kA - Biblioteca, FES-C

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN TIENDAS DEPARTAMENTALES
TRABAJO PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
PRESENTA
JAVIER SOTO FRANCO
ASESOR: ING. CASILDO RODRÍGUEZ ARCINIEGA.
CUAUTITLÁN IZCALLI, ESTADO DE MÉXICO 2014
1
2
AGRADECIMIENTOS:
A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme la
oportunidad de realizar mi formación profesional.
A mis padres: Ofelia Franco Dorantes y Genaro Soto Chávez que
me han apoyado incondicionalmente durante toda mi vida tanto
estudiantil como laboral.
A mi esposa Verónica Patricia López Ortiz y a mis hijos Javier,
Fernando y Camilo que han sido una gran motivación y les
comparto el resultado de éste gran esfuerzo que en conjunto
hemos emprendido y finalmente concluimos de forma más que
satisfactoria.
A mis hermanos y hermanas que han tenido confianza y apoyo
en mis aspiraciones personales en general.
A mis profesores que me han formado de manera incondicional
y han compartido sus conocimientos y experiencias para fines de
que yo sea un mejor profesionista.
A mi Gerente Corporativo Guillermo Adolfo Hernández y a mi
Coordinador de Ingenierías y jefe inmediato Orlando Morales
Carrión que incondicionalmente han impulsado a mi conclusión
de titulación y que me ha dado todo el apoyo necesario para
lograrlo.
A mi asesor de Tesis Ing. Casildo Rodríguez Arciniega por su
apoyo y dedicación a mi trabajo profesional de titulación.
3
ÍNDICE
Contraportada…………………………………………………………………………1
Votos aprobatorios.…………………………………………………………………2
Agradecimientos……………………………………………………………………..3
Índice……………………………………………………………………………………….4
Objetivo……………………………………………………………………………...…6
Introducción..………………………………………………………….……………7
CAPITULO 1.
LA EMPRESA LIVERPOOL……………………..……9
1.1. Historia Grupo Liverpool……..……………………………………….12
1.2. Logros y posicionamiento de la empresa Liverpool….…….16
1.3. Organigrama del departamento de Ingenierías………………18
CAPITULO 2.
DIRECCIÓN TÉCNICA GERENCIA CORPORATIVA DE
INGENIERÍA……………………………………………………………………………19
CAPITULO 3.
ACTIVIDADES PROFESIONALES……………………22
3.1. Bases de diseño de proyectos eléctricos .………..…………..24
3.2. Señalización en instalaciones eléctricas …………..…………...26
3.3. Sistema de puesta a tierra principal o básico (criterios de
diseño)…………………………………………………………………………………..33
4
3.4 Construcción del sistema de puesta a tierra principal
(SPTP)…………………………………………………………………………………….42
3.5 Sistema de protección contra tormentas eléctricas
(SPTE)…………………………………………………………………………………….46
3.6 Proyecto eléctrico (criterios de diseño y cálculo de circuitos
derivados y alimentadores)……………………………………………………49
3.7 Estudio de corto circuito………….………………………………………82
3.8 Coordinación de protecciones contra sobrecorriente…….114
CONCLUSIONES……………………………………………………………………125
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA…………………………………………….127
5
OBJETIVO.
Describir las actividades que he realizado como Jefe de
Ingenierías en la empresa Liverpool, así como los procesos que
he llevado a cabo para la elaboración, coordinación, revisión y
aprobación de un proyecto eléctrico ejecutivo para una tienda
con giro departamental, iniciando desde la concepción del
sistema de puesta a tierra a nivel cimentación y estructural,
pasando por el proceso de definición de acometida eléctrica en
media tensión, especificación y distribución de equipos en
subestación receptora, definición y distribución de equipos en
concentraciones eléctricas de tableros por nivel, especificación
de espacio y distribución de equipos en subestación
transformadora, sistema de puesta a tierra principal (SPTP),
sistema de puesta a tierra de equipos eléctricos en interiores
(SPT), sistema de unión equipotencial de equipos en azotea
(UEAZ) y sistema de protección contra tormentas eléctricas
(SPTE). También describir los criterios que he aplicado para
definir la conveniencia del uso y distribución de voltajes para los
diferentes sistemas eléctricos como alumbrado, fuerza aire
acondicionado, contactos normales y contactos regulados,
basados en la valoración de ahorro económico en la
infraestructura y equipamiento a desarrollar y especificar en un
sistema eléctrico de distribución.
6
INTRODUCCIÓN.
Para diseñar un proyecto eléctrico en una tienda
departamental, se deben contemplar de origen varios factores
que determinarán a los materiales equipos y espacios a
especificar como: el voltaje que se recibirá por la compañía
suministradora (CFE), la ubicación geográfica del almacén a
proyectar por el tema de las temperaturas naturales del entorno
en el que se encontrará ya que impacta en las capacidades
térmicas para lograr temperaturas de confort y en consecuencia
eléctricas de consumo de los equipos de aire acondicionado, de
ahí se desprende en automático la especificación de los
cableados en media y baja tensión, para la distribución de
voltajes convenientes y corrientes de consumos definidas,
parámetros con los cuales se determina la soportería,
subestaciones,
transformadores,
tableros
generales,
interruptores y espacios requeridos para una correcta
distribución, operación y mantenimiento de los mismos.
Otros aspectos importantes para definir la cantidad de equipos
y concentraciones de tableros a considerar, son las áreas a
cubrir, distancias a recorrer y espacios de servicios disponibles
para equipamientos ya que todo se rige por especificaciones de
construcción y reglamentos ante los municipios que finalmente
representan aportaciones económicas a las empresas y la
tendencia en consecuencia es limitar las áreas de servicio al
mínimo e induce a las áreas de piso de venta al máximo, todo
esto determinará los criterios a establecer y en consecuencia el
sistema eléctrico definido a desarrollar.
7
Todo éste proceso de criterios, especificaciones y tomas de
decisiones se llevan a cabo con una visión de optimizar los
recursos sin dejar de atender en lo más mínimo las normas
eléctricas vigentes aplicables para tener una instalación eléctrica
segura, práctica y eficiente.
CAPITULO 1.
LA EMPRESA LIVERPOOL.
8
LIVERPOOL es una empresa prestadora de servicios de giro
departamental que ofrece una gran variedad de productos para
necesidades diversas y que se distribuyen para comodidad de
sus clientes en departamentos denominados como: Caballeros,
Damas, Juniors, Juveniles, Niños, Niñas, Bebes, Mascotas, Tallas
Grandes, Informales, Vestidos Finos, Cosméticos, Perfumería,
Artículos para el Hogar, Dulcería, Multimedia, Fotocine,
Cómputo, Discos, Flores y Velas, Muebles, Muebles para Jardín,
Ferretería, Artículos de Tocador, Blancos, etc.
Las tiendas se construyen en tres tamaños por lo general y sus
diseños van asociados a los mismos teniéndose así una ligera
diferencia en sus acabados de menor a mayor inversión
agrupándose de la siguiente forma:
1.- Almacenes de 9,000 a 12000 m2
2.- Almacenes de 15,000 a 18,000 m2
3.- Almacenes de 28,000 a 34,000 m2
La ubicación de un Almacén se determina por varios factores
comerciales, de mercado, geográficos, sociales, etc. que se
estudian y se evalúan para poder tomar la mejor decisión de
inversión.
Liverpool cuenta con un gran número de empleados
especializados y abarca una gran gama de actividades y
profesiones que van desde personal de seguridad, vendedores,
promotores,
demostradores,
diseñadores,
Ingenieros,
Arquitectos, Abogados, Licenciados, Administradores, etc.
9
Además de contar con una plantilla de profesionistas de casa,
Liverpool abre sus puertas a empresas especializadas que
ofrecen servicios desde limpieza, mantenimiento, proyectos
arquitectónicos, de iluminación, estructurales, hidráulicos,
sanitarios, eléctricos, decorativos, paisajes, etc.
Se concluye entonces que Liverpool es una empresa que
genera empleos directos e indirectos para una gran variedad de
actividades y profesiones convirtiéndola así en una parte muy
importante para el desarrollo económico y social del país.
Todos los Almacenes que se diseñan tanto por personal interno
como externo se planean, organizan, revisan, coordinan,
aprueban y construyen con supervisión de personal de casa
(empleados directos del grupo en sus diferentes especialidades
y profesiones), desde su concepción a nivel terracerías pasando
por cimentación, estructural, instalaciones, acabados,
amueblado y mercadeo hasta su inauguración. En algunas
especialidades se compran proyectos a despachos externos, sin
embargo la revisión y seguimiento hasta su conclusión se lleva a
cabo por personal interno.
Para todo el proceso de construcción desde cimentación hasta
inauguración, se tiene un Departamento de Seguridad e Higiene
que se encarga de supervisar que todos los procesos se lleven a
cabo de forma limpia y segura para que los trabajadores puedan
desarrollar sus actividades de forma adecuada y con ello se
eviten los desafortunados accidentes que en una mínima
cantidad se llegan a presentar, sin embargo el departamento
10
trabaja constantemente en detectar e implementar medidas que
van disolviendo los riesgos de trabajo a su mínima expresión.
En general se cumplen, normas vigentes tanto en el rubro de
construcción como en el de instalaciones, además de que se
aplican y exigen especificaciones y criterios propios de diseño
que inducen a obtener una calidad conveniente tanto para los
clientes y empleados como para la empresa misma.
Se cuenta también con un departamento de Control de
Calidad, el cual se encarga de dar seguimiento a los desarrollos
de obra con fines principales de que se cumplan todas las
Normas vigentes aplicables a las diversas instalaciones y a su vez
para que se lleven a cabo trabajos adecuados, de calidad y
seguros, dicho departamento se encarga de recibir las
instalaciones y de entregar al departamento de Operaciones y
Mantenimiento quienes se encargan de administrar y mantener
los almacenes en funcionamiento adecuado, correcto y seguro.
Siempre se está innovando y actualizando en los conceptos
constructivos, tecnológicos, de vanguardia y de procesos, al
grado de que los nuevos diseños de los almacenes tanto en sus
interiores como en sus exteriores son cada vez más singulares,
novedosos y hasta cierto grado imponentes dando así una
percepción de crecimiento y desarrollo integral, que a su vez se
aprecia en todos los colaboradores tanto internos como
externos ya que al ver reflejados físicamente sus esfuerzos y
conocimientos en una construcción, nos fortalece y distingue.
11
Como sucede en muchas empresas, Liverpool cuenta con un
departamento de Mantenimiento, quien se encarga de
mantener un almacén en óptimas condiciones de operación,
seguridad y confort, así mismo en éste proceso participan
empresas externas que son contratadas y supervisadas por él
mismo de tal manera que siempre se tiene control de los
procesos y cuidados convenientes para poder ofrecer a nuestro
clientes una satisfactoria estancia en nuestras instalaciones.
Así mismo existen varios departamentos más que participan de
formas diversas y específicas en la empresa y que por mencionar
algunos son de la parte legal, comercial, administrativa, Recursos
Humanos, Comercialización, Adquisiciones, Abastecimientos,
Contraloría, Prevención de Pérdidas, Sistemas, etc.
1.1. HISTORIA GRUPO LIVERPOOL.
Nuestro fundador, Jean Baptiste Ebrard en 1847 instala un
cajón dedicado a la venta de ropa en el centro de la ciudad de
México.
Jean Baptiste Ebrard comienza a importar mercancía de Europa
embarcada desde el puerto de Liverpool, Inglaterra en el año
1872.
Se inaugura el nuevo edificio de Liverpool Centro en la avenida
20 de Noviembre, instalándose en él las primera escaleras
eléctricas de la ciudad de México, esto aconteció en 1936.
En 1944 Liverpool se establece como Sociedad Anónima, en
1962 se inaugura la primera sucursal de El Puerto de Liverpool,
Liverpool Insurgentes, además de nuestra casa matriz.
12
En 1965, Liverpool empieza a cotizar en la Bolsa Mexicana de
Valores, en 1970 Se inaugura Liverpool Polanco, que fuera
reconocido internacionalmente por su belleza y funcionalidad.
En 1972 se inaugura Liverpool Satélite, primer Liverpool dentro
de un Centro Comercial (Plaza Satélite). En 1974 la bodega
Tacubaya se abre como el primer centro de recepción y
distribución de mercancía de Liverpool.
Se inaugura Liverpool Villahermosa en Tabasco, dentro de
Centro Comercial Galerías Tabasco 2000, primer almacén
Liverpool en el interior de la República Mexicana, esto sucedió
en el año 1982. Más adelante en 1983 Liverpool inaugura su
centro comercial Galerías Monterrey con su almacén en Nuevo
León. Liverpool adquiere los almacenes departamentales
Fábricas de Francia a finales de los años 90. En 1992 Liverpool
abre su segundo Centro de Distribución y recepción, Bodega
Tultitlan con una red de autotransporte de 135 camiones.
Liverpool inaugura Galerías Coapa y Galerías Insurgentes con
sus respectivos almacenes, en el año 1993 se inaugura Liverpool
Santa Fe con las primeras escaleras en forma elipsoidal en la
ciudad de México, dentro del Centro Comercial Santa FE, del cual
Liverpool es copropietario.
En 1996 se inaugura Liverpool en León Guanajuato, al año
siguiente Liverpool adquiere ocho tiendas en el sureste del país
que convierte en Fábricas de Francia, se inaugura Liverpool
Puebla al cumplir la empresa 150 años, con siete almacenes en
la ciudad de México y 21 en el interior de la República Mexicana,
dos centros de Distribución de Mercancía y cinco Centros
Comerciales con total de 730 locales comerciales.
Se abre Liverpool Metepec, en el estado de México y Liverpool
Cancún, Quintana Roo, lo anterior en 1988. En 1999 se inauguran
seis almacenes Fábricas de Francia ubicados en Tapachula,
13
Chiapas; Mazatlán, Sinaloa; en el Centro Comercial Gran Plaza de
Guadalajara, Jalisco; Veracruz, Veracruz; Acapulco Guerrero y en
el Centro de Monterrey, Nuevo León. además se abre un
almacén Liverpool en Mérida Yucatán. En el año 2000 Grupo
Liverpool inaugura dos almacenes en Ciudad Juárez y el otro en
la capital. Ese mismo año abre sus puertas Fábricas de Francia
Perinorte en el estado de México y se instala una tercera bodega
en Veracruz.
En 2001 se instala una bodega en Monterrey y se inaugura
Liverpool Chihuahua, Querétaro y Torreón. Se abre también en
este año Fábricas de Francia en San Luis Potosí, para el año 2002
se inauguran dos almacenes más en Oaxaca, Oaxaca y Ciudad
Obregón Sonora denominados Fábricas de Francia.
En 2003 Liverpool tiene cinco sucursales como sigue, una en
Hermosillo Sonora; Irapuato Guanajuato; Monterrey Valle, en
Nuevo León y Liverpool Culiacán en el estado de Sinaloa.
En 2004 Liverpool abre sus puertas en la bella capital de
Quintana Roo, Chetumal. Con la finalidad de que más familias
mexicanas disfrutaran de la calidad y variedad de Liverpool
abrimos 3 almacenes más: Parque Delta, ubicado en la colonia
Narvarte, en el Distrito Federal; Ecatepec en el Estado de México
y Galerías Cuernavaca en la ciudad de Cuernavaca Morelos. En
ese mismo año se inaugura el Centro de Distribución
Huehuetoca, siendo el más grande y automatizado en
Latinoamérica.
