )(0.90)(0.82) 562.43
Para el caso de la eficiencia y factor de potencia (FP) aplique la tabla 2.23 para un
motor a 1800 RPM o bien para obtener la corriente nominal del motor aplique la tabla
2.25 (tabla 430-150 NOM-001-SEMP-1994).
De donde se obtiene In=80 A
Determinacin de los factores de correccin
La temperatura ambiente mxima puede llegar a ms de 40C para casas de
mquinas por lo cual el factor de correccin por temperatura de la tabla 2.19 entre
41C y 45C para un aislamiento THW, 75 C es 0.82.
FCT = 0.82
Las condiciones en la charola corresponden al aire y con separacin entre conductor
y conductor.
En tubo irn 3 conductores, de manera que el factor de correccin por agrupamiento
es:
FCA = 1
Correccin del valor de la corriente nominal (tomando el valor mayor)
In
IC =
(FCT)(FCA)
IC =
(2.23)
80
= 97.56 A
(0.82)(1)
38
Regresar
(2.24)
2(1732050
.
)(65m)(80A)
= 076
.
440V(5348
. mm2 )
Est cada es inferior al 3%, por lo tanto el conductor de calibre 1/0 AWG es
apropiado.
c) Clculo por corto circuito.
ICC =
MVAcc 1000
3 0.440
(2.25)
Este valor es obtenido del clculo de corto circuito, en donde se tiene una potencia
de corto circuito de 9.7274 MVA y para la cual la CC es:
T + 234
0.0297 log 2
234
T
+
1
I= A
t
donde:
I
Corriente de corto circuito permisible en amperes
T1 Temperatura mxima de operacin a 90C
T 2 Temperatura mxima de corto circuito 150C
A rea del conductor en circular Mils
t
Tiempo (de liberacin de falla) de corto circuito en segundos
El rea en circular mils es 105560, para cal 1/0 AWG.
150 + 234
0.0297 log
90 + 234
I = 105560
0.1333
I=13534.74 A, ( permisible en el conductor).
Con lo cual se comprueba que el conductor es el adecuado.
39
(2.26)
Regresar
kVA
3kV
4000
= 175 A
1.73 13.2
Regresar
FCP = 1.00
Ver tablas 2.8, 2.10 y 2.11
Ic =
175
A
= 18041
.
1(1)(0.97)
%REG =
V
100
Vn
(2.27)
26.2
10 4 ) = 0.1499 ohms/km
3.59
100
(04195
.
. + 01499
.
. ) = 7.45 V = 0.07%
08
06
1000
41
Regresar
13,200
3
% Reg =
= 762102
. V
7.45
100 = 0.098
762102
.
Icc =
= 31376.81 A
27.30 2
A(t ) = 3 3.1416
4
A( t ) = 1756.052 mm 2
ATUB =
1756.052 100
40
ATUB = 4390 mm 2
4 4390 mm 2
3.1416
dTUB = 75 mm
Por lo tanto el dimetro de la tubera comercial ms prxima ser 76 mm (3 pulg).
d TUB =
42
Regresar
43
Regresar
ZS(0/1) =
donde:
S BASE
S CC
(2.29)
Zmp =
Vf - n
In
(ohms)
(2.32)
Z ma =
V f -n
Iarranque
(ohms)
(2.33)
Zmp(0/1) =
44
SBASE (Zmp )
KV (1000)
(2.34)
Regresar
S BASE (Z ma )
KV(1000 )
(2.35)
donde:
Zmp
: Impedancia del motor a plena carga en ohms
Zmp(0/1) : Impedancia del motor a plena carga en por unidad
Zma
: Impedancia del motor al arranque en omhs
Zma(0/1) : Impedancia del motor al arranque en por unidad
In
: Corriente nominal del motor, en ampers
Iarranque
: Corriente de arranque (considere un valor aceptable entre 5.5 y
6 veces la corriente nominal para efectos de clculo o consulte los valores de
corriente de rotor bloqueado y sus factores, en las tabla 2.29
kV
: Tensin nominal en las terminales del motor en kV.
e) Elaboracin y reduccin del diagrama de impedancias.
Proceda igual que en el punto 2.2.1.2.
El porcentaje de la cada de tensin en la barra expresado en por unidad es:
V1 = Vo IT (ZS + Z T )
bien
(2.36)
V1 = 1 IT (ZS + Z T )
donde:
V1
Vo
IT
Zs
ZT
V -V1
% e = nom
100
Vnom
donde:
% e = Cada momentnea de voltaje en el motor en porciento
V nom = Tensin nominal en volts
,
(2.37)
Regresar
50 MVA
23 kV/440 V
150 kVA; 3, 60 Hz
Z% = 3.7 %
CCM
3, 440V
10 CP
11 A
50 CP
68 A
50 CP
68 A
Regresar
Zmp =
Zma =
Vf -n
Iarranque
440 / 3
= 0.67 ohms
5.5 x 68
440/ 3
= 23 ohms
11
440 / 3
= 4.18 ohms
=
5.5 11
Z mp =
Zma
Para el transformador.
ZT(0/1) =
Z% T SBASE
3.7(150)
= 0.037
=
100 S TRANS 100(150)
( )
SBASE Zmp
KV (1000)
Z ma (0/1) =
150(3.73)
= 2.88 p.u.
(0.440) (1000)
S BASE (Z ma )
150(0.67)
=
= 0.51 p.u.
2
KV (1000 ) (0.440) (1000)
Zmp (0/1) =
150(23)
= 17.82 p.u.
(0.440) (1000)
Zma (0/1) =
150(4.180)
= 324
. p.u.
(0.440)2 (1000)
47
Regresar
Zs(0/1) = 0.003
ZT(0/1) = 0.037
Zmp(0/1)
=17.82
Zma(0/1)
=0.51
Zmp(0/1)
=2.88
Reduciendo:
Z S +Z T =0.003 + 0.037 = 0.040 p.u.
Zs(0/1) +ZT(0/1)
=0.40
17.82
Zx =
0.51
2.88
0.04
Zx=0.485
Zmp=2.88
0.485(2.88)
Zx ( Zmp)
= 0.415
=
Zx + Zmp 0.485 + 2.88
48
Regresar
0.04
0.415
V1 = 1 - [2.197 (0.04)]
V1 = 0.912 p.u.
V1 = 440 (0.912)
V1 = 401.28 volts
f) Clculo de la cada de tensin.
%e=
1
= 2.197
0.455
440 - 401.28
100
440
% e = 8.8 %
g) De acuerdo a los valores tolerables es posible el arranque de los motores a
tensin plena.
2.5. FACTOR DE POTENCIA
2.5.1. Introduccin
Esta seccin indica el procedimiento de clculo para la correccin del factor de
potencia en una instalacin elctrica que produce un factor de potencia bajo. La
correccin se hace a travs de capacitores ya que este mtodo resulta ms simple y
econmico.
2.5.1.1. Problemas por el bajo factor de potencia
Una instalacin elctrica que opera con un factor de potencia bajo presenta los
problemas siguientes:
a) Reduce la capacidad del sistema y su rendimiento debido a cables y
transformadores sobrecargados.
b) Aumenta las prdidas debido a la resistencia en los conductores.
c) Reduce el nivel de voltaje, afectando en forma adversa la eficiencia de operacin
de los motores.
d) Reduce la iluminacin de las lmparas incandescentes.
e) Aumenta el costo de la energa cuando la compaa de suministro impone las
49
Regresar
50
Regresar
(2.38)
Si no se conoce el FP y/o eficiencia real, utilice las figuras 2.5 y 2.6, respectivamente.
Si el motor no se encuentra trabajando al 100% de su potencia nominal, utilizar la
tabla 2.29 para obtener el FP
Para determinar la potencia reactiva del motor.
kVAR M = kW M tg(arc cos FP)
donde:
kVAR M
kW M
FP
tg
51
(2.39)
Regresar
Para el transformador.
Los transformadores tienen un consumo propio de reactivos los cuales son
constantes ya sean en vaco o con 100% de carga, se calculan con la expresin
siguiente.
kVAR T1 = kVAnomIexc T1
(2.40)
kVAR T2 = kVA T7kVAR T2
(para capacidad nominal al 100% del transformador)
(2.41)
(2.42)
donde:
kVAR T1 = Potencia reactiva en vaco, este valor es independiente de la
carga conectada al transformador, en kVAR
kVAR T2 = Potencia reactiva con carga, este valor vara con la capacidad
empleada del transformador, si el transformador trabaja con un porcentaje
(100%) de su capacidad nominal, calcule primero los kVAR T2 al 100% de
capacidad y aplique la frmula siguiente:
2
kVA(%)
kVAR T2 (%) = kVAR T2
(2.43)
.
kVA nom
(2.44)
Regresar
3 In E ( FP)
1000
(2.45)
In E ( FP)
1000
(2.46)
(2.47)
(2.48)
donde:
kW c
kVAR c
In
E
FP
(kW )2 + kVAR
( tot )
53
( tot )
(2.50)
Regresar
FP =
kW(tot)
kVA(tot)
(2.51)
FP =
FP =
kW h
( kW h) + ( kVAR h)
2
kW (lectura)
[kW ] +[kVAR
2
(lectura)
54
(2.52)
(lectura)
(2.53)
Regresar
(2.54)
donde:
(2.55)
kVA(G) =
( kW ) 2 + ( kVAR )
( tot )
( G)
FP(corregido ) = cos 2 =
(2.56)
KW( tot)
KVA(G)
(2.57)
(2.58)
donde:
kVAR ( G)
Potencia reactiva total del grupo, incluye potencia reactiva
de capacitores (kVAR (N) )
kVA ( G)
Potencial total aparente total del grupo, incluyendo capacitores
FP (corregido)
Factor de potencia corregido, el valor obtenido debe ser igual o
superior a 0.9(-)
55
Regresar
(2.59)
donde:
kVA(G) =
( kW
(lectura)
+ kVAR(G)
FP(corregido) = cos 2 =
KW(lectura)
KVA(G)
(kVAR)
(2.60)
(kVA)
(2.61)
(2.62)
donde:
Potencia reactiva total del grupo, incluye potencia reactiva de
kVAR(G)
capacitores (kVAR(N))
kVA(G)
Potencia aparente total del grupo incluyendo capacitores
(corregido)
FP
Factor de potencia corregida
2.5.3.3. Correccin del factor de potencia en forma individual
Realizar incisos a, b y c del punto 2.5.2.1 "Mtodo analtico en la etapa del proyecto".
Considerar solamente motores, alumbrado y otras cargas.
a) Determinar el factor de potencia (FP) existente.
Desarrollar la frmula siguiente:
FP = cos 1 =
56
kWc
kVAc
(2.63)
Regresar
donde:
1 = arco cos
kw c
kVAc
(2.64)
kVA(i) =
FP(corregido) =
kWc
kVA(i)
(2.65)
(2.66)
(2.67)
donde:
kVARC = Potencia reactiva de la carga en kVAR
kVAR(I) = Potencia reactiva total de la carga en kVAR
kVA (i ) = Potencia aparente total de la carga en kVA
2.5.4. Ejemplo de aplicacin
Determinar el banco de capacitores para corregir el factor de potencia a un valor de
0.9, de una planta de bombeo con las caractersticas siguientes:
Cargas:
3 motores de 100 C.P., 4 polos, 440 volts
2 motores de 50 C.P., 4 polos, 440 volts
4 motores de 3 C.P., 4 polos, 440 volts
1 Transformador de 500 kVA
57
Regresar
kVART100=120.79 kVAR
kW T100=223.8 kW
Tringulo de potencias para los motores de 100
b) Motores de 50 C.P.
kW50 = 50 x 0.746 = 37.3 kW
kWT50 = (Nmero de motores de 50 C.P.) x kW50
= 2 x 37.3 = 74.6 kW
El FP para un motor de 50 CP 4 polos segn la figura 2.5 es de 0.89.
kVAR50 = 37.3 x tg (arc cos 0.89) = 19.11 kVAR
kVART50 = ( Nmero de motor de 50 C.P.) x (kVAR50)
= 2 x 19.11
= 38.21 kVAR
58
Regresar
kVART50=38.21 kVAR
kW T50=74.6 kW
Tringulo de potencias de los motores de 50 C.P.
c) Motores de 3 C.P.
kW3 = 3 x 0.746 = 2.24 kW
kWT3 = ( Nmero de motores 3 C.P.) x kW3
= 4 x 2.24 = 8.96 kW
El factor de potencia para un motor de 3 C.P., 4 polos, segn la tabla 2.31 es de 0.71
(considerando que el motor trabaja al 100% de su carga).
kVAR3 = 2.24 x tg (arc cos 0.71) = 2.22 kVAR
kVART3 = (Nmero de motores de 3 C.P.) x ( kVAR3)
= 4 x 2.22 = 8.88 kVAR
59
Regresar
FP = 307.35/350.21 = 0.87
kVA(tot)=350.21 kVA
kVAR(tot)=167.88 kVAR
kW (tot)=307.35
Tringulo de potencias de la carga
6) Correccin del FP
Usando la tabla 2.32.
kVAR(N)
= kW (tot) x 0.056
= 307.35 x 0.056
= 17.21 kVAR
Regresar
167.88 kVARtot
307.35 kW
16.9 kVAR(N)
. kVA
kVA (G) = (30735
. ) + (150.98) = 34243
kW =307.35
Tringulo de potencias con FP=0.89 ( - )
2.6. CLCULO Y SELECCIN DE REACTORES LIMITADORES DE CORRIENTE
2.6.1. Criterios bsicos de seleccin
Los reactores limitadores de corriente son utilizados principalmente para reducir la
magnitud de la corriente de corto circuito, reduciendo por consiguiente los esfuerzos
mecnicos y trmicos en todos los componentes que conducen la corriente de corto
circuito y limitando la cada de tensin en la barra conductora, minimizando as los
efectos en otras partes del sistema.
Debido a que la estabilidad del sistema se afecta por los reactores, estos deben
emplearse con precaucin, puesto que el aumento de la reactancia entre las
maquinas disminuye el limite de su estabilidad.
a) Tipo de servicio
Interior
Intemperie
61
Regresar
b) Condiciones de operacin
Medio ambiente
Altitud de operacin
Humedad relativa
Temperatura ambiente
Espacio para instalacin
Aplique la tabla 2.33
c) Determinacin del tipo de arreglo y construccin
Considere:
Arreglo
Construccin
No compensado
Trbol o equiltero
(tres reactores monofsicos)
No compensado
Compensado o no compensado
Regresar
Z = V 2
MVA
MVA
d
e
(2.68)
donde:
Z
Impedancia del reactor en ohms
V
Tensin nominal (de lnea) del sistema en kV
MVAd Nivel de falla 3 deseado en el sistema en MVA
MVAe Nivel de falla 3 existente en el sistema en MVA
Con el valor obtenido y la tabla 2.34, seleccione la impedancia nominal del reactor
"Zn" (considere el valor inmediato superior al de clculo).
Para la figura 2.7 (b) y (c).
Calcular la potencia de falla 3 en cada uno de los puntos que se establezcan,
aplique el punto 2.2.1 "clculo de corto circuito".
Considere para este clculo un valor de impedancia nominal (Zn) de la tabla 2.34, e
idntico para cada reactor.
Los valores obtenidos debern cumplir con el lmite de capacidad interruptiva
establecido en el paso c.
g).-Calcular la mxima corriente que circular por el reactor
Considere:
La condicin ms crtica de operacin
El factor de potencia de la carga generalmente es de 0.9 (-)
Mxima cada de tensin permisible
63
Regresar
Valor x/r del reactor (generalmente x/r=80, segn ANSI-C.37.10 tabla 2.35.
En base al diagrama unifilar simplificado del paso (b), mostrando al sistema en la
condicin crtica, aplicar frmulas:
= Z ; = arc tg X/R
= I ; arc cos FP (-)
Z
I
V IZ
V
5% kVNOM
(Para bus de sincronizacin ver figura 2.7)
100
donde:
Z= Impedancia del sistema entre la fuente de suministro y la carga en ohms
(para efectos de clculo en este procedimiento considere solamente la
impedancia nominal Zn de los reactores) ver figura 2.7.
I = Mxima corriente que circular por el reactor en amperes
Vr=In Zn V
k) Calcular la capacidad nominal del reactor "kVAr
64
(2.70)
Regresar
kVAr = IN
Zn
(kVA)
1000
(2.71)
Zn
(kVA)
1000
l) Concentrar los datos obtenidos en la tabla 2.33.
kVA r = 3IN
(2.72)
CORRIENTE PRIMARIA
DISPONIBLE ILIMITADA
110
13.8
20 MVA
7.5%
835 Amp.
3
REACTOR DE 5.8 %
BARRA CONDUCTORA
13.8 kv
BARRA CONDUCTORA
13.8kv
INTERRUPCION
DE 150 MVA
INTERRUPCION
DE 150 MVA
F = 267 MVA
NO HAY MOTORES SINCRONOS
CONECTADOS
F = 150 MVA
PCC =
100
x20MVA = 267MVA
7.5%
(2.73)
1
2 1
Z = (13.8)
150 267
65
(2.74)
Regresar
117
Z = 190.44
150 267
(2.75)
Z = 0.56 ohms
La cada de voltaje a travs del reactor ser de:
467.6
VAR = 835
= 390 kVA
1000
Donde cada reactor tendr una capacidad para proporcionar un porcentaje de
reactancia de:
056
. 20,000
.
= 58%
(138
. )2 10
2.7. TABLAS
Tabla 2.1 Valores Tpicos (por cada kVA*) de reactancias para mquinas
sncronas y de induccin
Generadores de Turbina+
2 Polos
4 Polos
Generador de polos salientes con devanado amortiguador+
12 polos o menos
14 polos o menos
Motores sncronos
6 polos
8-14 polos
16 polos o mas
Condensadores sncronos+
Convertidores sncronos+
600 volts corriente directa
250 volts corriente directa
Motores de induccin mayores a 600 V
Motores pequeos, 600 V y menos
Xd
Xd
0.09
0.15
0.15
0.23
0.16
0.21
0.33
0.33
0.15
0.20
0.28
0.24
0.23
0.30
0.40
0.37
0.20
0.33
0.17
Ver Tabla 2.7.2
Nota: Los kVA base aproximados del motor sncorno se pueden establecer utilizando
la potencia nominal del motor C.P. como sigue:
0.8 (FP del motor) kVA base = C.P. (potencia nominal del motor
66
Regresar
1.0 (FP del motor) kVA base = 0.8 C.P. (potencia nominal del motor)
* Use los valores especifados
+ En clculos de corto circuito normalmente
Referencia: IEEE-STD 141-1993 Recomended Practice for electric power distribution
for industrial plants
Tabla 2.2 Factores para reactancias (o impedancias) en la combinacin redmquina rotatria
Tipo de mquina rotatoria
Primer ciclo sistema
Motores de induccin
Para todos los motores de
1.2xd
50CP y mayors
Para todos los motores
1.67xd
menores de 50CP
Interrupcion
3.0*xd
* o estime para el primer ciclo x=0.20 p.u. basado en la potencia del motor
+ o estime para interrupcin x=0.50 p.u. basado en la potencia del motor
o estime para el primer ciclo x=0.28 p.u. basado en la potencia del motor
Referencia: IEE-STD141-1993 Recomended practice for electric power distribution for
industrial plants
67
Regresar
Reactancia XA por 1 ft de
60hz
espaciamiento, 60 Hz
(W/conductor/1000ft)
(W/conductor/1000ft)
1,000,000
0.013
0.0758
900,000
0.0142
0.0769
800,000
0.0159
0.0782
750,000
0.0168
0.079
700,000
0.0179
0.08
600,000
0.0206
0.0818
500,000
0.0246
0.0839
450,000
0.0273
0.0854
400,000
0.0307
0.0867
350,000
0.0348
0.0883
300,000
0.0407
0.0902
250,000
0.0487
0.0922
(AWG No.)
211,600
4/0
0.0574
0.0953
167800
3/0
0.0724
0.0981
133100
2/0
0.0911
0.101
105500
1/0
0.115
0.103
83690
0.145
0.106
66370
0.181
0.108
52630
0.227
0.111
41749
0.288
0.113
33100
0.362
0.116
26250
0.453
0.121
20800
0.57
0.123
16510
0.72
0.126
68
Regresar
Resistencia R a 50C,
60hz
(W/conductor/1000ft)
Reactancia XA por 1 ft de
espaciamiento, 60 Hz
(W/conductor/1000ft)
1,590,000
0.0129
0.0679
1,431,000
0.0144
0.0692
1272 000
0.0161
0.0704
1,192,500
0.0171
0.0172
1,113,000
0.0183
0.0719
954,000
10.0213
0.0738
795,000
0.0243
0.0744
715,500
0.0273
0.0756
636,000
0.0307
0.0768
556,500
0.0352
0.0786
477,000
0.0371
0.0802
397,500
0.0445
0.0824
336,400
0.0526
0.0843
266,800
0.0662
0.0945
4/0
0.08335
0.1099
3/0
0.1052
0.1175
2/0
0.133
0.1212
1/0
0.1674
0.1242
0.212
0.1259
0.267
0.1215
0.337
0.1251
0.424
0.124
0.534
0.1259
0.674
0.1273
(cmil)
(AWG No.)
69
Regresar
0
--0.0159
0.0252
0.0319
0.0370
0.0412
0.0447
0.0478
1
-0.0571
0.0018
0.0169
0.0259
0.0323
0.0374
0.0415
0.0450
2
-0.0412
0.0035
0.0178
0.0265
0.0328
0.0377
0.0418
0.0453
3
-0.0319
0.0051
0.0186
0.0271
0.0333
0.0381
0.0421
0.0455
SEPARACIN EN PULGADAS
4
5
6
7
-0.0252 -0.0201 -0.0159 -0.0124
0.0061
0.0080
0.0093
0.0106
0.0195
0.0203
0.0211
0.0218
0.0277
0.0282
0.0288
0.0293
0.0337
0.0341
0.0346
0.0350
0.0385
0.0388
0.0392
0.0395
0.0424
0.0427
0.0430
0.0433
0.0458
0.0460
0.0463
0.0466
8
-0.0093
0.0117
0.0255
0.0299
0.0354
0.0399
0.0436
0.0468
9
-0.0066
0.0129
0.0232
0.0304
0.0358
0.0402
0.0439
0.0471
10
-0.0042
0.0139
0.0239
0.0309
0.0362
0.0405
0.0442
0.0473
11
-0.0020
0.0149
0.0246
0.0314
0.0366
0.0409
0.0445
0.0476
SEPARACIN
(CUARTOS DE PULGADA)
PULGADAS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0
--0.0571
-0.0412
-0.0319
-0.0252
-0.0201
-0.0159
-0.0124
-0.0093
-0.0066
-0.0042
-0.0020
--
1/4
--0.0519
-0.0384
-0.0301
-0.0238
-0.01795
-0.01494
-0.01152
-0.00852
-0.00605
----
2/4
-0.0729
-0.0477
-0.0359
-0.0282
-0.0225
-0.01795
-0.01399
-0.01078
-0.00794
-0.00529
----
3/4
-0.0636
-0.0443
-.0.0339
-0.0267
-0.0212
-0.01684
-0.01323
-0.01002
-0.00719
-0.00474
----
Referencia: IEESTD 141-1993 Recommended practice for electric power distribution for industrial plants
70
Regresar
Tabla 2.5 Valores tpicos de reactancia, cables trifsicos, en ohms por 1000ft
(304.8m) de conductor
Calibre del conductor
4a1
3 cables de un solo conductor en conduit
magntico
1 cable de tres conductores en counduit
magntico
1 cable de tres conductores en ductot
magntico
1/0 a 4/0
tres cables de un solo conductor en counduit
magntico
un cable de tres conductores en counduit
magntico
250-750 kcmil
tres cables de un solo conductor en counduit
magntico
un cable de tres conductores en ducto
magntico
600V
0.052
0.062
0.0618
__
__
0.0381
0.0384
0.0384
0.0522
0.0526
0.031
0.0335
0.0335
0.0453
0.0457
0.049
0.055
0.055
__
__
0.036
0.0346
0.0346
0.0448
0.0452
0.045
0.05
0.05
__
__
0.027
0.0275
0.0275
0.0332
0.0337
13800V
Nota: estos valores podrn ser usados para cables de armado magntico y no
magntico
Referencia: Informacin del fabricante
Tabla 2.6 Valores de impedancia para transformadores
kv
Clase
Z%
NBAI
Alta tensin
Baja Tensin
OA
FA, FOA
FA, FOA
1er paso
2do Paso
15
110
15
1.2-15
4.0-7.0
4.0-7.5
___
25
150
25
1.2-15
4.0-7.0
4.0-7.5
___
34.5
200
34.5
1.2-15
4.5-7.5
4.5-8.0
___
46
250
46
1.2-25
5.0-8.0
5.0-10.5
___
69
350
69
1.2-34.5
5.0-9.0
6.0-12.0
7.0-15.0
92
450
92
15-34.5
5.0-9.0
7.0-12.0
8.0-15.0
115
550
115
15-34.5
6.0-9.5
7.0-14.0
8.0-16.0
138
650
138
15-34.5
6.0-10.0
7.0-14.0
8.0-16.0
161
750
161
15-69
6.0-10.0
8.0-15.0
9.0-17.0
196
900
196-230
15-69
7.0-11.0
9.0-15.0
10.0-18.0
230
1050
230
15-69
7.0-12.0
9.0-16.0
10.0-19.0
315
1425
315-400
15-25
8.0-12.0
10.0-16.0
10.0-20.0
315
1425
315-400
34.5-161
9.0-13.0
10.0-17.0
10.0-21.0
Nota: Para todos los casos anteriores, la diferencia de la impedancia entre aparatos
71
Regresar
Para obtener
Sistema
Valor
conocido
Amperes (ln)
C.P.
