memoria de calculo electrica

Proyectos Ejecutivos para el Programa de Saneamiento Integral de Cd. Miguel Alemán, Tamaulipas
Anexo C. Elaboración de Anteproyectos.
MEMORIA DE CALCULO ELECTRICA DE LA PLANTA DE
BOMBEO GENERAL.
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Anexo C. Elaboración de Anteproyectos.
MEMORIA DE CALCULO ELECTRICA
DE LA PLANTA DE BOMBEO
1.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA.
El sistema eléctrico correspondo a la planta de bombeo de la ciudad de Miguel Alemán
Tamaulipas
Acometida Eléctrica. La acometida será proporcionada por la compañía suministradora a una
subestación tipo poste con una capacidad de 112.5 KVA, relación de 13.2 KV.-440/254 V.
Centro de Control de Motores. Formado por gabinetes tipo sobreponer en muro, servicio
interior NEMA-1 , usos generales, para operar a 440 V., 3F, 3H, 60 Hz. el cual los interruptores
termo magnéticos de cada uno de los motores se localizan en un tablero general tipo NF , el
arrancado tipo autotransformador se localiza en su gabinete exclusivamente con todos sus
elementos de control y de medición.
Alumbrado interior. En la caseta de CCM, se emplean luminarias fluorescentes a base de
lámparas de 2x32 W, la energía que se emplea para este fin proviene de un sistema a 220/127
V, 60 Hz.,a través de un transformador tipo seco que nos proporciona este voltaje.
Alumbrado exterior. Se emplean luminarias tipo punta de poste, con lámparas de aditivos
metálicos de 175 watts, 220 V. Y 60 Hz.
Distribución de fuerza. Se da a través de cables con aislamiento THW-LS 75°C., en tubos
conduit pared gruesa galvanizada y condulets en los cambios de dirección. La conexión del
motor se hará mediante tubo flexible tipo liquatite.
Red de Fuerza. Los elementos básicos que componen la red de fuerza en baja tensión son
interconexión entre: acometida eléctrica,-CCM, CCM-alimentación a motores y CCMtransformador tipo seco este a su vez alimenta a tablero de alumbrado.
Cuando falle la energía proporcionado por comisión federal de electricidad entrara una planta
generadora de energía de 100 kw /125 kva. Para dar servicio a nuestra planta de bombeo.
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Anexo C. Elaboración de Anteproyectos.
MEMORIA DE CALCULO ELECTRICA
DE LA PLANTA DE BOMBEO
SELECCIÓN DEL VOLTAJE.
Debido a que el sistema de 440 v. Presenta menores perdidas eléctricas así como, menor caída
de voltaje será la alimentación en baja tensión utilizada.
CALCULO DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS.
1) MOTOR DE 40 HP
Tensión 440 V
F.S. = 1.15
VELOCIDAD = 1760 r.p.m.
Considerando
F.P. = 0.89
 = 0.93
In =
746 x H.P.xF.S.
746 x 40 x 1.15

3 x V x  x F.P.
3 x 440 x 0.93x 0.89
In = 54.4 Amp.
La corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna (tabla 430.150 de la norma
NOM-001-SEMP-1999) de 40 c.p. (29.84 kw) a 440 v.c.a. es de 52 amp.
CALCULO DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS.
2) MOTOR DE 40 HP
Tensión 440 V
F.S. = 1.15
VELOCIDAD = 1760 r.p.m.
Considerando
F.P. = 0.89
 = 0.93
In =
746 x H.P.xF.S.
746 x 40 x 1.15

3 x V x  x F.P.
3 x 440 x 0.93x 0.89
In = 54.4 Amp.
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Anexo C. Elaboración de Anteproyectos.
La corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna (tabla 430.150 de la norma
NOM-001-SEMP-1999) de 40 c.p. (29.84 kw) a 440 v.c.a. es de 52 amp.
3) CALCULO DE LOS CONDUCTORES POR CAPACIDAD DE CORRIENTE PARA LOS
MOTORES DE 40 HP.
In = 54.4 AMP.
Factor de agrupamiento: 1.00 (3 conductores) Tabla A-310-11
Factor de temperatura: 0.88 (36-40 ºc) tabla 310-16
Los conductores derivados para alimentar un solo motor, deberán tener capacidad no menor al
125% de la corriente nominal del motor a plena carga (430-22) (a) NOM-001-SEDE-1999)
Icond =
In x 1.25
54.4 x 1.25