En el año 2006 Liverpool abre sus puertas en Xalapa y
Coatzacoalcos, Veracruz; Linda vista, Distrito Federal; Tehuacan
Puebla y Colima, Colima. Además, inaugura el concepto
Liverpool Duty Free en Cancún Quintana Roo.
En 2007 se inauguran siete almacenes con el formato Liverpool
ubicados en México (Plaza Oriente Liverpool Tezontle),
14
Aguascalientes, Durango, Tepic, Puerto Vallarta, Chilpancingo, y
San Miguel de Allende, así como dos centros comerciales en
Mérida y Puerto Vallarta.
En el año 2008 se inaugura Liverpool Saltillo y Liverpool Los
Mochis Sinaloa.
En 2009 se inaugura el almacén Liverpool Morelia en Plaza la
Américas y se cerró el almacén Fábricas de Francia de esa misma
plaza. Se inaugura almacén Liverpool Cd. Juárez, Galerías
Atizapan, Galerías Chilpancingo y Galerías Saltillo.
En el año 2010 se inaugura el Almacén Liverpool Monterrey
Cumbres, Morelia Paseo Altozano, Orizaba, Ciudad Victoria y
Zacatecas.
Los almacenes Liverpool la Paz, San Luis Potosí, Tlaquepaque e
Interlomas se abren en 2011.
En 2012 inauguramos Liverpool San Juan del Río, Playa del
Carmen, Salina Cruz, Cd Jardín, León, Oblatos, Veracruz El
Dorado y Campeche.
En 2013 inauguramos Liverpool Mexicali, Mazatlán y Tuxpan
Veracruz.
En éste 2014 se inaugurarán Liverpool Querétaro Juriquilla y
Puebla Serdán, con lo que se contará casi con 100 Almacenes
distribuidos en todos los estados de la República Mexicana,
faltando solamente por establecer al menos uno en Tlaxcala,
donde ya se está planeando incluirlo.
1.2. LOGROS Y POSICIONAMIENTO DE LA EMPRESA LIVERPOOL.
Liverpool siempre ha sido una empresa que se esmera por
brindar a sus clientes la mejor atención y servicio además de
cuidar que los productos que ofrece sean de muy alta calidad y
15
cumplan con los estándares comerciales aplicables de acuerdo a
normas vigentes.
Para lograr ofrecer un servicio de calidad a sus clientes, se
invierte en programas de capacitación para todos los empleados
internos, además de cursos, diplomados y estudios
universitarios de forma interna y externa, los cuales son
aprovechados y por lo cual se refleja una vez más que el esfuerzo
de todos, nuestro compromiso y dedicación han sido
reconocidos en el ranking de LAS MEJORES EMPRESAS PARA
TRABAJAR 2013, donde se destacan distinciones como:
1er Lugar entre las 15 empresas participantes como la mejor
empresa de RETAIL en México.
3er Lugar en el ranking de las 100 mejores empresas para
trabajar en México.
20° Lugar en el ranking de las 25 mejores empresas para trabajar
a nivel latinoamérica.
El Ranking es el resultado de un riguroso proceso de análisis y
evaluación de las opiniones de los colaboradores y la cultura
corporativa, que permite seleccionar a Las Mejores Empresas
para Trabajar.
Los principales objetivos del Ranking de Great Place to Work
son facilitar la gestión del conocimiento y el compartir
experiencias entre todas aquellas organizaciones que saben que
el modo de conseguir los mejores resultados de negocio es
mejorar la calidad de sus lugares de trabajo.
16
En México el Modelo y Metodología de Great Place to Work
están certificados por el Instituto Mexicano de Normalización y
Certificación, A.C. Así mismo, a partir del año 2012 Great Place
to Work cuenta con la certificación de la firma Grant Thornton,
resultado de la exhaustiva auditoría a la que fueron sometidos
sus procesos, así como la integración del ranking de Las Mejores
Empresas para Trabajar en México.
El formar parte de este selecto grupo de lugares de trabajo es
consecuencia de un trabajo arduo y de un esfuerzo conjunto
para crear un ambiente laboral sano, armonioso y de confianza.
Este esfuerzo en pro del Capital Humano, permite descubrir los
múltiples beneficios que representa el construir y mantener
excelentes lugares de trabajo, como pueden ser los altos niveles
de productividad, mejora de sus resultados de negocio, y un
mayor compromiso y lealtad de sus colaboradores, entre otras.
1.3. ORGANIGRAMA DE LA DIRECCIÓN TÉCNICA DEL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍAS LIVERPOOL
CORPORATIVO.
El área de Ingenierías está dividida como lo marca el
organigrama siguiente:
Gerente Corporativo
Ingenierías
Guillermo A. Hernández
17
Gerente
Administrativo
y Gestiones
Moisés Luna
Coordinador
SHEI y Admon
Laura Galindo
Gerente
Mobiliario
Fernando
Bravo
Gerente
Ingenierías
José Luis Reyes
Coordinador
Ingeniería
Eléctrica Orlando
Morales
Jefe
Ingeniería
Eléctrica
Javier Soto
Coordinación
Ingeniería
Hidrosanitaria
Vicente Ortiz
Jefe
Ingeniería
Eléctrica Fabio
Pacheco
Coordinación
Ingeniería A.
Acondicionado
Gabriel Cervantes
Jefe
Ingeniería
Hidrosanitaria
Arturo Montes
M
Coordinador
Mobiliario y
acabados
Alejandro Reyes
Jefe
Ingeniería Aire
Acondicionado
Armando López
CAPITULO 2.
DIRECCIÓN TÉCNICA GERENCIA CORPORATIVA DE
INGENIERÍAS.
La gerencia corporativa de ingenierías es la encargada de
coordinar que los espacios requeridos por las diferentes áreas en
cuanto a instalaciones sean adecuados y cumplan con las normas
aplicables vigentes para fines operativos y de mantenimiento, así
18
mismo se encarga de dar soporte técnico en todo lo referente a
instalaciones eléctricas, hidrosanitarias y de aire acondicionado.
En lo referente a la parte eléctrica que nos ocupa las
actividades que nos enlazan son desde la concepción de los
espacios, la coordinación de elaboración de los proyectos
eléctricos, el seguimiento de la ejecución de los mismos de
forma adecuada y conveniente, la adquisición de los equipos
mayores, el concentrado de los catálogos de conceptos para
licitación, la revisión del cierre administrativo, recepción de
trabajos, seguimiento de la adecuada ejecución, respeto de
proyectos emitidos y entrega de almacenes a los departamentos
de operaciones y mantenimiento.
Los alcances del área eléctrica son a grandes rasgos hacia las
diferentes disciplinas los siguientes:
PLANEACIÓN DE ALMACENES en el proceso de concepción
arquitectónica, para el dimensionamiento, especificaciones y
distribución de espacios necesarios de acuerdo a normas
aplicables para subestación receptora (acometida eléctrica en
media tensión), concentraciones de tableros (cuartos eléctricos),
subestación transformadora (transformadores y tableros
generales) y site (distribución de equipos de comunicaciones).
PREVENCIÓN DE PÉRDIDAS para la integración al proyecto
eléctrico de los proyectos de circuito cerrado de televisión
(CCTV) y antenas detectoras de alarmas coordinando que se
cubran todas las necesidades de alimentación eléctrica y control
19
necesarios para una correcta ejecución y operación de las
mismas.
SISTEMAS para coordinar que sus necesidades de espacios y
alimentaciones eléctricas queden cubiertas así como la
distribución de voz y datos cumpla con sus necesidades de
distancias máximas y especificaciones tanto normativas como
criterios de diseño internos.
HDROSANITARIA para coordinar que se alimenten todos sus
equipos eléctricos de bombeo necesarios y sobre todo para
garantizar que sean protegidos en forma correcta y conveniente
por las protecciones adecuadas para su alimentación eléctrica.
AIRE ACONDICIONADO para que se alimenten todos sus
equipos eléctricos necesarios y también para que se protejan de
forma correcta y adecuada con los elementos necesarios
(interruptores, arrancadores, desconectadores, etc.)
CONSTRUCCIÓN para dar soporte técnico a nivel ejecutivo en
cuanto a las diferentes instalaciones desde sistemas de tierras,
eléctricos en general hasta sistemas especiales en todo el
proceso de construcción de un almacén hasta su recepción y
entrega a operaciones y mantenimiento.
20
CAPITULO 3.
ACTIVIDADES PROFESIONALES.
Dentro de la empresa Liverpool ocupo el puesto de “Jefe de
Ingenierías” en la división del área eléctrica teniendo como
principales responsabilidades:
 La coordinación y emisión de espacios arquitectónicos
necesarios para subestación receptora (generalmente en
planta baja), concentraciones de tableros eléctricos
(generalmente 4 cuartos por planta), subestación
21






transformadora (generalmente en azotea) y site
(generalmente donde se encuentra crédito).
La coordinación para la elaboración del sistema de puesta a
tierra principal desde nivel cimentación hasta
subestaciones, concentraciones de tableros, site, equipos
de aire acondicionado en interiores, unión equipotencial a
equipos de azotea y sistema de protección contra descargas
atmosféricas.
La coordinación para la elaboración de proyecto eléctrico
de provisionales para áreas de casetas, campers y bodegas
requeridos para todo el proceso de ejecución de obra.
La coordinación para la elaboración de proyecto de audio y
video de acuerdo a criterios internos y sobre todo de
suministro de salidas eléctricas necesarias para su correcto
funcionamiento.
La coordinación para integración de los proyectos de CCTV
y antenas de alarmas detectoras al proyecto eléctrico
previendo las salidas eléctricas necesarias para su correcto
funcionamiento.
La coordinación de recepción y seguimiento para la
integración de los proyectos de aire acondicionado e
hidrosanitarios al proyecto eléctrico previendo la
alimentación eléctrica requerida para cada especialidad.
La coordinación del desarrollo y elaboración del proyecto
eléctrico con la integración de todas las especialidades que
requieren alimentación eléctrica conforme a normas
aplicables vigentes.
22
 La coordinación e integración de los catálogos de conceptos
generales del proyecto eléctrico ejecutivo final y la emisión
de la correspondiente solicitud de servicio para licitación de
la obra eléctrica con fines de obtener un ganador
ejecutante.
 La coordinación y apoyo técnico en todo el proceso de
desarrollo ejecutivo para el departamento de construcción
con fines de que los proyectos ejecutados cumplan con las
especificaciones normativas y criterios de diseño internos
de Liverpool.
 La revisión y visto bueno del cierre administrativo respecto
al presupuesto contratado contra los trabajos finales
ejecutados derivado de todas adecuaciones necesarias en
el proceso constructivo y los proyectos adicionales que se
hayan integrado previa aprobación de las diferentes
gerencias como planeación, construcción, prevención,
dirección de almacenes e ingenierías.
 Dar atención y servicio a la cartera de proveedores de casa
en sus inquietudes, demandas y propuestas de
retroalimentación para desarrollar mejoras continuas a los
procesos constructivos y de proyectos, así mismo dar
atención a nuevos proveedores tanto de ingeniería, de
mano de obra, de suministros de materiales y equipos con
fines de generar una libre y sana competencia para lograr
obtener mejores beneficios, precios competitivos y buena
calidad tanto en general.
3.1 BASES DE DISEÑO DE PROYECTOS ELECTRICOS.
23
Con la finalidad de obtener proyectos eléctricos adecuados y
que cumplan con los criterios normativos vigentes tanto de
diseño como de señalización de una tienda nueva de Liverpool,
se enlista a continuación la base sobre la cual se coordina la
elaboración y ejecución de los mismos para que los proyectos
cumplan con lo requerido, los cuales son validados por la
Gerencia Corporativa de Ingenierías:
NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones
Eléctricas (utilización).
NORMA Oficial Mexicana NOM-007-ENER-2004 Eficiencia
Energética para sistemas de Alumbrado en edificios no
residenciales.
NORMA Oficial Mexicana NOM-008-ENER. Eficiencia Energética
en edificios, envolvente de edificios no residenciales.
NORMA Oficial Mexicana NOM-013-ENER-2004. Eficiencia
Energética en sistemas de alumbrado para vialidades y
exteriores de edificios.
NORMA Oficial Mexicana NOM-001-STPS-2008, Edificios,
locales, instalaciones y áreas en los centros de trabajo
condiciones de seguridad e higiene.
NORMA Oficial Mexicana NOM-026-STPS-2008, Colores y
señales de seguridad e higiene, e identificación de riesgos por
fluidos conducidos en tuberías.
24
NORMA MEXICANA ANCE NMX-J-549, Sistema de Protección
Contra Tormentas Eléctricas – Especificaciones, Materiales y
Métodos de Medición.
IEEE Std 142-1991. Recommended Practice for Grounding of
Industrial and Commercial Power Systems.
IEEE Std 446-1995. Recommended Practice for Emergency and
Standby Power Systems for industrial and Commercial
Applications.
IEEE Std 1100-1999. Recommended Practice for Powering and
Grounding Electronic Equipment.
IEC 61024-1, 61024-1-1 y 610241-2.
AS 1768.
NOM-J-136-1970 Abreviaturas, números y símbolos usados en
planos y diagramas eléctricos.
3.2 SEÑALIZACIÓN EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
Para el sistema eléctrico, se realizan las identificaciones,
señalizaciones y rótulos de equipos de acuerdo a la NOM-026STPS-2008.
Así mismo, se toman en cuenta los puntos principales de la
NOM-001-SEDE-2012 referente a “Instalaciones Eléctricas
(utilización)”.
CANALIZACIONES: Las tuberías visibles o accesibles a los
trabajadores, destinadas a contener conductores eléctricos,
25
para diferenciarse de las tuberías que conducen sustancias
químicas, contienen leyendas, símbolos, marcas o colores para
comunicar el riesgo eléctrico, por ejemplo la leyenda “RIESGO
ELECTRICO”, el valor del potencial, “220 V” “127V”, “480V”,
“277V” o el símbolo de riesgo eléctrico.
Todas las tuberías y canalizaciones eléctricas llevan la banda
del color de seguridad (en color naranja), en todo lo largo de la
tienda, de acuerdo a lo establecido en el punto 9.1.4 de la NOM026-STPS-2008, en los incisos:
a) Para un ancho de banda del color de seguridad de hasta 200
mm., cada 10 mts., ó
b) Para anchos de banda mayores a 200 mm., cada 15 mts.
SUBESTACIÓN ELÉCTRICA: Para lo referente a la subestación
eléctrica, a continuación se listan los siguientes puntos que
incluyen los espacios de trabajo y protección:
a) Accesos y salidas: Los locales y cada espacio de trabajo deben
tener un acceso y salida libre de obstáculos.
Si la forma del local, la disposición y características del equipo
en caso de un accidente pueden obstruir o hacer inaccesible la
salida, el área debe estar iluminada y debe proveerse un
segundo acceso y salida, indicando una ruta de evacuación.
La puerta de acceso y salida de un local debe abrir hacia afuera
y estar provista de un seguro que permita su apertura, desde
adentro. En subestaciones interiores, cuando no exista espacio
suficiente para que el local cuente con puerta de abatimiento, se
26
permite el uso de puertas corredizas, siempre que éstas tengan
claramente marcado su sentido de apertura y se mantengan
abiertas mientras haya personas dentro del local.