Amperes (ln)
kW
Amperes (ln)
kVA
Corriente directa
Monofsico (2 hilos)
Trifsico (3 o 4 hilos)
-----
donde:
Ln : Corriente nominal en amperes
C.P. : Potencia en C.P.
kW : Potencia en kW
kVA : Potencia en kVA
E : Voltaje en linea de volts
L : Longitud del circuito en metros
e% : caida de tensin %
S : Seccin transversal del conductor en mm2
FP : Factor de potencia (utilice un valor de 0.9 para efectos de clculo en este
procedimiento)
: Eficiencia
72
Regresar
Mxima temperatura
del conductor (C)
60
75
80
90
Mxima temperatura
del conductor (C)
15
20
25
30
35
40
45
50
60
1.50
1.41
1.32
1.22
1.12
1.00
0.87
0.71
75
1.31
1.25
1.20
1.13
1.07
1.00
0.93
0.85
80
1.27
1.22
1.17
1.12
1.06
1.00
0.94
0.87
90
1.22
1.18
1.14
1.10
1.05
1.00
0.95
0.89
20 30 40 50 60 70 80
12 15 17 18 20 21 22
14 17 19 21 24 26 28
73
Regresar
Cables directamente
Cables en ductos
instalacin en
enterrados
subterrneos
metros
5kV a 23 kV
0.90
1.00
1.00
1.00
0.99
0.99
1.20
0.98
1.00
0.98
1.00
1.50
0.97
0.99
0.97
0.99
1.80
0.96
0.98
0.95
0.97
2.50
0.95
0.96
0.91
0.92
35kV
5kV a 23 kV
35 kV
tubos verticalmente
1.00
1.87
0.77
0.72
0.68
0.65
0.87
0.71
0.62
0.57
0.53
0.50
0.77
0.62
0.53
0.48
0.45
0.42
0.72
0.57
0.48
0.44
0.40
0.38
0.68
0.53
0.45
0.40
0.37
0.35
0.65
0.50
0.42
0.38
0.35
0.32
74
Regresar
tubos verticalmente
1.00
1.88
0.79
0.74
0.71
0.69
0.88
0.73
0.65
0.61
0.57
0.56
0.79
0.65
0.56
0.52
0.49
0.47
0.74
0.60
0.52
0.49
0.46
0.45
0.61
0.57
0.50
0.47
0.44
0.42
0.68
0.55
0.48
0.45
0.42
0.40
tubos verticalmente
1.00
0.94
0.91
0.88
0.87
0.86
0.92
0.87
0.84
0.81
0.80
0.79
0.85
0.81
0.78
0.76
0.75
0.74
0.82
0.78
0.74
0.73
0.72
0.72
0.80
0.76
0.72
0.71
0.70
0.70
0.79
0.75
0.71
0.70
0.69
0.63
75
Regresar
Tabla 2.13 Factores de correccin por agrupamiento en charolas (al aire libre y
sin incidencia de rayos solares)
a) Cables monofsicos con espaciamiento (circulacin de aire restringida)
Nmero de
Numero de circuitos
charolas
0.95
0.90
0.88
0.90
0.85
0.83
0.88
0.83
0.81
0.86
0.81
0.79
6
d
30 cm
2 cm
1.00
0.97
0.96
0.97
0.94
0.93
0.96
0.93
0.92
0.94
0.91
0.90
30 cm
2 cm
Numero de circuitos
Regresar
Numero de circuitos
charolas
0.95
0.90
0.88
0.90
0.85
0.83
0.88
0.83
0.81
0.86
0.81
0.79
2d
30 cm
2 cm
2d
Numero de circuitos
charolas
1.00
0.98
0.96
1.00
0.95
0.93
1.00
0.94
0.92
1.00
0.93
0.90
2d
30 cm
2 cm
2d
77
Regresar
charolas
0.95
0.90
0.88
0.85
0.84
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
0.88
0.83
0.81
0.79
0.78
0.86
0.81
0.79
0.77
0.76
30 cm
2 cm
charolas
1.00
0.98
0.96
0.93
0.92
1.00
0.95
0.93
0.90
0.89
1.00
0.94
0.92
0.89
0.88
1.00
0.93
0.90
0.87
0.86
2 cm
30 cm
78
Regresar
0.95
0.84
0.80
0.75
0.73
0.95
0.80
0.76
0.71
0.69
0.95
0.78
0.74
0.70
0.68
0.95
0.76
0.72
0.68
0.66
30 cm
charolas
Nmero
charolas
1
2
3
6
5
0.83
0.75
0.69
0.62
2 cm
4
0.84
0.76
0.70
0.63
*En el caso de que los cables estn instalados al aire libre y expuestos a los rayos
solares, los factores anteriores debern multiplicarse por 0.9.
79
Regresar
110
120
150
85
85
90
140
90
95
140
Trabajo variable
120
150
200
Referencia: NOM-001-SEMP-1994
Tabla 2.15 Valores de resistencia en C.A. de conductores de Cu.
Calibre
AWG/kCM
2.140
2.560
2.690
1.350
1.620
1.700
0.848
1.020
1.070
0.533
0.638
0.670
1/0
0.336
0.402
0.422
2/0
0.266
0.320
0.335
3/0
0.212
0.254
0.266
4/0
0.168
0.201
0.211
250
0.143
0.171
0.179
350
0.103
0.122
0.128
500
0.0725
0.0862
0.108
750
0.0497
0.0586
0.0613
1000
0.0387
0.0452
0.0556
Referencia: NOM-001-SEMP-1994
80
Regresar
RMG
Alambre slido
0.779r
0.726r
0.758r
0.768r
0.772r
0.774r
0.776r
AWG/kCM
mm
14
12
10
8
6
4
2
1/0
2/0
3/0
4/0
250
300
400
500
750
1000
2.082
3.307
5.260
8.367
13.300
21.150
33.620
53.480
67.430
85.010
107.200
126.700
152.000
202.700
253.400
380.000
506.700
Dimetro
exterior nominal
mm
7
7
7
7
7
7
7
19
19
19
19
37
37
37
37
61
61
1.85
2.33
2.93
3.70
4.67
5.88
7.42
9.47
10.63
11.94
13.40
14.62
16.01
18.49
20.67
25.34
29.27
Referencia: NOM-001-SEMP-1994
81
Resistencia
elctrica nominal
c.d. ohm/km
20C
8.450
5.320
3.340
2.100
1.320
0.832
0.523
0.329
0.261
0.207
0.164
0.139
0.116
0.0868
0.0694
0.0463
0.0347
Regresar
82
Regresar
Temperatura
Ambiente oc
60
75
85
90
31 -40
0.82
0.88
0.90
0.91
41 - 45
0.71
0.82
0.85
0.87
46 - 50
0.58
0.75
0.80
0.82
51 - 55
0.41
0.67
0.74
0.76
56 - 60
--
0.58
0.67
0.71
61 - 70
--
0.35
0.52
0.58
71 - 80
--
--
0.30
0.41
4a6
0.80
7a9
0.70
10 a 20
0.50
21 a 30
0.45
31 a 40
0.40
41 y ms
0.35
83
Regresar
mxima de
75oc
90oc
THW*, THWN*,
XHHW
operacin
Tipos
TW*, UF*
AWG kCM
En tubera
Al aire
En tubera
Al aire
En tubera
Al aire
18
--
--
--
--
14
18
16
--
--
--
--
18
24
14
20*
25*
20*
30*
25*
35*
12
25*
30*
25*
35*
30*
40*
10
30
40
35*
50*
40*
55*
40
60
50
70
55
80
55
80
65
95
75
105
70
105
85
125
95
140
95
140
115
170
130
190
1/0
125
195
150
230
170
260
2/0
145
225
175
265
195
300
3/0
165
260
200
310
225
350
4/0
195
300
230
360
260
405
250
215
340
255
405
290
455
300
240
375
285
445
320
505
350
260
420
310
505
350
570
400
280
455
335
545
380
615
500
320
515
380
620
430
700
600
355
575
420
690
475
780
750
400
655
475
785
535
885
1000
455
780
545
935
615
1055
Ta = 30C
La proteccin para sobrecorriente para conductores de cobre marcados con un
asterisco*, no debe exceder de:
15A para 2.082 mm2 (14), 20 A para 3.307 mm2 (12) y 30 A para 5.260 mm2 (10) para
conductores de cobre.
15 A para 3.307 mm2 (12), y 25 A para 5.260 mm2 (10) para conductores de aluminio
o aluminio recubierto de cobre, despus de que se han ampliado los factores de
correccin por temperatura ambiente y agrupamiento de conductores.
84
Regresar
rea de la
seccin
transversal
TIPOS
mm2
(AWG-kCM)
TW*
UF*
THWN*,
XHHW*
XHHW*
XHHW-2
C o b r e
0.823
1.307
2.082
3.307
5.260
8.367
13.30
21.15
33.62
42.41
53.48
67.43
85.01
107.2
126.7
152.0
177.3
202.7
253.4
304.0
380.0
506.7
(18)
(16)
(14)
(12)
(10)
(8)
(6)
(4)
(2)
(1)
(1/0)
(2/0)
(3/0)
(4/0)
(250)
(300)
(350)
(400)
(500)
(600)
(750)
(1000)
------------25*
30*
40*
60
80
105
140
165
195
225
260
300
340
375
420
455
515
575
655
780
-----------30*
35*
50*
70
95
125
170
195
230
265
310
360
405
445
505
545
620
690
785
935
18
24
35*
40*
55*
80
105
140
190
220
260
300
350
405
455
505
570
615
700
780
885
1055
85
90oC
TIPOS
SA,SIS
RHH*,
RHW-2
THW-2,
THHW*
THHW-LS
THWN-2,
THHN*
USE-2,
XHHW*
XHHW-2
Aluminio o aluminio recubierto de
cobre
------------------25*
30*
35*
35*
40*
40*
45
55
60
60
75
80
80
100
110
110
135
150
130
155
175
150
180
205
175
210
235
200
240
275
235
280
315
265
315
355
290
350
395
330
395
445
335
425
480
405
485
545
455
540
615
515
620
700
625
750
845
TW*
UF*
THWN*,
XHHW*
Regresar
TIPO
THW
THW-LS
THHW
XHHW
RHW
RHH
THW
THW-LS
THHW
RHW Y
RHH
(sin
cubierta)
THWN
THHN
FEP
(14 a 2)
(AWG/kCM)
14
12
10
8
14
12
10
8
6
4
2
1/0
2/0
3/0
4/0
250
300
350
400
500
750
14
12
10
8
6
4
2
13
9
7
5
2
6
4
4
1
1
1
1
19
15
12
9
4
10
8
6
3
2
1
1
1
1
1
25
25
19
15
7
16
13
11
5
4
3
2
1
1
1
1
1
1
32
44
35
26
12
29
24
19
10
7
5
4
2
1
1
1
13
10
6
3
1
1
1
24
18
11
5
4
2
1
39
29
18
9
6
4
3
69
51
32
16
11
7
5
102
127
152
163
85
62
47
34
21
18
15
13
10
9
8
7
6
4
133
97
73
54
33
29
24
20
16
14
12
11
9
6
141
106
78
49
41
35
29
23
20
18
16
14
9
136
98
60
43
154
94
67
137
97
108
Nota: Esta tabla es slo para conductores con cableado concntrico normal
86
Regresar
TIPO
FPB
(14 a 8)
XHHW
(4 a 500)
XHHW
RHW y
RHH
(con
cubierta
exterior)
(AWG/kCM)
1/0
2/0
3/0
4/0
250
300
400
500
750
6
750
14
12
10
8
6
4
2
1/0
2/0
3/0
4/0
250
300
400
500
750
13
19
1
1
1
1
25
1
1
1
1
1
1
32
3
2
1
1
1
1
1
1
3
3
2
1
1
1
6
5
4
2
1
1
1
1
10
9
7
4
2
1
1
1
1
1
1
18
15
13
7
5
3
3
1
1
1
1
1
1
1
1
Referencia: NOM-001-SEMP-1994
87
102
27
22
18
15
12
11
8
7
4
81
4
155
132
110
60
41
31
24
16
14
12
10
8
7
6
5
3
127
42
35
29
24
20
17
13
11
7
128
7
152
61
51
42
35
28
24
19
16
11
185
10
94
64
50
38
25
22
19
16
13
11
9
8
5
137
93
72
56
37
32
28
24
19
17
14
11
8
Regresar
10
15
20
Sncronas
rpm
900
1,200
900
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
Plena carga
rpm.
850
1,140
850
1,735
1,140
870
3,475
1,715
1,160
865
3,495
1,725
1,155
865
3,745
1,745
1,160
865
3,510
1,745
1,150
860
3,510
1,755
1,155
860
3,520
1,750
1,155
865
3,520
1,750
1,165
865
3,530
1,750
1,165
870
88
Armazn
143T
143T
145T
143T
145T
182T
143T
145T
182T
213T
145T
145T
184T
213T
145T
182T
213T
215T
182T
184T
215T
254T
184T
213T
254T
256T
213T
215T
256T
284T
215T
254T
284T
286T
254T
256T
286T
324T
Plena carga
Eficiencia
Factor de
potencia
62.5
56.0
72.5
63.5
66.5
55.0
77.0
70.5
74.0
66.0
70.0
54.0
76.0
84.0
79.0
77.5
76.5
68.5
75.0
57.5
79.0
85.5
81.0
75.0
78.5
67.5
77.0
56.5
80.0
85.5
81.0
79.0
81.0
64.5
78.0
55.5
84.0
84.5
83.5
79.5
83.0
69.5
80.0
67
85.0
86.5
84.0
76.5
83.0
75.5
81.5
73.5
84.0
85.5
85.5
80.5
84.0
76.0
82.0
71.5
86.0
87.0
89.5
81.0
85.0
78.5
88.0
90.0
86.0
87.0
87.0
83.0
79.0
75.0
Regresar
30
40
50
60
75
100
125
150
200
250
Sncronas
rpm
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
900
3,600
1,800
1,200
3,600
1,800
3,600
1,800
3,600
Plena carga
rpm.
3,530
1,750
1,165
875
3,530
1,750
1,165
875
3,530
1,750
1,170
875
3,545
1,760
1,170
875
3,545
1,1770
1,175
875
3,555
1,770
1,175
880
3,550
1,1775
1,175
880
3,560
1,780
1,175
3,560
1,770
3,560
1,770
3,560
Armazn
256T
284T
324T
326T
284TS
286T
326T
364T
286TS
324T
364T
365T
324TS
326T
365T
404T
326TS
364T
404T
405T
364TS
365T
405T
444T
365TS
404T
444T
445T
404TS
405T
445T
405TS
444TS
444TS
445TS
445TS
Plena carga
Eficiencia
Factor de
potencia
88.0
87.0
88.5
82.5
88.5
78.0
87.0
75.0
87.5
87.5
89.0
82.0
88.5
78.0
87.5
75.0
88.0
90.0
90.0
80.0
89.0
81.0
87.5
75.0
89.0
87.5
91.5
80.0
89.5
82.0
89.5
90.5
90.5
89.0
90.5
91.0
91.0
90.0
91.0
91.5
91.5
92.0
90.5
92.0
91.5
91.5
92.0
91.5
93.5
92.5
88.5
82.5
79.5
73.0
90.0
86.0
82.0
81
90.5
82.0
85.5
82
87.5
84.5
85.0
89.0
88.5
89.0
86.5
91.0
Corriente nominal
127 V
220 V
4.0
2.3
5.3
3.0
6.5
3.8
8.9
5.1
11.5
7.2
14.0
8.4
89
Regresar
Referencia: NOM-001-SEMP-1994
90
Regresar
Descripcin
Voltaje en las
terminales del
motor
Torque al
arranque
Corriente de lnea
(corriente al
arranque)
100
100
100
Autotransformador:
80% tap.
65% tap.
50% tap.
80
65
0.50
64
42
0.25
67
45
28
Resistencia
80
64
80
Reactor:
50% tap
45% tap.
37.5% tap.
50
45
37.5
25
20
14
50
45
37.5
100
10
75
50
75
50
Devanado bipartido:
75%.
50%
Tensin ajustable mediante
control de ngulo de disparo
de tiristores
Convertidor de frecuencia
tensin ajustable
Referencia:NOM-001-SEMP-1994
91
Regresar
Resistencia primaria o
reactor
Devanada bipartido
A tensin plena
Ventajas
Desventajas
1. Proporciona mayor par por ampere
1. En potencias
de corriente de lnea
pequeas su aplicacin
2. Las derivaciones en el
es ms cara
autotransformador permiten ajustes en 2. Bajo factor de potencia
el arranque
3. Conviene para perodos largos de
arranque
4. Arranque con transicin cerrada
5. Durante el arranque, la corriente del
motor es mayor que la corriente de
lnea
1. Aceleracin suave, la tensin
1. Eficiencia del par:
del motor se incrementa con
baJa
la velocidad
2. La resistencia libera
2. Alto factor de potencia duante
calor
el arranque
3. Arranque en exceso
3. Arranque con transicin
de 5 segundos requiere
cerrada
resistencias muy
4. En potencias pequeas
costosas
su aplicacin es menos cara
4.El ajuste de la tensin
que con autotransformadores
de arranque es difcil
5. Posibilidad de tener hasta
para llenar condiciones
7 puntos de aceleracin
variables
1. Es ms econmico de los otros
1. No conveniente para
listados
cargas con alta inercia,
2. Arranque con transicin cerrada
que requieran arranques
3.La mayora de los motores con
muy prolongados
tensin dual pueden ser arrancados
2. Requieren un diseo
con devanado bipartido en la menor de especial del motor para
las dos tensiones
tensiones mayores que
220 volts
1. Costo moderado menor que el de
1. Requiere diseo
resistencia primaria o
especial del motor
autotransformador
2. Par de arranque bajo
2.Conveniente para cargas con alta
inercia que requiera arranques muy
prolongados
3. Eficiencia del par: alta
92
Regresar
Tabla 2.28 Impedancia por metro y ngulo para conductores de baja tensin
3 cables de 600 v, unipolares en un ducto
magntico
magntico
Calibre
Calibre
AWG
ohm
(grados)
AWG
ohm
(grados)
KCM
KCM
.00267
4.92
.00267
4.02
.00169
7.99
.00168
6.2
.001073
10.99
.001067
.00069
15.87
.000679
12.62
1/0
.000456
22.95
1/0
.00044
18.6
2/0
.000377
27.51
2/0
.000361
23.34
3/0
.000314
32.83
3/0
.000286
28.42
4/0
.000266
37.8
4/0
.000245
32.19
250
.000243
41.93
250
.00022
36.15
300
.000222
46.73
300
.000197
41.16
350
.000202
52.22
350
.000176
46.64
400
.000199
54.02
400
.000171
48.88
500
.000181
57.75
500
.000152
53.5
93
Regresar
CORRIENTE
LETRA DE
kW
C.P.
(AMPERES)
DISEO
0.187
1/4
15
B, D
0.249
1/2
17
B, D
0.373
21
B,D
0.56
26
B,D
0.746
31
B,D
1.119
42
B,D
1.492
52
B,D
2.238
67
B,C,D
3.73
96
B,C,D
5.6
133
B,C,D
7.46
10
169
B,C,D
11.19
15
242
B,C,D
14.92
20
303
B,C,D
18.65
25
382
B,C,D
22.38
30
455
B,C,D
29.84
40
606
B,C,D
37.3
50
758
B,C,D
44.76
60
909
B,C,D
55.95
75
1134
B,C,D
74.6
100
1516
B,C,D
93.25
125
1897
B,C,D
111.9
150
2269
B,C,D
149.2
200
3032
B,C
186.5
250
3316
223.8
300
4600
261.1
350
5332
298.4
400
6064
335.7
450
6796
373
500
7579
94
Regresar
Voltaje normal
110% de VN
90% de VN
(VN)
100%
Sin cambios
3 Puntos abajo
1 Punto arriba
75%
Sin cambios
4 Puntos abajo
2 Puntos arriba
50%
Sin cambios
5 Puntos abajo
4 Puntos arriba
Referencia: NMX-J-75-1985
Tabla 2.31 Efectos de las variaciones del voltaje sobre el fp en motores de 2
polos=3600rpm, 440 v, 60 hz
Capacidad
kW
0.37
0.55
0.75
1.1
1.5
2.2
3
3.7
4.5
5.5
7.5
9
11
15
18.5
22
30
37
45
55
75
90
110
150
185
220
225
295
Factor de potencia
75%
0.66
0.71
0.72
0.77
0.79
0.82
0.84
0.79
0.88
0.86
0.85
0.84
0.85
0.75
0.85
0.86
0.89
0.9
0.9
0.91
0.91
0.88
0.9
0.9
0.88
0.9
9.88
0.92
100%
0.79
0.81
0.82
0.84
0.84
0.87
0.81
0.84
0.9
0.88
0.88
0.88
0.87
0.89
0.92
0.91
0.91
0.91
0.91
0.92
0.91
0.91
0.92
0.9
0.91
0.91
0.92
0.92
95
50%
0.51
0.55
0.71
0.69
0.7
0.73
0.65
0.81
0.81
0.79
0.81
0.77
0.68
0.76
0.8
0.89
0.85
0.84
0.86
0.9
0.87
0.85
0.86
0.81
0.88
0.86
0.89
0.9
Regresar
Factor de Potencia
75%
0.6
0.65
0.56
0.64
0.64
0.72
0.76
0.73
0.79
0.75
0.8
0.8
0.87
0.83
0.79
0.84
0.84
0.85
0.88
0.87
0.87
0.85
0.85
0.84
0.85
0.87
0.89
0.89
100%
0.73
0.74
0.67
0.74
0.74
0.71
0.83
0.79
0.85
0.82
0.85
0.85
0.91
0.86
0.84
0.87
0.87
0.88
0.89
0.85
0.88
0.88
0.89
0.87
0.89
0.89
0.9
0.91
96
50%
0.55
0.54
0.47
0.53
0.5
0.56
0.64
0.63
0.68
0.62
0.68
0.7
0.88
0.73
0.67
0.76
0.75
0.79
0.83
0.84
0.83
0.75
0.8
0.82
0.83
0.83
0.87
0.88
Regresar
Factor de potencia
75%
0.55
0.65
0.6
0.68
0.64
0.58
0.65
0.76
0.71
0.74
0.76
0.71
0.67
0.73
0.8
0.74
0.74
0.78
0.72
0.88
0.83
0.8
0.85
0.82
0.85
0.84
0.84
0.84
100%
0.64
0.75
0.66
0.76
0.71
0.68
0.71
0.79
0.78
0.82
0.8
0.76
0.75
0.79
0.84
0.8
0.8
0.81
0.84
0.89
0.84
0.81
0.89
0.86
0.87
0.84
0.85
0.85
97
50%
0.42
0.52
0.51
0.56
0.5
0.45
0.52
0.67
0.63
0.67
0.66
0.59
0.54
0.66
0.68
0.67
0.62
0.68
0.64
0.82
0.77
0.71
0.77
0.77
0.74
0.77
0.08
0.82
Regresar
Factor de potencia
75%
0.5
0.48
0.5
0.55
0.48
0.57
0.52
0.56
0.55
0.52
0.57
0.65
0.64
0.67
0.72
0.74
0.76
0.73
0.71
0.78
0.75
0.77
0.82
0.82
0.83
0.83
0.82
100%
0.58
0.55
0.59
0.66
0.57
0.68
0.6
0.62
0.65
0.6
0.67
0.72
0.7
0.75
0.74
0.76
0.79
0.8
0.76
0.82
0.8
0.8
0.82
0.84
0.84
0.84
0.83
98
50%
0.42
0.42
0.41
0.44
0.4
0.46
0.41
0.45
0.43
0.4
0.44
053
0.5
0.56
0.6
0.63
0.71
0.67
0.66
0.71
0.68
0.73
0.73
0.74
0.75
0.79
0.75
Regresar
0.80
0.81
0.82
0.83
0.84
0.86
0.87
0.88
0.89
0.50
0.982 1.008 1.34 1.060 1.066 1.112 1.139 1.165 1.192 1.220
0.52
0.893 0.919 0.945 0.971 0.997 1.023 1.050 1.076 1.103 1.131
0.54
0.809 0.835 0.861 0.887 0.913 0.939 0.966 0.992 1.019 1.047
0.56
0.730 0.756 0.782 0.808 0.834 0.860 0.887 0.913 0.940 0.936
0.58
0.655 0.681 0.707 0.733 0.759 0.785 0.812 0.838 0.865 0.893
0.60
0.583 0.609 0.635 0.661 0.687 0.713 0.740 0.766 0.793 0.821
0.62
0.516 0.542 0.568 0.594 0.620 0.646 0.673 0.699 0.726 0.754
0.64
0.451 0.474 0.503 0.529 0.555 0.581 0.608 0.634 0.661 0.689
0.66
0.388 0.414 0.440 0.466 0.492 0.518 0.545 0.571 0.598 0.626
0.68
0.328 0.354 0.308 0.406 0.432 0.458 0.485 0.511 0.538 0.566
0.70
0.270 0.296 0.322 0.348 0.374 0.400 0.427 0.453 0.480 0.508
0.72
0.214 0.240 0.266 0.292 0.318 0.344 0.371 0.397 0.424 0.452
0.74
0.159 0.185 0.211 0.237 0.263 0.289 0.316 0.342 0.369 0.397
0.76
0.105 0.131 0.157 0.183 0.209 0.235 0.262 0.288 0.315 0.343
0.78
0.052 0.078 0.104 0.130 0.156 0.182 0.209 0.235 0.262 0.290
0.80
0.000 0.026 0.052 0.078 0.104 0.130 0.157 0.183 0.210 0.238
0.82
0.84
0.86
0.88
0.000 0.028
0.90
0.92
0.94
0.96
0.98
Referencia: IEEE-STD-141-1993
99
0.85
Regresar
0.90
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
1.0
0.50
1.248 1.276 1.306 1.337 1.369 1.403 1.440 1.481 1.529 1.589 1.732
0.52
1.159 1.187 1.217 1.248 1.280 1.314 1.351 1.392 1.440 1.500 1.643
0.54
1.075 1.103 1.113 1.164 1.196 1.230 1.267 1.308 1.356 1.416 1.559
0.56
0.996 1.024 1.054 1.085 1.117 1.151 1.188 1.229 1.277 1.337 1.480
0.58
0.921 0.949 0.979 1.010 1.042 1.076 1.113 1.154 1.201 1.262 1.405
0.60
0.849 0.877 0.907 0.938 0.970 1.004 1.041 1.082 1.130 1.190 1.333
0.62
0.782 0.810 0.840 0.871 0.903 0.937 0.974 1.015 1.063 1.123 1.266
0.64
0.717 0.745 0.775 0.806 0.838 0.872 0.909 0.950 0.998 1.068 1.201
0.66
0.654 0.682 0.712 0.743 0.775 0.809 0.846 0.887 0.935 0.995 1.138
0.68
0.594 0.622 0.652 0.683 0.715 0.749 0.786 0.827 0.875 0.935 1.078
0.70
0.536 0.564 0.594 0.625 0.657 0.691 0.728 0.769 0.817 0.877 1.020
0.72
0.480 0.508 0.538 0.569 0.601 0.635 0.672 0.713 0.761 0.761 0.964
0.74
0.425 0.453 0.483 0.514 0.546 0.580 0.617 0.658 0.706 0.706 0.909
0.76
0.371 0.399 0.429 0.460 0.492 0.526 0.563 0.604 0.652 0.712 0.855
0.78
0.318 0.346 0.376 0.407 0.439 0.473 0.510 0.551 0.599 0.659 0.802
0.80
0.226 0.294 0.324 0.355 0.387 0.421 0.458 0.499 0.547 0.609 0.750
0.82
0.214 0.242 0.272 0.303 0.335 0.369 0.406 0.447 0.495 0.555 0.698
0.84
0.162 0.190 0.220 0.251 0.283 0.317 0.354 0.395 0.443 0.503 0.646
0.86
0.109 0.137 0.167 0.198 0.230 0.264 0.301 0.342 0.390 0.450 0.59
0.88
0.056 0.084 0.114 0.145 0.177 0.211 0.248 0.289 0.337 0.397 0.540
0.90
0.000 0.028 0.058 0.089 0.121 0.155 0.192 0.233 0.281 0.341 0.484
0.92
0.94
0.96
0.98
100
Regresar
CLAVES:_______
101
Regresar
Corriente nom
(amperes)
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
6300
8000
1
2
3
4
5
6
TIPO DE CIRCUITO
Mquina sncronas conectadas directamente al bus o a
travs de reactores
IDEM al anterior pero a travs de transformadores de
100 MVA y mayores
IDEM al anterior pero a travs de transformadores de
25 a100 MVA
IDEM al anterior pero a travs de transformadores de
100 MVA ms dode el trasformador aporta el 90 %
ms de el total de la impedancia equivalente a el punto
de falla
IDEM al anterior pero a travs de transformadores de
10 a 100 MVA
Mquinas sincronas remotas conectadas a travs de
otros tipos de circuitos, como son trasformadores de 10
MVA menores, lneas de transmisin, fuentes de
distribucin etc
102
RANGO
40-120
40-60
30-50
15-40
15-40
150
menos
Regresar
2.8. FIGURAS
GENERADORES
CONEXIN A TIERRA
DEL NEUTRO
DIAGRAMA DE SECUENCIA
CERO
( TIERRA )
N
N
NEUTRO AISLADO
( TIERRA )
N
NEUTRO SLIDAMENTE
CONECTADO A TIERRA
( TIERRA )
T
NEUTRO CONECTADO A
TIERRA A TRAVS DE
REACTANCIA O RESISTENCIA
103
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( TIERRA )
S
N
P
( TIERRA )
N
P
( TIERRA )
( TIERRA )
N
P
( TIERRA )
N
P
( TIERRA )
3 Xn
Xn
P
( TIERRA )
( TIERRA )
o
104
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100
80
CI
CL
C
I
8
O
0.