F.A. x F.T. 1.0 x 0.88
I cond = 77.27 AMP.
Se selecciona un conductor por fase calibre 2 AWG, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de conducción
de 115 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999.
Los cuales se alojarán en una tubería conduit galvanizada de pared gruesa de 32 mm 1 1/4” de
diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999).
4) COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION.
DATOS:
Calibre 2 AWG
Area en mm2 33.62
Longitud 30 m
Tensión 440 v
Corriente a plena carga del motor 54.4 amp
E% =
2 x 3 x L x I 2 x 3 x 30 x54.4

S x VL
33.62x 440
E% = 0.01
La caída de tensión permisible en un circuito derivado es de 3%, teniendo un global entre
circuito alimentador y circuito derivado de 5% (215.2 nota 1 de la norma NOM-001-SEDE-1999),
por lo tanto el conductor seleccionado es el adecuado.
5) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CIRCUITO CORTO Y FALLA A TIERRA A
MOTOR DE 40 HP.
Corriente nominal = 54.4 amp.
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Considerando un factor de multiplicación del 125% como rango de ajuste mínimo para el
dispositivo de protección.
IINT. = 54.4 X 1.25 = 68.0 AMP.
Este valor es correcto porque según la tabla 430-152 de la norma NOM-001-SEDE-1999 el
rango máximo o ajuste de disparo para un interruptor termomagnético de tiempo inverso para
un motor de corriente alterna de jaula de ardilla arranque a tensión reducida tipo
autotransformador sin letra de código será de 250% de la corriente a plena carga.
Se selecciona un interruptor termomagnético de 3 x 100 amp con tensión de operación 440 v
(600 v máximos), 60 hz., capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco
recomendado por el fabricante SQUARE D es FH se anexa copia).
6) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA SOBRECARGA.
Según el artículo 430.32 el dispositivo de sobrecarga que sea sensible a la corriente del motor,
su corriente de disparo no será mayor al 115% de la corriente del motor, para motores con
factor de servicio menor a 1.5 y con aumento de temperatura menor a 40 ºC.
Isc = 54.4 x 1.15 = 62.56
Se seleccionan elementos térmicos tipo bimetalito con un rango de disparo de (50-63) amp. Se
anexa copia.
7) ARRANCADOR
En general los interruptores son de tipo termo-magnéticos con capacidades nominales
comerciales, dotados de sus respectivas protecciones térmicas
SELECCIÓN DE INTERRUPTOR Y ARRANCADOR MAGNETICO
No
MOTOR
APLICACIÓN
CORRIENTE A
PLENA CARGA
Bomba
H.P. o KVA
440 v,
3f,60Hz
40
1
54.4
ATP
110-15
2
Bomba
40
54.4
ATP
110-15
3
RESERVA
Bomba
40
54.4
ATP
110-15
TIPO
INTERRUPTOR Y ARRANCADOR MAGNETICO
CAPACIDAD
TENSIÓN
TIPO / TAMAÑO
(v)
(A)
3X100
440
Tensión reducida –auto
MCA. SQUARE
transformador / 4
D
3X100
440
Tensión reducida –auto
MCA. SQUARE
transformador / 4
D
3X100
440
Tensión reducida –auto
MCA.
transformador / 4
SQUARE D
MCA
SIEMENS
ELEMENT
O
TERMICO
50-63
SIEMENS
50-63
SIEMENS
50-63
Se selecciona un arrancador magnético a tensión reducida tipo auto transformador en gabinete
nema 1 con botones de arranque y paro, así como lámparas indicadoras (roja y verde).
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8) CALCULO DEL TRANSFORMADOR.
8.1) 1 MOTOR DE 40 HP.
DATOS:
TENSION 440 V
F.S. = 1.15
F.P. = 0.89
 = 0.93
VELOCIDAD = 1770 r.p.m.
KVA =
H.P.x 0.746x F.S. 40 x 0.746x 1.15

 41.46 KVA
 xF.P.
0.93x 0.89
SON TRES MOTORES DE IGUAL CAPACIDAD LOS CUALES DOS ESTARAN EN SERVICIO
Y UNO EN RESERVA.
8.2) 6 KVA DE USOS GENERALES
Esta capacidad esta en función de los requerimientos del uso, del equipo de alumbrado y
servicios generales.
KVA totales = 41.46+41.46+6 = 88.92
Se selecciona un transformador de 112.5 kva, 13.2 kv-440/254 v, delta-estrella, 3 fases, 60 hz,
enfriamiento OA montaje en poste.
8.3) FUSIBLE DE ALTA TENSION
Transformador de 112.5 KVA
Ip =
KVA
112.5