La puerta debe tener fijo en la parte exterior y en forma
completamente visible, un aviso con la leyenda: "PELIGRO ALTA
TENSIÓN ELÉCTRICA"
b) Protección contra incendio: Independientemente de los
requisitos y recomendaciones que se fijen en esta Sección, debe
cumplirse la reglamentación en materia de prevención de
incendios.
c) Contenedores para aceite: En el equipo que contenga aceite,
se deben tomar alguna o algunas de las siguientes medidas:
1) Proveer medios adecuados para confinar, recoger y almacenar
el aceite que pudiera escaparse del equipo, mediante recipientes
o depósitos independientes del sistema de drenaje. Para
transformadores mayores que 1 000 kVA, el confinamiento debe
ser para una capacidad de 20% de la capacidad del equipo y
cuando la subestación tiene más de un transformador, una fosa
colectora equivalente al 100% del equipo de mayor capacidad.
Este contenedor deberá estar rotulado con la capacidad del
mismo y el tipo de aceite, de acuerdo a lo establecido en la NOM026-STPS-2008 , Colores y señales de seguridad e higiene, e
identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías,
utilizando los puntos 7.2, 9, 9.1, 9.1.4, 9.1.5, 9.2, 9.3, 9.3.1, 9.3.2,
citados a detalle en este documento (para el tamaño de la letra
del rótulo); y será responsabilidad del ejecutante eléctrico.
27
2) Construir muros divisorios, de tabique o concreto, entre
transformadores y entre éstos y otras instalaciones vecinas,
cuando el equipo opere a tensiones eléctricas iguales o mayores
a 69 kV.
3) Separar los equipos en aceite con respecto a otros aparatos,
por medio de barreras incombustibles, o bien por una distancia
suficiente para evitar la proyección de aceite incendiado de un
equipo hacia los otros aparatos.
CONCENTRACIONES DE TABLEROS: Los tableros deben
colocarse donde el operador no esté expuesto a daños por la
proximidad de partes vivas o partes de maquinaria o equipo en
movimiento.
b) No debe haber materiales combustibles en la cercanía.
c) El espacio alrededor de los tableros debe conservarse
despejado y no usarse para almacenar materiales, de acuerdo
con lo indicado en 110-34.
d) El equipo de interruptores debe estar dispuesto de forma que
los medios de control sean accesibles al operador.
MEDIO AISLANTE: Deben tomarse las medidas siguientes;
a) Cumplir con lo establecido en 450-25 y en áreas peligrosas.
b) Los líquidos aislantes deben ser biodegradables, no dañinos a
la salud.
28
TARIMAS Y TAPETES AISLANTES: Estos medios de protección
no deben usarse como substitutos de los resguardos indicados
en las secciones anteriores.
Las tarimas deben ser de material aislante sin partes metálicas,
con superficie antiderrapante y con orillas biseladas. Los tapetes
también deben ser de material aislante.
En subestaciones de tipo interior, las tarimas y tapetes deben
instalarse cubriendo la parte frontal de los equipos de
accionamiento manual, que operen a más de 1000 V entre
conductores; su colocación no debe presentar obstáculo en la
apertura de las puertas de los gabinetes. Para subestaciones tipo
pedestal o exteriores no se requieren tapetes o tarimas
aislantes.
EQUIPOS: Identificación del conductor de puesta a tierra de
equipo. Un conductor que esté destinado para utilizarlo como
conductor de puesta a tierra de equipo, debe llevar una marca
de identificación continua que lo distinga claramente de los
demás conductores. Los conductores con una cubierta continua
verde o verde con franjas amarillas no se deben utilizar para otro
fin que para puesta a tierra de equipo. La marca de identificación
debe ser alguna de las especificadas a continuación:
a) Malla trenzada coloreada. Una malla trenzada de color verde
continuo o de color verde con una o más franjas amarillas.
b) Aislamiento o cubierta coloreada. En los cordones que no
tengan sus conductores individuales con malla, un aislamiento
29
de color verde continuo o de color verde con una o más franjas
amarillas.
TABLEROS ELÉCTRICOS: Espacio de trabajo y protección
c) Cuartos o envolventes cerrados. Las entradas a todos los
edificios, cuartos o envolventes que contengan partes vivas
expuestas o conductores expuestos que operen a más de 600 V
nominales, deben mantenerse cerradas con llave, a menos que
dichas entradas estén en todo momento bajo la supervisión de
una persona calificada.
Cuando la tensión eléctrica supere 600 V nominales, debe haber
señales preventivas permanentes y visibles en las que se indique
lo siguiente:
"PELIGRO - ALTA TENSION ELECTRICA - PROHIBIDA LA ENTRADA"
SISTEMAS DE EMERGENCIA: Alambrado del sistema de
emergencia:
a) Identificación. Todas las cajas y envolventes de los circuitos de
emergencia (incluyendo desconectadores de transferencia,
generadores y tableros de distribución) deben marcarse
permanentemente de forma que puedan identificarse
fácilmente como pertenecientes a un sistema o circuito de
emergencia.
b) Este código es aplicable en tapas de cajas registros eléctricos,
más no en canalizaciones.
30
c) El color para las canalizaciones de instalaciones eléctricas
generales es Naranja 109.
d) El código está basado en el código de colores para tubería
instalada en Tiendas y Centros Comerciales de Liverpool.
El código de colores es interno propuesto por Ingenierías para
la identificación de los sistemas.
DIAGRAMA UNIFILAR: De acuerdo a la NOM-029-STPS-2005,
referente a “Mantenimiento de las Instalaciones Eléctricas en los
Centros de Trabajo-Condiciones de Seguridad”, tenemos lo
siguiente:
En el punto: 5. Obligaciones del patrón 5.1 Mostrar a la autoridad
del trabajo, cuando así lo solicite, los documentos que la
presente Norma le obligue a elaborar o poseer. 5.2 Contar con el
diagrama unifilar de la instalación eléctrica del centro de trabajo
actualizado y con el cuadro general de cargas instaladas y por
circuito derivado en el mismo, con el fin de que una copia se
encuentre disponible para el personal que realice el
mantenimiento a dichas instalaciones.
Este diagrama Unifilar, deberá estar en un marco y es
responsabilidad del ejecutante eléctrico.
Es importante señalar que como especificación interna de
Liverpool, se consideren bases de por lo menos 10 cm de altura
para todos los equipos eléctricos (trasformadores, tableros,
subestaciones, UPS, entre otros), en donde se encuentren
31
instalados los
subestaciones).
mismos
(concentraciones
eléctricas
y
Previendo así que cualquier ingreso de líquidos por derrame
y/o inundación menor, afecte la operación y el resguardo de los
mismos.
GABINETES DE SEGURIDAD EN SUBESTACIONES: Este gabinete
deberá de ser de color ROJO y el equipo mínimo necesario es el
siguiente:
1. Protección ocular.
2. Protección audible.
3. Casco de seguridad.
4. Guantes de cuero (carnaza) y dieléctricos (según la clase y de
acuerdo a la tensión eléctrica).
5. Botas
6. Pértiga (en caso necesario).
El gabinete de seguridad y su instalación es responsabilidad
del ejecutante eléctrico y deben ser en color ROJO.
3.3 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PRINCIPAL ó BÁSICO
(CRITERIOS DE DISEÑO).
El nombre genérico sistema de puesta a tierra involucra la
palabra “sistema”, que se refiere a los elementos enterrados en
el suelo de cierto material, geometría y trayectoria
interconectados entre sí; la palabra “puesta” (también conexión)
32
que se refiere a la facilidad de interconectar las partes de un
objeto o equipo al sistema, y la palabra “tierra”, que se refiere a
una sola tierra, ya que no existen diversas tierras como elemento
sólido del planeta.
Comúnmente se utilizan términos erróneos para referirse a un
sistema de puesta a tierra, tales como “las tierras”, o “sistema
de tierras”.
Por otro lado, es muy frecuente confundir las palabras “Puesta
a Tierra” (Grounding en inglés) y “Puesto a tierra” (Grounded en
inglés).
PUESTA A TIERRA:
Se refiere a la conexión a tierra de partes metálicas (gabinetes)
que normalmente no conducen corriente eléctrica por medio de
un conductor hasta el sistema de puesta a tierra principal (SPTP).
33
PUESTO A TIERRA:
Se refiere a la conexión a tierra de sistema o circuitos que
normalmente conducen corriente, como los neutros de los
sistemas eléctricos.
El método de aterrizamiento del sistema neutro será
sólidamente conectado a tierra.
Sólidamente aterrizado se refiere a la conexión del neutro del
generador, transformadores de potencia o transformadores de
aislamiento directamente al sistema de puesta a tierra principal
(SPTP).
34
El sistema de puesta a tierra se diseña para ofrecer una
trayectoria o camino definido a tierra para las corrientes
anormales producidas tanto por fuentes hechas por el hombre
(fallas a tierra del sistema de potencia o fuentes parásitas que
crean interferencia de alta o baja frecuencia) como por fuentes
naturales (rayo y fuentes externas de interferencia de baja o alta
frecuencia).
Los aspectos de seguridad involucran aspectos sobre la
corriente permisible que debe circular por el cuerpo humano
para asegurar la integridad física del mismo.
Por lo tanto, es esencial que el sistema de puesta a tierra limite
las tensiones de paso y de contacto a valores tolerables
indicados en la normatividad aplicable.
35
Corriente eléctrica (mA)
Efectos
Hasta 1
2a3
3 a 10
Imperceptible para el hombre.
Sensación de hormigueo.
La persona consigue generalmente
desprenderse del contacto, de manera
que la corriente no es mortal.
La corriente no es mortal si se aplica
durante intervalos decrecientes a
medida que aumenta su intensidad. De
lo contrario, los músculos de la
respiración se ven afectados por
calambres que pueden provocar la
muerte por asfixia.
Corriente peligrosa en función creciente
con la duración del contacto que da
lugar a la fibrilación ventricular.
Decrece la posibilidad de fibrilación,
pero aumenta el riesgo de muerte por
parálisis del centro nervioso.
10 a 50
50 a 500
Más de 500
OBJETIVOS DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.
Ofrecer una trayectoria de drenado para los elementos
metálicos no energizados de los equipos a través de la masa de
tierra, cuando se ven expuestos a tensiones o corrientes
anómalas o acumulación de cargas electrostáticas (seguridad
para las personas).
Permitir el flujo de corriente en el caso de una falla a tierra con
el objeto de que el equipo de protección opere correctamente y
pueda aislar la falla (seguridad a los equipos y a las personas).
Evitar el desplazamiento de la referencia para el voltaje
suministrado por la fuente con el fin de garantizar la correcta
operación del equipo alimentado (operación de los equipos).
Suministrar una superficie equipotencial con el objeto de
reducir diferencias de potencial que puedan ser fuentes de
corriente indeseables y que puedan afectar el equipo electrónico
sensible o poner en peligro de electrocución a personas y
animales (compatibilidad).
RESISTENCIA.
36
La resistencia de puesta a tierra de un electrodo enterrado
depende en forma directa de la resistividad del suelo y en forma
inversa del arreglo del electrodo, en este caso, del radio de la
semiesfera enterrada.
Método de caída de potencial Este método es el
universalmente utilizado para medir la resistencia de puesta a
tierra de un electrodo enterrado, en donde E corresponde al
electrodo de puesta a tierra que se desea evaluar y P y C son dos
electrodos auxiliares de corriente localizados a cierta distancia
del electrodo E.
Se inyecta una corriente conocida entre los electrodos E y C y
se mide la diferencia de potencial entre los electrodos E y P. Si la
corriente es I y la tensión es V, el cociente V/I proporciona el
valor de la resistencia bajo condiciones adecuadas de medición.
Método de Caída de Potencial.
37
1.- Mediciones eléctricas en campo, utilizando el método más
popular conocido como método de Wenner o de los cuatro
electrodos.
La tierra es un plano conductor con valor “finito”, del orden de
5a
Ohms/m, por lo que cualquier aplicación de corriente a
tierra producirá voltajes dentro y alrededor del sitio donde se
inyecta.
Para medir la resistividad del suelo, es necesario hacer pasar
una corriente eléctrica a través del mismo. Esto puede realizarse
insertando electrodos en el suelo para que la corriente entre a
tierra y salga de tierra. Estos electrodos tienen su propia
resistencia, y su valor puede ser considerablemente más elevado
que el que se requiere medir. De esta forma es análogo al
problema de medir resistencias metálicas muy bajas donde las
resistencias de contacto son comparables con la que se pretende
medir. La solución es la misma en ambos casos y el método que
se utiliza es el de los cuatro electrodos.
La conexión del método de los cuatro electrodos o de Wenner
se ilustra en la siguiente figura:
Método de los cuatro electrodos o de Wenner para la medición
de la resistividad del suelo.
38
Se utilizan cuatro electrodos auxiliares de diámetro muy
pequeño (menor al 10%) comparado con la separación a entre
ellos, aproximadamente a la misma profundidad. Si se conoce la
profundidad de enterramiento de los electrodos auxiliares y la
distancia entre ellos y se mide la resistencia.
LA UNIÓN EQUIPOTENCIAL (UE).
Representa un método sumamente importante. Existen
todavía prácticas peligrosas en donde se utilizan sistemas de
puesta atierra separadas (no unidas mediante un elemento
altamente conductivo) que se encuentran instaladas en una
misma instalación. Esta práctica genera diferencias de potencial
peligrosos que ponen en riesgo tanto al personal como al equipo
a proteger. La electricidad siempre busca regresar a su fuente,
por lo que una omisión de la unión equipotencial, puede
producir una condición de elevadas tensiones, generando que la
corriente intente regresar a su fuente, no importa si lo hace a
través de un conductor o a través del vencimiento de un
dieléctrico, sea éste cual fuere.
SEGURIDAD DE LAS PERSONAS.
Esta es la principal razón para la puesta a tierra en redes de
distribución y circuitos de baja tensión. Cuando todas las partes
metálicas de los equipos eléctricos están conectados a tierra y el
aislamiento interno del equipo falla, no se presentan tensiones
peligrosas en la envolvente del equipo. Cuando esto sucede (el
conductor energizado toca la envolvente del equipo) el circuito
eléctrico está efectivamente cortocircuitado y los fusibles
operan inmediatamente, eliminando las tensiones peligrosas. La
conexión a tierra ha tenido en la práctica diversos enfoques,
siendo el principal la seguridad, pero siguiendo a ésta la función
39
de protección a los equipos e instalaciones, y finalmente la
cuestión de funcionalidad de los equipos.
La utilización de supresores de sobretensión transitoria (SSTT)
es de vital importancia para la protección del equipo sensible.
Debe recordarse que siempre habrá una diferencia de potencial
importante entre el cable de señal y la pantalla de los cables,
independientemente de la aplicación de la UE.
PROTECCIÓN ANTE RAYO.
Desde el punto de vista de protección contra tormentas
eléctricas debe utilizarse un SPT que minimice los potenciales de
paso y contacto para reducir riesgos de electrocución y la
formación de arcos laterales entre partes metálicas que pongan
en peligro al personal y al equipo en la trayectoria de los
conductores de bajada.
El SPT debe integrarse por un arreglo de 3 electrodos por cada
conductor de bajada cuando éstos no se interconecten entre sí
por medio de un conductor enterrado en arreglo en anillo.