CI CLO S
01
16
S
CL
67
O
0
CI
S
.0
SE
30
CL
0.
33
GU
OS
0
3
C
66
0.
ND
60
IC
S
7
OS
13
EG
LO
CI
0
S
3
S
10
.2
EG UND
3
CL
0
66
U
SE
O
OS
0.
CI
7
GU NDO S
5
CL
SE
ND
S
00
1.
OS
GU
OS
0
00
ND
SE
00
OS
GU
1.
SE
ND
66
GU
OS
67
ND
SE
OS
GU
ND
OS
60
40
CI
CL
O
30
20
10
50
6
5
4
3
2
1
.8
.6
.3
.2
.1
10
2 1
1/0
2/0
3/0
4/0
250
500
1000
105
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Conductor de cobre aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLP) y etilenopropileno (EPR) curvas basadas sobre la siguiente frmula:
2
T2 + 234
1
A t =.0297 log. T + 234
2
donde:
1 : Corriente de corto circuito-amperes
A : rea del conductor-circular mils
T : Tiempo de corto circuito-segundos
T1 : Temperatura mxima de operacin-90 C
T2 : Temperatura mxima de corto circuito -250C
106
Regresar
100
80
40
30
CI
CL
20
1
CI
CI
10
50
O
CL
O
0.
CI CLO S
01
16
S
CL
67
OS
0
CI
.0
SE
30
CL
0
.0 333
GU
OS
CI
6
0
ND
60
6
.
S
CL
7
13
OS
EG
CI
O
0.
SE
33
UN
S
10
CL
26
0
SE GUN DOS
OS
67
0.
CI
GU
D
50
CL
SE
ND OS
1
0
OS
GU
OS
.0
0
ND
00
SE
OS
0
GU
1.
SE
ND
66
G
OS
67
UN
DO
SE
S
GU
ND
OS
60
5
4
3
2
.8
.6
.5
.3
.2
.1
10
2 1
1/0
2/0
3/0
4/0
250
500
1000
Regresar
Conductor de cobre aislamiento de polietileno de cadena cruzada (KLP) y etileno propileno (EPR) curvas basadas sobre la siguiente frmula:
2
T2 + 234
1
.
log.
0297
t
=
A
T2 + 234
donde:
1 : Corriente de corto circuito-amperes
A : rea del conductor-circular mils
T : Tiempo de corto circuito-segundos
T1 : Temperatura mxima de operacin-90 C
T2 : Temperatura mxma de corto circuito-150 C
F 100
a
c
t
o 90
r
120
d
e
p
o
t
e
n
c
i
a
(%)
900
80
720
600
450 300
70
60
1
10
50 100
108
Regresar
F
a
c
t
o
r
d
e
p
o
t
e
n
c
i
a
%
100
90
1,800
900
1,200
600
720
450
300
80
70
60
1
10
50 100
109
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CARGA
CARGA
a) Reactor de lnea
b) Reactores de alimentacin
CARGA
110
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2.9. BIBLIOGRAFIA
Anlisis y diseo de sistemas elctricos (para plantas industriales)
Irwin Lazar
Editorial Limusa
Fundamentos de instalaciones elctricas de mediana y alta tensin.
Gilberto Enrique Harper
Editorial Limusa
Manual elctrico conelec
Cuarta Edicin, 1989
Manual tcnico de cables de energa
1ra. seccin cables y accesorios
IEEE std-141-1993 Recomended practice for electric power distribution for industrial
plants (red book)
IEEE std-242-1986 Protection and coordination of iindustrial and comercial power
systems (buff book)
Catlogo Condumex de cables para construccin y baja tensin
Manual tcnico de cables de energa
4ta parte de seccin cables y accesorios
Memorias de los ciclos conferencias sobre instalaciones elctricas de baja tensin,
Condumex
Catlogo de conductores Monterrey de cables de energa de 5 a 115 Kv
Normas C.F.E. para conductores elctricos
NOM-001-SEMP-1994 relativa a las instalaciones destinadas al suministro y uso de
la energa elctrica
Correccin del factor de portencia por capacitores ABB Cat. BJ90-01JP
Motor Application and Maintance Handbook
Roger W. Smeaton
Mc Graw-Hill Book Company
111
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112
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CONTENIDO
3. CANALIZACIONES ELCTRICAS..................................................................... 114
3.1. INTRODUCCIN ............................................................................................. 114
3.2. TIPOS DE CANALIZACIONES ........................................................................ 114
3.2.1. Por su construccin ....................................................................................... 114
3.2.2. Por su instalacin .......................................................................................... 115
3.3. FACTOR DE RELLENO ................................................................................... 115
3.3.1. Tubera .......................................................................................................... 115
3.3.2. Charolas ........................................................................................................ 115
3.3.3. Ducto metlico............................................................................................... 116
3.4. BANCO DE TUBERAS.................................................................................... 116
3.4.1. Nmero de tuberas....................................................................................... 116
3.4.2. Separacin mnima entre tuberas ................................................................ 116
3.4.3. Soportera...................................................................................................... 116
3.4.4. Profundidad ................................................................................................... 116
3.5. REGISTROS ELCTRICOS ............................................................................ 117
3.6. EJEMPLOS DE APLICACIN.......................................................................... 117
3.6.1. Tubera .......................................................................................................... 117
3.6.2. Charolas ........................................................................................................ 118
3.6.3. Ductos 118
3.7. TABLAS Y FIGURAS ....................................................................................... 119
3.8. BIBLIOGRAFA ................................................................................................ 122
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3. CANALIZACIONES ELCTRICAS
3.1. INTRODUCCIN
La finalidad de este captulo es la de proporcionar los elementos necesarios para la
seleccin de las canalizaciones elctricas adecuadas y necesarias para una
instalacin elctrica, conforme a las condiciones impuestas por el proyecto.
3.2. TIPOS DE CANALIZACIONES
Existen diferentes tipos de canalizaciones, las cuales se clasifican dependiendo de
su construccin y su instalacin.
3.2.1. Por su construccin
a) Tubo conduit metlico rgido
Los tubos conduit metlicos pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales,
los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado, semipesado y ligero,
distinguindose uno de otro por el espesor de la pared.
Los tubos rgidos (metlicos) del tipo pesado y semipesado (para espesores de
tubera, ver normas NMX-B-208 y NMX-B-209) se pueden emplear en instalaciones
visibles u ocultas, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostera en
cualquier tipo de edificios y bajo cualquier condicin atmosfrica. Tambin se pueden
usar directamente enterrados recubiertos externamente para satisfacer condiciones
ms severas.
El tubo conduit metlico rgido ligero, (para espesores de tubera ver norma NMX-B210) es permitido en instalaciones ocultas o visibles ya sea embebido en concreto o
embutido en mampostera en lugares de ambiente seco no expuestos a humedad o
ambiente corrosivo.
No se recomienda en lugares que durante su instalacin o despus de sta, est
expuesto a dao mecnico. Tambin se debe usar directamente enterrado o en
lugares hmedos o mojados, as como en lugares clasificados como peligrosos.
b) Charolas
Tambin conocidas como soportera para cables, se fabrican de acero galvanizado y
aluminio, para lugares con un alto grado de corrosin se utiliza un material plstico,
son fabricadas de tipo de canal ventilado y de escalera.
En las charolas se pueden transportar cables de fuerza, alumbrado, control y
sealizacin; en los locales en que se instale este sistema no deben contener
materiales combustibles ni cantidades apreciables de polvos o slidos suspendidos
en el aire.
114
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c) Ductos
Los ductos son otros medios de canalizacin de conductores elctricos que se usan
slo en las instalaciones elctricas visibles debido a que no se pueden montar
embutidos en pared o dentro de losas de concreto, se fabrican de canales de lmina
de acero de seccin cuadrada o rectangular con tapas atornilladas y su aplicacin se
encuentra en instalaciones industriales y laboratorios.
Las canalizaciones metlicas deben ir puestas a tierra (artculo 250-33 de la NOM001-SEMP-1994).
3.2.2. Por su instalacin
Las canalizaciones se clasifican en:
Visibles
Las instalaciones visibles son aquellas que se encuentran expuestas a las
condiciones que imperan en el medio ambiente. Se pueden utilizar para estas
instalaciones, el tubo conduit metlico pesado, semipesado, ligero (ste ltimo no
puede ser usado en lugares hmedos o donde pueda sufrir dao), las charolas y los
ductos.
Subterrneas
Las instalaciones subterrneas son las que por la necesidad del proyecto deben ir
bajo tierra, utilizando para sto tubo conduit metlico pesado y semipesado que
pueden ir en banco de tuberas construido de concreto.
3.3. FACTOR DE RELLENO
3.3.1. Tubera
El rea de la seccin transversal interior de la tubera, que puede ser ocupada por los
conductores debe ser igual o menor a la especificada en la norma relativa a
instalaciones destinadas al suministro y uso de la energa elctrica, indicados en la
tabla 3.1.
3.3.2. Charolas
Cuando todos los cables son de seccin transversal de 107.2 mm2 (4/0 AWG) y
mayores, la suma de los dimetros de los cables no debe exceder del 90% del ancho
de la charola y los cables deben instalarse en una sola capa. sto es cuando la
charola es de tipo fondo slido, cuando es del tipo escalera, la suma de los dimetros
de los cables no debe exceder el ancho de la charola (artculo 318-9 de la NOM-001SEMP-1994).
Cuando se tenga cable de seccin transversal menores de 107.2 mm2 (4/0 AWG) o
combinaciones de cables de diferentes secciones transversales con cables de 107.2
mm2 (4/0 AWG), dependiendo del tipo se puede calcular conforme a la tabla 3.2.
115
Regresar
116
Regresar
(U) =
799.23 x 100
= 1507.98 mm 2
53
117
Regresar
Ancho de charola
(tipo escalera)
A=
D2
4
(42.6 mm)2
4
(42.6 mm)2
4
= 1425 mm 2
(8550 mm 2 ) x 100
A( DUCTO) =
= 42750 mm2
20
A continuacin obtendremos las medidas del ducto cuadrado
M (DUCTO) =
Regresar
Dm1
2
50
D
m2
50
D
m3
10
100
Dm
1
50
D
50
D
10
m2
m3
H
Figura 3.1 Esquema representativo de un banco de tuberas
donde:
Dm
:Dimetro mayor
1
:Concreto
2
:Varilla
3
:Tubera
Acot. en mm
*La distancia horizontal (H) debe ser mayor que la distancia vertical (V)
Tabla 3.1 Porcentajes de relleno de conductores para tubos metlicos o
tuberas de p v c
Nmero de
Conductores
ms de 2
53
30
40
(Referencia: nom-001-semp-1994)
119
Regresar
rea mxima
charola
cm2
Clculo
rea mxima
rea mxima
cm2
cm
cm
Clculo
rea mxima
cm2
15
45
45-(1.2Sd)
35
35-(2.5Sd)
30
90
90-(1.2Sd)
70
70-(2.5Sd)
45
135
135-(1.2Sd)
106
106-(2.5Sd)
60
180
180-(1.2Sd)
142
142-(2.5Sd)
75
225
225-(1.2Sd)
177
177-(2.5Sd)
90
270
270-(1.2Sd)
213
213-(2.5Sd)
(Referencia: nom-001-semp-1994)
Tabla 3.3 separacin mnima entre tuberas conduit en mm
Dimetro
Distancia
Tubo
del centro
(mm)
del tubo al
19
25
38
51
76
102
pao ext.
ducto
19
100
100
100
100
120
120
100
25
100
100
100
100
120
120
100
38
100
100
100
100
120
150
100
51
100
100
100
100
120
150
100
76
120
120
120
120
150
160
120
102
120
120
150
150
160
180
150
120
Regresar
Localizacin
0.3
0.5
Bajo carreteras
1.0
0.9
1.27
pavimentados
Separacin mnima
Tierra compactada
0.30
Tabique
0.10
Concreto
0.05
121
Regresar
3.8. BIBLIOGRAFA
NORMAS
NOM-001-SEMP-1994
de la energa elctrica
NORMA No.2.225.01
(PEMEX)
NORMA.No.3.346.01
(PEMEX)
Estndares de ingeniera
IMP-No. A 0.500.00 Canalizaciones Subterrneas y areas hasta 600 volts
Manual Tcnico de Cables de Energa
1a. parte: Seleccin de Cables y Accesorios
Condumex
Manual de procedimientos de ingeniera de diseo
PEMEX Subdireccin de Proyecto y Construccin de Obras
Gerencia de Ingeniera de Proyecto 1990
122
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CONTENIDO
4. PROTECCIONES................................................................................................124
4.1. INTRODUCCIN .............................................................................................124
4.2. DISPOSITIVOS DE PROTECCIN DE SOBRECORRIENTE......................... 125
4.2.1. Fusibles .........................................................................................................125
4.2.2. Interruptores ..................................................................................................126
4.2.3. Relevadores ..................................................................................................128
4.3. TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS ................................................129
4.3.1. Transformadores de corriente .......................................................................129
4.3.2. Transformadores de potencial.......................................................................133
4.4. PROTECCIN DE EQUIPO.............................................................................134
4.4.1. Proteccin de transformadores .....................................................................134
4.4.2. Proteccin de motores...................................................................................135
4.4.3. Proteccin de alimentadores .........................................................................137
4.5. COORDINACIN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIN DE
SOBRECORRIENTE...............................................................................................137
4.5.1. Requerimientos mnimos de coordinacin de protecciones de sobrecorrientes
........................................................................................................................137
4.5.2. Interpretacin de curvas de operacin de dispositivos de sobrecorriente ..... 138
4.5.3. Pasos de la coordinacin de dispositivos de sobrecorriente ......................... 139
4.6. TABLAS............................................................................................................144
4.7. DIAGRAMAS DE PROTECCIN .....................................................................150
4.8. CURVAS Y GRFICAS....................................................................................156
4.9. EJEMPLO DE APLICACIN ............................................................................168
4.10. BIBLIOGRAFA ..............................................................................................180
Regresar
4. PROTECCIONES
4.1. INTRODUCCIN
El objetivo de la proteccin y coordinacin de un sistema elctrico de potencia es:
Prevenir daos al personal
Minimizar el dao a los componentes del sistema
Limitar la duracin y propagacin de la interrupcin del servicio durante la falla de un
equipo, error humano o condiciones naturales adversas que ocurran en alguna parte
del sistema
La prevencin del perjuicio humano es el objetivo ms importante de la proteccin del
sistema elctrico. Los dispositivos de interrupcin debern tener una capacidad
interruptiva adecuada y las partes energizadas debern estar lo suficientemente
aisladas para que no expongan al personal a explosiones, fuego, arqueo o chocks.
La suridad tiene prioridad sobre la continuidad de servicio, dao al equipo o
economa.
Si se est minimizando el riesgo de dao al equipo o preservando la continuidad de
servicio, el objetivo ms importante depende de la filosofa de operacin de la planta.
En industrias donde el proceso no es tan crtico, se tiene en mente desenergizar el
equipo fallado, en cuanto la falla es detectada.
No debe ignorarse el costo de la proteccin del sistema, ya que de este depender
en gran medida, el grado de proteccin del sistema. Se podrn agregar
caractersticas de proteccin al sistema para mejorar su funcionamiento, confiabilidad
y flexibilidad incrementando el costo inicial.
Para lograr, en los sistemas elctricos industriales de potencia, un compromiso
equilibrado entre la proteccin y la coordinacin, utilizaremos dispositivos de
proteccin tales como:
Fusibles de potencia limitadores de corriente en alta tensin
Interruptores de potencia en vaco
Interruptores de potencia en hexafloruro de azufre SF6
Interruptores electromagnticos (interruptores de potencia en baja tensin)
Interruptores termomagnticos (interruptores en caja moldeada)
Relevadores
En el diseo de la proteccin de los sistemas elctricos de potencia, se debe
minimizar los efectos de las anormalidades que ocurran en el sistema mismo o el
equipo de utilizacin que alimenta, de tal forma que:
a) Se asle rpidamente la porcin afectada del sistema, para que de esa manera se
mantenga el servicio normal y se minimice el dao a la porcin afectada.
124
Regresar
Regresar
valor mximo de corto circuito. Las Grficas 4.1 y 4.2 muestran las curvas
caractersticas tiempo-corriente y la grfica de corrientes de paso para fusibles
limitadores de corriente.
Los fusibles limitadores de corriente de alta tensin y alta capacidad interruptiva se
utilizan principalmente, para la proteccin contra corto circuito de:
Transformadores
Motores (combinacin arrancador-fusible)
Para seleccionar el fusible como proteccin de transformadores o motores de alta
tensin, es necesario consultar las curvas caractersticas de fusin, adems de
conocer los siguientes datos:
Tensin de operacin
Corriente nominal
Corriente mxima normal
Para la proteccin del transformador, utilice adicionalmente la Tabla 4.1 de seleccin
de fusibles.
4.2.2. Interruptores
Los interruptores en alta tensin, son dispositivos de interrupcin nicamente y son
utilizados en conjunto con relevadores, para cumplir con la funcin de deteccin de
fallas. Esta combinacin normalmente es utilizada para proporcionar proteccin
contra corrientes de corto circuito y sobrecargas en:
Transformadores
Motores
Alimentadores
Buses
Los interruptores de potencia en vaco son utilizados en el rango de 2.4 a 34.5 kV,
con altas capacidades interruptivas. (Para consulta de datos tcnicos tales como:
corriente nominal, capacidad de corto circuito mxima, voltaje de operacin, nivel de
aislamiento, ver el captulo 3 de seleccin de equipo elctrico).
Para la proteccin con interruptores de bajo voltaje (menores de 1000 V.c.a. 600
V.c.d.), normalmente se utilizan:
Interruptores termomagnticos
Interruptores electromagnticos
Los interruptores termomagnticos son utilizados para proteccin de corrientes de
corto circuito y corrientes de sobrecargas a travs de la unidad magntica y unidad
trmica respectivamente. Son adecuados para proteger:
126
Regresar
Regresar
27
46
47
49
50
50G
51
51G
128
Regresar
63
67
86
87
129
Regresar
200 = 20 IZ ;
Z=
200 200
=
20 I 100
;Z=2
En circuitos trifsicos los TCs son conectados en; estrella, delta abierta y delta. La
figura 4.1 muestra conexiones tpicas de los TCs.
El criterio para la seleccin de la relacin de los transformadores de corriente, es el
siguiente:
a) La corriente en el primario deber ser igual o mayor a la corriente del circuito
donde est conectado el TC.
b) Determine la corriente mxima que circular en el secundario del TC.
c) Determine el burden en las terminales de secundario del TC.
d) Calcule la impedancia total y los Volt-Amperes del circuito, en el secundario del
TC.
e) Determine el voltaje, en las terminales del secundario del TC.
f) Utilice las curvas voltaje-corriente de excitacin, proporcionadas por el fabricante
de los transformadores de corriente (TC), para la relacin seleccionada y determine
el porciento de error de relacin.
g) Si el porciento de error de relacin (%e) es menor al 10% el transformador de
corriente (TC) seleccionado, es adecuado para operar el burden requerido sin llegar
a saturarse y por lo tanto, sin distorsionar el valor de corriente en las terminales del
secundario. De otra manera disminuya el burden seleccione el valor inmediato
superior de relacin del TC y repita el procedimiento desde el paso (e).
Con el propsito de ilustrar la seleccin de los transformadores de corriente (TCs),
resolveremos el siguiente ejemplo:
Considere un transformador de corriente (TC), con un rango de relacin de 600/5A,
tipo bushing de multiple relacin.
El TC es conectado al circuito para una relacin de 600/5 A. El burden en el
secundario del TC, est compuesto de los siguientes dispositivos:
1) Un relevador de sobrecarga con rango de 4-12 A y un burden de 2.38 VA, factor
de potencia 0.375 a 4 A, 146 VA a un factor de potencia de 0.61 a 40 A.
2) Un relevador de sobrecorriente instantneo, con rango de 10-40 A, tiene un
burden de 4.5 VA a 10 A tiene una potencia de 40 VA con un ajuste de 40 A a 0.20
de factor de potencia (FP).
130
Regresar
131
(4.1)
Regresar
Z=
1 .43
(5)2
= 0.057
132
Regresar
Zt =
Bt
2
910.8
2
= 0.5692
(40)
,
Z t = Zt
b) El voltaje necesario, para producir una corriente de 40 amperes en el lado
secundario, a travs del burden del inciso (a), es:
,
133
Regresar
para que el voltaje en el secundario mantenga una relacin fija con el voltaje
primario.
El voltaje primario requerido de un transformador de potencial, se determina con el
voltaje del sistema al cual es conectado.
La mayora de los transformadores de potencial son diseados para proporcionar 120
V en las terminales del secundario, cuando el voltaje de placa es aplicado al primario.
Los transformadores de potencial, son capaces de operar de forma continua y
exacta, cuando el voltaje aplicado a travs del primario est dentro del 10% del
voltaje nominal primario.
La clasificacin de exactitud estandard en el rango de 0.3 a 1.2, representa el
porciento de error de relacin. Burdens estandard para transformadores de potencial
con un voltaje secundario de 120 V, se muestran en la tabla 4.7.
El burden de un transformador de potencial, se da en volts-amperes (VA) y es
calculado por simples sumas aritmticas de los volt-amperes (burdens) de los
dispositivos conectados al secundario del transformador de potencial.
Si la suma est dentro del burden tipico, el TP se desempear satisfactoriamente,
en el rango de voltajes desde 0% hasta 110% del voltaje de placa.
En los sistemas industriales, es comn que los transformadores de potencial sean
conectados en delta abierta o estrella. Particularmente para medicin, los TP's se
conectan en estrella.
4.4. PROTECCIN DE EQUIPO
4.4.1. Proteccin de transformadores
El tipo y alcance de la proteccin para transformadores, en sistemas de potencia
industriales, obedece al compromiso entre la importancia misma del transformador y
la sensitividad, velocidad, coordinacin y costo del esquema de proteccin. La
mayora de las aplicaciones de proteccin al transformador son cubiertas en la
siguiente gua prctica.
Normalmente el transformador es protegido contra:
Sobrecargas trmicas
sobrecorrientes de fase
Sobrecorrientes de fase a tierra
Sobrecorrientes de baja magnitud (sobrecarga)
La proteccin trmica dispositivo 49, es un dispositivo actuado trmicamente. Tiene
switches para control automtico de equipo auxiliar de enfriamiento y para alarma por
alta temperatura. El switch de alta temperatura ser ajustado a una temperatura
134
Regresar
135
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136
Regresar
137
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138
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139
Regresar
V11
I = V2I2,para:V1 V2
(4.2)
I1 I2
(4.3)
P = VnIn
(4.4)
VnIn = VbIR
despejando IR :
(4.5)
IR = (Vn / Vb )In
donde:
Vn Voltaje nominal
In Corriente nominal
Vb Voltaje base
IR Corriente referida
La corriente referida IR se obtiene multiplicando el factor ( Vn / Vb ) por la corriente
nominal In , para un tiempo t sundos y as, obtener un par ordenado tiempo-corriente
referida, a un voltaje base. Si se desea obtener una curva completa, referida a un
voltaje base, se aplica el procedimiento anterior y se tabulan los siguientes valores,
para cada punto de la grfica:
PUNTO
1
2
3
4
TIEMPO
T1
T2
T3
T4
140
In
IR
I1
I2
I3
I4
K11
K12
K13
K14
Regresar
IR = KIcc
(4.6)
para:
Icc= Corriente de corto circuito mxima
K = ( Vcc /Vb )
entonces:
IR Menor o igual a I M
para:
Im = corriente mxima de la hoja logartmica
c) En caso, de que no se cumplan las restricciones anteriores de los lmites inferior y
superior, parcial o totalmente, el voltaje base se multiplicar por un factor, hasta
obtener un multiplicador que cubra los dos lmites requeridos. Generalmente, se
utilizan nmeros enteros, para designar el multiplicador, (por ejemplo: 10,100,.......).
4) Caractersticas bsicas de disparo
Prepare la hoja logartmica con la escala de corrientes y multiplicadores de escala,
para cubrir la representacin grfica de todos los dispositivos de proteccin de la
cascada, desde la carga hasta la fuente.Trace los valores de corriente de corto
circuito, corrientes inrush, corrientes nominales, corrientes de sobrecargas, corrientes
de rotor bloqueado, corrientes magnetizantes, de los transformadores, motores y
conductores de los circuitos de la proteccin.