3 xKV
3 x13.2
Ip = 4.92 AMP.
Según la tabla 450.3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-1999, el rango de ajuste para el dispositivo
contra sobrecorriente (fusible) para el primario de un transformador con voltaje mayor a 600 v y
una impedancia no mayor a 6% no debe ser mayor del 300% de la corriente del transformador.
I fus = Ip x 3 = 4.92 x 3 = 14.76 AMP.
El fusible comúnmente usado para la protección de un transformador trifásico de 112.5 kva a
13.2 kv es de 10 amp. (manual elmex)
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Se selecciona un fusible de 10 amp. para una tensión nominal de 13.2 kv y una capacidad
interruptiva de 1600 mva.
8.4)SELECCIÓN DE LA CUCHILLA SECCIONADORA.
La cuchilla para aislar la subestación del sistema de distribución de la Cía. de Luz esta en
función de la tensión del sistema en este caso es de 13.2 Kv.
Donde para esta tensión la capacidad nominal de la cuchilla es de 15 Kv. según tabla 4.2 del
libro V 4.3 Selección de equipo eléctrico.
9) CALCULO DEL CIRCUITO ALIMENTADOR (CONDUCTOR)
La planta opera con dos equipos de bombeo en operación de 40 hp y un transformador de
servicios generales de 6 kva (220 v).
El alimentador será capaz se soportar la corriente generada por el transformador de 112.5 kva.
DATOS:
=
ITrans
KVA
112.5

 147..62
3 *KV 3 *0.44
ITrans = 147.62 AMP.
De acuerdo al artículo 430.24 los conductores que alimentan varios motores deberán tener una
capacidad de conducción de corriente igual a la suma de las corrientes a plena carga de todos
los motores, más el 25% de la corriente del motor mayor.
Factor de agrupamiento: 0.8 (4 conductores) Tabla A-310-11
Factor de temperatura: 0.88 (36-40 ºc) tabla 310-16
En este caso sera la corriente nominal de la capacidad total del transformador de 112.5 kva.
(147.62 Amp.)
IALIM 
1.25 (147.62)
= 209.7 AMP
1.0 * 0.88
IALIM = 262.1 AMP.
Se selecciona un conductor por fase calibre 300 KCM, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de
conducción de 285 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999.
Los cuales se alojarán en una tubería conduit de pared gruesa galvanizada de 76 mm 3 1/2” de
diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999).
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10)COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION.
DATOS:
Calibre 300 KCM
Area en mm2 152
Longitud 25 m
Tensión 440 v
Corriente a plena carga del transformador 147.62 amp
E% =
2 x 3 x L x I 2 x 3 x 25 x147.62

S x VL
107.2x 440
E% = 0.27
La caída de tensión permisible en un circuito derivado es de 3%, teniendo un global entre
circuito alimentador y circuito derivado de 5% (215.2 nota 1 de la norma NOM-001-SEDE-1999),
por lo tanto el conductor seleccionado es el adecuado.
11) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CORTO CIRCUITO Y FALLA A TIERRA DEL
CIRCUITO ALIMENTADOR, PARA SELECCIÓN DEL INTERRUPTOR PRINCIPAL.
DATOS:
IM40 = 54.4 AMP. Interruptor 3 x 100 amp
El artículo 430.62 indica que el dispositivo de protección de valor nominal o ajuste no mayor de
la capacidad del mayor de los dispositivos de protección del circuito derivado contra
cortocircuito y falla a tierra más la suma de las corrientes a plena carga de los otros motores.
IINT  IINT MAYOR  IDEMAS. CARGAS
=(100) + 54.4 + 7.87
I INT = 162.27 AMP
La tabla 450.3 (a) (1) indica que el rango de ajuste para el dispositivo contra sobrecorriente
(interruptor) para el secundario de un transformador con voltaje menor a 600 v y una
impedancia no mayor a 6% no debe ser mayor del 125% de la corriente del transformador.
ISECUND 
KVA
112.5

3 x KV
3 x 0.44
I SECUND = 147.62 AMP.
I ALIM = 1.25 x 147.62 = 184.52 AMP.
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Anexo C. Elaboración de Anteproyectos.
Se selecciona un interruptor termomagnético de 3P x 200 amp con tensión de operación 440 v
(600 v máximos), 60 hz, capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco
recomendado por el fabricante SQUARE D es KA se anexa copia).