Cuando los electrodos de puesta a tierra de los conductores de
bajada se interconecten entre sí mediante un conductor
enterrado puede utilizarse un arreglo de uno o más electrodos
de puesta a tierra.
El SPTP, como definición es aquel que está compuesto por la
red de puesta a tierra (elementos metálicos enterrados
horizontal o verticalmente, interconectados entre sí), cables de
interconexión para conectar el equipo o estructura deseada a la
red de puesta a tierra, el fierro de refuerzo de la cimentación del
edificio y los puntos de conexión conocidos como unión
equipotencial (UE). El SPT debe construirse para funcionar en
forma permanente y segura.
40
El SPT debe integrar, incluir e interconectar todos los sistemas
dentro de la tienda, (Sistema eléctrico, sistema electrónico,
sistéma de telecomunicaciones, entre otros), respetando sus
particularidades de aislamiento, configuración y orden de
acuerdo con las especificaciones del proveedor de los equipos.
En ningún caso se deben instalar sistemas de puesta a tierra
separados, salvo que se justifique técnicamente y se utilicen
dispositivos para operación en estado transitorio.
41
3.4 CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
PRINCIPAL (SPTP).
El SPTP está constituido básicamente por el SPT (enterrado),
por el SPT de la subestación y por la unión equipotencial de todo
el acero que constituye la estructura de la tienda. Las redes
auxiliares, se derivan de éste sistema principal.
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PRINCIPAL (SPTP) CONCEPCION GENERICA.
42
SPT PARA LA SUBESTACIÓN.
Un Anillo cerrado construido a base de conductor de cobre
desnudo embebido en la losa acero, rodeara el interior del
cuarto de la subestación receptora (generalmente en planta baja
a nivel de terreno natural). Este anillo cerrado se conecta
firmemente al SPT enterrado, a través de dos conductores de
cobre desnudo, que se instalan en dos esquinas (columnas,
continuas diametralmente opuestas) del edificio. A estos
conductores de enlace les llamamos “Conductores dedicados”.
43
SPT AUXILIAR PARA CONCENTRACIONES.
En cada piso, donde se construyen cuartos para
“Concentraciones” de equipo eléctrico,
para instalar
transformadores, tableros auto soportados, tableros de pared,
interruptores, etc., se instala una placa de cobre, la cual es
“alimentada” por un conductor de cobre “dedicado” que viene
desde el sistema ubicado en terreno natural y que se utiliza para
la puesta a tierra del equipo eléctrico.
44
CRITERIO DE ACEPTACIÓN DEL SPT.
El valor de la resistencia a tierra del SPT enterrado, construido
en la zona más accesible de la tienda, medido a través del
método de caída de potencial, deberá ser menor o igual a 10
ohms, antes de interconectarse al “anillo cerrado”. La
continuidad eléctrica entre fierro de refuerzo de la cimentación
y entre la cimentación y las columnas deberá ser menor a 0.08
ohms. Medido por el método de los dos puntos. Todas las
conexiones entre cables de cobre y varillas o entre cables de
cobre y acero, deberán ser exotérmicas, no se aceptan
conexiones mecánicas para el SPTP, excepto para puesta a tierra
de equipo.
Por ningún motivo deben instalarse redes de puesta a tierra
“separadas” del SPT, particularmente para equipo electrónico
ubicado en niveles superiores. Excepción, cuando se usen
compuertas de tierra para transitorios.
CONDUCTOR PARA RETORNO DE LA CORRIENTE DE FALLA A
TIERRA.
El propósito del conductor para el retorno de la corriente de
falla a tierra, es proveer una trayectoria de baja impedancia para
conducir la corriente de falla durante el tiempo que le tome al
dispositivo de protección operar y liberar la falla. El conductor
debe ser seleccionado adecuadamente para este propósito,
tomando en consideración la máxima corriente de corto circuito
que se pueda presentar en la instalación. Normalmente este
conductor es instalado “desnudo” en las canalizaciones
eléctricas, junto a los cables con aislamiento. Este conductor
sigue la misma trayectoria de los conductores aislados que se
instalan para ligar diversos equipos eléctricos y se conecta desde
45
la carcaza o barra de puesta a tierra del equipo inicial, hasta la
carcaza o barra de puesta a tierra del equipo final.
Todas las canalizaciones eléctricas, como conduits y charolas
de cables que lleven circuitos alimentadores
entre
subestaciones, transformadores, plantas de emergencia,
tableros de distribución y equipos deberán acompañar a estos
circuitos un conductor de retorno de la corriente de falla,
usualmente un conductor de cobre desnudo de un calibre menor
al calibre más grande de los alimentadores instalados pero no
mayor del 4/0 AWG, o el que se determine por corto circuito, es
el adecuado. Este conductor no debe ser confundido ni
substituido en su función principal, con el cable o cables de
“conexión de puesta a tierra” de protección para los equipos,
estos deben ser instalados y son indispensables para la seguridad
y protección de las personas que tengan contacto accidental o
incidental con la carcaza de un equipo con falla de aislamiento y
pueda sufrir daño por electrocución.
3.5 SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA TORMENTAS
ELÉCTRICAS (SPTE).
La función del Sistema de Protección contra Tormentas
Eléctricas (SPTE) es reducir la probabilidad de daño para el
personal, las estructuras y el contenido de los almacenes de las
tiendas Liverpool, ante los efectos de rayo directo y los efectos
inducidos de rayo cercano.
El objetivo es lograr la armonización e integración de las dos
partes fundamentales que conforman el SPTE, las cuales son:
El
“Sistema Externo de Protección contra Tormentas
Eléctricas” (SEPTE).
46
El
“Sistema Interno de Protección contra Tormentas
Eléctricas” (SIPTE).
El SEPTE debe instalarse cuando:
(a) El nivel probabilístico de riesgo de impacto esté por encima
del nivel aceptado.
(b) Cuando sea exigido por el usuario, cuya prioridad radica en
la funcionalidad de su instalación y la seguridad de su personal,
independientemente de los parámetros probabilísticos.
El SIPTE, debe instalarse siempre, aun cuando no se instale
un SEPTE.
SEPTE (SISTEMA
EXTERNO DE PROTECCIÓN CONTRA
TORMENTAS ELÉCTRICAS).
Este sistema tiene la finalidad principal de:
(a) Ofrecer un punto de impacto para la corriente de rayo
(que de otra manera golpearía el edificio)
(b) Conducir la corriente de rayo en forma segura a tierra.
(c) Disipar la corriente en tierra en el menor tiempo posible.
3D SISTEMA EXTERNO DE PROTECCIÓN CONTRA TORMENTAS ELÉCTRICAS EN ALMACENES.
47
Los conductores de bajada pueden ser:
(a) Dedicados.
(b) Naturales.
(a) Los CB dedicados deben tener una trayectoria lo más corta
a la red de puesta a tierra y deben evitarse curvaturas
pronunciadas en su trayectoria (radio de curvatura mayor o igual
a 200 mm ).
(b) Los CB naturales deberán cumplir con el requisito de
espesor mínimo para tubo hueco u hoja metálica: Acero (4mm),
cobre (5mm) y aluminio (7mm), considerando que los CB
naturales son aquellos elementos metálicos propios de la
instalación, diseñados para un fin distinto al de conducción de
corriente de rayo, pero que por sus características pueden ser
utilizados como tal.
El concreto armado o acero estructural puede considerarse
como CB naturales debido a su posición y cantidad, siempre y
cuando se garantice la continuidad eléctrica entre sus partes.
Los conductores de bajada dedicados, deben cumplir con un
mínimo de sección transversal, de (50mm) para acero, (16 mm)
para cobre y (25 mm) para aluminio.
48
EN ALGUNOS ALMACENES, DESDE SU DISEÑO ESTRUCTURAL SE TRABAJA EL ACERO DE REFUERZO
DE LA CONSTRUCCIÓN PARA UTILIZARLOS COMO BAJANTES NATURALES DEL SEPTE.
3.6 PROYECTO ELÉCTRICO (CRITERIOS DE DISEÑO Y CÁLCULO
DE CIRCUITOS DERIVADOS Y ALIMENTADORES).
El diseño de la instalación, equipos y materiales eléctricos para
los almacenes, se realiza de acuerdo a las normas NOM-00149
SEDE-2012 relativa a la aprobación, instalación y uso de equipo
en instalaciones destinadas al suministro y uso de energía
eléctrica, publicada en el diario oficial de la federación.
El objetivo es proporcionar un servicio que reúna las siguientes
características:
a) Seguridad en las instalaciones.
b) Continuidad en el servicio.
c) Calidad en el manejo y uso de la energía.
d) Eficiencia en la utilización de la energía.
Los alcances de los proyectos eléctricos que se desarrollan
integran los siguientes sistemas:
a) Alumbrado Normal.
b) Alumbrado Emergencia.
c) Alumbrado Perimetral.
d) Alumbrado Veladoras.
e) POS (Puntos de Venta, Datos).
f) Telefonía.
g) Contactos Normales.
h) Contactos Regulados.
i) Fuerza Aire Acondicionado.
j) Alimentadores Generales.
k) Subestaciones.
l) Instalaciones Especiales (Audio y Video).
m) Circuito Cerrado de Televisión.
n) Antenas WiFi (Wireless).
o) Cuadros de cargas.
p) Diagrama Unifilar.
50
CÁLCULO DE CIRCUITO DE ALUMBRADO.
Los criterios de cálculo de los circuitos derivados para los
almacenes se definen de acuerdo a las Normas aplicables y
vigentes, éstos se realizan por corriente y por caída de tensión,
como ejemplo analicemos el procedimiento para un circuito de
Alumbrado donde las cargas generalmente oscilan de entre los
700 a 1200 VA.
Datos iníciales:
Carga: 910 VA
Vf -n = 277V
L0: 142m
L1: 10m
FA: 0.8
FT: 1.0
Donde:
L0= es la longitud del tablero a la primer salida
L1= es la longitud equivalente de la primer salida a la última.
FA= factor de agrupamiento
FT= facto de temperatura
Solución del problema:
a) Cálculo del circuito derivado por Corriente:
51
El artículo 220-3(a), establece que el tamaño mínimo de los
conductores del circuito sin aplicar ningún factor de ajuste no
debe ser inferior a la carga no continua más el 125% de la carga
continua. La carga de alumbrado se considera como carga
continua pues esta se encuentra en operación la mayor parte del
día.
Corrigiendo la corriente conforme al artículo 220-3 descrito
anteriormente se tiene lo siguiente:
Debido a que los conductores irán en tubo conduit se utiliza la
tabla 310-16 en la columna de 60°C, puesto que para corrientes
menores de 100A, la selección del conductor deberá hacerse en
esta columna como lo especifica el artículo 110-14(1) (a), por lo
que se selecciona un cable con una sección transversal de 3.31
mm2 (12 AWG), que soporta 25A.
Corrigiendo la corriente del conductor seleccionado por
temperatura y por agrupamiento se tiene lo siguiente:
52
De esta forma se observa que el conductor con sección
transversal de 3.31 mm2, aplicándole los factores de corrección
por temperatura y agrupamiento es capaz de conducir 20
Amperes y por lo tanto es idóneo para conducir la corriente que
demanda el circuito considerándose como carga continua y que
es de 4.1 Amp.
Corrigiendo la corriente nominal por temperatura y por
agrupamiento se tiene lo siguiente:
b) Cálculo del circuito derivado por Caída de Tensión:
Una vez que se haya determinado el conductor por corriente,
es necesario verificarlo por caída de tensión con la finalidad de
asegurar que la carga que se esté alimentado le llegue una
adecuada tensión y así contribuir a que el equipo funcione
adecuadamente en sus rangos de tensión de diseño.
Tomando en cuenta que la caída de tensión en un circuito
depende de la impedancia del conductor, de la corriente que
pase a través de los conductores que alimenten la carga, de la
distancia a la que se ubique la carga, de la sección transversal del
conductor, entre otros, y que la caída de tensión en un conductor
es directamente proporcional a la resistencia presentada por los
53
conductores y a la intensidad de corriente que circula a través de
ellos, y que esta aumenta entre mayor sea la longitud y sin
embargo esta se puede compensar si se aumenta la sección
transversal de los conductores, entonces se puede seleccionar
un conductor que tenga las características y la sección
transversal necesario para compensar estos efectos.
Para el cálculo de la caída de tensión en los circuitos derivados
se toma como base la resistencia, debido a que los conductores
de estos circuitos al ser de secciones transversales pequeñas,
su reactancia es muy pequeña y la resistencia que estos
presentan es mucho mayor, razón por lo cual para los circuitos
derivados se utilizara únicamente la resistencia y por lo tanto la
caída de tensión está dada por la fórmula siguiente:
En donde:
L= es la longitud del circuito.
e= es la caída de tensión.
I= es la corriente que fluye por los conductores.
Vf-n= es la tensión de fase a neutro.
S= es la sección transversal del conductor.
La recomendación de caída de tensión de acuerdo a las
secciones 210-19(a) y 215-2(b) la cual establece que los
conductores de circuitos derivados deben ser dimensionados
para evitar una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la
salida más lejana que alimente y en los que la caída máxima de
54
tensión eléctrica de los circuitos alimentadores y derivados hasta
el receptáculo más lejano no supere 5%, proporcionara una
razonable eficacia de funcionamiento.
En seguimiento al problema anterior, para verificar el cálculo
de caída de tensión para el circuito derivado que se está
analizando y tomando en consideración lo que se ha descrito
anteriormente se procede a verificar por caída de tensión, para
este caso se va a considerar una caída de tensión máxima para
los circuitos derivados de 3% y el cálculo se desarrolla a
continuación:
Datos:
- Corriente demandada (I): 4.1 Amp, calculo anterior.
- Tensión de operación: 277 Volts, 1F, 2H.
- Longitud L0: 142 mts.
- Longitud L1: 10 mts.
- Sección del conductor 1 (Sc1): 3.31 mm2 (12AWG), calculo
anterior.
- Caída de tensión máxima (e%): 3
Se realizaran 2 cálculos de caída de tensión, el primero para la
longitud del tablero a la primer salida, el segundo para la
longitud equivalente de la primer salida a la última. La caída de
tensión total del circuito será la suma de las 2 caídas de tensión.
De la fórmula de caída de tensión para un circuito monofásico
a 2 hilos, sustituyendo los valores se tiene:
55
Como se puede apreciar la caída de tensión es de 2.18%, valor
que no supera el 3% que se había establecido, por lo que el
conductor por caída de tensión cumple con los aspectos que se
establecieron.
Para determinar el cálculo de la protección del circuito
derivado se hace énfasis a lo que establece la norma al respecto
en los artículos 210-20, 210-21 y 240-3, por lo que la
protección correspondiente se calcula como sigue. La capacidad
de corriente de la protección será acorde a la capacidad de
corriente del conductor del circuito derivado, por lo que:
56
Entonces la capacidad mínima de corriente de conducción para
el circuito es de 4.1 Amperes, por estándares de producción de
equipos de protección, la protección comercial
mínima es de 15 Amperes, por lo que esta capacidad de
protección es la que se selecciona para el circuito derivado.
Se determina el tamaño del conductor de puesta a tierra de los
equipos, el tamaño nominal del conductor de puesta a tierra de
equipo se selecciona de acuerdo con la capacidad nominal del
dispositivo de protección contra sobrecorriente, y a lo
especificado en la Tabla 250-95.