Las corrientes de carga mxima junto con las corrientes de corto circuito mximas,
determinan los lmites superior e inferior de corrientes, en los cuales, los dispositivos
de proteccin deben operar. Los ajustes de los dispositivos de proteccin deben ser
insensibles a las corrientes normales del equipo, es decir, corrientes a plena carga,
corrientes de sobre carga permisibles y corrientes de arranque o inrush. Estos datos
se obtienen de las placas impresas en el equipo de estndares de diseo. Si no
fuera posible obtener estos datos, considere las siguientes aproximaciones:
141
Regresar
142
Regresar
Para motores de 600 V y menores, el NEC artculo 430 parte C (1993), tambin
requiere proteccin de sobrecarga y corriente. Para proteccin de sobrecarga,
requiere un dispositivo, en cada fase, con el ajuste de disparo a no ms de los
siguientes porcentajes de la corriente a plena carga del motor:
Motores con factor de servicio FS, menores de 1.15
Motores con aumento de temperatura no mayores de 40C
Todos los dems motores
125%
125%
115%
143
Regresar
2.4
kVA
25
40
63
100
160
160
250
-
4.16
kVA
16
25
40
40
63
100
160
200
315
-
144
6/7.2
kVA
10
16
25
40
40
63
100
160
200
315
-
13.8
kVA
6
10
10
16
25
25
40
63
100
125
160
200
-
20/23
kVA
6
6
6
10
16
16
25
40
63
100
125
160
160
34.5
kVA
6
6
10
16
25
40
40
63
63
100
-
Regresar
Tiempo diferido
largo en sundos (6
veces el valor del
sensor)
4
a
36
Ajuste de tiempo
corto (mltiplos
del valor del
sensor)
4
a
10
Ajuste instantneo
Ajuste tierra
(mltiplos del valor (mltiplos del valor
del sensor)
del sensor)
4
a
0.20
12
(REFERENCIA: Informacin del fabricante)
145
Tiempo
diferido corto
(sundos)
0.18
a
0.5
Disparo falla a
tierra (sundos)
0.22
a
0.5
Regresar
Tabla 4.3 Rangos y ajustes tipos de tap para relevadores de sobrecorriente con
retardo de tiempo
Rango de tap
0.5 - 2.5 ( 0.5 - 2)
0.5 - 4
1.5 - 6 ( 2 - 6)
4 - 16 ( 4 - 12)
1 - 12
Ajuste de tap
0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0, 2.5
0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3, 4
1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5, 6
4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16
1, 1.2, 1.5, 2, 3, 3.5, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12
Inductancia
Impedancia
115.2
403.2
163.2
61.2
30.6
82.3
3.04
1.09
0.268
0.101
0.0503
1.07
1152
576
192
72
36
411
146
Regresar
cp
1/2
3/4
1
1 1/2
2
3
5
7 1/2
10
15
20
25
30
40
50
60
75
100
125
150
200
Referencia: NEC-1993
Tabla 4.6 Factores de enfriamiento y temperatura, para transformadores de
distribucin
Tipo
Seco
Sumergidos en
aceite.
Subestacin
secundaria
Sumergidos
en aceite
Subestacin
Primaria
kva
Menor o igual
2500
Menor o igual
a 2500
Menor a
500
Mayor a 500
Menor = 2000
Mayor a 2000
Menor = 2500
Enfriamiento
Tipo
AA
FA
OA
Factor
1.0
1.3
1.0
FA
1.0
FA
1.15
FA
1.25
OA
1.0
FA
1.33
FOA
1.67
147
Temperatura, grados
centgrados
Aumento
Factor
153
1.0
55/65
65
55/65
65
55/65
65
55/65
65
55
55/65
55
55/65
55
55/65
1.12
1.0
1.12
1.0
1.12
1.0
1.12
1.0
1.0
1.12
1.0
1.12
1.0
1.12
Regresar
Referencia: NEC-1993
Tabla 4.7 Mximos ajustes de dispositivos de proteccin de corto circuito y
falla a tierra para motores
Tipo de motor
Una fase, todos los tipos, sin letra
de cdigo
Todos los motores, sncronos y
jaula de ardilla, polifsicos y
monofsicos con arranque por
resistencia o reactor y arranque a
pleno voltaje: sin letra de cdigo
Letra de cdigo, de la F a la V
Letras de cdigo, de la B a la E
Letra de cdigo A
Todos los motores, sncronos y
jaula de ardilla, de corriente a.c.;
con arranque por
autotransformador: no ms de 30
Amperes, sin letra de cdigo
Ms de 30 amperes, sin letra de
cdigo
Letras de cdigo, de la F a la V
Letras de cdigo, de la B a la E
Letra de cdigo A
Jaula de ardilla, alta reactancia,
no ms de 30 amperes, sin letra
de cdigo
Ms de 30 amperes, sin letra de
cdigo
Rotor devanado, sin letra de
cdigo
Motores de corriente directa: no
ms de 50 CP, sin letra de cdigo
Ms de 50 CP , sin letra de cdigo
175
700
250
300
175
700
250
300
250
150
175
175
150
700
700
700
250
200
150
250
175
700
200
200
175
700
200
250
200
150
175
175
150
700
700
700
200
200
150
250
175
700
250
200
175
700
200
150
150
700
150
150
150
250
150
150
150
175
150
Referencia: NEC-1993
148
Regresar
CATEGORA
1 FASE
I
5-500
II
501-1667
III
1668-10000
IV
Mayor a 10000
Referencia: ANSI/IEEE c57.109-1985
3 FASES
15-500
501-5000
5001-30000
Mayor a 30000
149
CURVAS DE
DAO DE
REFERENCIA.
Fig. No. 4.8.9
Fig. No. 4.8.10
Fig. No. 4.8.11
Fig. No. 4.8.12
Regresar
TC
X1
TC
H1
TC
TC
X2
H2
X3
H3
TC
TC
C
87
87
87
RELEVADOR
DIFERENCIAL
(a) CONEXIN
DELTA
FASE
A
(b) CONEXIN
ESTRELLA
FASE
B
FASE
C
51
51
TC
150
Regresar
LADO DE LA FUENTE
TC
52-1
50
51
50G
49
87
86
TENSIN TENSIN
MEDIA
MEDIA
51G
63
RESISTENCIA
TC
51
52-2
TC
LADO DE LA CARGA
FUSIBLE
LIMITADOR
DE CORRIENTE
49
TENSIN
TENSIN
MEDIA
MEDIA
87
63
TC
51
52
TC
LADO DE LA CARGA
Regresar
FUSIBLE
TENSIN
BAJA
MEDIA
TENSIN
INTERRUPTOR
ELECTROMAGNTICO
LADO DE LA CARGA
INTERRUPTOR
TERMOMAGNTICO
BAJA
TENSIN
BAJA
TENSIN
INTERRUPTOR
TERMOMAGNTICO
LADO DE LA CARGA
152
Regresar
LADO DE LA FUENTE
FU
TP
27
47
52
TC
49
50
51
TC
50
GS
TC
TP
27
47
TC
87
52
49
TC
50
51
TC
50
51
TC
46
TC
TC
153
Regresar
FUSIBLE
27
TC
49
50
GS
TC
51
TC
Figura 4.8 Proteccin de motores de induccin con combinacin arrancadorfusible y menores de 1500 cp
LADO DE LA FUENTE
INTERRUPTOR
TERMOMAGNTICO
ELEMENTO
TRMICO
Figura 4.9 Proteccin de motores de induccin con combinacin arrancadorinterruptor termomagntico de 200 cp y menores
154
Regresar
ALIMENTACION
52
50
51
TC
50
GS
TC
155
Regresar
156
Regresar
157
Regresar
1000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
70 A
2 Y 3 POLOS
1000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
3000
2000
2000
100
900
800
700
600
500
400
100
900
800
700
600
500
400
300
300
200
200
10
90
80
70
60
50
40
10
90
80
70
60
50
40
30
30
20
20
1
9
8
7
6
5
4
1
9
8
7
6
5
4
1
.9
.8
.7
.6
.5
.4
.9
.8
.7
.6
.5
.4
.3
.3
.2
.2
.
.09
.08
.07
.06
.05
.04
.
.09
.08
.07
.06
.05
.04
.03
.03
.02
.02
.0
.009
.008
.007
.5.6.7.8.9 1
3 4 5 6 789 1
20 30 405060 80
70 90 10
.0
.009
.008
.007
.5.6.7.8.91
100 A
2 Y 3 POLOS
3 4 5 6 789 1
20 30 405060 80 10
70 90
158
Regresar
159
Regresar
160
Regresar
RELEVADOR No. 2
T (S)
0.355 S. No. 1
RELEVADOR No. 1
MARGEN
DE TIEMPO
I (AMP)
MARGEN
DE TIEMPO
0.1 S.
I (AMP)
t2
t1
I (AMP)
Grfica 4.8
I
Curva
tiempo - corriente
161
Regresar
Tiempo (segundos)
10 000
10 000
5000
5000
2000
2000
1000
1000
500
500
200
200
100
100
50
50
20
20
10
10
0.5
0.5
0.2
0.2
0.1
10
20
50
162
0.1
Regresar
Tiempo (segundos)
Tiempo (segundos)
10 000
10 000
5000
5000
2000
2000
1000
1000
500
500
200
200
100
100
50
50
20
20
10
10
12 10876 5 4
1
0.5
0.5
0.2
0.2
0.1
10
20
50
10
20
50
163
0.1
Regresar
Tiempo (segundos)
Tiempo (segundos)
10 000
10 000
5000
5000
2000
2000
1000
1000
500
500
200
200
100
100
50
50
20
20
10
10
12 10 876 54
0.5
0.5
0.2
0.2
0.1
10
20
2
50
10 20
5
Corriente base a tiempo normal
50
164
0.1
Regresar
Tiempo (segundos)
Tiempo (segundos)
10 000
10 000
5000
5000
2000
2000
1000
1000
500
500
200
200
100
100
50
50
20
20
10
10
12 10 876 54
1
0.5
0.5
0.2
0.2
0.1
10
20
50
165
0.1
Regresar
T (S)
T (S)
4
50
50
t3
3
t2 = K/I
I2
t
I1
t = 1250 Z pu
I (Mltiplos)
t2
1
1/ ZPU
I (Mltiplos)
CATEGORIA II,IIIy IV
CATEGORIA I
166
Regresar
167
Regresar
marco
I =100A, 480V.
n
El voltaje base es:
Vb = 4.16 kV
V
480
IR = n In =
100 = 11.5 A
Vb
4160
Im = 5 A
IR >
Im
168
Regresar
ICCMX =
IR =
500X1000
34.5
= 8367.4 A
Vn
34.5
ICCMX =
X 8367.4 A
Vb
4.16
Im
El voltaje base Vb = 4.16 kV, cumple con las dos condiciones de la escala de
corrientes.
Considere, el diagrama unifilar simplificado que muestra los dispositivos de
proteccin de la ruta de coordinacin.
El dispositivo de proteccin a, es un interruptor termomagntico de 100 A, el cual es
trazado en la grfica de coordinacin, utilizando su curva caracterstica para obtener
los siguientes valores:
K = (0.48/4.16)=0.1154,
Tiempo
I mul (multiplos)
(s)
Inferior
Superior
1000
600
150
10
4
2
1
0.7
0.016
0.010
1.05
1.15
1.150
3.90
5.90
7.90
8.90
8.90
8.90
8.90-100.0
1.4
1.5
2.05
6.0
9.3
14.0
17.0
18.0
18.0-100.0
-----------
In =100 A
(K IMUL In )
Amperes
Inferior
12.12
13.30
17.31
45.01
68.10
91.20
102.71
102.71
102.71
102.71-1154
Amperes
Superior
16.20
17.31
23.70
69.24
107.32
161.56
196.20
207.72
207.72-1154
-----------
169
Regresar
170
Regresar
ARL (MLTIPLOS)
Inferior
Superior
.72
.88
.72
.88
-
ATRL (MLTIPLOS)
Inferior
Superior
.72
.88
3.6
4.5
-
ARC (MLTIPLOS)
Inferior
Superior
3.6
4.5
3.6
(4.5-10.9)
(3.6-10)
-
Arl (amperes)
Inferior
Superior
50
61
50
61
-
Atrl (amperes)
Inferior
Superior
50
61
249
312
-
Arc (amperes)
Inferior
Superior
249
312
249
312-692
249-692
-
IPC =
750
3
(.48)
= 902 A
171
Regresar
ARC =
(4) (600)
3
902
Arl (amperes)
Inferior
Superior
100
122
122
100
-
Atrl (amperes)
Inferior Superior
100
499
122
623
-
Arc (amperes)
Inferior
Superior
499
499-1385
623
623-1385
-
IPC =
750
= 104 A
3 (4.16)
172
Regresar
K=
2
2
(Zpu )
(0.0575)
= 605
I1 =
Punto 2
t2 =
1
=17.4 mltiplo
0.0575
605
2 = 4 seg.
((.7)/(0.0575))
I2 =
7
=12.2 mltiplo
0.0575
Punto 3. De la grfica 4.10 para una corriente I3 = 12.2 veces la corriente base, el
tiempo T3= 7 s.
Entonces; Los puntos de la curva de dao son:
PUNTO
1
2
3
4
TIEMPO
(s.)
2
4
7
50
IMUL
(mltiplos)
17.4
12.2
12.2
5
I
(amperes)
1810
1269
1269
520
173
Regresar
TAP =
ID 482
=
= 8.033 A
60 60
TAP = 8 A
Multiplo de TAP =
Icc 12800(.1154)
=
= 3 para 0.35 s.
IP
482
-1)
= 0.052
Tabulamos los valores de tiempo para el rango completo de mltiplos de TAP, con la
siguiente ecuacin, del relevador:
t=
0.702
Seg.
Imul 1
Imul
I = 480 Imul A.
t (s.)
0.702
0.176
0.117
0.078
0.037
2
5
7
10
20
I (AMP)
960
2400
3360
4800
9600
La unidad instantnea (10) del relevador, tendr un ajuste para sensar la corriente de
corto circuito mxima.
Iccm x = 1.6Iccsim = 1.6 (12800)
= 2363.4 A en 4.16 kV
TAP =
5
(2363.4) = 39.4 A
300
TAP = 39 A
174
Regresar
IPC =
3750
= 520 A
3 (4.16)
800
=5
160
Coordinando con el relevador 51, anterior calculamos el Time Dial
TAP =
ICC
ID
Mltiplos de TAP
Mltiplos de TAP =
7700
= 9.625
800
t=
4.05
, curva muy inversa
Imul 1
175
Regresar
I = 800 IMUL
IMUL
2
5
7
10
20
I (AMP)
1600
4000
5600
8000
16000
T (S)
4.05
1.013
0.675
0.45
0.213
IPC =
3750
= 63 A.
3 (34.5)
K = I2t
para el tiempo t = 2 s. al 100% de la corriente de corto circuito:
2
2
K=
=
= 556
2
2
(Zpu )
(106)
De la grfica 4.13 calculamos los 4 puntos de la curva de dao:
176
Regresar
Para el punto 1:
t1= 2 s.
Imul=1/Zpu =1/0.06=16.7
Para el punto 2:
t2 =
K
=
(I2 )2
Imul2 =
556
((0.5)(16.7))
0.5
zpu
= 8 seg.
0.5
= 8.35
0.06
Para el punto 3:
De la grafica 4.11, para categora III, con el mltiplo de corriente Imul2 = Imul3 ,
leemos:
t3 =19.6 s.,
Imul3 = 8.35
para el punto 4:
t 4 =50 s.,
Imul4 =5.
Tiempo (s.)
2
8
19.6
50
IMUL
16.7
8.35
8.35
5
I(AMP)
8726
4363
4363
2613
Ic = KI
177
Regresar
t (s.)
1000
500
100
50
20
10
5
2
1
0.2
0.03
0.01
I (AMP)
189
200
240
260
300
350
400
500
610
1000
1900
3500
178
Ic (AMP)
1567
1659
1990
2156
2488
2903
3317
4147
5059
8293
15757
29026
Regresar
500 MVA cc
100 A
FUSIBLE
3750 KVA
34.5/4.16 KV
Z=6%
300/5
(7.7 KA SIMCC)
51
4.16 KV
300/5
Y
50
d
51
750 KVA
4.16 KV/0.48 KV (12.8 KA simcc)
Z=5.75%
CURVA DANO
1200 A
1600 A
CONDUCTOR
400 MCM
THWN
75 C
100 A
600 A
800 A
11000 AMP SIM cc
100 A
TM
50
179
Regresar
4.10. BIBLIOGRAFA
1
2
GUIDE FOR PROTECTIVE RELAYING APLICATIONS TO POWER TRANSFORMESRS, ANSI/IEEE STANDARD C37.91 - 1984
3
INDUSTRIAL POWER SYSTEMS HANDBOOK. D. BEEMAN. ED. MEGRAW
HILL
4
APPLIED PROTECTIVE RELAYING. WESTINGHOUSE ELECTRIC CORP.
1982
5
ANSI/IEEE Std 141-1986 IEEE RECOMMENDED PRACTICE FOR
ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION FOR INDUSTRIAL ELECTRICAL POWER
DISTRIBUTION FOR INDUSTRIAL PLANTS
6
IEEE RECOMENDED PRACTICE FOR PROTECTION AND COORDINATION
OF INDUSTRIAL AND COMMERCIAL POWER SYSTEMS ANSI/IEEE STD. 2421986
7
ELECTRIC UTILITY ENGINEERING REFERENCE BOOK.
DISTRIBUTION SYSTEMS WESTINGHOUSE ELECTRIC CORP
VOL.
8
RECOMMENDED PRACTICE FOR ELECTRIC POWER DISTRIBUTION FOR
INDUSTRIAL PLANTS. IEEE RED BOOK
9
CATLOGOS Y PUBLICACIONES DIVERSAS DE: FEDERAL PACIFIC
ELECTRIC, S.A. DE C.V GENERAL ELECTRIC DE MXICO, S.A.
10
ELECTRICAL SYSTEM ANALYSIS FOR INDUSTRIAL PLANTS. IRWING
LAZAR. EDITORIAL MC GRAW-HILL, PRIMERA EDICIN, 1980
11
WEST D.J. CURRENT TRANSFORMER APPLICATION GUIDELINES.
CONFERENCE RECORD IEEE IAS 1977 Annual meeting PP 110 - 126
12
ZOCHOLL, S.E. SOLID STATE OVERCURRENT RELAY WITH
CONVENTIONAL TIME CURRENT CURVES. IEEE PES WINTER MEETING, NEW
YORK, 1972 PAPER C 72-042-5
13
ANSI C 37.46-1981, AMERICAN NATIONAL STANDAR SPECIFICATIONS
FOR POWER FUS C-S AND FUSE DISCONNECTING SWITHCES
14
ANSI CK37.47-1981 AMERICAN NATIONAL STANDARD SPECIFICATIONS
FOR DISTRIBUTION FUSE DISCONNECTING SWITHCES, FUSE SUPPORTS,
AND CURRENT LIMITING FUSES
180
Regresar
15
16
17
18
19
ANSI/IEEE
C57.109-1985,
IEEE
THROUGHFAULT-CURRENT DURATION
181
GUIDE
FOR
TRANSFORMER
Regresar
CONTENIDO
5 SISTEMA DE TIERRAS Y PARARRAYOS ......................................................... 183
5.1. INTRODUCCIN ............................................................................................. 183
5.2. PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DEL SISTEMA DE TIERRAS .......... 183
5.2.1. Caractersticas del terreno ............................................................................ 183
5.2.2. Corriente mxima de falla a tierra ................................................................. 183
5.2.3. Calibre mnimo del conductor de la red de tierras ......................................... 184
5.2.4. Diseo preliminar de la red de tierras............................................................ 184
5.2.5. Nmero de electrodos requeridos ................................................................. 185
5.2.6. Longitud mnima del conductor requerido en la red de tierras....................... 186
5.2.7. Resistencia de la red de tierras ..................................................................... 187
5.2.8. Clculo del mximo aumento de potencial en la red de tierras ..................... 188
5.2.9. Clculo de potenciales tolerables .................................................................. 188
5.2.10. Clculo de potenciales probables................................................................ 188
5.2.11. Condiciones de seguridad ........................................................................... 188
5.3. CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA DE EQUIPOS .................................... 189
5.3.1. Seccin transversal de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones
y equipo................................................................................................................... 189
5.3.2. Seccin transversal del conductor del electrodo de puesta a tierra de un
sistema de corriente alterna .................................................................................... 189
5.3.3. Formas de conexin de puesta a tierra de un elemento motor-bomba
sumergible............................................................................................................... 189
5.4. PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DE PARARRAYOS (TIPO BAYONETA
O PUNTA) ............................................................................................................... 189
5.4.1. Datos necesarios para el clculo................................................................... 189
5.4.2. Zona de proteccin........................................................................................ 190
5.4.3. Condicin de seguridad................................................................................. 191
5.5. EJEMPLOS DE APLICACIN.......................................................................... 191
5.5.1. Ejemplo de red de tierras con electrodos ...................................................... 191
5.5.2. Ejemplo de proteccin por pararrayos........................................................... 195
5.6. TABLAS............................................................................................................ 195
5.7. FIGURAS ......................................................................................................... 198
5.8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 199
Regresar
183
Regresar
(5.1)
donde:
ICC = Corriente de circuito corto corregida en amperes
Io = Corriente de corto circuito de falla a tierra en amperes
F.D. = Factor de decremento
F.S. = Factor de seguridad (utilizar un valor de 1.0 a 1.5 para considerar un
futuro aumento de la corriente de falla a tierra)
El valor del F.D. se puede obtener de la tabla 5.2 para ciertos valores de duracin de
falla.
5.2.3. Calibre mnimo del conductor de la red de tierras
El clculo del calibre mnimo del conductor que constituye la red de tierra se
determina con la expresin siguiente:
A=
I
cc
Tm- Ta
+1
234 + Ta
(CIRCULAR MILS)
(5.2)
log10
33s
donde:
A
ICC
s
Tm
Ta
184
Regresar
185
Regresar
Bentonita
Carbn mineral (coque)
Otros. Existen otros electrodos qumicos que dan resultados satisfactorios,
pero que por tener patente, se consiguen en ciertas casas comerciales.
L =
K m K i I cc t
116 + 0.17 s
(m )
(5.4)
donde:
L = Longitud mnima requerida en la red de tierras, en metros
Km = Coeficiente que toma en cuenta el nmero de conductores paralelos "n",
su dimetro "d", profundidad de instalacin "h" y espaciamiento entre los
mismos "D".
186
Regresar
Km =
1
D2
1
+ ln {(3 / 4)(5 / 6)(7 / 8)....}
ln
2
16hd
(5.5)
R =
4r
(5.6)
donde:
R = Resistencia de la red de tierras, en ohms
= Resistividad ohmica del terreno, en ohms-metro
r = Radio de una placa circular equivalente, cuya rea es la misma que la
ocupada por la malla real de tierras, en metros
L = Longitud total de los conductores del sistema de tierras, en metros
La resistencia elctrica total del sistema de tierra debe conservarse en un valor
(incluyendo todos los elementos que forman el sistema) menor a: 25 para
subestaciones hasta 250 kVA y 34.5 kV, 10 en subestaciones mayores de 250 kVA
y hasta 34.5 kV y de 5 en subestaciones que operen con tensiones mayores a 34.5
kV.
Para terrenos con resistividad mayor a 3000-m, se permite que los valores
anteriores de resistencia de tierra sean el doble para cada caso.
187
Regresar
(5.7)
(Volts)
(5.8)
Ec =
. S
116 + 017
t
(Volts)
donde:
Ep
= Potencial de paso tolerable en volts
Ec
= Potencial de contacto tolerable en volts
5.2.10. Clculo de potenciales probables
Desarrollar las frmulas siguientes:
I
Epr = KsKi cc (Volts)
Lprop
(5.9)
I
Em = KmKi cc (Volts)
L prop
donde:
Epr = Potencial de paso en la red, en volts
Em = Potencial de malla
Ks = Coeficiente que toma en cuenta la geometra de la red, dimetro del
conductor "d", profundidad de instalacin "h" y el espaciamiento entre los
mismos "D"
Ks =
1 1
1
1
1
+
+
+
+......etc
2h D +h 2D 3D
(5.10)
188
Regresar
189
Regresar
pararrayos
hp
he
objeto bajo
proteccin
estructura
ho
suelo
(m)
(5.11)
donde:
X : Distancia mxima horizontal de proteccin a la altura del objeto, en metros
y : Altura efectiva sobre el plano de proteccin, en metros
y= he + hp - ho
(5.12)
190
Regresar
(5.13)
A=
ICC
=
Tm Ta
log
+ 1
10 234 + Ta
33s
26250
450 35
log10
+ 1
234 + 35
33 0.066
= 60851.024 CM
191
Regresar
120 m
120 m
Ar= 120x120 m2
n = 21
D=6m
h = 0.8 m
Longitud del conductor
Conductores horizontales = 2520 m
Conductores verticales = 2520 m
total = 5040 m
4o. Nmero de electrodos
Nv = 0.6 Ar
Nv = 0.6 (120x120) = 72
L =
KmKi ICC t
116 + 0.17 s
D2 1
3 5 7 9 11
1
....
Km =
ln
+ ln
4 6 8 10 12
2
16 h d
192
Regresar
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
1
1
36
+ ln
Km= ln
3
2 16 0.8 11.684 10
23 25 27 29 31 33 35 37 39
24 26 28 30 32 34 36 38 40
Km = 0.4324
Ki = 0.65+0.172n
Ki = 0.65+0.172(21)
Ki = 4.262
Por lo tanto:
L =
L = 4963.2492 m
R =
r =
R =
4r
A
L
(120x120)
= 6770
.
250
250
+
= 0.971
4(67.70) 5220
193
Regresar
Ec =
116 + 0.17
Ks =
Ks =
2h
0.066
= 8625.768 V
= 2436.7 V
1
1
1
+
+
+ . . .
D +h
2D
3D
1
1
1
1
1
1
1
+
+
+
+
+
+
6x0.8
2x6
3x6
4x6
5x6
2x0.8
1
1
1
1
1
1
+
+
+
+
+
+
6x6
7x6
8x6
9x6
10x6
11x6
1
1
1
1
1
+
+
+
+
+
+
12x6
13x6
14x6
15x6
16x6
1
1
1
1
+
+
+
17x6
18x6
19x6
20x6
= 0.4031
26250
= 2159.85 V
Epr = 0.4031 x 4.262 x 250 x
5220
I
Em = Km Ki
L
26250
= 2316.85 V
Em = 0.4324 x 4.262 x 250 x
5220
10o. Verificar condiciones de seguridad
Epr < Ep
Em < Ec
2159.85 < 8625.768
2316.85 < 2436.7
194
Regresar
RESISTIVIDAD OHMICA
EN OHMS - METRO
10-15
10-100
200
1000
1000
3000
10000
195
FACTOR DE DECREMENTO
1.65
1.25
1.1
1
Regresar
Para valores intermedios de duracin de falla, los factores de decremento pueden ser
obtenidos por interpolacin.
(Referencia: IEEE STD 80-1986)
Tabla 5.3 Dimetro de conductores desnudos de cobre
CALIBRE
DIMETRO NOMINAL
AWG
mm
Pulgs
4/0
3/0
2/0
1/0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
11.684
10.404
9.266
8.251
7.348
6.544
5.827
5.189
4.621
4.115
3.665
3.264
2.906
2.588
2.305
2.053
1.828
1.628
1.450
1.291
1.150
1.024
0.9116
0.8118
0.7229
0.6438
0.5733
0.5106
0.4547
0.4049
0.3606
0.3211
0.2859
0.2546
0.2268
0.2019
0.1798
0.1601
0.4600
0.4096
0.3648
0.3249
0.2893
0.2576
0.2294
0.2043
0.1819
0.1620
0.1443
0.1285
0.1144
0.1019
0.09074
0.08081
0.07196
0.06408
0.05707
0.05082
0.04526
0.04030
0.03589
0.03196
0.02846
0.02535
0.02257
0.02010
0.01790
0.01594
0.01420
0.01264
0.01126
0.01025
0.008928
0.007950
0.007080
0.006305
(Referencia: NOM-001-SEMP-1994)
196
SECCIN TRANSVERSAL
circular
mm
mils
107.20
211,600
85.03
167,800
67.43
133,100
53.48
105,500
42.41
83,690
33.63
66,370
27.67
52,640
21.15
41,740
16.77
33,100
13.30
26,250
10.55
20,820
8.366
16,510
6.634
13,090
5.261
10,380
4.172
8,234
3.309
6,530
2.624
5,178
2.081
4,107
1.650
3,257
1.309
2,583
1.038
2,048
0.8231
1,624
0.6527
1,288
0.5176
1,022
0.4105
810.1
0.3255
624.4
0.2582
509.5
0.2047
404.0
0.1624
320.4
0.1288
254.1
0.1021
201.5
0.08098
159.8
0.06422
126.7
0.05093
100.5
0.04039
79.70
0.03203
63.21
0.02540
50.13
0.02014
39.75
Regresar
Seccin transversal
Cobre
(mm)
2.082
3.307
5.260
5.260
5.260
8.367
13.30
21.15
27.67
33.62
42.41
53.48
67.43
85.01
107.2
126.7
177.3
202.7
253.4
354.7
405.4
Aluminio
(KCM) (AWG)
14
12
10
10
10
8
6
4
3
2
1
1/0
2/0
3/0
4/0
250
350
400
500
700
800
(mm)
3.307
5.260
8.367
8.367
8.367
13.30
21.15
33.62
42.41
53.48
67.43
85.01
107.2
126.7
177.3
202.7
304
304
405.4
612
612
(KCM) (AWG)
12
10
8
8
8
6
4
2
1
1/0
2/0
3/0
4/0
250
350
400
600
600
800
1200
1200
(Referencia: NOM-001-SEMP-1994)
Tabla 5.5 Conductor para electrodo de puesta a tierra en sistemas de corriente
alterna
rea de la seccin transversal del conductor ms
grande de acometida o su equivalente para
conductores en paralelo
Cobre
Aluminio
mm
mm
hasta 33.62
hasta 53.48
ms de 33.62 hasta
ms de 53.48 hasta
53.48
85.01
ms de 53.48 hasta
ms de 85.01 hasta
85.01
126.7
ms de 85.01 hasta
ms de 126.7 hasta
177.3
253.4
ms de 177.3 hasta
ms de 253.4 hasta
304.0
456.0
ms de 304.0 hasta
ms de 456.0 hasta
557.4
886.5
ms de 557.4
ms de 886.5
197
Aluminio
mm
13.30
13.30
21.15
21.15
33.62
33.62
53.48
53.48
85.01
67.43
107.2
85.01
126.7
Regresar
5.7. FIGURAS
CONDUCTOR DE
CONDU CTOR DE
PUESTA A TIERRA
PUESTA A TIERRA
META L O
PLSTICO
META L
FIG. (a)
FIG. (b)
CONDUCTOR DE
CONDUCTOR DE
PUESTA A TIERRA
PUESTA A TIERRA
PLSTICO
CONDU CTOR DE
CONEXIN
TUBERA DE
PRODUCCIN
METAL
PL STICO
METAL O
PLSTICO
FIG. (c)
FIG. (d)
198
Regresar
5.8. BIBLIOGRAFIA
IEEE std 80-1986 Guide for safety in substation grounding
Norma Oficial Mexicana
NOM-001-SEM-1994
Manual Elctrico Conelec
Elementos de diseo de Subestaciones Elctricas
Gilberto Enriquez Harper
199
Regresar
CONTENIDO
6. SISTEMAS DE CONTROL ................................................................................. 201
6.1. OBJETIVOS ..................................................................................................... 201
6.2. CONSIDERACIONES GENERALES................................................................ 201
6.3. EQUIPOS DE CONTROL................................................................................. 202
6.3.1 Generalidades ................................................................................................ 202
6.3.2 Equipos auxiliares de control.......................................................................... 202
6.4. DIAGRAMAS LGICOS DE CONTROL .......................................................... 209
6.5. DIAGRAMAS DE CONTROL ELCTRICO ...................................................... 212
6.6. EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROL..................................................... 214
6.6.1 Arranque y paro de motor............................................................................... 214
6.6.2 Control de nivel en tanque elevado ................................................................ 214
6.6.3 Secuencia de arranque .................................................................................. 214
6.6.4 Transferencia ................................................................................................. 223
6.6.5 Conexin y desconexin por baja presin, bajo nivel y baja calidad del agua.
................................................................................................................................ 226
6.6.6 Control de nivel en varios tanques de almacenamiento ................................. 230
6.6.7 Control de alumbrado por fotocelda ............................................................... 230
6.6.8 Alarmas .......................................................................................................... 230
6.6.9 Control de retrolavado de filtros ..................................................................... 238
6.6.10 Circuito alternador (figuras 6.23 y 6.24) ....................................................... 243
6.7. BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS................................................................... 246
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6. SISTEMAS DE CONTROL
6.1. OBJETIVOS
a) Establecer en forma esquemtica las bases para el desarrollo de instalaciones
elctricas de los sistemas de control de motores a travs de los diagramas lgicos y
de control elctrico.
b) Presentacin y descripcin en una forma prctica y sencilla de los componentes
auxiliares para los sistemas de control de motores y de otras cargas que
normalmente forman parte del sistema elctrico de una estacin de bombeo, planta
de tratamiento de aguas, etc.
6.2. CONSIDERACIONES GENERALES
El trmino Sistema de Control, se aplica al conjunto de elementos bsicos de control,
como son: arrancadores, contactores, controladores lgicos programables (PLC's),
relevadores de control y auxiliares, estaciones de botones, instrumentos, etc., que
interconectados en una forma adecuada, se utilizan para llevar acciones de gobierno,
mando o regulacin sobre un motor u otra carga elctrica o la combinacin de las
mismas.
La aplicacin de estos controles a motores tiene como objeto principal realizar
funciones como arranque/paro automtico, alternacin de operacin automtica,
proteccin, inversin de giro, etc.
Los sistemas de control se clasifican de la manera siguiente:
a) Por su localizacin:
- Local (junto al motor o "a pie de mquina").
- Remoto (en gabinete y/o en cuarto de control de motores, etc.)
b) Por su modo operativo:
- Manual
- Semiautomtico
- Automtico
c) Por sus componentes de maniobra:
- Electromecnicos
- Electrnicos o estticos
d) Por su forma operativa:
- Elctricos
- Electromagntico
- Electromecnico
- Mecnicos
- Electrnicos
- Estticos
- Combinacin de dos o ms de los citados
201
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202
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a) Estacin de botones
Una estacin de botones es bsicamente un desconectador de control en el que se
activan dos o ms contactos de forma momentnea o sostenida y pueden ser
Normalmente Abiertos (NA) o Normalmente Cerrados (NC).
En una instalacin elctrica se puede usar ms de una estacin de botones, de
manera que se puede controlar un motor desde tantos puntos como estaciones se
tengan y se disean para uso normal o pesado (cuando se usan con mucha
frecuencia).
b) Selectores
Son dispositivos, que como su nombre lo indica, seleccionan la funcin y/o la forma
como se debe realizar la operacin elctrica por el sistema de control o el propio
controlador. As pues, existen selectores local-remoto, manual-automtico,
arrancar-parar, adelante-reversa, etc.
c) Relevadores trmicos y de aleacin fusible
Un relevador trmico, tambin conocido como relevador de sobrecarga (OL), es un
dispositivo sensible a la temperatura, cuyos contactos abren cuando la corriente del
motor excede a un lmite preestablecido, debido a una sobrecarga o a fallas en el
arranque.
Para motores trifsicos se usan normalmente tres unidades (una por fase) en serie
con el circuito de fuerza de motor y sus contactos operan en el circuito de control en
serie con la bobina respectiva. Cuando se tienen motores de gran potencia se
pueden usar estos dispositivos conectndolos a travs de transformadores de
corriente.
Los relevadores trmicos son dispositivos de retardo de tiempo en forma inherente,
debido a que la temperatura no puede seguir en forma instantnea a los cambios de
la corriente.
Existen relevadores del tipo aleacin fusible que no se pueden graduar, pero que
ofrecen una proteccin confiable contra sobrecarga.
Los relevadores de sobrecarga se seleccionan en base a la corriente nominal de
placa del motor, su factor de servicio y a la temperatura de operacin, la cual es
normalmente de 30C, (considerando que es la misma de la ubicacin del
controlador). En caso de que estas temperaturas sean diferentes se deben realizar
ajustes de acuerdo a las recomendaciones del fabricante.
203
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204
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205
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206
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g) Tacmetros
Detectan la velocidad de giro y se utilizan en motores, bombas y turbinas de gran
tamao. Pueden ser del tipo mecnico, centrfugo o electrnico.
Dentro de estos ltimos se emplean transductores que producen una seal analgica
o digital proporcional a la velocidad.
De acuerdo al tipo de transductor se tienen los tipos siguientes:
- De corrientes parsitas
- De corriente alterna
- De corriente directa o dnamo
- De frecuencia
La seleccin adecuada de estos dispositivos se hace en base a la velocidad de giro
nominal del equipo de acuerdo a datos de placa, el tipo de instalacin de los
sensores, el voltaje de control y su ambiente de ubicacin.
6.3.2.2 Controlador lgico programable (PLC)
El controlador lgico programable (plc), es un sistema electrnico computarizado que
programado de manera adecuada puede realizar, con grandes ventajas tcnicas y
econmicas, las maniobras de control y proteccin de un sistema.
Normalmente, consiste de una unidad central de proceso y varios mdulos de
entradas y salidas, para manejar seales digitales o analgicas, que se instalan en
bastidores soporte en un tablero diseado para tal fin.
Para un plc una entrada o salida digital, estar representada por la presencia o
ausencia de voltaje en el punto de conexin correspondiente. En cambio una entrada
o salida analgica corresponde a un valor dado en milivolts o microamperes.
Por lo anterior, cuando el PLC debe mandar una seal de control a un dispositivo
cuya corriente de operacin excede la capacidad de su circuito de salida , se deben
utilizar relevadores de interfase que tengan la capacidad suficiente. Esto no
representa una desventaja frente a una de las principales caractersticas del PLC que
es poder sustituir una gran cantidad de relevadores de secuencia.
Para seleccionar un PLC, se debe especificar la cantidad de salidas y entradas,
analgicas y digitales, la capacidad de memoria y el tipo de bastidor de montaje. As
como los equipos perifricos como el dispositivo de programacin, de comunicacin,
etc.
6.3.2.3 Cables de control
Los cables de control estn formados por uno (monopolar) o por varios conductores
con aislamiento individual y agrupados por una cubierta exterior para formar un solo
207
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conjunto multiconductor.
El uso del cable multiconductor ser opcional para las instalaciones de agua potable,
saneamiento y alcantarillado.
Los elementos que los integran se describen a continuacin.
a) Conductores. Calibre 14 AWG formados por hilos de cobre suave recocido o
aluminio.
b) Aislamiento (individual). Formado por compuestos termoplsticos o elastomricos,
capaces de trabajar a 600VCA max. a una temperatura de 95 C en ambiente seco y
75 C en ambiente hmedo.
c) Pantalla metlica o blindaje (opcional). Formada por cintas o mallas de cobre
sobre la cinta reunidora. Su funcin es la de evitar la induccin originada por
sistemas de alta o baja tensin. Para evitarlos se pueden blindar adicionalmente en
grupos o en pares.
d) Cubierta exterior (en multiconductor). En general los cables de control llevan una
cubierta para protegerlos contra daos de agentes externos como luz solar,
humedad, ambientes corrosivos, etc. Para brindar una proteccin adicional contra la
corrosin, se utiliza una cinta de 5 mm. de espesor de bronce bajo esta cubierta, esta
cinta tambin brinda una proteccin contra roedores y termitas en cables
directamente enterrados.
6.3.2.4 Mtodos y prcticas para la limitacin de voltajes inducidos
Los mtodos para limitar los transitorios inducidos en el cable de control son:
1) Disear adecuadamente las rutas de los cables de control y su proteccin, es
decir, no juntarlos en las rutas de los cables de energa.
2) Mantener los voltajes transitorios en niveles inferiores al de falla del aislamiento de
los cables (menor de 3 kV). Esto se puede lograr con un buen aterrizaje del equipo
instalado.
3) Utilizar un blindaje en los cables que estn o pasen junto a cables de energa y en
sistemas con una tensin al neutro superior a 150 kV y aterrizarlo en los dos
extremos.
Los materiales para el blindaje pueden ser:
a) Cinta de cobre sobre el cable
b) Conduit de cobre con juntas soldadas
c) Conductor de cobre desnudo junto a los cables de control
208
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209
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entre los elementos que intervienen dentro del sistema, pero no es un diagrama de
conexiones.
El desarrollo de la secuencia lgica del sistema de control es mostrada por medio de
smbolos de compuertas lgicas Y, O, y NO y/o la combinacin de estas,
manejando seales lgicas 0 y 1 (ver figura 6.1A).
210
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211
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212
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213
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circuito del motor 1, se activan las bobinas del relevado REM y su correspondiente
relevado de tiempo RT1.
215
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216
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217
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218
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Figura 6.5 Diagrama esquemtico de control: arranque y paro de bomba para alimentacin de un tanque elevado
219
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220
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221
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222
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223
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224
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225
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6.6.5 Conexin y desconexin por baja presin, bajo nivel y baja calidad del
agua.
(figuras 6.11, 6.12 y 6.13)
Aplicacin:
Este tipo de sistemas de control se utilizan cuando se desea automatizar la operacin
remota de una bomba para extraccin de agua con ciertas caractersticas y las
debidas protecciones al motor de la misma.
Secuencia de operacin:
La operacin de sta configuracin depende de la posicin del selector manualautomtico. Cuando el selector est en posicin manual el funcionamiento es el
mismo que el indicado en las figuras 6.2 y 6.3 para el arranque de un motor.
Si se posiciona al selector en modo automtico, el motor funcionar mientras no baje
el nivel del agua, mientras no disminuya la presin y tambin, mientras no vare la
calidad del agua.
226
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Figura 6.11 Diagrama de flujo: Operacin de bomba por baja presin, bajo nivel y baja calidad del agua
227
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Figura 6.12 Diagrama lgico de control: Conexin y desconexin por baja presin, bajo nivel y baja calidad del
agua
228
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Figura 6.13 Diagrama esquemtico de control: conexin y desconexin por baja presin, bajo nivel y baja calidad
del agua
229
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230
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231
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232
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Figura 6.15 Diagrama lgico de control, arranque y paro con varios tanques de almacenamiento
233
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Figura 6.16 Diagrama esquemtico de control, arranque y paro con varios tanques de almacenamiento
234
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235
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\
Figura 6.18 Diagrama lgico de control: Alarmas
236
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237
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238
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4.- Una vez terminado el tiempo fijado y con la vlvula KV-1207 abierta y el
compresor operando, se enva la seal de apertura a la vlvula KV-1213 y de
arranque a la bomba de retrolavado BA-1201.
239
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240
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241
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242
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5.- Una vez transcurrido el tiempo necesario para el lavado simultneo aire-agua, se
enva la seal de para del motor del compresor y cierre de la vlvula KV-1207, a
partir de este momento el retrolavado se realiza nicamente con agua; transcurrido
el tiempo necesario, se enva la seal de paro de la bomba BA-1201 y cierre de las
vlvulas KV-1204 y KV-1213.
6.- Con todas las vlvulas cerradas y despus de transcurrido el tiempo necesario
para que la arena se asiente, se enva la seal de apertura de las vlvulas KV-1210 y
KV-1201 con lo cual finaliza el retrolavado del filtro FG-201.
7.- La secuencia de operacin de retrolavado se detendr en caso de detectar bajo
nivel en el tanque de agua clara FB-200 mediante el interruptor LSL-1203
6.6.10 Circuito alternador (figuras 6.23 y 6.24)
Aplicacin:
El circuito alternador (comercialmente conocido como alternador elctrico), es un
sistema de control utilizado para el arranque y paro automtico en forma alternada,
de dos bombas instaladas con un tanque comn, con la finalidad de uniformizar el
desgaste en cada una de ellas. Adems contempla la operacin de una bomba en
caso de falla de la otra unidad, o la opcin para operar ambas cuando la demanda
exceda la capacidad de una de las dos unidades de bombeo. Son empleados
comnmente en:
a) Suministro de agua potable a tanques o crcamos
b) Desalojo de aguas pluviales o aguas residuales en crcamos colectores*
c) Dosificacin de reactivos en plantas Potabilizadoras.
*sistema ejemplificado con las figuras 6-23 y 6-24 descritas a continuacin
Secuencia de operacin:
a) Los dos interruptores de nivel tipo pera A y B, son utilizados como elementos
primarios del sistema de control.
b) El circuito alternador opera primero una bomba y posteriormente la otra en cada
cierre sucesivo del interruptor A.
c) Despus de que el interruptor A se acciona, si el nivel del lquido continua
incrementndose y alcanza el nivel al cual el interruptor B esta ajustado, ambas
bombas operarn.
d) Cuando una bomba est en operacin normal y sale de servicio por falla o
maniobra, la otra bomba arrancar automticamente y continuar la operacin
siempre y cuando la demanda de bombeo lo requiera.
243
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244
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245
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246
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CONTENIDO
7. SISTEMAS DE EMERGENCIA........................................................................... 248
7.1 INTRODUCCIN .............................................................................................. 248
7.2 CONSIDERACIONES ELCTRICAS ................................................................ 248
7.2.1 Determinacin del tipo de carga..................................................................... 248
7.2.2 Caractersticas elctricas de los equipos ....................................................... 248
7.3 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD DE UNA PLANTA DE
EMERGENCIA (MOTOGENERADOR) ................................................................... 249
7.3.1 Datos de placa del equipo a alimentar ........................................................... 249
7.3.2 Determinacin de la carga a rotor bloqueado en kVA y kW ........................... 249
7.3.3 Determinacin de la carga a velocidad nominal en kVA y kW........................ 250
7.3.4 Determinacin de los kVA y kW continuos y kVA y kW mximos .................. 250
7.4 PROCEDIMIENTO DE CLCULO DEL BANCO DE BATERAS ...................... 251
7.4.1 Datos bsicos................................................................................................. 251
7.4.2 Banco de bateras .......................................................................................... 251
7.5 CARGADOR DE BATERAS ............................................................................. 255
7.5.1 Funciones del cargador .................................................................................. 255
7.5.2 Clculo del cargador de bateras.................................................................... 255
7.6 EJEMPLOS DE APLICACIN........................................................................... 255
7.6.1 Ejemplo de planta de emergencia (motogenerador) ...................................... 255
7.6.2 Ejemplo de la seleccin de bateras plomo-cido .......................................... 261
7.6.3 Ejemplo de seleccin de bateras Nquel-cadmio........................................... 262
7.6.4 Ejemplo de seleccin de cargador de bateras............................................... 263
7.7 TABLAS............................................................................................................. 264
7.8 GRFICAS ........................................................................................................ 273
7.9 Datos tcnicos para la seleccin de una planta de emergencia (motogenerador)
................................................................................................................................ 275
7.10 REFERENCIAS ............................................................................................... 276
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7. SISTEMAS DE EMERGENCIA
7.1 INTRODUCCIN
En este captulo se establece el procedimiento y recomendaciones necesarias para
la determinacin de la capacidad de un sistema de emergencia de energa elctrica,
de acuerdo a la seleccin de las cargas que necesitan un servicio contnuo.
Un sistema de emergencia de energa elctrica, es aqul que cuando se presenta
una falla en el suministro de energa elctrica normal, mediante dispositivos de
transferencia (automticos o manuales), pueden alimentar a ciertas cargas durante
un tiempo determinado, de acuerdo a las necesidades del usuario.
7.2 CONSIDERACIONES ELCTRICAS
Para iniciar el clculo de la capacidad de un sistema de emergencia, primeramente
se debe contar con los datos de la carga que se alimentar, esta carga debe ser
prioritaria para la seguridad de las personas, control de instrumentos, control y
proteccin de equipo elctrico de procesos.
7.2.1 Determinacin del tipo de carga
a) Cargas de operacin continua
Se refiere a la iluminacin de emergencia, dispositivos de control y seguridad que
son especificados como necesarios.
b) Cargas de operacin variable
Se refiere a los equipos de fuerza (motores) cuyo servicio es de importancia
considerable para la conclusin de un proceso, la alimentacin de emergencia ser
transferida automticamente e inmediatamente cuando falla el suministro normal.
7.2.2 Caractersticas elctricas de los equipos
7.2.2.1. Alumbrado de emergencia
Las caractersticas elctricas del equipo de alumbrado de emergencia para la
determinacin de la capacidad del sistema de emergencia son:
Tensin nominal
Potencia consumida (incluir la potencia consumida por el balastro)
No de fases
Tipo de alumbrado
Cantidad
Recabar las caractersticas anteriores y registrarlas en la tabla 7.1.
7.2.2.2. Equipo de fuerza (motores)
Las caractersticas del equipo de fuerza son:
Potencia en CP
Letra cdigo
248
Regresar
Nmero de fases
Tensin nominal
Tipo de arranque
Velocidad
Eficiencia
Factor de potencia
De acuerdo al tipo de arranque se deber indicar un factor multiplicador
Registrar los datos anteriores en la tabla 7.2.
7.2.2.3. Otras cargas
Para otras cargas diferentes los datos que se deben tomar son:
Tensin nominal, en volts
Potencia consumida en watts y en volts-amperes
Nmero de fases
Registrar los datos anteriores en la tabla 7.3.
7.3 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD DE UNA PLANTA DE
EMERGENCIA (MOTOGENERADOR)
Desarrolle los pasos siguientes y regstrelos como se indica en la tabla 7.4.
7.3.1 Datos de placa del equipo a alimentar
Columna 1 a 4
Utilice los datos de la tabla 7.2.
7.3.2 Determinacin de la carga a rotor bloqueado en kVA y kW
Columna 5 y 6
7.3.2.1. Arranque a tensin plena del motor
Columna 5
Si el voltaje de alimentacin es igual al voltaje nominal del motor, con la letra cdigo"
seleccione de la tabla 7.5 el valor promedio de kVA/C.P. y multiplique este valor por
la potencia nominal (CP) del motor para obtener los kVA a rotor bloqueado. En caso
de no tener "letra cdigo" para efectos de clculo en este procedimiento considere un
valor de 6 veces la potencia nominal (V.A.) del motor. En caso de tener un voltaje de
alimentacin diferente al voltaje nominal del motor, seleccione el valor para esta
columna en la tablas 7.6, 7.7.6.1 y 7.7.6.2 .
Columna 6
Multiplicar el valor de la columna 5 por el factor de potencia al arranque del motor,
seleccionado en la tabla 7.7 .
249
Regresar
(7.1)
donde:
A
Columna 7
Para determinar la carga a velocidad nominal en kVA se desarrolla la frmula
siguiente:
0.746 C.P.
kVA =
(7.2)
F.P.
donde:
kVA = Potencia nominal del motor
C.P = Potencia nominal del motor en caballos de potencia
= Eficiencia en por unidad
F.P = Factor de potencia
En caso de no contar con el valor de la eficiencia y del factor de potencia utilizar las
figuras 7.1 y 7.2 .
Columna 8
Para calcular la carga a velocidad nominal en kW se utiliza la frmula siguiente:
kW =
0.746 C.P.
(7.3)
donde:
kW = Potencia nominal del motor
7.3.4 Determinacin de los kVA y kW continuos y kVA y kW mximos
Columnas 9 al 12
Escriba en el 1er rengln de la columna 9 y 10, el valor total de la carga de
alumbrado y/o otras cargas (expresadas tanto en kVA como en kW).
250
Regresar
251
Regresar
(I) I1
C
O
R
R
I
E
N
T
E
I2
(T) MINUTOS
T2
T1
T3
(7.4)
donde:
N C = Nmero de celdas
Vmn = Tensin mnima en c.d. del banco de bateras
V f/c = Voltaje final por celda, al final de la descarga (el valor se toma de las
tablas contenidas en los catlogos de bateras)
7.4.2.4. Capacidad mnima requerida
La capacidad es el producto de la intensidad por el tiempo, tenemos que:
Cmn =
i =1
i =1
Ci = IiTi
(Ah)
donde:
Cmn = Capacidad mnima requerida, en amperes-hora (Ah)
Ci
= Capacidad requerida por carga durante su intervalo de tiempo
252
(7.5)
Regresar
Teq =
Cmn
Im x
(7.6)
donde:
Teq =
Tiempo equivalente de descarga de acuerdo con la corriente
mxima
Cmn = Capacidad mnima de descarga
Im x = Corriente mxima durante el perodo de descarga
De acuerdo al voltaje final por celda, al tipo de batera seleccionado y al tiempo
equivalente de descarga, se toma el valor de la corriente por placa positiva. Con
estos datos determinamos el nmero de placas positivas.
Im x
Ip
(7.7)
253
Regresar
Secuencia de descarga
Nmero de celdas
Capacidad mnima requerida
Tipo de bateras seleccionado de acuerdo a la carga conectada
En los catlogos se encuentran las curvas tpicas de descarga, las cuales estn
calculadas en funcin del voltaje final por celda, el porcentaje de la capacidad
utilizada y la corriente en funcin de la capacidad.
Como el voltaje final por celda, ya fue determinado, entonces procedemos a
encontrar los parmetros que se necesitan para poder seleccionar la batera
adecuada.
Corriente en funcin de la capacidad
Si multiplicamos y dividimos la corriente de cada intervalo de tiempo por la capacidad
nominal de la batera seleccionada, tenemos que el resultado no se altera, es decir:
I=
donde:
I
CB
ICB
CB
(7.8)
254
Regresar
mayor hay que seleccionar otro tipo de batera y calcular nuevamente los parmetros
de la misma.
(7.10)
Is = I + ICTE
(7.11)
Corriente de carga
donde:
IS = Capacidad de corriente de salida de c.d. en amperes
I
= Capacidad de corriente parcial de salida de c.d. en amperes
ICTE = Carga constante en amperes
% IN
I=
CB
100
(7.12)
incandescente
fluorescente
Tensin
nominal
No de
(volts)
fases
127
127
1
1
Cantidad
watts
10
8
255
Pot. Consumida
60
40
volts
amp
60
44.5
Pot. Total
watts
600
320
volts
amp
600
355.5
Regresar
Datos de motores
Potencia
C.p
Letra
Cdigo
Nmero de
fases
25
1
1
7 1/2
5
G
F
E
H
H
3
3
3
3
3
Tensin
nominal
(volts)
220
220
220
220
220
Tipo de
arranque
Factor
multiplicador
Velocidad
tensin plena
tensin plena
tensin plena
tensin plena
tensin plena
1
1
1
1
1
3600
3600
3600
3600
3600
Otras cargas
Nombre del
equipo
Instrumentaci
n para
seguridad y
control
Tensin
nominal
No. De
(volts)
Fases
127
Cantidad
Pot. Consumida
Pot. Total
Watts
Volts amp
Watts
Volts
amp
20
20
20
20
Carga a rotor
bloqueado
Columnas 1 a 4
Utilizar datos de las tablas anteriores
Columna 5
256
Carga
acumulada a
rotor bloqueado
11
Cont
kVA
12
Contk
W
149.73
104.29
86.57
98.84
89.62
63.41
59.50
57.65
71.01
69.99
Regresar
257
Regresar
Columna 6
2 C.P.
Columna 7
kVA25C.P. =
kVA15C.P. =
0.74615
= 14.28
0.88 0.89
kVA10C.P. =
0.746 10
= 9.52
0.88 0.89
kVA7.5C.P. =
0.746 7.5
= 7.14
0.88 0.89
kVA5C.P. =
0.746 5
= 4.76
0.88 0.89
kW25C.P. =
0.746 CP 0.746 25
=
= 21.193
0.88
Columna 8
kW15C.P. =
0.746 15
= 12.716
0.88
kW10C.P. =
0.746 10
= 8.47
0.88
kW7.5C.P. =
0.746 7.5
= 6.35
0.88
kW5C.P.