Para determinar el conductor de puesta a tierra del circuito
analizado se tiene una protección de 15A, los conductores no se
ajustaron por caída de tensión, por lo que aplicando la tabla 25095, se selecciona un conductor de puesta a tierra de 2.08 mm2,
y si se hace énfasis a la consideración que se tomó para los
conductores de los circuitos derivados, el tamaño del conductor
de puesta a tierra se podría considerar de 3.31 mm2 de sección
transversal, que sería al único caso de conductores que se estaría
aplicando, y se sigue cumpliendo con lo que especifica la norma.
Finalmente de acuerdo a los cálculos y especificaciones, los
conductores y protección para el circuito analizado queda:
2-3.31mm2 (12AWG)
1-3.31mm2 d (12AWG)
1P-15A
El cálculo de la tubería se realiza considerando el espacio al
30% de su sección transversal, como datos tenemos 2
57
conductores de calibre 12AWG con aislamiento con una sección
transversal de 11.70mm2 y 1 conductor desnudo calibre 12 AWG
con una sección transversal de 3.31mm2.
Por lo tanto tenemos:
11.70mm2 +11.70mm2 + 3.31 mm2 =33.01 mm2
La tubería de 16mm al 30% tiene una sección transversal de
58.8 mm2 con lo que cumple para contener los 2 conductores
aislados calibre 12 AWG y un conductor desnudo calibre 12AWG.
La información se indica en los Cuadros de Carga como sigue:
58
Y se representa en el Diagrama Unifilar de la siguiente forma:
59
60
CÁLCULO DE CIRCUITO DE CONTACTOS.
Como ejemplo analicemos el procedimiento para un circuito de
Contactos donde las cargas generalmente oscilan de entre los
700 a 1200 VA.
Datos iníciales:
Carga: 1200 VA
Vf -n = 127V
L0: 30m
L1: 9m
FA: 0.8
FT: 1.0
Donde:
L0= es la longitud del tablero a la primer salida
L1= es la longitud equivalente de la primer salida a la última.
FA= factor de agrupamiento
FT= facto de temperatura
Solución del problema:
a) Cálculo del circuito derivado por Corriente:
El artículo 220-3(a), establece que el tamaño mínimo de los
conductores del circuito sin aplicar ningún factor de ajuste no
debe ser inferior a la carga no continua más el 125% de la carga
61
continua. La carga de contactos para vitrinas se considera como
carga continua pues esta se encuentra en operación la mayor
parte del día.
Corrigiendo la corriente conforme al artículo 220-3 descrito
anteriormente se tiene lo siguiente:
Debido a que los conductores irán en tubo conduit se utiliza la
tabla 310-16 en la columna de 60°C, puesto que para corrientes
menores de 100A, la selección del conductor deberá hacerse en
esta columna como lo especifica el artículo 110-14(1) (a), por lo
que se selecciona un cable con una sección transversal de 5.26
mm2 (10 AWG), que soporta 30A.
Corrigiendo la corriente del conductor seleccionado por
temperatura y por agrupamiento se tiene lo siguiente:
De esta forma se observa que el conductor con sección
transversal de 5.26 mm2, aplicándole los factores de corrección
por temperatura y agrupamiento es capaz de conducir 24
Amperes y por lo tanto es idóneo para conducir la corriente que
demanda el circuito considerándose como carga continua y que
es de 11.81 Amp.
Corrigiendo la corriente nominal por temperatura y por
agrupamiento se tiene lo siguiente:
62
b) Cálculo del circuito derivado por Caída de Tensión:
Una vez que se haya determinado el conductor por corriente,
es necesario verificarlo por caída de tensión con la finalidad de
asegurar que la carga que se esté alimentado le llegue una
adecuada tensión y así contribuir a que el equipo funcione
adecuadamente en sus rangos de tensión de diseño.
Tomando en cuenta que la caída de tensión en un circuito
depende la impedancia del conductor, de la corriente que pase
a través de los conductores que alimenten la carga, de la
distancia a la que se ubique la carga, de la sección transversal del
conductor, entre otros, y que la caída de tensión en un conductor
es directamente proporcional a la resistencia presentada por los
conductores y a la intensidad de corriente que circula a través de
ellos, y que esta aumenta entre mayor sea la longitud y sin
embargo esta se puede compensar si se aumenta la sección
transversal de los conductores, entonces se puede seleccionar
un conductor que tenga las características y la sección
transversal necesario para compensar éstos efectos.
Para el cálculo de la caída de tensión en los circuitos derivados
se toma como base la resistencia, debido a que los conductores
de estos circuitos al ser de secciones transversales pequeñas,
su reactancia es muy pequeña y la resistencia que estos
presentan es mucho mayor, razón por lo cual para los circuitos
63
derivados se utilizara únicamente la resistencia y por lo tanto la
caída de tensión está dada por la fórmula siguiente:
En donde:
L = es la longitud del circuito.
e= es la caída de tensión.
I= es la corriente que fluye por los conductores.
Vf-n= es la tensión de fase a neutro.
S= es la sección transversal del conductor.
La recomendación de caída de tensión de acuerdo a las
secciones 210-19(a) y 215-2(b) la cual establece que los
conductores de circuitos derivados deben ser dimensionados
para evitar una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la
salida más lejana que alimente y en los que la caída máxima de
tensión eléctrica de los circuitos alimentadores y derivados hasta
el receptáculo más lejano no supere 5%, proporcionara una
razonable eficacia de funcionamiento.
En seguimiento al problema anterior, para verificar el cálculo
de caída de tensión para el circuito derivado que se está
analizando y tomando en consideración lo que se ha descrito
anteriormente se procede a verificar por caída de tensión, para
este caso se va a considerar una caída de tensión máxima para
los circuitos derivados de 3% y el cálculo se desarrolla a
continuación.
Datos:
64
- Corriente demandada (I): 9.45 Amp, calculo anterior.
- Tensión de operación: 127 Volts, 1F, 2H.
- Longitud L0: 30 mts.
- Longitud L1: 9 mts.
- Sección del conductor 1 (Sc1): 5.26 mm2 (10AWG), calculo
anterior.
- Caída de tensión máxima (e%): 3
Se realizaran 2 cálculos de caída de tensión, el primero para la
longitud del tablero a la primer salida, el segundo para la
longitud equivalente de la primer salida a la última. La caída de
tensión total del circuito será la suma de las 2 caídas de tensión.
De la fórmula de caída de tensión para un circuito monofásico
a 2 hilos, sustituyendo los valores se tiene:
Como se puede apreciar la caída de tensión es de 1.82%, valor
que no supera el 3% que se había establecido, por lo que el
65
conductor por caída de tensión cumple con los aspectos que se
establecieron.
Para determinar el cálculo de la protección del circuito
derivado se hace énfasis a lo que establece la norma al respecto
en los artículos 210-20, 210-21 y 240-3, por lo que la
protección correspondiente se calcula como sigue.
La capacidad de corriente de la protección será acorde a la
capacidad de corriente del conductor del circuito derivado, por
lo que:
Entonces la capacidad mínima de corriente de conducción para
el circuito es de 11.81 Amperes, por estándares de producción
de equipos de protección, la protección comercial y
DE CRITERIO PARA CONTACTOS es de 20 Amperes, por lo que
esta capacidad de protección es la que se selecciona para el
circuito derivado.
Se determina el tamaño del conductor de puesta a tierra de los
equipos, el tamaño nominal del conductor de puesta a tierra de
equipo se selecciona de acuerdo con la capacidad nominal del
dispositivo de protección contra sobrecorriente, y a lo
especificado en la Tabla 250-95.
Para determinar el conductor de puesta a tierra del circuito
analizado se tiene una protección de 20A, los conductores no se
ajustaron por caída de tensión, por lo que aplicando la tabla 25095, se selecciona un conductor de puesta a tierra de 2.08 mm2,
y si se hace énfasis a la consideración que se tomó para los
66
conductores de los circuitos derivados, el tamaño del conductor
de puesta a tierra se podría considerar de 3.31 mm2 de sección
transversal, que sería al único caso de conductores que se estaría
aplicando, y se sigue cumpliendo con lo que especifica la norma.
Finalmente de acuerdo a los cálculos y especificaciones, los
conductores y protección para el circuito analizado queda:
2-5.26mm2 (10AWG).
1-3.31mm2 d (12AWG)
1P-20A
El cálculo de la tubería se realiza considerando el espacio al
30% de su sección transversal, como datos tenemos 2
conductores de calibre 10AWG con aislamiento con una sección
transversal de 15.7mm2 y 1 conductor desnudo calibre 12 AWG
con una sección transversal de 3.31mm2.
Por lo tanto tenemos:
15.7mm2 +15.7mm2 + 3.31 mm2 =34.7 mm2
La tubería de 16mm al 30% tiene una sección transversal de
58.8 mm2 con lo que cumple para contener los 2 conductores
aislados calibre 10 AWG y un conductor desnudo calibre 12AWG.
La información se indica en los Cuadros de Carga como sigue:
67
68
Y se representa en el Diagrama Unifilar de la siguiente forma:
69
CÁLCULO DE ALIMENTADOR.
Como ejemplo analicemos el procedimiento para un circuito
alimentador:
Datos iníciales:
Carga: 47,550VA
Vf -n = 277V
Vf -f = 480V
L= 5m
FA= 0.8
FT= 1.0
Donde:
L= Es la longitud del tablero general al tablero de distribución.
FA= factor de agrupamiento.
FT= factor de temperatura.
Solución del problema:
a) Cálculo del alimentador por corriente.
El artículo 220-3(a), establece que el tamaño mínimo de los
conductores del circuito sin aplicar ningún factor de ajuste no
70
debe ser inferior a la carga no continua más el 125% de la carga
continua. La carga de alumbrado se considera como carga
continua pues esta se encuentra en operación la mayor parte del
día.
Corrigiendo la corriente conforme al artículo 220-3 descrito
anteriormente se tiene lo siguiente:
Debido a que los conductores irán en tubo conduit se utiliza la
tabla 310-16 en la columna de 60°C, puesto que para corrientes
menores de 100A, la selección del conductor deberá hacerse en
esta columna como lo especifica el artículo 110-14(1) (a), por lo
que se selecciona un cable con una sección transversal de 53.5
mm2 (1/0AWG), que soporta 120A.
Corrigiendo la corriente del conductor seleccionado por
temperatura y por agrupamiento se tiene lo siguiente:
De esta forma se observa que el conductor con sección
transversal de 53.5 mm2, aplicándole los factores de corrección
por temperatura y agrupamiento es capaz de conducir 96
Amperes y por lo tanto es idóneo para conducir la corriente que
demanda el circuito considerándose como carga continua y que
es de 78.5Amp.
71
Corrigiendo la corriente nominal por temperatura y por
agrupamiento se tiene lo siguiente:
b) Cálculo del alimentador por Caída de Tensión.
Una vez que se haya determinado el conductor por corriente, es
necesario verificarlo por caída de tensión con la finalidad de
asegurar que la carga que se esté alimentado le llegue una
adecuada tensión y así contribuir a que el equipo funcione
adecuadamente en sus rangos de tensión de diseño.
Tomando en cuenta que la caída de tensión en un circuito
depende la impedancia del conductor, de la corriente que pase
a través de los conductores que alimenten la carga, de la
distancia a la que se ubique la carga, de la sección transversal del
conductor, entre otros, y que la caída de tensión en un conductor
es directamente proporcional a la resistencia presentada por los
conductores y a la intensidad de corriente que circula a través de
ellos, y que esta aumenta entre mayor sea la longitud y sin
embargo esta se puede compensar si se aumenta la sección
transversal de los conductores, entonces se puede seleccionar
un conductor que tenga las características y la sección
transversal necesario para compensar estos efectos.
En donde:
72
L= es la longitud del circuito.
e= es la caída de tensión.
I= es la corriente que fluye por los conductores.
Vf-f= es la tensión de fase a fase.
Z= es la impedancia del conductor.
La recomendación de caída de tensión de acuerdo a las
secciones 210-19(a) y 215-2(b) la cual establece que los
conductores de circuitos derivados deben ser dimensionados
para evitar una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la
salida más lejana que alimente y en los que la caída máxima de
tensión eléctrica de los circuitos alimentadores y derivados hasta
el receptáculo más lejano no supere 5%, proporcionara una
razonable eficacia de funcionamiento.
En seguimiento al problema anterior, para verificar el cálculo
de caída de tensión para el circuito derivado que se está
analizando y tomando en consideración lo que se ha descrito
anteriormente se procede a verificar por caída de tensión, para
este caso se va a considerar una caída de tensión máxima para
los circuitos derivados de 3% y el cálculo se desarrolla a
continuación.
Datos:
- Corriente demandada (I): 57.2 Amp, calculo anterior.
- Tensión de operación: 480 Volts, 3F, 4H.
- Longitud L: 5 mts.
- Impedancia de conductor elegido con un F.P=0.9 es 0.67
(1/0AWG aluminio)
- Caída de tensión máxima (e%): 2
73
Se realiza el cálculo para la caída de tensión del alimentador
De la fórmula de caída de tensión para un circuito trifásico a 4
hilos, sustituyendo los
valores se tiene:
Como se puede apreciar la caída de tensión es de 0.06 %, valor
que no supera el 2% que se había establecido, por lo que el
conductor por caída de tensión cumple con los aspectos que se
establecieron.
Para determinar el cálculo de la protección del circuito
derivado se hace énfasis a lo que establece la norma al respecto
en los artículos 210-20, 210-21 y 240-3, por lo que la
protección correspondiente se calcula como sigue.
La capacidad de corriente de la protección será acorde a la
capacidad de corriente del conductor del alimentador, por lo
que:
Entonces la capacidad mínima de corriente de conducción para
el circuito es de 78.5 Amperes, por estándares de producción de
74
equipos de protección, la protección comercial es de
100Amperes, por lo que esta capacidad de protección es la que
se selecciona para el circuito derivado.
Se verifica que el conductor este protegido de acuerdo a 240-3,
donde se tiene que:
Donde :
Ip, es la corriente de la protección
Icond, es la corriente que soporta el conductor aplicando
factores de corrección
El conductor no cumple por lo que aumentamos el tamaño del
conductor en un calibre quedando de 67.4 mm2, que soporta
135 amperes, aplicándole los factores de corrección por
temperatura y agrupamiento es capaz de conducir 108Amperes,
por lo tanto es idóneo, cumpliendo en todos aspectos.
Se determina el tamaño del conductor de puesta a tierra de los
equipos, el tamaño nominal del conductor de puesta a tierra de
equipo se selecciona de acuerdo con la capacidad nominal del
dispositivo de protección contra sobrecorriente, y a lo
especificado en la Tabla 250-95. Para determinar el conductor de
puesta a tierra del circuito analizado se tiene una protección de
100A, los conductores no se ajustaron por caída de tensión, por
lo que aplicando la tabla 250-95, se selecciona un conductor de
puesta a tierra de 21.2 mm2. Finalmente de acuerdo a los
75
cálculos y especificaciones, los conductores y protección para el
circuito analizado queda:
4-67.4mm2 (2/0AWG)
1-21.2mm2 d (4AWG)
3P-100A
El cálculo de la tubería se realiza considerando el espacio al
30% de su sección transversal, como datos tenemos 4
conductores de calibre 2/0 AWG con aislamiento con una
sección transversal de 126.68 mm2 y 1 conductor desnudo
calibre 4 AWG con una sección transversal de 21.2mm2. Por lo
tanto tenemos:
126.68 mm2 X 4 + 21.2 mm2 =527.92 mm2
La tubería de 53mm al 30% tiene una sección transversal de
649.5 mm2 con lo que cumple para contener los 4 conductores
aislados calibre 2/0 AWG y un conductor desnudo calibre 4AWG.