0.746 5
= 4.23
0.88
258
Regresar
Columnas 9 a la 12
Columna 11
kVA Col.11
Columna 12
Columna 9
kVA Col.9 = kVA Col.7 + kVA Col.9 ant. = 23.81+ 0.976 = 24.786
Columna 10
Columna 12
kWCol.12 = 37.365 + 22.13 = 595
.
Columna 9
Columna 10
kWCol.10 = 12.716 + 22.13 = 34.85
Columna 12
kWCol.12 = 22.8 + 34.85 = 57.65
Columna 9
Columna 10
kWCol.10 = 8.47 + 3485
. = 4332
.
259
Regresar
Columna 9
Columna 10
. + 4338
. = 4973
.
kWCol.10 = 635
Columna 9
Columna 10
260
Regresar
Amperes
85
15
85
Tiempo
1 mn
487 mn
1 mn
Observaciones
3) Secuencia de la descarga
I (Amp)
85
15
479
500
T (min)
4) Nmero de celdas
Vmn.
Vf /c
= 1.75 V (se toma de catlogos de bateras)
105
NC =
= 60 celdas
1.75
Nc =
Vf /c
(7.13)
i =1
i =1
Cmn = Ci = Ii Ti
261
(7.14)
Regresar
Por lo tanto
1
478
1
+ 15
+ 85
C mn = 85
60
60
60
= 1.42 + 119.5 + 1.42
= 122.34 Ah
6) Seleccionamos el tipo PP
7) Tiempo equivalente de descarga
Cmn. 122.34
Teq =
=
= 1.44 1.5 horas
Im x
85
8) Nmero de placas positivas
Im x. 85
=
= 4.72 5 placas
Imn. 18
IP = 18 Amp en tabla 7.10 catlogo de bateras cido-plomo voltaje final 1.75
No. de placas positivas =
9) Batera
El tipo de batera es TT 2250 en tabla 7.11 catlogo de bateras cido-plomo,
densidad de 1265
7.6.3 Ejemplo de seleccin de bateras Nquel-cadmio
Supongamos que se requiere alimentar la misma carga del problema anterior, con las
mismas tensiones de operacin, y la misma secuencia de descarga
Nmero de celdas :
C=
Vmn
105
=
= 92 celdas
Vf /c 1.14
Cmn =
i =1
i =1
Ci = IiTi
Por lo tanto
1
C mn = 85 +15
60
478
1
+ 85
60
60
=1.42+119.5+1.42
=122.34 Ah
262
(7.15)
Regresar
%C T =
%C T =
%Ci =
i =1
Ci (100)
CB
i =1
(7.16)
142
. 100 1195
. 100 142
. 100
+
+
161
161
161
= 088
. + 74.22 + 088
.
%C T = 7598%
.
Con los datos de Vf/c, corriente en funcin de la capacidad y el porcentaje de la
capacidad utilizada nos referimos a las curvas para determinar si es la batera
adecuada.
El voltaje final por celda, al final de la descarga es de 1.16 V, el cual es mayor que
1.14 V que es el voltaje que habamos determinado como mnimo, lo que nos indica
que nuestra batera ser de 92 celdas tipo SMB 161 de 161 Ah.
7.6.4 Ejemplo de seleccin de cargador de bateras
Necesitamos calcular el cargador de bateras para el problema anterior
Datos
Voltaje de entrada 480 Vc.d. 60 Hz
ICTE = 15 Amp.
Vnom = 125 Vc.d.
Vm x = 142 Vc.d.
Regresar
Corriente de carga
Is = I + ICTE
I=
(7.17)
% IN
20
Cmn =
161= 32.2
100
100
Por lo tanto el cargador debe ser de 130 Vc.d. y 47.2 Amp. como mnimo
7.7 TABLAS
Tabla 7.1 Datos de luminarios
Tipo de
alumbrado
Tensin
nominal
(volts)
No. de
fases
Cantidad
(por
unidad)
264
Potencia
consumida
watts VoltsAmp
Potencia total
watts
VoltsAmp
Regresar
Letra
codigo
Numero
de fases
Tension
nominal
(volts)
Tipo de
arranque
Factor
multiplicador
Velocidad
Tension
nominal
No. De
fases
Cantidad
265
Potencia total
watts
Volts-Amp
Regresar
266
Regresar
267
Regresar
Tabla 7.6 Requerimientos en KVA (de arranque) para motores de induccin con arranque a tensin plena y letras
cdigo de la A hasta la V.
268
Regresar
Tabla 7.6.1 Requerimientos en KVA (de arranque) para motores de induccin con arranque a tensin plena y
letras de cdigo desde la A hasta la V.
269
Regresar
Tabla 7.6.2 Requerimientos en KVA (de arranque) para motores de induccin con arranque a tensin plena y
letras de cdigo desde la A hasta la V
270
Regresar
No.
271
Observaciones
Regresar
Tabla 7.10 Especificaciones de baterias plomo acido (funcionamiento promedio como suministro a 20C,
densidad de 1265)
Informacin de fabricante
Tabla 7.11 Voltaje final 1.75 V/celda
272
Regresar
7.8 GRFICAS
100
rpm sncrona
%
D 90
E
1,800
E
3,600
450 300
F
720 600
I 80
900
C
1,200
I
E
N
C 70
I
A
60
1
50 100
5 10
rpm sncrona
3,600 y 1,800
D
E
1,200
900
P 80
O
T
E
N
C 70
I
A
E
N
720
300
600
450
60
1
5 10
50 100
273
Regresar
Volts/celda
1.4
1.3
1.2
0.1C5A
0.2C5A
0.5C5A
1.1
1.0
1C5A
0.9
2C5A
75.91
0.8
0.88
10
20
30
40
50
60
75.10
70
80
90
% de capacidad
274
Regresar
Modelo
motor
4B3.9G
4BT3.9G1
4BT3.9G2
6BT5.9G1
6BT5.9G2
6CT8.3G
6CTA8.3G
LTA10G1
NT855G6
NTA855G2
NTA855G3
KTA19G2
KTA19G3
KTTA19G2
VTA28G5
KTA38G2
KTA38G3
KTA38G4
KTA50G2
KTA50G3
KTTA50G2
Capacidad
continua
Aplicacin
emergencia
kw
37
50
60
80
100
125
175
250
275
300
350
400
450
500
600
800
900
1000
1100
1250
1500
Potencia
mxima
Consumo
combustible
1800 rpm
c.p.
a plena carga
lts/hora
largo.
ancho
alto
66
86
102
135
166
207
264
375
435
465
535
600
685
750
900
1200
1340
1490
1620
1850
2220
12
15.1
17.5
22.7
27.3
35.6
40.9
72
80
83
92
112
121
128
173
220
248
280
306
340
408
175
175
175
235
235
235
235
295
295
295
295
323
323
323
360
400
400
493
493
493
493
55
55
71
71
71
71
71
90
90
90
90
90
106
106
106
130
130
131
131
131
131
113
128
128
132
132
140
140
180
180
180
180
180
208
208
208
253
253
259
259
259
259
275
Dimensiones en cm
Peso
Aprox kg.
699
711
711
1203
1203
1446
1446
2380
2513
2553
2807
3826
3930
3930
5333
6394
7474
8874
8874
9188
9850
Regresar
7.10 REFERENCIAS
Plantas Elctricas
Autor: Ral Gonzlez Apaolaza
Catlogos de Fabricante
Motor Aplication and Maintenance Handbook
Robert W. Smeaton
276
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CONTENIDO
8. SISTEMAS DE ALUMBRADO............................................................................ 278
8.1 INTRODUCCIN .............................................................................................. 278
8.2 PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DE ALUMBRADO............................. 278
8.2.1 Nivel de iluminacin recomendado................................................................. 278
8.2.2 Dimensiones del local..................................................................................... 278
8.2.3 Reflectancia en paredes. pisos y techos ........................................................ 278
8.2.4 Factor de mantenimiento (F. M.) .................................................................... 278
8.3 ALUMBRADO PARA INTERIORES .................................................................. 279
8.3.1 Mtodo de clculo de los lmenes ................................................................. 279
8.4 ALUMBRADO PARA EXTERIORES ................................................................. 280
8.4.1 Mtodo del clculo para alumbrado localizado............................................... 280
8.5 EJEMPLOS DE APLICACIN........................................................................... 281
8.5.1 Ejemplo de aplicacin por el mtodo de los lmenes..................................... 281
8.5.2 Ejemplo de aplicacin para alumbrado localizado.......................................... 283
8.6 TABLAS............................................................................................................. 287
8.7 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 297
Regresar
8. SISTEMAS DE ALUMBRADO
8.1 INTRODUCCIN
El presente captulo pretende cubrir las necesidades bsicas de consulta del
proyectista, proporcionarle los elementos suficientes para disear y efectuar los
clculos necesarios, en diferentes proyectos de iluminacin.
Para lo cual se muestran los mtodos regularmente empleados en un proyecto de
iluminacin para interiores y exteriores, as como los procedimientos de clculo para
la correcta aplicacin de ellos. Se anexan tablas para consulta.
8.2 PROCEDIMIENTO PARA EL CLCULO DE ALUMBRADO
Para la aplicacin de los mtodos de clculo para alumbrado de interiores y
exteriores, es necesario desarrollar un procedimiento bsico de clculo que consta
de los siguientes puntos:
8.2.1 Nivel de iluminacin recomendado
Para determinar el nivel de iluminacin recomendado para el plano de trabajo
especfico a desarrollar, referirse a la tabla de niveles de iluminacin recomendados
por I. E. S, S. M. I. I. y NOM-001-SEMP-1994.
8.2.2 Dimensiones del local
Considerar las dimensiones de longitud, ancho y altura del local que se va a iluminar.
8.2.3 Reflectancia en paredes. pisos y techos
Para determinar los valores de reflectancia en pisos, paredes y techos; referirse a la
tabla 8.15.
8.2.4 Factor de mantenimiento (F. M.)
Para el clculo del factor de mantenimiento se deben considerar las condiciones
siguientes:
D = depreciacin de lmenes por luminaria
D = depreciacin debido al polvo
Para calcular el F. M. aplique la siguiente expresin
F. M. = D x d
(8.1)
278
Regresar
Ic =
AxL
H (A + L)
(8.2)
donde:
1C = ndice de cuarto
A = Ancho del local
L = Largo del local
H = Altura de montaje (distancia entre el plano de trabajo y la luminaria)
b.2) Con el valor del ndice de cuarto obtenido de la expresin anterior, ver
informacin de fabricante y determine el coeficiente de utilizacin.
c) Para determinar el nmero de luminarias, aplicar la siguiente ecuacin:
(8.3)
279
Regresar
e) Arreglo de luminarias
Nmero de luminarias emplazadas a lo largo = largo / Es
Nmero de luminarias emplazadas a lo ancho = ancho / Es
f) Distancias
Entre luminarias:
Distancia entre
luminarias y pared:
280
Regresar
CU =
(8.5)
Para obtener los lmenes incidentes sobre el rea a iluminar, debe proceder de la
siguiente manera:
Divida simtricamente el rea total a iluminar
Determine los sectores que iluminara cada proyector
Dentro de cada sector, seleccione el punto o los puntos crticos
Calcule los ngulos verticales y horizontales del punto o los puntos crticos de
iluminacin, tomando como referencia la Figura 8.4.
d. l) Transporte los ngulos vertical y horizontal obtenidos anteriormente a la
curva de distribucin fotomtrica considerando el punto (0,0) como referencia,
este debe ser el punto que recibir la ms alta intensidad luminosa en la curva
de distribucin fotomtrica. Trace la poligonal del rea formada por los ngulos
verticales y horizontales; sume los lmenes encerrados por la poligonal del
rea y estos sern los lmenes incidentes sobre el rea a iluminar.
e) Determine el factor de mantenimiento aplicando la siguiente expresin:
F. M. = D x d
(8.6)
D=
(8.7)
No. de Pr oyectores =
(8.8)
= 15 m
= 6m
= 3m
281
Regresar
= 0.90 m
La luminaria ser del tipo sobreponer, fluorescente 2X40 watts, 127 volts, 5600
lumes iniciales.
Colores existentes en el interior:
Color crema en el techo
Color gris oscuro en el piso
a) Desarrollar en primera instancia el procedimiento general para el clculo de
alumbrado, segn el punto 8.2.
a. l) Determinar el nivel de iluminacin recomendado
De la tabla de niveles de iluminacin recomendados observamos que el nivel
recomendado para casa de bombas es 100 luxes.
a.2) Las dimensiones del local a iluminar son:
Largo
= 15 m
Ancho
= 6m
Altura
= 3m
a.3) Determinar la reflectancia en pisos y techos:
De la tabla 8.1 determinamos los valores de reflectancia de acuerdo a los
colores que tienen el techo y el piso.
reflectancia en piso
= 20%
reflectancia en techo
= 70 %
a.4) Determinar el factor de mantenimiento aplicando la siguiente expresin.
F. M. = D x d
(8.9)
282
Regresar
100(90)
= 399 = 4
5600(0.68 x0.59)
15
= 3.16 3 Lu min arias
4.74
Nmero de luminarias
6
= 126 1 Lu min arias
4.74
Entre luminarias
15
= 5
3
6
= 6m
1
Entre luminarias
y pared
5
= 2 .5
2
6
= 3m
2
Por lo que la distribucin de las luminarias queda como se muestra en la figura 8.1
5m
2.5
6m
3m
15m
Fig. 8.1 Distribucin de Luminarias en casa de bombas
8.5.2 Ejemplo de aplicacin para alumbrado localizado
Determine el nmero de proyectores necesarios para iluminar el sector de un terreno
que tiene las siguientes dimensiones.
283
Regresar
Punto critico
22.36
20
CPM = tan 1
= 54.73o
14.41
20
DPO = tan 1 = 63.43o
10
B
C
D
284
Regresar
No. Pr oyectores =
800 x 50
= 3.04
31670 x 0.69 x 0.602
285
Regresar
Figura 8.4 Suma de los ngulos de las tres contribuciones de los tres
proyectores
286
Regresar
8.6 TABLAS
Tabla 8.1 Reflectancias
REFLECTANCIAS EN ACABADO MADERA
Color
Reflectancias
Maple (claro)
48 %
Encino (claro)
34 %
Avellana (medio)
19%
Nogal (oscuro)
16 %
Caoba (oscuro)
12 %
Reflectancias
70 - 88 %
80 - 85 %
75 %
79 %
0%
REFLECTANCIAS EN VIDRIO
Color
Reflectancias
Vidrio claro
10 %
Vidrio opaco
15 - 30 %
20 - 40 %
REFLECTANCIAS EN PLASTICO
Color
Reflectancias
Claro
5 - 10 %
Oscuro
15 - 30 %
287
Regresar
288
Reflectancias
80 - 88 %
76 %
72 %
80 %
76 %
70 %
73 %
70 %
64 %
70 %
66 %
55 %
49 %
35 %
54 %
33 %
44 %
55 %
22 %
38 %
44 %
50 %
25 %
25 %
12 %
10 %
8%
7%
Regresar
VOLTS
BASE
15
25
40
60
75
100
150
200
300
300
500
750
1000
1500
125
"
MEDIA
MOGUL
30
50
75
150
200
125
LONGITUD
VIDA
TOTAL
HORAS
(CM.)
SERVICIO GENERAL
A-15
PERLA
8.6
1000
A-19
9.8
CI. o Per.
10.5
10.7
A-23
14.8
PS-25
17.0
PS-30
20.0
PS-35
23.0
PS-40
Claro
24.1
PS-52
32.4
"
"
R-30
Dif o Con.
12.7
R-40
15.9
BULBO
ACABADO
MEDIA
MELD.
300
FALD.
MOG.
500
MEC.
500
MOGUL
R-52
DIFUSO
750
144
265
470
855
1,180
1,720
2,730
3,750
6,000
5,700
9,900
15,600
21,600
33,000
13%
15%
9%
6%
"
"
9%
"
12%
"
"
15%
21%
200
430
840
1,725
3,600
15
16.5
6,500
17.8
"
29.0
8,300
12,700
125
150
PAR
56
PAR500
64
(REFERENCIA: INFORMACIN DE FABRICANTE)
200
MED.
PROL.
289
730
15%
1,730
12.7
3,650
15.3
6,000
Regresar
15
15
15
15
20
20
40
40
38
38
55
55
74
74
87
87
Long.
Total
(cm)
SERVICIO GENERAL
STANDARD STANDARD T-8
B. FRIO
45.7
L. DIA
T-12
B. FRO
L. DA
B. FRO
61.0
L. DIA
E. RPIDO RPIDO
B. FRO
122.0
L. DA
INSTANT
SLIMLINE
B. FRO
NEO
L. DA
B. FRIO
183.0
L. DA
B. FRO
244.0
L. DA
H.0.
RPIDO
B. FRO
183.0
L. DA
Tipo
Encendido Bulbo
Acabado
290
Vida
Horas
Lumenes
Iniciales
Depreciacin
7,500
9,000
830
710
725
620
1,170
995
3,100
2,600
16%
"
14%
"
13%
"
10%
2,900
11 %
2,400
4,290
3,600
6,050
5,080
6,200
5,170
"
9%
"
"
11 %
Regresar
Tipo
110
B. FRO
Longitud
Total
(cm)
244.0
110
L. DA
110
V. H. O.
110
160
160
Vida
Lumenes
Depreciacin
8,980
12%
7,520
"
B. FRO
122.0
6,000
6,900
20%
L. DA
5,900
"
B. FRO
183.0
11,100
"
L. DA
9,700
"
215
B. FRO
244.0
15,500
215
L. DA
13,300
PG-17
B. FRO
122.0
6,900
110
P.
GROOV
E
L. DA
6,150
160
B. FRO
183.0
10,900
160
L. DA
9,700
215
B. FRO
244.0
15,500
215
L. DA
13,300
Posicin
Prdida
110
Encendido Bulbo
Acabado
VAPORES METLICOS
W
Base
A
T
Bul Acab
Long.
b
ad
TOTAL
Vida
HORAS
Deprecia
INICIALES CIN %
Lumenes
(CM.)
EN EL
BALASTRO
T
S
WATTS
291
Regresar
175
MOGUL
27
VERTICAL
34
175
10000.0
12,000
30
HORIZONTAL
250
20,500
22
VERTICAL
43
250
19,500
28
HORIZONTAL
400
E-37
17.7
17500.0
34,000
28
VERTICAL
61
400
32,000
30
HORIZONTAL
"
1000
BT-56
38.2
11000.0 105,000
22
VERTICAL
130
1000
10000.0 100,000
21
HORIZONTAL
POSICIN
VOL
TS
LUZ MIXTA
W
A
T
T
S
BASE
DEPRE
LONG.
VIDA LUMENES CIA
BULBO ACABADO TOTAL
HORAS INICIALES CIN
(CM)
%
SERVICIO GENERAL
160
MEDIA
BT-28
BLANCO
21.1
6,000
2,900
15
250
MOGUL
BT-28
BLANCO
22.6
6,000
5,500
15
500
MOGUL
BT-37
BLANCO
29.2
6,000
12,500
17
292
Regresar
18.6
Watts
Volts
Base
Bulbo
500
120
R7S-15
1000
220
1500
2000
F-4
100
120
MINICAN
150
200
Vida
Horas
Lumenes
Depreciacin
Iniciales
2000
10,500
12%
22,000
"
25.4
33,000
33.0
44,000
"
T-4
6.9
1000
1,800
4%
1500
2,900
RSC
T-3
7.9
3,460
"
250
MINICAN
T-4
7.1
2000
4,850
"
300
RSC
T-3
11.9
5,950
"
400
T-4
7.9
7,750
500
T-3
11.9
10,950
1000
220
25.5
21,400
1500
35,800
2000
MOG.
BIPOSTE
T-30
25.4
48,000
6%
175
250
400
700
1000
Base
MOGUL
Long.
Vida Lumenes
Bulbo Acabado Total
Depreciacin %
Horas
Inicial
(cm)
BT-28
BT-37
BT-46
BT-56
B. DE
SERVICIO GENERAL
21.1 24,000 8,600
12,775
29.2
23,125
36.8
42,750
39
61,670
293
11
16
14
16
23
Posicin
Prdida
en el
balastro
Watts
VERTICAL
25
34
39
70
100
Regresar
PARTE SUPERIOR
1. NADA
1. NADA
II
2. TRANSPARENTE CON 15% O MS DE
LUZ HACIA ARRIBA A TRAVES DE LAS
ABERTURAS
3. TRANSLUCIDA CON 15% O MS DE LUZ
HACIA ARRIBA A TRAVES DE LAS
ABERTURAS
4. OPACA CON 15% O MS DE LUZ
HACIA ARRIBA A TRAVES DE LAS
ABERTURAS
2. TRANSPARENTE CON MENOS DEL 15%
DE LUZ HACIA ARRIBA A TRAVES DE
LAS ABERTURAS
3. TRANSLUCIDA CON MENOS DEL 15%
III
DE LUZ HACIA ARRIBA A TRAVES DE
LAS ABERTURAS
4. OPACA CON 15% O MS DE LUZ
HACIA ARRIBA A TRAVES DE LAS
ABERTURAS
(REFERENCIA: MANUAL DE ALUMBRADO WESTINGHOUSE)
PARTE
INFERIOR
1. NADA
1. NADA
2. REJILLAS O
REFLECTOR
1. NADA
2. REJILLAS O
REFLECTOR
PARTE SUPERIOR
PARTE
INFERIOR
IV
1. NADA
2. REJILLAS
1 TRANSPARENTE
SIN ABERTURAS
2. TRANSLUCIDO
SIN ABERTURAS
VI
1. NADA
2. TRANSPARENTE SIN ABERTURAS
3. TRANSLUCIDO SIN ABERTURAS
4. OPACO SIN ABERTURAS
1. TRANSPARENTE
SIN ABERTURAS
2. TRANSLUCIDO
SIN ABERTURAS
3. OPACO SIN
ABERTURAS
294
Regresar
Lux
270
Parte posterior de los tableros o reas dentro de tableros " dplex "
55
270
Cuarto de bateras
110
55
11
reas de maniobra
160
110
General
22
Exteriores
Vas de acceso controlado
Vas principales
Vas secundarias
(REFERENCIA: NOM-001 -SEMP-1994)
295
8
9
6
Regresar
Lux
300
700
1000
1500
2000
200
OTROS:
Alumbrado de emergencia para todas las partes
30
Laboratorio de qumica
500
200
100
Sala de mquinas
300
CUARTOS DE BAO
General
100
En el espejo
300
296
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8.7 BIBLIOGRAFIA
1
Manual de Alumbrado Phillips
Phillips
Ed Paraninfo S. A.
No. pg. 2 50
2
Manual de Alumbrado
Westinghouse
Ed. DOSSAT S.A.
No. pg. 253
2
Luminotecnia y sus aplicaciones
Emilio Carranza Castellanos
Ed. Diana
No. pg. 190
CATLOGOS
1 Principios de Iluminacin y niveles de iluminacin en Mxico
Holophane
No. pg. 19
2 Iluminacin
Croose Himds Domex, S. A. de C. V.
No. pg. 50
297
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CONTENIDO.
9. ARREGLOS FSICOS ......................................................................................... 299
9.1 INTRODUCCIN .............................................................................................. 299
9.2 ARREGLOS DE CONJUNTO............................................................................ 299
9.3 SUBESTACIONES ELCTRICAS.....................................................................300
9.3.1 Consideraciones generales ............................................................................ 300
9.3.2 Caractersticas del diagrama de conexiones.................................................. 300
9.3.3 Caractersticas normativas ............................................................................. 300
9.3.4 Tipos de acometida ........................................................................................ 301
9.3.5 Caractersticas especficas de arreglos fsicos............................................... 302
9.4 DISTRIBUCIN DE FUERZA ........................................................................... 305
9.4.1 Consideraciones generales ............................................................................ 305
9.4.2 Caractersticas especficas de tableros .......................................................... 307
9.4.3 Sistemas auxiliares......................................................................................... 308
9.5 TABLAS.............................................................................................................309
9.6 FIGURAS .......................................................................................................... 314
9.7 BIBLIOGRAFA ................................................................................................. 330
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9. ARREGLOS FSICOS
9.1 INTRODUCCIN
El presente captulo proporciona al proyectista, una serie de conceptos, criterios y
dibujos de proyecto, con los detalles necesarios para configurar fsicamente los arreglos usados comnmente en la instalacin de un sistema elctrico.
9.2 ARREGLOS DE CONJUNTO
Para la realizacin del arreglo de conjunto debern considerarse las caractersticas
constructivas del equipo, las caractersticas de superficie y aspecto de la instalacin
con respecto al medio circundante, as como las caractersticas de suministro; ya que
todos estos factores tendrn repercusin en el costo.
Al configurar el arreglo de conjunto de un sistema elctrico se deben considerar las
siguientes recomendaciones:
El servicio elctrico se proporcionar siempre al lmite de la propiedad.
Los medidores de la compaa suministradora deben ubicarse de ser posible al lmite
de la propiedad, con acceso y espacio adecuado y lo ms prximo a los TCs.
La ubicacin de la subestacin elctrica debe ser al lmite frontal de la propiedad y en
la planta baja cuando se trate de edificios, y se tratar de que sea lo ms prximo al
centro de control de motores o tablero de distribucin.
Las dimensiones de los equipos indicados en el proyecto sern aproximadas y debern sujetarse para su aplicacin a un proyecto especfico una vez que se tengan los
planos del fabricante.
En las acometidas areas, la estructura anterior a la subestacin, deber ser de remate para evitar transmitir tensiones mecnicas a la estructura de la subestacin.
El equipo de medicin podr ser ubicado en alta o baja tensin, para lo cual se debe
prever el espacio y preparacin necesaria.
La subestacin elctrica debe tener un adecuado sistema de tierras segn lo indicado en el captulo 5 de Sistemas de tierras y pararrayos.
Cuando se trate de subestaciones compactas deber definirse el tipo de arreglo (izquierda-derecha o derecha-izquierda) dependiendo de la llegada de la acometida,
para la adecuada ubicacin de registros, cuando stos se requieran.
Es recomendable aunque no limitativo el uso de tableros de distribucin tipo MetalClad para media tensin.
Cuando se tengan varios motores con capacidad considerable, se debern emplear
centros de control de motores.
299
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Al ubicar un tablero se tratar de que sea lo ms prximo posible a los equipos a alimentar.
En general la tubera conduit, los bancos de ductos y registros de inspeccin debern
de sujetarse a lo especificado en el captulo 3 de Canalizaciones.
9.3 SUBESTACIONES ELCTRICAS
9.3.1 Consideraciones generales
Las caractersticas generales que deben satisfacerse para realizar un diagrama de
conexiones determinado, dependen de:
El diagrama de conexiones adoptado.