La información se indica en el Diagrama Unifilar como sigue:
76
CÁLCULO DE CIRCUITO DERIVADO DE MOTORES.
77
Para el cálculo de la corriente normal de un motor monofásico,
bifásico o trifásico, se tienen las siguientes formulas y / o se
pueden tomar los valores de las corrientes a plena carga de las
tablas (430-148), (430-149), (430-150):
Motor monofásico
In= CP x 746 / En x FP x n
Motor bifásico
In= CP x 746 / 2 x En x FP x n
Motor trifásico
In= CP x 746 / 1.73 x Ef x FP x n
Ia= In x 1.25 Art. 430.22a
Ic= Ia / FT x FA
Por Ampacidad se debe seleccionar el conductor según tablas
(310-16) y (310-17) tomar inmediato superior.
Por caída de tensión e%< 3% ART. (210-19) Nota 4 y (215-2)
Nota 1, total 5%
Sistema monofásico a 2H e%= 200 x I x L x Z / Efn x 1000 1F-2H
Sistema bifásico a 3H e%= 100 x I x L x Z / Efn x 1000 2F-3H
Sistema trifásico a 3H e%= 173 x I x L x Z / Efn x 1000 3F-3H
Sistema trifásico a 4H e%= 100 x I x L x Z / Efn x 1000 3F-4H
Para seleccionar el conductor por I (corriente) y e% (caída de
tensión) se debe tomar el mayor.
a) Selección del elemento Térmico (ET):
ET= In x 1.25 ó 1.15 a 1.7
Art. 430-32, 430-34 y 430-37
b) Selección del Interruptor:
78
Int= In x 1.5 a 2.5 ó inmediato inferior Tabla 430.152 y 430.52
Int= In x 4 ó inmediato inferior cuando < 100A Art. 430.52 a, c
Int= In x 3 ó inmediato inferior cuando < 100 A Art. 430.52 a, c
Int= In x 1.5 a 3 ó inmediato inferior Tabla 430.152 y 430.52
Int= In x 4 ó inmediato inferior cuando < 600A Art. 430.152 y
430.52.
Int= In x 1.5 a 1.75 ó inmediato inferior Tabla 430.152 y 430.52
It= In x 2.25 ó inmediato inferior cuando Art. 430.52 a, b
La información se indica en el Diagrama Unifilar como sigue:
79
80
CÁLCULO DE CIRCUITO ALIMENTADOR DE MOTORES.
In= (sumatoria) In de motores
Ia= (sumatoria In de motores x FD)+(0.25 x In motor mayor) Art.
430-24 y 430.26
Ic= Ia /FT x FA notas de la tabla (310-16) y (310-17) Inciso 8
(factor de agrupamiento)
Para la selección del conductor por Ampacidad se debe hacer
según tablas (310-16) y (310-17) tomando el inmediato superior.
Para la selección del conductor por I (corriente) y por e% (caída
de tensión) se debe tomar el mayor.
a) Cálculo del Interruptor General:
Int ó f ó fde= Int ó f ó fde MOTOR MAYOR + ( sumatoria In RESTO
DE MOTORES) x FD) Art. 430-62 se debe tomar el inmediato
inferior.
3.7 ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO.
81
El objetivo de este estudio es verificar que la capacidad de los
equipos, cables seleccionados, sean los adecuados para soportar
los esfuerzos mecánicos ocasionados por la magnitud de un
cortocircuito, con base a las características del sistema.
El alcance de este análisis es conocer el nivel de cortocircuito
trifásico, en la acometida y en cada uno de los tableros de
distribución de baja tensión; para corroborar que las
capacidades de los equipos de protección contra cortocircuito,
que forman el sistema de distribución de la tienda
departamental, están adecuadamente seleccionados.
NATURALEZA DE LAS FALLAS:
Fallas transitorias.
Fallas permanentes.
82
CONSECUENCIAS DE UNA FALLA:
a) En el lugar de la falla, puede ocurrir arqueo e incendio.
b) Las corrientes de corto circuito fluyen de varias fuentes al
punto de localización de la falla.
c) Todos los componentes que llevan corrientes de corto circuito
son sometidos a esfuerzos térmicos y mecánicos intensos.
d) El voltaje del sistema cae en proporción de la magnitud de la
corriente de corto circuito.
e) De lo anterior se puede intuir que la falla se debe remover
rápidamente del sistema de potencia, y esta función la deben
realizar los dispositivos de protección correspondientes (los
interruptores de circuito, los fusibles, relevadores, etcétera). El
dispositivo de protección debe tener la capacidad para
interrumpir la máxima corriente de corto circuito cuando esta
pasa por el cruce por cero de la onda senoidal de la corriente de
falla.
f) El máximo valor de la corriente de corto circuito está
directamente relacionado al tamaño de la fuente de
alimentación y la distancia eléctrica al punto de falla y, es
independiente de la corriente de carga del circuito protegido por
el dispositivo de protección. Cuanto más grande sea la capacidad
de la fuente de alimentación, más grande será la corriente de
corto circuito.
83
ESTUDIO DE ARCO ELÉCTRICO ASPECTOS RELEVANTES DE LA
FALLA POR ARCO:
a) La energía liberada es una función de la magnitud de la
corriente de falla y la duración de la falla (principalmente), y en
menor medida del voltaje del sistema.
b) Los arcos en envolventes, tales como centros de control de
motores o tableros, magnifican la explosión y la energía
transmitida.
IMPORTANCIA DE UN ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO:
El estudio de corto circuito es necesario en los sistemas
eléctricos, ya que se obtiene información importante para
verificar o seleccionar la capacidad interruptiva necesaria de los
interruptores y fusibles, seleccionar y ajustar las protecciones de
sobrecorriente, verificar que los efectos térmicos y mecánicos
del corto circuito puedan ser soportados por los elementos del
sistema eléctrico.
EL CONCEPTO DE REACTANCIA:
84
La impedancia de una máquina rotatoria consiste
primordialmente de una reactancia cuyo valor varía con el
tiempo bajo situaciones de corto circuito y no es un simple valor
como lo es para un transformador o un tramo de cable, sino que
es una variable compleja que varía con el tiempo.
El tener una respuesta en corriente variable en el tiempo
implica que la impedancia equivalente también es un parámetro
dependiente del tiempo.
TIPOS DE REACTANCIAS:
a) Reactancia subtransitoria (X”d)
Es la reactancia aparente del devanado del estator en el
instante del corto circuito, y determina el flujo de corriente
durante el primer ciclo.
b) Reactancia transitoria (X’d)
Es la reactancia que determina la corriente que sigue al periodo
cuando la reactancia subtransitoria está en un valor controlado.
La reactancia transitoria es efectiva o alcanza su valor al medio
segundo o más, dependiendo del diseño de la
máquina.
c) Reactancia síncrona (Xd)
Es la reactancia que determina el flujo de corriente cuando se
alcanza la condición de estado estable. No alcanza su valor
efectivo o estable sino hasta varios segundos después del corto
circuito; por consiguiente, no es empleada generalmente en los
cálculos de corto circuito.
CORRIENTES SIMÉTRICAS Y ASIMÉTRICAS:
85
Las palabras simétrica y asimétrica describen las formas de las
ondas de corriente alterna bajo situaciones de falla con respecto
al eje cero de tiempo.
Si las envolventes de los picos de las ondas de corriente son
simétricas con respecto del eje cero, son llamadas envolventes
de corriente simétricas:
Si las envolventes no son simétricas con respecto del eje cero,
son llamadas envolventes de corriente asimétrica.
La mayoría de las corrientes de corto circuito son casi siempre
86
asimétricas durante los primeros ciclos después de ocurrido el
corto circuito.
La corriente asimétrica está al máximo durante el primer ciclo
después de que ocurre el corto circuito y en pocos ciclos se
convierte gradualmente en simétrica.
COMPONENTE DE DIRECTA:
Las corrientes asimétricas son analizadas en términos de dos
componentes, una componente de corriente simétrica y una
componente de CD.
La componente simétrica está al máximo al inicio del corto
circuito y decae a un valor de estado estable debido al cambio
aparente en la reactancia de la máquina rotatoria.
En todos los circuitos prácticos, esto es en aquellos que
contienen resistencias, la componente de CD también decaerá
tanto como la energía representada por la componente de CD se
disipa como pérdidas I
en la resistencia del circuito.
87
88
PROCEDIMIENTO GENERAL:
a) Preparar un diagrama unifilar, que incluya todos los
componentes trascendentes del sistema.
b) Decidir sobre el tipo y localización de falla para el cálculo de
la corriente de corto circuito requerida, con base en el equipo al
cual se va a aplicar.
c) Preparar un diagrama de impedancias.
d) Se deben seleccionar las bases de voltaje y de potencia para
el estudio cuando se vaya a emplear el sistema por unidad.
e) Para las condiciones de operación y localización de la falla
designada, se resuelve la red de impedancias y se calcula la
corriente simétrica requerida.
• Primera red
• Segunda red
• Tercera red
CONDICIONES PARA LA FALLA MÁS SEVERA:
89
a) Las fallas más severas se presentan generalmente cuando la
máxima carga instalada está en operación y todas las
interconexiones está cerradas formando anillos.
b) ¿Cuántos generadores locales, motores eléctricos grandes y
otras fuentes de alimentación serán considerados en operación
en condiciones reales y en demanda máxima?.
c) ¿Qué expansiones y cambios futuros afectarán las corrientes
de corto circuito en el almacén?.
3.7.5 MÉTODOS DE CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTO
CIRCUITO:
El método empleado para calcular corrientes de corto circuito
depende de varios factores como son el tamaño del sistema
eléctrico en estudio, el tipo de corrientes esperados (trifásico,
monofásico), grado de exactitud y la aplicación de los valores de
corrientes de corto circuito.
Existen varios métodos para realizar cálculos de corrientes de
cortocircuito, algunos de ellos son :
a) Método Directo.
b) Método de los MVA.
c) Método en P.U.
a) EL MÉTODO DIRECTO:
Es llamado de esta forma porque utiliza los datos en volts,
amperes y ohms directamente del sistema y de los equipos,
utiliza ecuaciones eléctricas básicas, no utiliza diagrama
especiales y técnicas matemáticas.
90
b) EL MÉTODO DE LOS MVA:
Sabemos que la admitancia es el reciproco de la impedancia
y por definición la máxima corriente o MVA a tensión unitaria
que circula por el circuito que se alimenta de una fuente de
capacidad infinita.
Este método consiste en elaborar un diagrama unifilar donde
se indique los MVA y la impedancia en p.u. propia de cada
elemento del sistema eléctrico en estudio.
Se convierten todos los valores nominales de MVA de cada
componente a valores MVA de corto circuito. Se divide los MVA
nominales entre la reactancia en p.u. propios de cada elemento
del sistema.
Para combinar los MVAcc indicados en el diagrama de MVA, se
debe de seguir las siguientes reglas:
a) Elementos en Serie: se combinan como si fueran resistencias
en paralelo. Ejemplo dos elementos en serie:
b) Elementos en Paralelo: se combinan como si fueran
resistencias en serie. Ejemplo: dos elementos en paralelo:
Para calcular la corriente de corto circuito trifásica en el punto
de falla (estudio), se utiliza la expresión:
91
Los MVAcc son los MVA equivalentes en el punto de falla y kV
es la tensión de prefalla en el mismo punto.
El método no requiere de una potencia base y tampoco
necesita cambiar los valores de impedancia de base.
c) EL MÉTODO EN P.U. (POR UNIDAD):
El método en p.u. es más representativo del análisis de
circuitos eléctricos. Consiste en convertir el diagrama unifilar en
un diagrama de impedancia y hacer una reducción hasta tener
una impedancia equivalente.
Este método, se utiliza para el cálculo de corriente de corto
circuito para los almacenes y el que nos ocupará para hacer un
ejemplo, se basa en representar el diagrama del sistema por su
diagrama de impedancias y, posteriormente, reducirlo a una sola
impedancia. La mayor ventaja de este método se encuentra
cuando el sistema tiene varios niveles de tensión.
La ley de Ohm es la relación básica para el estudio de fallas en
sistemas eléctricos, donde la corriente de cortocircuito simétrica
se determina con:
I=E/Z
Donde:
E= Es la tensión de prefalla en el lugar de la falla.
Z= Es la impedancia equivalente que hay entre el punto de falla
y la fuente (incluyendo las impedancias de todas las fuentes).
El cálculo preciso del valor de la corriente asimétrica de
cortocircuito es bastante complejo, debido a que tanto la
92
componente de CA como la de CD varían en el tiempo. Por este
motivo, se han desarrollado metodologías simplificadas para
determinar estos valores de corrientes de cortocircuito. Dichas
metodologías se encuentran incluidas en normas (ANSI y el lEC).
El paso final es calcular la corriente de corto circuito. Los
cálculos son influenciados por el voltaje nominal del sistema. El
procedimiento es el recomendado en la norma ANSI/IEEE 1411993. Consiste en la aplicación de ciertos factores de
multiplicación que afectan el cálculo de las corrientes de corto
circuito, estos factores dependen del punto del sistema en el
cual se analiza la falla, de la relación X/R de los equivalentes
correspondientes del sistema reducido, del tiempo en que se
inicia la apertura de los contactos primarios del interruptor y del
uso que se le da a la corriente calculada.
La norma de referencia considera la elaboración de tres redes
de impedancias (circuitos equivalentes) para la obtención de las
corrientes de corto circuito. La diferencia entre cada red, al
determinar el valor de la impedancia de las máquinas rotatorias
que contribuyen a la falla, el cual varía en función de la
aplicación.
La topología del sistema indicado en el diagrama de
impedancias está formado por los siguientes elementos:
La acometida de Comisión Federal de Electricidad, la cual
alimenta a la subestación receptora ubicada generalmente en la
planta baja y está compuesta por dos secciones del tablero de
distribución en media tensión, con seccionadores y fusibles.
La primera sección contiene al equipo de medición y al
desconectador principal, con fusibles, este equipo alimenta a
una subestación derivada ubicada generalmente en planta
azotea, la cual distribuye energía a dos transformadores (TR-2)
de 1500 kVA, una relación de transformación dependiendo el
93
suministro de CFE (13.2, 13.8, 23, 34.5)-0.48/0.277 kV y Z% =
5.75, el cual alimenta un tablero de distribución de fuerza (TGF)
que a su vez se encarga de distribuir la energía a cargas de
utilización.
La segunda sección de la subestación alimenta a un
transformador (TR-1) de 1750 kVA, una relación de
transformación dependiendo el suministro de CFE (13.2, 13.8,
23, 34.5)-0.48/0.277 kV y Z% = 5.75. Este transformador
alimenta al tablero general normal (TGN) en baja tensión que a
su vez distribuye energía hacia el tablero general de respaldo
(TGR); el cual tiene un respaldo de la planta de emergencia (PE)
que actúa sólo en caso de interrupción de la energía del sistema
mediante un tablero de transferencia “TRANSFER”. Así mismo el
tablero distribuye energía hacia a motores y cargas de
utilización.