La tensin nominal de la instalacin.
La intensidad de corriente mxima que puede circular por las distintas partes conductoras de la instalacin en condiciones de operacin continua (a potencia mxima).
El valor mximo de la corriente de corto circuito.
La seguridad para el personal de operacin y de mantenimiento.
Los tipos de subestaciones que pueden considerarse de acuerdo al diagrama de conexiones son:
Subestaciones tipo interior, se disean y construyen para operar en el interior de gabinetes, locales y cualquier otro medio que asle sus equipos de las condiciones atmosfricas. Generalmente son utilizadas al inicio de los sistemas elctricos en las
industrias.
Subestaciones tipo intemperie, se disean y construyen con materiales capaces de
soportar el funcionamiento bajo condiciones atmosfricas adversas, como lluvia,
viento, etc. Son utilizadas generalmente en la transmisin, subtransmisin y distribucin de la energa.
9.3.2 Caractersticas del diagrama de conexiones
El diagrama de conexiones que se adopte determina en gran parte el costo de la instalacin, no slo porque define la cantidad de equipo que debe utilizarse, sino tambin porque condiciona la extensin ocupada por la subestacin.
9.3.3 Caractersticas normativas
Todas las partes vivas que operen a una tensin mayor de 150 volts a tierra sin recubrimiento aislante adecuado, deben protegerse de acuerdo a su tensin contra el
contacto accidental de personas, localizando las partes vivas respecto a los sitios
donde puedan circular o trabajar personas, ya sea que se usen resguardos especia-
300
Regresar
les o bien localizando las partes vivas a una altura y con una separacin horizontal
igual o mayor que las indicadas en la tabla 9.3
9.3.3.1. Tipo de resguardo a partes vivas
Existen dos formas de resguardar las partes vivas:
Por su separacin de acuerdo a lo indicado en la tabla 9.3.
Por el encierro en un local. Donde todas las entradas, pasillos, escaleras, etc., que
constituyan acceso a dichos lugares estn cerrados con llave o tengan aviso de peligro y sean accesibles a personas solamente autorizadas. Se pueden emplear otros
tipos de resguardos como son las defensas, las cuales estn constituidas por cercas
perimetrales u otras estructuras rgidas de diversos tipos, slidas o con malla metlica que cubra todo el espacio que se requiere resguardar.
9.3.3.2. Distancia mnima entre fases y de fase a tierra para conductores
La distancia entre fases y la de fase a tierra depende de la tensin de aguante al impulso (NBI), la seleccin de sta depende de la tensin nominal del sistema, de las
condiciones atmosfricas del lugar, de la contaminacin y de las caractersticas del
equipo de proteccin utilizado.
En la tabla 9.4 se muestran las separaciones mnimas entre fases y de fase a tierra
en conductores desnudos para los diferentes niveles de tensin.
9.3.3.3. Espacio para trabajar
Alrededor del equipo debe dejarse espacio libre suficiente para su correcta operacin
y su mantenimiento. Debe preverse tambin, espacio necesario para la operacin
con prtiga del equipo que lo requiera, as como para el trnsito eventual del equipo
voluminoso, etc. En subestaciones tipo interior se recomienda que el espacio libre
para operacin y mantenimiento tenga un ancho mnimo, en el frente del equipo principal (transformadores, tableros o interruptores) de 1.50 m, y en la parte posterior del
mismo equipo de 1.30 m, pero en cualquier caso debe conservarse la distancia de
proteccin a partes vivas.
Se recomienda que durante los trabajos de mantenimiento, las reas destinadas a
efectuar esos trabajos sean marcadas por medio de una cerca o barandales ligeros o
bien por medio de banderas claramente visibles, colocadas a manera de evitar que
personas no autorizadas penetren inadvertidamente en esa zona.
9.3.4 Tipos de acometida
El tipo de acometida influye en la disposicin del arreglo fsico, ya que deber de
preverse el espacio y preparacin necesaria.
La acometida de una subestacin puede ser area o subterrnea.
301
Regresar
302
Regresar
su aplicacin en un proyecto especfico, como los mostrados en las figuras 9.6 y 9.7.
En donde las disposiciones generales y particulares aplicables a la figura 9.6 son las
siguientes:
a) El servicio se proporcionar siempre al lmite de la propiedad con el gabinete de
medidores dando el frente a la calle sin impedimento fsico para tener acceso en forma permanente.
b) La propiedad debe estar marcada con el No. oficial que proporciona Obras Pblicas.
c) El equipo compacto de medicin queda instalado en el poste del usuario, el cual
estar al lmite de la propiedad.
d) El entubado del equipo compacto de medicin hasta el gabinete de medidores debe ser continuo sin existir registros.
e) Deben utilizarse materiales normalizados y que no estn rechazados por el laboratorio de la C.F.E.
f) Los apartarrayos y cortacircuitos fusibles se instalarn en el poste receptor de la
acometida.
Para la figura 9.7 considere las mismas disposiciones generales indicadas en los incisos a, b y e y las siguientes disposiciones particulares:
El entubado desde la garganta del transformador hasta el gabinete de medidores debe ser continuo sin existir registros.
La distancia mxima entre el transformador y el gabinete de medidores ser de 5 metros.
El interruptor general de servicio debe instalarse a 1 metro mximo del gabinete de
medidores.
Si la calidad del servicio y la capacidad del transformador lo requieren, la construccin de la subestacin podr ser diseada, con estructura metlica en marco, construida de fierro estructural, armada en celosa, en la que se remata la lnea area de
alta tensin, tal y como se muestra en la figura 9.8 .
303
Regresar
304
Regresar
305
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Canalizaciones
Los arreglos fsicos de las canalizaciones dependen en gran medida de la localizacin de las cargas y tableros de distribucin, as como de los arreglos de conjunto de
casa de bombas y cuarto de control. Se recomienda ubicar las trayectorias de las
canalizaciones tratando de encontrar las rutas ms cortas. Al seleccionar las rutas y
tipos de canalizaciones se debe tomar en cuenta la flexibilidad de operacin y mantenimiento, facilidad para aplicaciones futuras y economa.
Para determinar el arreglo de las canalizaciones es necesario recabar la informacin
siguiente:
Informacin referente de tipo y modelo de equipos: de bombeo, gras, compresores,
etc. As como equipos auxiliares que se requieran alimentar, como son electrovlvulas, torres de oscilacin, etc.
La necesidad de ampliaciones o cambios futuros para la trayectoria de las canalizaciones.
Desde el punto de vista de la instalacin, operacin y mantenimiento del equipo electromecnico, se debe tomar en cuenta la localizacin de equipos respecto a vas de
acceso y zonas de maniobra.
Se debern tener definidas las preparaciones de la obra civil como son bases, huecos, acondicionamiento de locales, etc., de acuerdo a las trayectorias de los equipos.
Preever la localizacin de soportes y accesorios de canalizaciones de tal suerte que
en caso de mantenimiento el equipo pueda ser desplazado conservando cierta distancia entre las diferentes partes.
Sistemas auxiliares
Cuando se instalen equipos auxiliares como las bateras estacionarias, ya sea nquelcadmio o plomo cido, es recomendable que stas no sean instaladas en cuartos
hermticamente cerrados, ya que ambas desprenden hidrgeno al final de la carga.
Mientras sea posible la batera se deber instalar en un lugar seco y fresco, para que
las celdas no sean afectadas por unidades de calentamiento, como radiadores, luz
solar, tubos de vapor, etc. Por lo que se debern destinar reas especficas para la
instalacin de bateras.
Cuando las bateras se vayan a localizar en estantes, se debe considerar la facilidad
de acceso a las celdas.
Para cada batera es recomendable utilizar dos cargadores, uno como sustituto del
otro, debindose instalar en un cuarto cercano al de las bateras, para protegerlos de
los gases que desprenden stas y evitar la posibilidad de una explosin.
306
Regresar
El gabinete que soporta el cargador puede ir sobre el suelo o montado en una pared
y podr tener acceso a su interior por cualquiera de sus caras.
Cuando se tenga la necesidad de instalar una planta de emergencia, deber considerarse que:
La cimentacin del lugar sea capaz de soportar el peso de la planta y los esfuerzos
de vibracin. La superficie de instalacin debe ser lisa.
Se debe de considerar un local especial para su colocacin, con ventilacin adecuada, ya sea natural o con extractores.
Se debern tener espacios suficientes para maniobras de mantenimiento.
En el lugar de instalacin no deben existir equipos que se vean afectados por vibracin.
9.4.2 Caractersticas especficas de tableros
Las dimensiones de un tablero dependen principalmente del nivel de tensin, cantidad y capacidad de equipos instalados. El diagrama de conexiones adoptado nos
proporciona dicha informacin.
Centro de control de motores de baja tensin
Los gabinetes se suministran en secciones verticales estndar de 2286 mm (90) de
altura, 508 mm (20) de ancho, cada equipo ocupa un espacio bsico con una altura
de acuerdo con los espacios mnimos ocupados por combinaciones de interruptor
termomagntico-contactor magntico, con relevadores de sobrecarga, como se
muestra en las tablas 9.9, 9.10, 9.11 y 9.12.
Tableros metal clad
El uso de estos tableros es recomendable ms no limitativo.
Los gabinetes se suministran en secciones verticales estndar de 2286 mm (90) de
altura, 762 mm (30) de ancho, cada equipo ocupa un espacio bsico con una altura
de acuerdo a la siguiente relacin:
Tabla 9.1 Combinacin de fusibles-contactor magntico a tensin plena no reversible:
Capacidad mxima
(C.P.)
1,500
2,500
Tensin
(kV)
2,400
4,160
307
Regresar
Tensin
(kV)
2,400
4,160
308
Regresar
2.60
Distancia horizontal
mnima
(m)
1.00
Distancia mnima de
Resguardo a
Partes vivas (m)
0.05
2.70
2.70
2.80
3.90
1.00
1.07
1.14
1.20
0.10
0.15
0.23
0.30
Tensin nominal
Entre fases(volts)
Altura mnima
(m)
Hasta 600
Ms de 600
Hasta 6600
13800
23000
34500
(Referencia: NOM-001-SEMP-1994)
Nivel bsico de
Distancias mnimas
Aislamiento al impulso
Entre fases
De fase a tierra
(kV)
Int.
Ext.
Int.
Ext.
Int.
Ext.
2.4
60
95
12
18
8
15
4.16
60
95
12
18
8
15
6.6
75
95
14
18
10
15
95
110
19
31
13
18
13.8
125
150
27
38
19
26
23
150
150
32
38
24
26
34.5
200
200
46
46
33
33
Nota: Los valores de esta tabla deben considerarse como valores mnimos aplicables en condiciones
atmosfricas normales, hasta 1000 msnm
Temperatura 20C
Presin 101.3 kPa o 760 mm Hg
Humedad absoluta ho=11 g/m
Para condiciones desfavorables de servicio, estos valores deben aumentarse.
(Referencia: NOM-001-SEMP-1994)
Cables
Directamente
Enterrados
Mm
750
900
1100
Tubo conduit
No metlico
Rgido**
Mm
450
600
750
309
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NOTA: La profundidad mnima es la distancia en mm ms corta medida desde un punto en la superficie superior de cualquier conductor directamente enterrado, cable, tubo conduit u otra canalizacin
hasta la superficie exterior del piso terminado, concreto o recubrimiento similar.
** Certificados por un organismo de certificacin acreditado como adecuados para enterrarse directamente sin estar embebidos.
(Referencia: NOM-001-SEMP-1994)
Tipo de poste
Lmite de carga (kg)
Capacidad del
1F
transformador
3F
Tipo de poste
Lmite de carga (kg)
Capacidad del
1F
transformador
3F
A r e a r u r a l
PC-11-500
1,000 kg
hasta 75 kVA
hasta 75 kVA
A r e a u r b a n a
PC-12-750
1,500 kg
hasta 167 kVA
hasta 150 kVA
PC-11-700
1,400 kg
hasta 167 kVA
hasta 150 kVA
A-13
1,700 kg
hasta 167 kVA
hasta 150 kVA
P e s o
(kg)
25kV
384
510
545
788
903
1100
1666
1990
2804
15 kV
242
335
437
538
757
899
1394
1800
2462
310
35 kV
510
580
690
829
1121
1240
1980
2550
2970
Regresar
S.e. rural
Ocupa un espacio mayor
Existe limitacin en cuanto a la capacidad y
peso del
transformador
Existe limitacin en cuanto al nmero de transformadores
Inversin inicial normal
Intercambiabilidad de equipos de diferentes
marcas
Fcil instalacin
Aspecto rural
Dificultad para ampliaciones futuras
Existe riesgo de contacto accidental con partes
vivas
Poco mantenimiento
Tabla 9.9 Espacios mnimos ocupados por combinaciones de interruptor termomagntico-contactor magntico
Tamao nema
1
2
3
4
5
6
2
3
4
5
6
C.p. Mximos
220 V
440 V
a tensin plena
7 1/2
10
15
25
25
50
50
100
100
200
200
400
a tensin reducida tipo autotransformador
15
25
25
50
50
200
100
200
200
400
311
Altura de la
combinacin
mm (PULGADAS)
305 (12)
305 (12)
457 (18)
762 (30)
1143 (45)
1372 (54)
1067 (42)
1372 (54)
1600 (63)
1981 (78)
1981 (78)
Regresar
Tabla 9.10 Espacios mnimos ocupados por tableros de distribucin y alumbrado, con tensin nominal a 220/127V
No. total de polos
Espacio ocupado
1 fase, 3 hilos, con zapatas principales
2
305 (12)
4
305 (12)
8
381 (15)
12
381 (15)
14
381 (15)
20
457 (18)
30
610 (24)
42
762 (30)
1 fase, 3 hilos, con interruptor principal
8
457 (18)
14
457 (18)
20
610 (24)
24
610 (24)
30
838 (33(
42
991 (39)
3 fases, 4 hilos, con zapatas principales
12
457 (18)
14
457 (18)
29
457 (18)
30
610 (24)
42
762 (30)
3 fases, 4 hilos, con interruptor principal
14
457 (18)
24
610 (24)
30
762 (30)
42
991 (39)
312
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313
Altura mm.(pulgadas)
305 (12)
457 (18)
686 (27)
762 (30)
1067 (42)
Regresar
9.6 FIGURAS
314
Regresar
315
Regresar
316
Regresar
317
Regresar
318
Regresar
Figura 9.6 Medicin en Alta tensin para acometida rea en 3.5 KV conexin
Delta
(Referencia: MAT-02)
319
Regresar
320
Regresar
321
Regresar
322
Regresar
323
Regresar
324
Regresar
325
Regresar
326
Regresar
327
Regresar
328
Regresar
329
Regresar
9.7 BIBLIOGRAFA
Elementos de diseo de subestaciones elctricas
Gilberto Enrquez Harper
Editorial Limusa
Diseo de subestaciones elctricas
Jos Ral Martn
Editorial MC. Graw-Hill
NOM-OO1-SEMP-1994
Relativa a las instalaciones destinadas al suministro y uso de energa elctrica
Norma de distribucin-construccin de lneas areas
Comisin Federal de Electricidad
Industrial power systems handbook
D. Beeman
Editorial MC.Graw-Hill
IEEE std-141-1993 Recomended practice for electric power distribution for industrial
plants (red book)
Catlogos y publicaciones diversas
Square D de Mxico, s.a. de c.v.
Federal Pacific Electric, s.a. de c.v.
General Electric de Mxico, s.a. de c.v.
Selmec equipos industriales, s.a. de c.v.
Siemens, s.a. de c.v.
Saft Nife, s.a. de c.v.
Accesorios Elctricos, s.a. de c.v.
330
Regresar
CONTENIDO
10. NOMENCLATURA............................................................................................ 332
10.1 DEFINICIN.................................................................................................... 332
10.2 SMBOLOS ELCTRICOS.............................................................................. 343
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10. NOMENCLATURA
Nomenclatura (por definicin: conjunto de nombres)
10.1 DEFINICIN
A la vista de.- Quiere decir que el equipo debe ser visible desde el otro equipo y no
debe estar a ms de 15m de separacin uno del otro.
A prueba de.- En general, se aplica al equipo (o instalacin) diseado o construido de
tal modo que su buen funcionamiento no es afectado por la presencia del agente
externo contra el cual se considera protegido y que debe mencionarse en cada caso.
Esta definicin se aplica, por ejemplo, a los trminos: "A prueba de agua", "A prueba
de intemperie", "A prueba de lluvia", "A prueba de polvo", etc.
Abierto (aplicado a equipo elctrico).- Se dice de una mquina, aparato o dispositivo,
construido sin proteccin especial de sus partes sometidas a potencial o en
movimiento.
Accesible (aplicado a equipos).- Que puede acercrsele, que no est cerrado bajo
llave, a una altura elevada, etc.
Accesible (aplicado a mtodos de alambrado).- Que puede retirarse o ser expuesto
sin daar la estructura del edificio o su acabado, o que no est permanentemente
encerrado por la estructura o el acabado del edificio.
Accesible, fcilmente.- Capaz de ser alcanzado rpidamente para el funcionamiento,
mantenimiento e inspeccin sin necesidad de brincar o quitar obstculos o hacer uso
de escaleras, bancos, etc.
Accesorio.- Pieza de una instalacin tal como una tuerca, un conector u otra parte de
un sistema de alambrado cuya finalidad principal es realizar una funcin mecnica
ms que elctrica.
Acometida.- Conductores y equipo necesarios para llevar la energa elctrica desde
el sistema de suministro al sistema de alambrado de la propiedad alimentada.
Activo (conductor).- Elctricamente conectado a una fuente de diferencia de potencial
elctricamente cargado de manera que presente una diferencia de potencial con
respecto a tierra.
Ajuste (de un interruptor automtico).- Valor de la corriente que determina su disparo.
Apagador.- Interruptor pequeo, de accin rpida, operacin manual y baja
capacidad, que generalmente se usa para el control de aparatos pequeos
domsticos y comerciales y unidades pequeas de alumbrado.
Apartarrayo.- Supresor de sobretensiones.
332
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333
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Carga contnua.- Carga cuya corriente mxima se mantiene durante tres horas o
ms.
Carga elctrica.- Potencia que demanda, en un momento dado, un aparato o
mquina o un conjunto de aparatos de utilizacin conectados a un circuito elctrico
(la carga puede variar en el tiempo, dependiendo del tipo de servicio).
Cerrado (aplicado a equipos).- Se dice de una mquina o aparato construido con
proteccin especial de sus partes sometidas a potencial o en movimiento.
Certificado.- Es el sistema de certificacin de lotes o partidas para productos,
materiales, subpartes o componentes que expide la autoridad competente o el
organismo de certificacin acreditado en Mxico, con el objeto de verificar su
conformidad con normas oficiales mexicanas y/o normas mexicanas especficas del
producto, o condiciones preestablecidas.
Circuito alimentador.- Es el conjunto de los conductores y dems elementos de un
circuito, en una instalacin de utilizacin, que se encuentra entre el medio principal
de desconexin de la instalacin y los dispositivos de proteccin contra
sobrecorriente de los circuitos derivados.
Circuito de fuerza de baja potencia.- Circuito que no es para control remoto o de
sealizacin pero que tiene suministro de energa limitado de acuerdo con los
requisitos de control remoto clase 2 y clase 3.
Circuito derivado.- Conductores del circuito formado entre el ltimo dispositivo contra
sobrecorriente que protege el circuito y la(s) carga(s) conectada(s).
Conductor activo.- Conductor de un circuito que normalmente tiene una diferencia de
potencial con respecto a tierra.
Conductor de puesta a tierra.- El conductor que se usa para conectar a tierra, en el
punto requerido, las cubiertas metlicas de los equipos, las canalizaciones metlicas
y otras partes metlicas no portadoras de corriente.
Conductor puesto a tierra del sistema.- Es el conductor de un circuito o sistema que
intencionalmente se conecta a tierra, tal como es el uso del conductor neutro.
Conductor neutro.- Conductor del sistema o circuito que est puesto a tierra
intencionalmente.
Contacto (como dispositivo de instalaciones elctricas.- Dispositivo formado por un
receptculo (no del tipo de casquillo roscado), previsto como salida de una
instalacin elctrica y que se usa para recibir las clavijas de cordones o cables
flexibles de aparatos que estn alimentados por este medio.
334
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335
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Equipo a prueba de explosin.- Equipo protegido por una caja, capaz de resistir una
explosin de un gas o vapor especfico, que puede ocurrir en su interior, de impedir la
ignicin de un especificado gas o vapor que lo rodea causado por chispas, explosin
del gas o vapor del interior de la cubierta y capaz de funcionar a una temperatura
exterior tal que la atmsfera inflamable que lo rodea no sea incendiada por su causa.
Equipo de acometida.- El equipo necesario compuesto generalmente por un
interruptor automtico o manual y fusibles y sus accesorios, colocados cerca del
punto de entrada de los conductores de alimentacin de un edificio, otra estructura u
otra rea definida y que est destinado a servir de control principal y medio de
desconexin del suministro.
Equipo del servicio.- El conjunto de aparatos, propiedad del organismo suministrador
o bajo su cuidado, necesarios para el adecuado suministro del servicio, tal como
equipo de medicin, transformadores de instrumento y gabinetes que los contienen,
cuchillas auxiliares, etc., que se encuentran instalados en el extremo de la acometida
ms prximo al servicio.
Equipo de utilizacin.- Equipo que transforma la energa elctrica en energa
mecnica, qumica, calorfica, lumnica, etc.
Equipo elctrico.- Trmino general que comprende aparatos, mquinas, dispositivos,
etc. que se usan en instalaciones elctricas, para generacin, conversin,
transformacin o utilizacin de energa elctrica, incluyendo instrumentos de
medicin, dispositivos de proteccin y aparatos accesorios.
Factor de demanda.- Relacin entre la demanda mxima de un sistema o parte de un
sistema a la carga total conectada de un sistema o a la parte del sistema bajo
consideracin.
Frente muerto.- Sin partes vivas descubiertas haca las personas en el lado de
accionamiento del equipo.
Gabinete.- Caja diseada para montaje de superficie o embutida , provista de un
marco o pestaa en el cual hay o pueden colocarse puertas de bisagra.
Guarda.- Carcaza o cubierta de los aparatos o la cerca o paredes que rodean una
instalacin para evitar a las personas un contacto accidental con partes energizadas,
o para proteger el equipo contra dao fsico.
Hermtico (a.).- (Aplicado a equipo elctrico). Construido de tal modo que el agente
externo de que se trata (y que en cada caso debe mencionarse) no puede penetrar a
la caja que protege al equipo.
Instalacin de utilizacin.- Para los fines de la presente norma, se aplica a la
instalacin de un usuario del servicio pblico de energa elctrica.
336
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337
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338
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339
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Puente de unin principal.- La conexin entre el conductor puesto a tierra del circuito
y el conductor de puesta a tierra de equipos, en la acometida.
Punteado.- Interconexin permanente de las partes metlicas para formar un camino
conductor que garantice la continuidad y capacidad de conduccin elctrica, para
transportar con seguridad cualquier corriente a la que puedan estar sometidas.
Puesto a tierra.- Conectado a tierra o a algn cuerpo conductor que sirve como tierra.
Receptculo.- Dispositivo de contacto instalado en una salida para la conexin de
una sola clavija.
Nota: Un receptculo sencillo es un dispositivo de un solo juego de contacto. Uno
mltiple es un dispositivo con dos o ms contactos.
Recinto.- Son las paredes o guardas alrededor de la instalacin para prevenir el
contacto del personal en forma accidental con partes energizadas, o para proteger el
equipo contra dao fsico.
Resguardado.- Cubierto, cercado, encerrado o protegido de otra manera, por medio
de cajas o tapas adecuadas, barreras, rieles, pantallas, placas o plataformas que
suprimen el riesgo de contacto peligroso o acercamiento de personas u objetos a un
punto peligroso. Rodeado por una caja, cubierta, cerca o paredes que impiden a las
personas tocar accidentalmente las partes energizadas.
Resistente a la intemperie (a prueba de intemperie).- Construido o protegido de
manera que al estar expuesto a la intemperie no impide su buen funcionamiento.
Equipos clasificados como "Resistente a la lluvia", "Hermtico a la lluvia", "Hermtico
al agua" pueden clasificarse como "Resistente a la intemperie", si las condiciones
climticas tales como nieve, hielo, polvo o temperaturas extremas no representan un
factor determinante.
Salida.- En una instalacin de utilizacin, caja de conexiones de la cual se toma la
alimentacin para una o varias cargas elctricas determinadas, tales como las de
luminarios, motores, contactos, etc.
Seccionador.- Aparato de maniobra destinado a separar un circuito elctrico de la
fuente de energa. No tiene capacidad de interrupcin de corriente y est destinado a
ser manipulado solamente despus de que el circuito ha sido abierto por algn otro
medio.
Separado.- No fcilmente accesible a personas, a menos que se usen medios
especiales de acceso.
Servicio contnuo.- Tipo de servicio que exige el funcionamiento de una carga
constante por un tiempo indefinidamente largo.