El diagrama de impedancias se desarrolla en base al diagrama
unifilar.
Para cuestiones de cálculo se tienen las siguientes
consideraciones:
El sistema opera en forma radial; es decir, de ninguna manera,
pueden operar en paralelo el transformador TR-1 y el generador
de emergencia.
El suministro de CFE, para ejemplo en algún caso fue de 13.2
kV, 300 MVA (13.121 kA) de cortocircuito con una relación X/R
de 20, estimado, (a menos de contar con la información de CFE).
Los valores de impedancias de los equipos eléctricos son
tomadas del Std. 141-1993 IEEE.
Las cargas de cada motor, o tablero que alimenta motores se
consideraran 100% inductivas.
La unidad de respaldo (UPS) utilizada para contactos regulados
no se considerará en el cálculo de cortocircuito ya que no se
94
cuenta con los datos de las baterías por ser equipos que se
adquieren posteriormente a la emisión del proyecto.
3.7.6 BASES DE DISEÑO:
Para el análisis de cortocircuito se toman en consideración los
siguientes documentos normativos:
Capitulo 4 del IEEE Std 141-1993 “Recommended Practice for
Electric Power Distribution for Industrial Plants”.
ANSI C37.010-1979 IEEE “Application Guide for AC High
Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis”.
ANSI C37.13-1990 IEEE “Standard for Low Voltage AC Power
Circuits Breakers Used in Enclosures”.
SOFTWARE POWER TOOLS SE SKM
3.7.7 CÁLCULO:
Las condiciones de operación en los sistemas de energía
eléctrica cambian constantemente con los cambios de carga y/o
los procedimientos de operación, consecuentemente las
corrientes de cortocircuito cambian en cada arreglo
predeterminado de acuerdo con las condiciones de operación,
las corrientes de cortocircuito decrecen desde un valor máximo
en el momento de ocurrir una falla, hasta el momento de su
interrupción.
95
El Instituto Nacional de Normas Americanas (ANSI), ha
desarrollado los procedimientos a usarse en la industria eléctrica
para desarrollar el cálculo de las corrientes de cortocircuito que
puedan compararse con las capacidades de los equipos
eléctricos.
El análisis del sistema eléctrico de distribución se realiza de
acuerdo con las normas antes mencionadas, aplicando el Power
Tools de SKM
Los cálculos se aplican a las siguientes condiciones de
operación:
CASO
A-0
A-1
A-2
FUENTE DE
SUMINISTRO
IDENTIFICACIÓN DIAGRAMA
MOMENTÁNEA
COMISIÓN FEDERAL INTERRUPTIVA
30 CICLOS
DUZ-01
DUZ-01
DUZ-01
3.7.8 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO:
El procedimiento del cálculo consiste en representar el sistema
eléctrico de distribución en forma matricial, cada uno de los
componentes del sistema (fuente de suministro, generadores,
motores, etc.) son representados por su valor de impedancia (Z
= R + jX).
96
Se calculan las corrientes de cortocircuito en todos los buses
(puntos de interconexión) del sistema, estas corrientes son
empleadas para verificar las capacidades de los equipos.
Los dispositivos destinados a interrumpir las corrientes de
cortocircuito deben ser capaces de soportar e interrumpir las
corrientes más severas que puedan presentarse en el sistema
eléctrico.
El procedimiento de cálculo emplea redes que se describen a
continuación:
RED No. 1
Primer ciclo (momentánea); para fusibles e interruptores en baja
tensión. La reactancia subtransitória de todas las máquinas
rotatorias debe ser empleada en la red equivalente. Las normas
permiten modificar las reactancias de grupos de motores
síncronos y de inducción en baja tensión y que son alimentados
por una subestación unitaria una reactancia de 0.25 en por
unidad sobre el rango del transformador puede ser empleada
como una simple impedancia para representar el grupo de
motores estas corrientes de cortocircuito pueden ser
comparadas con las capacidades simétricas de los equipos,
cuando el rango de los equipos es expresado en corriente
asimétrica, la corriente simétrica es multiplicada por un factor
de asimetría de acuerdo con las normas. Estos cálculos también
son aplicables a fusibles de media y alta tensión.
RED No. 2
97
Primer ciclo (momentánea); para interruptores en media y alta
tensión (superior a 1 kV) estos cálculos se emplean para la
comparación con los rangos momentáneos o de cierre bajo falla
de los interruptores, para determinar la capacidad de disparo
(cierre o apertura) bajo falla, la corriente de cortocircuito
momentánea es multiplicada por el factor de 1.6.
RED No. 3
Apertura de contactos (interruptiva); para interruptores en alta
tensión (superior a 1 kV) estos cálculos se emplean para la
comparación de los rangos interruptivos de los interruptores.
Para estos cálculos la resistencia de la red es necesaria ya que se
debe calcular la relación X/R, para determinar los factores de
asimetría.
RED No. 4
Corrientes de cortocircuito para relevadores con retraso de
tiempo. Para relevadores instantáneos los valores de las redes
No. 1 y No. 2 deben ser empleados; para la aplicación de
relevadores con retraso de tiempo de 6 ciclos o más, la
representación de la red incluye únicamente los generadores y
equipos estáticos, los generadores deben ser representados por
su reactancia transitoria.
DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS Y DATOS DE REDUCCIÓN:
98
Los diagramas de impedancias incluidos, representan las
condiciones de operación del sistema eléctrico de distribución,
los valores de impedancias empleados en los cálculos están en
valor por unidad (p.u.) a una potencia base de 100 MVA y a la
tensión nominal del sistema.
La fuente de suministro es representada por su impedancia, la
cual es equivalente a la máxima contribución de cortocircuito
disponible por la Comisión Federal de Electricidad en la
acometida.
Los cables del sistema están representados por su impedancia
en por unidad a las bases del estudio usando los datos de la
NOM-SEDE-001-2012 (capitulo 10, Tabla 9).
Las impedancias de los transformadores son tomadas del ANSI
C57.12.10-1998 y son representadas en por unidad a las bases
del estudio.
Los motores de cada centro de control de motores, son
agrupados y una simple impedancia mostrada. Las reactancias
subtransitorías (X“d) son empleadas para el cálculo de la red No.
1 (primer ciclo – momentáneo) y serán modificadas para el
cálculo interruptivo.
Las normas ANSI para cálculos de cortocircuito (redes No. 2 y
No. 3) requieren que las reactancias de motores y generadores
sean modificadas de acuerdo a sus características, los factores
de modificación están mostrados en la siguiente tabla.
FACTORES DE MODIFICACIÓN PARA REACTANCIA
99
ELEMENTO
CALCULO
MOMENTÁNEO
CALCULO
INTERRUPTIVO
FUENTE DE SUMINISTRO
XS
XS
GENERADORES DE PLANTA
X’’d
X’’d
MOTORES SÍNCRONOS
X’’d
1.5 X’’d
MOTORES DE INDUCCIÓN
> 1000 HP @ 1800 R. P. M. O
> 250 HP @ 3600 R. P. M.
X’’d
1.5 X’’d
1.2 X’’d
3.0 X’’d
1.67 X’’d
a
OTROS > 50
< 50 HP
Donde las relaciones X/R de los motores y los transformadores,
no son proporcionadas por el fabricante, son tomadas de los
datos típicos, usando las curvas mostradas en la norma ANSI
C37.010-1979.
De acuerdo con la publicación IEEE No. 141 (IEEE LIBRO ROJO),
los KVA base y las reactancias de los motores, son tomados de la
siguiente tabla cuando estos valores son desconocidos.
Motor de Inducción
Motor Síncrono con fp = 0.8
Motor Síncrono con fp = 1.0
1 HP = 1kVA
1 HP = 1kVA
1 kVA = 0.8 HP
100
Motor de Inducción a no más de 6000 V
Motor de Inducción a más de 6000 V
Motor Síncrono de 8 a 14 polos
Motor Síncrono de 16 polos o más
Motor Síncrono de 6 polos
X’’d = 0.25 pu
X’’d = 0.17 pu
X’’d = 20 pu
X’’d = 28 pu
X’’d = 0.15 pu
Para conocer las reactancias e impedancias del sistema se
utiliza la siguiente formulación:
Acometida
Z pu = MVA B
MVA CC SISTEMA
Para los Transformadores
Z pu = Z % kVA B
kVA eq (100)
Para Motores o CCM’s
X pu = X’’ d (kVA B)
kVA CCM
Para Cables
Z pu = Z Ω(kVA B)
kV2
Donde:
L= Longitud en (km)
Z pu= Impedancia en (pu)
MVAB= Potencia base en (MVA)
MVACC= Potencia de cortocircuito del sistema en (MVA)
Z= Impedancia en (Ω)
kV= Tensión de operación del sistema en (kV)
MVA eq= Potencia del equipo bajo estudio en (MVA)
kA eq= Potencia de equipo bajo estudio en (kA)
DATOS
101
Para la realización del análisis de cortocircuito se toman los
datos indicados en el diagrama unifilar.
TENSIÓN NOMINAL EN BUSES CONSIDERADOS
NÚMERO DE
TENSIÓN
DESCRIPCIÓN
BUS
(kV)
SUBESTACION
Subestación Receptora
13.2
RE
DESCONECTA Desconectador principal
13.2
DOR
SF6
Subestacion aislada en gas
SF6
13.2
SF6
TGF
Tablero General de fuerza
0.48
Tablero de Distribución
IP
0.48
principal
Tablero General de
TGR
0.48
Respaldo
TGN
Tablero General Normal
0.48
Tablero Integrado
TIA
0.22
Autosoportado
OBTENCIÓN DE VALORES DE LAS IMPEDANCIAS DEL SISTEMA:
Considerando como unidades base 100 MVA y la tensión
nominal del sistema,.
Para la Acometida de CFE, se considera un valor de 300 MVA
y una relación X/ R = 20.
Usando la fórmula:
Z pu = MVA B
102
MVA CC SISTEMA
Sustituyendo valores se tiene:
Z pu =
100 = 0.333 (p.u.)
300
Ø = arc tan ( X ) = arc tan ( 20 ) = 87.14°
R
ZS = Z pu cos Ø + j Z pu sen Ø
Sustituyendo valores: ZS = 0.333 cos 87.14° + j 0.333 sen 87.14°
ZS = 0.0166 + j 0.3325 (pu)
Para el transformador (TR-1) de 1500 kVA, con impedancia de
5.75% con relación X/R= 8.51
Usando la fórmula:
Z pu = Z (%) x MVA B
MVA eq (100)
Sustituyendo valores se tiene:
Z pu = 5.75 x 100 = 3.83 (pu)
(1.5) (100)
Para conocer el ángulo: Ø = arc tan X = arc tan( 8.51 ) = 83.29°
R
ZTR1 = Z pu cos Ø + Z pu sen Ø
Sustituyendo Valores: ZTR1= 3.83 cos 83.29° + j 3.83 sen 83.29°
ZTR1 = 0.4468 + j 3.8 (pu)
Para el cable de alimentación que distribuye energía desde la
Subestación Receptora al tablero en SF6 a un nivel de tensión de
103
13.2 kV ( F-01 ), con alimentadores de calibre 3/0 AWG, y con
una longitud de 0.001 km.
De tablas del NEC se obtienen los valores de resistencia (R) y
reactancia (X) en Ω/km:
Resistencia: 0.43 Ω/km
Reactancia: 0.171 Ω/km
Usando la fórmula:
Z pu = Z (Ω) x MVA B
kV2
Sustituyendo valores se tiene:
Z pu = R (Ω/km) x MVA B x L (km) + j X (Ω/km) x MVA B x L (km)
kV2
kV2
Z C1 = 0.43 x 100 x 0.001 + j 0.171 x 100 x 0.001
(13.2)2
(13.2)2
Z C1 = 0.00025 + j 0.0001 (pu)
Para el tablero general de fuerza, se considera modelar solo los
motores de 50 hp y mayores, el resto de motores, se sumaran y
consideraran una carga, siendo una carga instalada de 1439.5
VA, X’’d = 0.25 (para grupo de motores) y una relación X/ R = 5(de
tablas del ANSI)
Usando la fórmula:
X pu = X’’ d (pu) x MVA B
MVA CCM
Para los motores de 50 hp
Sustituyendo valores se tiene: X 50hp =_0.25 x 100
0.05
= 500 (pu)
104
Conociendo la relación X/ R = 5 por la combinación de motores
se tiene:
R CCM2 = X CCM2
5
= 500 = 100 (pu)
5
Z M4 = 100 + j 500 (pu)
Para el resto de motores del TGF 1439.5 hp
Sustituyendo valores:
X TGF =_0.25 x 100
1.4395
= 17.367 (pu)
Conociendo la relación X/ R = 5 por la combinación de motores
se tiene:
R CCM2 = X TGF = 17.367 = 3.47 (pu)
5
5
Z M4 = 3.47 + j 17.367 (pu)
Para los circuitos de alumbrado, los cuales no contribuyen
energía en caso de cortocircuito, solo se considerarán los
transformadores de 300 y 150 KVA y los tableros denominados
integrado autosoportado Concentración 13 azotea y
Concentración 1 segundo nivel, para comprobar las capacidades
interruptivas en 220 VCA.
En base al programa Power Tools de SKM, se ingresan datos de
todos los elementos que intervienen como equipos y cables para
determinar el cálculo de corto circuito en las diferentes fallas
simuladas.
105
REDUCCIÓN DE RED Y VALORES DE CORTO CIRCUITO:
Para conocer los valores de falla en cada bus, se reduce la
malla, por medio del teorema de Thevenin.
Para falla en el bus de entrada al sistema de distribución
(subestación receptora), la reducción de la malla queda de la
siguiente forma:
Contribución del sistema
13.2 kV
Contribución de las cargas
0.0166 + j 0.3325 (pu)
SUBESTACION RE
18.87 + j 73.36 (pu)
La potencia de cortocircuito es igual a la admitancia del sistema
MVA = Y = 1
Z
Z1 = 0.0166 + j 0.3325 (pu)
Z1 = 0.3329 ∟87.13°
Z2 = 3.065 + j 11.91 (pu)
Z2 = 12.3 ∟75.57°
MVA CC = Y1 + Y2 = (
1
+
0.3329
1
12.3
) * 100 = 308.52
Para conocer la corriente se usa la siguiente formula:
I = MVA CC =
308.52
= 13.196 kA
√3 KV
√3 x 13.2
Sumario de corrientes trifásicas en los buses:
106
CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN BUSES
NÚMERO
DE BUS
SUBESTAC
ION RE
DESCONE
CTADOR
SF6
TGF
IP
TG
TGN
TIA
TIA
DESCRIPCIÓN
Subestación
Receptora
Desconectador
principal SF6
Subestación aislada
en gas SF6
Tablero General de
fuerza
Tablero de
Distribución principal
Tablero General de
Respaldo
Tablero General
Normal
Tablero Integrado
Autosoportado
concentración 1
segundo nivel
Tablero Integrado
Autosoportado
Concentracion 13
azotea
TENSIÓN
(kV)
13.2
13.2
13.2
0.48
0.48
0.48
0.48
0.22
0.22
Icc Sim Icc
(kA)
Asim
(kA)
13.495 21.59
13.49
21.58
13.053 20.85
43.049 60,214
32.615 43.021
32.56 42.910
25.096 29.597
1.936
1.936
9.194
9.199
107
VERIFICACIÓN DE CAPACIDAD INTERRUPTIVA DE EQUIPOS:
A continuación se muestran los equipos instalados en los
almacenes:
SUBESTACION RECEPTORA, INTERRUPTOR
SUBESTACION ELECTRICA AISLADA EN GAS SF6
PRINCIPAL
Y
Para este tablero se recomienda que el interruptor y la
capacidad interruptiva del tablero supere en valor de
cortocircuito trifásico de 13.196 kA, por lo que se sugiere una
capacidad interruptiva de 20 kA mínimo.