340
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342
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SMBOLO
Acometida
Apagador sencillo
Apartarrayos
Arbotante
Arbotante incandescente interior
Baja tubera
Batera multi-celda
Bobina de operacin
* Lugar donde se indica la funcin
343
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NOMBRE
SMBOLO
Bobina en derivacin
Bobina en serie
Botn de timbre
Cable con aislamiento para tensiones mayores a 600 volts
A. T.
B. T.
Final de cable
Conexin a tierra
Conmutador de ampermetro
CV
Conmutador de voltmetro
Corriente alterna
Corriente directa
344
CA
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NOMBRE
SMBOLO
CONTACTOS
Contacto normalmente abierto
345
2 polos
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NOMBRE
SMBOLO
Fusible desconectador
INTERRUPTORES
Smbolo general
Termomagntico
Electromagntico
346
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NOMBRE
SMBOLO
Interruptor enchufable
347
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NOMBRE
SMBOLO
Amprmetro
MD
Medidor de Demanda
Medidor de factor de potencia
FM
Frecuencmetro
FPM
Factormetro
Sincronoscopio
VM
Voltmetro
348
FP
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NOMBRE
SMBOLO
VARHM
Varhormetro
VARM
Vrmetro
WM
Wattmetro
Color ambar
Color verde
Color blanco
Color amarillo
Am
Color azul
Az
Luminario incandescente
Luminario incandescente a prueba de vapor
NOMBRE
SMBOLO
349
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VMAM
Generador
MOT
Motor
Medidor de compaa suministradora de energa
Pararrayo
Registro elctrico
RELEVADORES
Smbolo general bsico
(*) En este lugar debe aparecer el nmero de designacin
correspondiente al tipo de relevador
Resistencia
(*) Lugar donde se indica el valor
Resistencias valor fijo
Sube tubera
Tablero de distribucin de alumbrado
Tablero de distribucin de fuerza
TERMINALES
Smbolo general
NOMBRE
SMBOLO
350
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Tablilla de terminales
Transformador
Autotransformador
Autotransformador variable
Transformador de corriente
Transformador de potencial
CONEXIN DE TRANSFORMADORES
Smbolo que se debe de colocar al lado del smbolo del
transformador
2 fases, 3 hilos
2 fases, 4 hilos
351
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NOMBRE
SMBOLO
352
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CONTENIDO
APENDICE A.......................................................................................................... 354
OBJETIVO............................................................................................................... 354
1.1 NORMATIVIDAD............................................................................................... 354
1.2 CONDICIONES GENERALES DE SERVICIO .................................................. 354
1.2.1 Condiciones ambientales ............................................................................... 354
1.2.2 Operacin del sistema.................................................................................... 354
1.2.3 Cargas del sistema......................................................................................... 355
1.3 CARACTERSTICAS DE SUMINISTRO DE ENERGA .................................... 356
1.3.1 Voltaje de acometida ...................................................................................... 356
1.3.2 Diagrama de distribucin................................................................................ 356
1.3.3 Subestacin elctrica ..................................................................................... 356
1.3.4 Voltaje de operacin de los equipos de fuerza............................................... 357
1.3.5 Voltaje de operacin de los equipos de alumbrado ........................................ 358
2.0 MEMORIA DE CLCULO ................................................................................. 359
2.1 CLCULO DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR .............................. 359
2.2 CLCULO DE CORTO CIRCUITO ................................................................... 361
2.2.1 Corto circuito trifsico ..................................................................................... 361
2.2.2 Corto circuito monofsico ............................................................................... 365
2.3 CLCULO DE LA RED DE TIERRAS ............................................................... 366
2.4 CLCULO DEL CALIBRE DE CONDUCTORES .............................................. 370
2.5 CALIBRACIN DE INTERRUPTORES............................................................. 375
2.6 ESTUDIO DEL FACTOR DE POTENCIA.......................................................... 375
2.7 ESTUDIO DE CADA DE TENSIN.................................................................. 378
2.8 CLCULO DE ALUMBRADO............................................................................ 383
2.8.1 Alumbrado exterior ......................................................................................... 383
2.8.2 Alumbrado interior .......................................................................................... 385
2.9 CLCULO DE LA PLANTA DE EMERGENCIA ................................................ 389
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APENDICE A
OBJETIVO
Se disear el proyecto elctrico para la planta de tratamiento de agua, bajo los
procedimientos de diseo descrito en este manual, de tal forma que se cumplan los
requisitos de seguridad, continuidad, eficiencia, flexibilidad y economa de la planta.
1.1 NORMATIVIDAD
El proyecto elctrico de la planta de tratamiento de agua estar diseado de acuerdo
con la ltima revisin de las siguientes normas:
NOM-001-SEMP-1994 Relativa a las instalaciones destinadas al suministro y uso de
la energa elctrica
CFE
IEEE
ANSI
NEMA
ASTM
IEC
354
Regresar
355
Regresar
356
Regresar
357
Regresar
voltaje de operacin
440
2300
4000
6600
13200
100
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
10000
C.P.
voltaje recomendado
voltaje posible no recomendado
358
Regresar
= 2588.8 W
= 550 W
= 2000 W
= 500 W
= 5600 W
= 1000 W
12.238
0.9
= 13.5987 kVA
65400
4780
alumbrado
alumbrado
10
12 14
16 18
20 22 24
Hrs
DEMANDA VS TIEMPO
Factores de correccin:
F.DEMANDA ALUM =
F.DIVERSIDAD ALUM =
F.DEMANDA CONT. =
F.DIVERSIDADCONT. =
DEM. MXIMA
CARGA INST.
4780
5638.8
SUMA DE LA DEM.MX.
DEM.MX. RESULTANTE
5400
6600
5400
5400
= 0.818
= 1
359
= 0.847
4780
4780
= 1
Regresar
F.Demanda
0.847
= 6.265 X
F.Diversidad
1
0.818
= 5.996 kVA
1
kVA =
Fuerza motriz
200
188.57
175
150
125
100
75
50
25
0
2
8 10 12 14 16 18 20
Demanda vs Tiempo
360
22 24 Hrs.
Regresar
Dem.Mxima
188.57
=
= 0.56
Carga instalada
335.7
F.Diversid ad =
F.Demanda
0.56
= 335.7 X
F.Diversid ad
1
361
Regresar
362
Regresar
kVAb
300
=
= 0.003 p.u.
kVAcc
100000
Para el transformador T1
Ya que la potencia base seleccionada es la misma que la del transformador,
entonces tomaremos los valores directamente.
kVAb
300
= 0.03 x
ZT1 = Z
= 0.03 p.u.
300
kVA T1
Para el transformador T2
kVA b
300
Z T2 = Z
= 0.6 p.u.
= 0.03 x
15
kVA T2
363
Regresar
kVA m
300
0.20 x
= 0.60 p.u.
100
X
M60
= 0.20 x
XM30 = 0.28 x
300
= 2.8 p.u.
30
XM20 = 0.28 x
300
= 4.2 p.u.
20
XM10 = 0.28 x
300
= 8.4 p.u.
10
XM7.5 = 0.28 x
XM5 = 0.28 x
XEQ.TOT. =
300
= 1.00 p.u.
60
300
= 11.2 p.u.
7.5
300
= 16.8 p.u.
5
1
= 0.3089 p.u.
1
2
1
2
1
1
3
+
+
+
+
+
+
0.60 1.00 2.8 4.2 8.4 11.2 16.8
364
Regresar
kVAb
3 ZTOT kVb
300
0.0284
( 3)
( 0.44)
= 13860.841 A
kVAb
ZTOT
300
= 10563.380 KVA
0.0284
365
Regresar
XR
XT2
XT1=0.03
0.0284x0.442 x1000
= 0.0183
300
0.03x0.442 x1000
= 0.01936
300
I1fccsim =
3 V L-N
X1 + X2 + X0
3x
440
3
= 13618.698 A
0.0183 + 0.0183 + 0.01936
Regresar
ICC
Tm - Ta
log
+ 1
234
+
Ta
33S
19266.568
450 - 40
log
+ 1
234 + 40
33x0.066
= 45110.203 CM
El calibre mnimo es de 3 AWG (52,640 cm), pero se usar el calibre 2 AWG (para
reducir el tamao de la malla secundaria).
Longitud mnima del conductor de la red de tierra
km =
1
D2
1
+ Ln (3/4) (5/6) (7/8)...
Ln
16 hd
2
km =
4
1
1
3
+ Ln = 0.524
Ln
-3
2
16x0.7x7.42x10
4
367
Regresar
L=
Nmero de varillas
2m
2m
40m
R=
donde:
r=
Ar
4r
(57x40) = 26.939 m
368
26 m
Regresar
Por lo que:
70
70
+
= 0.824
4 26.939 401
Potencial en la red de tierras
E = Icc x R = 19266.568 x 0.824 = 15875.65 V
R=
Potenciales tolerables
Ep =
Ec =
Potenciales probables:
ks =
ks =
1 1
+
2h D + h 2D 3D
+ ...
1 1
1
1
+
+
ks = 0.534
Epr = kski
Em = kmki
Icc
Lprop
= 0.534x1.166x70x
19266.568
= 2094.10 V
401
Icc
19266.568
= 0.524 x1.166x70 x
= 2054.88 V
Lprop
401
Condiciones de seguridad:
Epr < Ep
Em < Ec
2094.10 < 7263.39
2054.88 < 2105.83
Por lo tanto la red propuesta cumple con las condiciones de seguridad
369
Regresar
370
Regresar
2 3 L In
2 x 3x125x130
=
= 1.5%
VS
440 x 8503
.
D2
4
(15.1) 2
4
= 179.08 mm2
c) rea de la tubera
Al ser ms de dos conductores se utilizar el 40 % del rea de la tubera.
A tub =
2
AT x 100 537.24 x 100
=
= 1343.1mm
40
40
371
Regresar
d) Dimetro de la tubera
(tub ) =
4 x AT
4 x 1343 . 1
= 41 . 35 mm
372
Regresar
CTO
No.
PE-1
(m)
10
CTO.
No.
CF-1
CF-2
CF-3
CF-4
CF-5
CF-6
CF-7
CF-8
CF-9
CF-13
CF-14
CF-15
CF-16
CF-17
CF-18
CF-19
CD-12
250
480
0.8
--------
1.07
0.95
373
(amp)
300
(amp)
375.9
(AWG)
3/0
%
0.15
ANCHO cm
15
Regresar
kVAx1000
3 Vn
300x1000
3 440
= 393.65 A
472.38
= 536.8 A
0.88 x 1
Por lo tanto seleccionaremos 2 conductores por fase de calibre 300 MCM (152.0
mm2)
Cada de tensin:
2
%e =
( 3) (24) 393.65
440 (2) (152)
= 0.24
T + 234
= 0.0297 log 2
T1 + 234
donde:
T2
T1
Regresar
Por lo que la mxima corriente de corto circuito que puede soportar el conductor es:
I= 23.370kA > Icc del sistema
Por lo que se concluye que el conductor es adecuado.
Proteccin del alimentador principal.
La corriente nominal es de 393.65 A, la impedancia del transformador es de 3%, por
lo tanto el ajuste del interruptor ser del 125%.
Regresar
C.P.
60
30
20
10
7.5
5
F.P.
0.91
0.89
0.88
0.88
0.86
0.85
0.91
0.89
0.88
0.87
0.87
0.85
V
440
440
440
440
440
440
kW
44.76
22.38
14.92
7.46
5.595
3.73
TRANSFORMADORES.
No.transf.
kVA
kW
% Iexc
%Z
F.P.
1
1
15
300
13.5
2.0
2.4
3.0
30
0.9
Regresar
KVA
( KVA
)
( 12
)
15
nom
kVA SISTEMA =
(85.50)2 + (169.71)2
377
Regresar
kWSISTEMA
KVA SISTEMA
F.P. =
169.716
= 0.893
190.036
KWSISTEMA
KVA CORREGIDO
F.P.CORREGIDO =
169.716
= 0.913
185.815
Por lo que la potencia reactiva del banco de capacitores debe ser como mnimo de
9.843 kVAR para carregir el factor de potencia a 0.913.
2.7 ESTUDIO DE CADA DE TENSIN
Considerando la condicin ms crtica, el arranque del motor mayor del grupo y los
dems a plena carga.
378
Regresar
* Relevo
** En el caso de crcamo de aguas tratadas donde se tiene el motor de mayor potencia (100 C.P.), aunque ste es de
relevo, para efectos de clculo se considera que podr entrar en servicio en cualquier momento, aunque los otros dos
motores tambin lo estn.
379
Regresar
Sbase
300KVA
=
= 0.003 p.u.
Scc 100,000KVA
Z ma
Vf n 440 3
=
= 1.95
In
130
Vf n 440 3
=
= 0.335
Ia
758
Zmp =
440 3
= 6.05
42
440 3
= 9.07
28
440 3
= 16.94
15
440 3
= 23.1
11
380
Regresar
440 3
= 32.16
7.9
Z%TSbase 3(300)
=
= 0.03 p.u.
100Strans 100 (300)
Z ma =
Sbase(Z mp )
1000
(1.95)
(0.44)2
= 3.022 p.u
Sbase(Z ma ) 300
=
1000Strans 1000
(0.335)
(0.44)2
= 0.519 p.u
1000Strans
Z mp =
1000
300
1000
300
1000
300
1000
300
(3.17 )
(0.44)2
= 4.91 p.u.
(6.05)
(0.44)2
= 9.38 p.u.
(9.07 )
(0.44)2
= 14.05 p.u.
(16.94)
= 26.25 p.u.
(0.44)2
Z mp =
300
1000
(32.16)
(0.44)2
381
= 49.83 p.u.
Regresar
1
= 2.487
0.402
382
Regresar
VN V1 440 403.48
=
x 100 = 8.3
VN
440
% e = 8.3
6.1 m
7.07 m
X
D
5 m
12 m
383
Regresar
c) Determinar el C.U.
Para determinar el coeficiente de utilizacin es necesario calcular los siguientes
ngulos:
Punto crtico
ngulos verticales
7.07
X PC = tan-1
6.1
= 49.21
7.82
X PC = tan-1
6.1
= 52
9.21
X PC = tan-1
6.1
= 56.5
Punto crtico
ngulos horizontales
D
E
F
2.20
CPD = tan-1
= 13.81
8.94
1.38
= 10.17
BPE = tan-1
7.69
0.418
= 3.38
APF = tan-1
7.05
e) Determine el FM
Para determinar el factor de mantenimiento tenemos los siguientes datos:
d = 0.7
D = 0.88
Siendo el valor del coeficiente de depreciacin ya que es un luminario de tipo
ventilado. Para el coeficiente D remtase a informacin de fabricante.
Por lo tanto:
FM = D x d = 0.7 x 0.88 = 0.61
f) Determine el nivel luminoso
Nivel luminoso =
Regresar
Nivel luminoso =
10 m
385
Regresar
d) Determine el FM
De los datos de fabricante obtenemos el valor para D = 0.89
Considerando que las luminarias se encuentren instaladas en un ambiente limpio, y
se les realice limpieza cada dos aos d= 0.78
Por lo tanto:
IC =
(10 ) (4 ) = 1.09
A xL
=
H (A + L ) 2.6 (10 + 4 )
No. de luminarias =
600 (40)
= 4.61 5 luminarias
12400 (0.608) (0.69)
Area
40
=
= 2.82m
No. de luminarias
5
Largo
10
=
Es
282
.
ancho
4
=
Es
282
.
386
= 354
.
3
= 141
.
2
Regresar
10
= 3.33 m
3
=
3 .33
= 1 .66 m
2
4
=2m
2
=
2
=1m
2
4m
10 m
Procediendo en forma anloga obtenemos los siguientes resultados para:
La oficina 2 luminarias tipo fluorescente 4x38 W
El pasillo 2 luminarias tipo fluorescente 2x38 W
El bao del cuarto de control 1 lmpara incandescente 100 W
El cuarto de control 3 luminarias tipo fluorescente 4x38 W
El dormitorio de la caseta de vigilancia 1 luminaria tipo incandescente75 W
El bao de la caseta de vigilancia 1 luminaria tipo incandescente 60 W
La caseta de vigilancia 1 luminaria tipo incandescente 100 W
*Todos a 60 H y 127 volts
387
Regresar
X X
LABORATORIO
FECHA: XX - XX - XX .
. No.
X X X
. PLANO No. X X X .
CALCULO: X X X X X.
DATOS GENERALES
a) Largo
10 m.
DIMENSIONES
b) Ancho
4 m.
DEL LOCAL
Altura piso
piso a techo 3 m.
c) REA
40 m.
TECHO
80 %
MUROS
80 %
d) NIVELES DE ILUMINACIN 600 LUX
REVISO: X X X X X .
DATOS DE LUMINARIA
TIPO:
FLUORESCENTE
MARCA:
HOLOPHANE
CATALOGO:
POTENCIA:
4 X 38 WATTS
e) LUMENES POR LUMINARIA
11840
f) ALTURA DE MONTAJE SOBRE
EL PLANAO DE TRABAJO
2.6 m.
g) D = DEPRECIACIN DE
LUMENES
0,89 %
h) d = DEPRECIACIN DEBIDO
AL POLVO
0,78 %
RESULTADOS
i) FACTOR DE MANTENIMIENTO
j) INDICE DEL LOCAL
k) COEFICIENTE DE UTILIZACIN
l) No. DE LUMINARIAS
m) ESPACIAMIENTO ENTRE LUMINARIAS
n) ESPACIAMIENTO ENTRE LUMINARIAS A LO LARGO
) ESPACIAMIENTO ENTRE LUMINARIAS A LO ANCHO
DISTRIBUCIN A LO LARGO
o) ENTRE LUMINARIAS
p) ENTRE LUMINARIAS Y PARED
DISTRIBUCIN A LO ANCHO
q) ENTRE LUMINARIAS
r) ENTRE LUMINARIAS Y PARED
s) TOTAL DE LUMINARIAS A INSTALARSE
CALCULOS
i) FM = g x h = (8.89) (0.78) = 0.69
j) INDICE DEL LOCAL =c/(f x (a + b =(40)/(2.6) (10 + 4) = 1.09
l) No. DE LUMINARIAS =(d x c )/(e x k x i)=(600 x 40)/(11840 x 0.608 x 0.69)
= 4.8325
m) SQR (c/l) = SQR (40/5) = 2.82
388
0,69
1,09
0,608
5
2.82 m
3.5 m
1.41 m
3.33 m
1.66 m
2m
1m
6 LUMINARIAS
Regresar
TENSIN
NMERO
CANTIDAD
ALUMBRADO
Incandescente
Fluorescente
NOMINAL
127
127
DE FASE
1
1
3
19
POTENCIA
CONSUMIDA
WATTS
VA
100
100
182.4
202.67
POTENCIA TOTAL
WATTS
300
3465.6
VA
300
3850.67
Datos de motores:
POTENCIA
(C.P.)
60
30
20
20
7.5
5
5
LETRA
CODIGO
K
H
G
G
E
E
E
NMERO DE
FASES
3
3
3
3
3
3
3
TENSIN
NOMINAL
440
440
440
440
440
440
440
TIPO DE
ARRANQUE
TENSIN PLENA
TENSIN PLENA
TENSIN PLENA
TENSIN PLENA
TENSIN PLENA
TENSIN PLENA
TENSIN PLENA
FACTOR
MULTIPLICADOR
1
1
1
1
1
1
1
VELOCIDAD
(R.P.M.)
1800
1800
1800
1800
3600
3600
3600
(1 CP = 745 W)
La orden en que entrarn los motores para ser alimentados por la planta de emergencia, es el mismo orden que se
indica en la tabla anterior.
Datos de otras cargas:
NOMBRE DEL EQUIPO
TENSIN
NOMINAL (VOLTS)
127
NMERO
DE FASES
389
CANTIDAD
POTENCIA
CONSUMIDA
WATTS
VA
35
35
POTENCIA TOTAL
WATTS
35
VA
35
Regresar
Columna 5
En el motor de 44.7 kW (60 C.P.) Con letra cdigo k, los kVA a rotor bloqueado sern
de 606 (ver tabla 7.7.6 del captulo 7 del Manual de Procedimientos).
Columna 6
El factor de potencia al arranque del motor de 44.7 kW (60 C.P.) es de 0.35 y su
potencia en kW ser:
kW60 = kVA x F.P Arranque
kW60 = 606x0.35
kW60 = 212.1
Columna 7
La potencia nominal del motor en kVA ser:
kVA =
0.746xC.P.
F.P.xEFIC.
kVA =
0.746x60
= 54.05
0.91x0.91
kW =
Columna 9
La carga acumulada del motor de 60 en kVA ser:
kVA=kVAN+kVAAcumulada=54.05+3.8=57.85
Columna 10
La carga acumulada del motor de 60 en kW ser:
kW=kWN+kWAcumulada=49.19+4.186=53.38
Columna 11
La carga acumulada a rotor bloqueado del motor de 60 en kVA ser:
kVA=kVARB+kVAAcumulada=606+3.8=609.8
390
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Columna 12
La carga acumulada a rotor bloqueado del motor de 60 en kW ser:
kW=kWRB+kWAcumulada=212.1+4.186=216.3
Seguiremos el mismo procedimiento para cada uno de los motores, obtenindose los
siguientes datos:
391
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DATOS DE PLACA
1
CARGA A
ROTOR
BLOQUEAD
O
5
6
3
4
No. TENSI
LETRA
N
DE
POT.
kVA
kW
CDIG
FASE NOMINA
C.P.
O
L
S
ALUMBRADO Y EQUIPO DE SEGURIDAD Y
CONTROL
60
K
3
440
606
212
30
H
3
440
239
100
20
G
3
440
141
66
20
G
3
440
141
66
7.5
E
3
440
42
23
5
E
3
440
28
16
5
E
3
440
28
16
CARGA A
VELOCIDAD
NOMINAL
7
kVA
kW
54
28
19
19
7
5
5
49.19
25.15
16.95
16.95
6.43
4.39
4.39
392
CARGA ACOMULADA
MOTOR A VEL. NOM.
+OTRAS CARGAS
9
10
kVA
kW
CONTINUOS CONTINUOS
3.800
4.186
57.85
86.1
105.37
124.64
132.12
137.28
142.44
53.38
78.53
95.48
112.43
118.86
123.25
127.64
12
kVA
MAXIMOS
kW
MAXIMOS
609.8
296.85
227.7
246.97
166.94
160.12
165.28
216.3
153.76
145.08
162.03
135.69
135.66
140.05
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393
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CONTENIDO
APNDICE B .......................................................................................................... 395
1.0 OBJETIVO......................................................................................................... 395
2.0 ALCANCE ......................................................................................................... 395
3.0 MEMORIA DESCRIPTIVA ................................................................................ 395
4.0 MEMORIA DE CLCULO ................................................................................. 395
5.0 PLANOS............................................................................................................ 395
6.0
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APNDICE B
DOCUMENTOS QUE INTEGRAN UN PROYECTO ELCTRICO
1.0 OBJETIVO
Establecer los documentos de los que consta un proyecto elctrico en los sistemas
de agua potable y alcantarillado.
2.0 ALCANCE
Proporcionar una gua para conformar la documentacin necesaria en el proyecto.
3.0 MEMORIA DESCRIPTIVA
En este punto se deber de tener en cuenta las consideraciones y datos iniciales que
se requieren para el desarrollo del proyecto elctrico, su contenido deber incluir:
a) Necesidades del proyecto:
Condiciones ambientales, operativas y de servicio
b) Caractersticas del suministro de energa elctrica:
Nivel de tensin, frecuencia, nmeros de fases, nmero de hilos, etc
4.0 MEMORIA DE CLCULO
Deber de contener las condiciones, criterios y desarrollo de clculos usados en el
diseo del sistema elctrico, incluyendo:
Anlisis y seleccin de alternativas
Seleccin del diagrama de distribucin
Seleccin del voltaje (de operacin y distribucin)
Seleccin del tipo de subestacin
Clculo de la capacidad del transformador
Clculo de la capacidad del generador de emergencia
Clculo de la corriente de corto circuito
Estudio de la cada de tensin
Coordinacin de protecciones
Estudio de factor de potencia
Clculo de conductores
Calibracin de interruptores
Sistema de tierras
Clculo de la red de tierras
Clculo del alumbrado interior
Clculo del alumbrado exterior
5.0 PLANOS
Los planos se elaborarn tomando en cuenta lo siguiente:
395
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Acometida
Subestaciones, en su caso, mostrado las caractersticas principales de los equipos
que la integran. Si la subestacin es del tipo unitario se indicar el nmero de la
autorizacin de la Direccin General de Normas de la Secretaria.
Alimentadores hasta los centros de carga, tableros de fuerza, alumbrado, etc.;
indicando su longitud en cada caso y cada de tensin representada en por ciento.
Alimentadores y circuitos derivados, excepto los controles desde los tableros de
alumbrado. Tipo, capacidad interruptiva y rango de ajuste de cada una de las
protecciones de los alimentadores principales y derivados. Calibre, tipo de material y
aislamiento de los conductores activos y neutros de los alimentadores principales y
derivados. Tipo y dimensiones de la canalizacin empleada en cada alimentador.
Cuadro de distribucin de cargas
Deber contener:
Alumbrado
Nmero de circuito, nmero de lmparas, contactos, dispositivos elctricos por cada
circuito, fases a que va conectados el circuito, carga en watts y corriente en amperes
de cada circuito, calibre de los conductores, dimetro de tubera y proteccin contra
sobrecorriente por cada circuito, desbalanceo entre fases expresado en por ciento.
Fuerza
Nmero de circuito, fases del circuito, caractersticas de los motores o aparatos y sus
dispositivos de proteccin y control as como indicar a que circuito estn conectados
y el nombre de la mquina o mquinas que accionen, calibre de conductores,
dimetro de tubera o ducto y el resumen de cargas indicando el desbalanceo entre
fases expresado en por ciento.
Planos de planta y elevacin
Debern contener:
Localizacin del punto de la acometida, del interruptor general y del equipo principal
incluyendo el tablero o tableros generales de distribucin. Localizacin de centros de
control de motores, tableros de fuerza, de alumbrado y contactos y de concentracin
de interruptores. Trayectoria horizontal y vertical (cuando sta excede de 4 metros)
de alimentadores y circuitos derivados, tanto de fuerza como de alumbrado
identificando cada circuito e indicando su calibre y canalizacin de motores y equipos
alimentados por los circuitos derivados, localizacin de los arrancadores y sus
medios de desconexin. Localizacin de contactos y unidades de alumbrado con sus
controladores, identificando las cargas con su circuito y tablero correspondiente.
Localizacin, en su caso, de reas peligrosas indicando su clasificacin de acuerdo a
las normas de instalaciones elctricas. Si en el proyecto existen puntos que puedan
397
Regresar
Regresar
Regresar
400
Regresar
6.0
ESPECIFICACIONES ELCTRICAS
a) Contenido
Las especificaciones de los equipos debern contener como mnimo la siguiente
informacin:
Objetivo
Campo de aplicacin
Normas que aplican
Alcance del suministro
Caractersticas tcnicas
Accesorios
Pruebas
Empaque y embarque
Dibujos del fabricante
Hoja de datos
Cuestionario
b) Relacin de especificaciones
Debern elaborarse especificaciones para los equipos y materiales ms importantes
del proyecto elctrico, estos pueden ser:
Generales de instalacin
Transformadores de potencia y/o distribucin
Interruptores
Apartarrayos
Cuchillas seccionadoras
Cortacircuitos fusible y/o desconectadores
Transformadores de potencial y de corriente
Herrajes, aisladores, conectores de la subestacin
Tableros blindados, centro de control de motores
Cables de potencia
Transformadores de servicios auxiliares
Tableros
Motores
Materiales para distribucin de fuerza, alumbrado, tierras y control
Banco de capacitores
Banco de bateras y cargadores
7.0
CATLOGO DE EQUIPO Y MATERIALES
Descripcin de todos los equipos y materiales elctricos; clasificacin con clave,
concepto, unidad y cantidad. El siguiente ejemplo puede servir como gua:
401
Regresar
CLAVE
CONCEPTO
CANTIDAD
UNIDAD
SUBESTACION ELCTRICA
SE-1
TRANSFORMADOR
PZA
SE-2
CORTACIRCUITOS MONOPOLAR
PZA
SE-X
........ETC.
PZA
SF
SF-1
........ETC.
PZA
ST
SISTEMA DE TIERRAS
ST-1
........ETC.
PZA
AI
ALUMBRADO INTERIOR
AI-1
........ETC.
PZA
ETC., ETC
402
Regresar
pie, ft.,
plg., in,
0.3048
25.4
metro
milmetro
m
mm
kgf/cm2
98,066.5
Pascal
Pa
6,894.76
98,066.5
9,806.65
Pascal
Pascal
Pascal
Pa
Pa
Pa
mm Hg
bar
133.322
100,000
Pascal
Pascal
Pa
Pa
kgf
9.8066
Newton
lb
oz
0.453592
28.30
kilogramo
gramo
kg
g
kgf/m3
9.8066
N/m3
N/m3
lb/ft3
157.18085
N/m3
N/m3
CP, HP
745.699
Watt
CV
735
Watt
0.01
Mili Pascal
segundo
mPa.s
Stoke
m2/s (St)
cal
4.1868
Joule
BTU
1,055.06
Joule
tk=tc + 273.15
Grado Kelvin