TABLERO GENERAL NORMAL, LOCALIZADO EN CUARTO DE
SUBESTACIÓN ELECTRICA AZOTEA 480/277V.
Datos del interruptor principal
Interruptor de potencia en baja tensión removible de 2500 A,
ajustado a 2000 A, se tiene una corriente disponible en el bus de
25.096 KA, por lo que se sugiere una capacidad interruptiva
mínima de 42 KA simetricos en 480 VCA.
Condiciones de verificación
La operación donde se calculan los valores de cortocircuito
para realizar esta verificación se muestra para el caso de una falla
trifásica momentánea.
Resultados de comprobación
La aplicación de este equipo es correcta, ya que la capacidad
interruptiva del equipo es mayor que el valor de falla en el TGN;
esto es:
108
ICC (DISEÑO) > ICC (TGN) ; 42kA > 25.096 kA
A continuación se muestra la tabla de verificación de las
capacidades interruptivas de los interruptores derivados de
dicho tablero:
TABLA DE VERIFICACIÓN PARA INTERRUPTORES DERIVADOS
RANGO DE
TENSIÓ Icc
CAPACIDAD.
CALIBRACIÓ
N DE BUS- OBSERVACIÓ
INTERRUPTIV
N
DISEÑO 04 EN
N
A EN (kA)
EN (A)
EN (V) (kA)
600 a 1200
85
25.09 SELECCIÓN
15 a 100
42
480
6
CORRECTA
70 a 225
42
TABLERO GENERAL DE RESPALDO, LOCALIZADO EN LA
SUBESTACIÓN PRINCIPAL 220/127V.
Datos del interruptor principal
Interruptor de potencia en baja tensión removible de 1500 A,
ajustado a una corriente nominal de 1250 A, se tiene una
potencia disponible de 32.560 kA, por lo que se sugiere una
capacidad interruptiva de 42 kA simétricos en 480 VCA.
Condiciones de verificación
La operación donde se calculan los valores de cortocircuito
para realizar esta verificación se muestra para el caso de una falla
trifásica momentánea.
109
Resultados de comprobación
La aplicación de este equipo es correcta, ya que la capacidad
interruptiva del equipo es mayor que el valor de falla en el TG;
esto es:
ICC (DISEÑO) > ICC (TG) ; 42 kA > 32.560 kA
A continuación se muestra la tabla de verificación de las
capacidades interruptivas de los interruptores derivados de
dicho tablero:
TABLA DE VERIFICACIÓN PARA INTERRUPTORES DERIVADOS
TENSIÓN Icc
RANGO DE CAPACIDAD.
DE
BUSCALIBRACIÓN INTERRUPTIVA
OBSERVACIÓN
DISEÑO 06 EN
EN (A)
EN (kA)
EN (V)
(kA)
15 a 100
42
SELECCIÓN
480
32.560
CORRECTA
70 a 225
42
TABLERO GENERAL DE FUERZA.
Datos del interruptor principal
Interruptor de potencia en baja tensión removible, de 2500 A,
ajustado a 2500 A, se tiene una corriente de cortocircuito
disponible de 43.049 KA, por lo que se sugiere una capacidad
interrutiva de 65 KA en 480 VCA.
Condiciones de verificación
La operación donde se calculan los valores de cortocircuito
para realizar esta verificación se muestra para el caso de una falla
trifásica momentánea.
110
Resultados de comprobación
La aplicación de este equipo es correcta, ya que la capacidad
interruptiva del equipo es mayor que el valor de falla en el TGF;
esto es:
ICC (DISEÑO) > ICC (TGF) ; 65 kA > 43.049 kA
TABLERO INTEGRADO AUTOSOPORTADO CONCETRACION 13,
AZOTEA.
Datos del interruptor principal
Interruptor termomagnetico marco 225, ajustado a 175 A, se
tiene una corriente de cortocircuito de 9.194 kA en 220 VCA, por
lo que se sugiere una capacidad interruptiva de 18 kA simétricos
en 220 VCA.
Condiciones de verificación
La operación donde se calculan los valores de cortocircuito
para realizar esta verificación se muestra para el caso de una falla
trifásica momentánea.
Resultados de comprobación
La aplicación de este equipo es correcta, ya que la capacidad
interruptiva del equipo es mayor que el valor de falla en el TIA
C13; esto es:
ICC (DISEÑO) > ICC (TIA C13) ; 18 kA > 9.199 kA
A continuación se muestra la tabla de verificación de las
capacidades interruptivas de los interruptores derivados de
dicho tablero:
111
TABLA DE VERIFICACIÓN PARA INTERRUPTORES DERIVADOS
RANGO CAPACID
TENSIÓN
DE
AD
Icc BUSDE
CALIBRAC INTERRU
03 EN OBSERVACIÓN
DISEÑO
IÓN
PTIVA EN
(kA)
EN (V)
EN (A)
(kA)
16 a 100
10
SELECCIÓN
220
9.194
CORRECTA
70 a 600
18
TABLERO INTEGRADO AUTOSOPORTADO CONCETRACION 1, 2do
NIVEL.
Datos del interruptor principal
Interruptor termomagnetico marco 600, ajustado a 500 A, se
tiene una corriente de cortocircuito disponible de 1.936 kA en
220 VCA, por lo que se sugiere una capacidad interruptiva de 10
kA simétricos en 220 VCA.
Condiciones de verificación
La operación donde se calculan los valores de cortocircuito
para realizar esta verificación se muestra para el caso de una falla
trifásica momentánea.
Resultados de comprobación
La aplicación de este equipo es correcta, ya que la capacidad
interruptiva del equipo es mayor que el valor de falla en el TIA
C1; esto es:
ICC (DISEÑO) > ICC (TIA C1) ; 10 kA > 1.936 kA
112
A continuación se muestra la tabla de verificación de las
capacidades interruptivas de los interruptores derivados de
dicho tablero:
TABLA DE VERIFICACIÓN PARA INTERRUPTORES DERIVADOS
RANGO CAPACID
TENSIÓN
DE
AD
Icc BUSDE
CALIBRAC INTERRU
03 EN OBSERVACIÓN
DISEÑO
IÓN
PTIVA EN
(kA)
EN (V)
EN (A)
(kA)
16 a 100
10
SELECCIÓN
220
1.936
CORRECTA
225
10
DESCRIPCIÓN DE REPORTE DE COMPUTADORA PARA EL
ESTUDIO:
DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA
El estudio de Corto Circuito se elabora utilizando el programa
de computadora denominado DAPPER de SKM System Analysis,
Inc. Este programa utiliza valores de resistencia y reactancia de
cables de las bibliotecas de datos del mismo programa.
Los valores de impedancia de los transformadores y las
contribuciones de generación (equivalentes del resto del sistema
eléctrico) y de los motores, son los valores reales de los equipos.
El programa realiza los cálculos utilizando el método Por Unidad
(P. U.) tomando como base de potencia 100 MVA, siendo esta
una característica del programa que no puede ser modificada.
113
Los resultados de corrientes de corto circuito se presentan en
Amperes.
CONCLUSIONES DE ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO:
Los equipos de protección seleccionados para la detección de
corrientes de falla en condiciones anormales de operación
(cortocircuito trifásico momentáneo) son los adecuados; así lo
marca el cálculo del estudio realizado y las características
eléctricas del dispositivo elegido.
3.8
COORDINACIÓN
SOBRECORRIENTE:
DE
PROTECCIONES
CONTRA
Los sistemas eléctricos deben ser diseñados para suministrar la
energía demandada por las cargas, en una manera confiable y
segura.
Una falla eléctrica es simplemente una condición anormal en
la operación de un sistema energizado que ocasiona una
reducción de la resistencia del aislamiento básico, ya sea entre
conductores de las fases, entre los conductores de las fases y
tierra o entre las mallas de tierra de los conductores.
PRINCIPALES TIPOS DE FALLAS:Tipo Causa
a) Aislamiento: Defectos o errores de diseño, fabricación
inadecuada, instalación inadecuada, aislamiento envejecido,
contaminación.
b) Eléctrica: Descargas atmosféricas, sobretensiones
transitorias por maniobra, sobretensiones dinámicas.
c) Térmica: Fallas de enfriamiento, sobrecorriente,
sobretensión, temperatura ambiente.
d) Mecánica: Esfuerzos por sobrecorriente, sismo, impactos
por objetos ajenos, viento.
CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS:
114
a) Perturbaciones en la estabilidad del sistema eléctrico, que
incluso pueden ocasionar un paro completo del sistema de
generación.
b) Daños a los enlaces eléctricos del sistema.
c) Daños a equipos sensibles (por sobrecalentamiento y debido
a fuerzas mecánicas anormales).
d) Fallas en sistemas de relevadores de protección cuando
operan ya sea por magnitud o formas de onda de voltaje o
corriente.
e) Degradación acelerada de la vida útil de los equipos
involucrados.
CORTOCIRCUITO:
Todos los componentes de un sistema eléctrico están
diseñados para soportar la corriente normal de operación por
periodos de tiempo definidos y corrientes de corto circuito de
determinada magnitud por tiempos muy cortos.
Corriente normal de operación
115
Si no se liberan rápidamente esas corrientes de falla, se
provoca daños irreversibles en los aislamientos de conductores
y embobinados de máquinas rotatorias.
Corriente de Corto Circuito
En casos extremos se pueden originar incendios
116
y exposición no deseada del personal
EFECTOS DEL CORTO CIRCUITO:
a) Sobrecalentamiento.
b) Esfuerzos mecánicos. Para valores de corriente de corto
circuito de gran magnitud, se producen daños mecánicos en las
bobinas por deformaciones y cambios en la geometría de los
aparatos.
La filosofía de protecciones se refiere a mantener la máxima
seguridad del equipo en operación con una máxima continuidad
del servicio.
FUNCIÓN DE LAS PROTECCIONES:
La función primordial de la protección contra sobrecorriente,
es la de desconectar rápidamente cualquier elemento de un
sistema eléctrico sujeto a una falla o que empiece a operar en
una forma anormal demandando altas corrientes, que pudieran
117
causar daño o interferir con la operación efectiva del resto del
sistema.
Las zonas de protección se traslapan alrededor de los
dispositivos de protección.
En caso de ocurrir una falla en las zonas de traslape se
desconectaran dos elementos: el fallado y uno adyacente sin
falla. Si no hubiera traslape, pudiera quedar una parte del
sistema sin protección. El traslape es el menor de los males.
PROTECCIÓN PRIMARIA:
La protección primaria opera para disparar el dispositivo de
protección más cercano al componente fallado o bajo falla
incipiente, haciendo posible que se desconecte únicamente este
elemento.
Es necesario un claro entendimiento de las posibles causas de
que no opere adecuadamente una protección primaria para una
mejor comprensión de las prácticas para aplicar una protección
de respaldo.
La operación incorrecta de la protección primaria puede
deberse a que falle alguno de los siguientes elementos:
a) Alimentación de corrientes y tensiones a los relevadores.
b) Suministro de corriente continua para el disparo de los
interruptores.
c) Relevadores de protección.
d) Circuito de disparo o mecanismo del interruptor.
e) Interruptor.
PROTECCIÓN DE RESPALDO:
La protección de respaldo se aplica únicamente para
protección contra corto circuitos.
118
Puesto que los corto circuitos trifásicos son la falla más común
en los sistemas eléctricos, hay más posibilidades de que no opere
correctamente la protección primaria.
Es deseable que la protección de respaldo se arregle de manera
que la causa que haya provocado la operación incorrecta de la
primaria no afecte a la de respaldo. En tanto sea posible, es
deseable localizar a la protección de respaldo en una instalación
diferente.
Es evidente que cuando funciona el respaldo se desconecta
una parte más grande del sistema que con la primaria.
Una segunda función de la protección de respaldo es la de
proporcionar protección primaria cuando el equipo primario
esta fuera de servicio para reparación o mantenimiento.
El respaldo debe operar con un retraso de tiempo adecuado
para permitir que la protección primaria opere cuando pueda
hacerlo.
EQUIPOS DE PROTECCIÓN:
En general, la protección de los sistemas eléctricos ha
evolucionado con el tiempo, desde los primitivos fusibles, hasta
los equipos sofisticados cuyo funcionamiento está basado en la
utilización de tecnología basada en microprocesadores.
Sin embargo, independientemente de los avances logrados
para el desarrollo de los diversos dispositivos de protección
disponibles en la actualidad, pueden identificarse 4 tipos
fundamentales de equipos de protección, en función de su
aplicación y principio de operación principalmente.
119
1.- FUSIBLES:
Un fusible se puede definir como un dispositivo que protege un
circuito o equipo por medio de la fusión de su filamento, el cual
se funde en función de una corriente (generalmente por corto
circuito) que pasa a través de él.
Tomando en consideración la tensión de diseño, los fusibles
están clasificados según IEEE en fusibles para baja tensión (de
125 a 2300 V) y fusibles para alta tensión (de 2300 a 161 000 V);
esta última categoría incluye a los fusibles con rango de tensión
intermedia, a su vez estos fusibles están subdivididos en fusibles
para distribución y fusibles de potencia.
Básicamente su respuesta en el tiempo es inversamente
proporcional a la magnitud de la corriente que se le aplique.
2.- RELEVADORES:
Todos los relevadores operan en respuesta a una o más señales
eléctricas para cerrar o abrir contactos en forma rápida, y enviar
de esta forma la señal de disparo a los interruptores
correspondientes.
Aparentemente hay una gran variedad de tipos de relevadores,
pero en realidad, son pocas las diferencias ya que están
diseñados bajo normas técnicas.
TIPOS DE RELEVADORES:
* Electromecánicos:
120
a) De atracción electromagnética.
b) De inducción electromagnética.
* Electrónicos con componentes discretos.
* Basados en microprocesadores.
* Digitales con memoria interna y
comunicaciones.
posibilidad
de
PRINCIPIO DE OPERACIÓN:
Por la característica de operación pueden ser:
a) Relevadores de sobrecorriente de operación instantánea.
b) Relevadores de sobrecorriente controlados por tensión.
c) Relevadores de sobrecorriente con retrazo de tiempo.
CARACTERISTICAS DE TIEMPO:
Por la característica de tiempo pueden ser:
a) Tiempo definido.
b) Tiempo inverso.
c) Tiempo muy inverso.
121
d) Tiempo extremadamente inverso.
3.- INTERRUPTORES DE POTENCIA EN BAJA TENSIÓN (AIRE):
Los interruptores en aire, se usan generalmente como
protección de alimentadores principales y fuentes generadoras.
Consisten de un mecanismo de operación, contactos,
extintores de arco, sistema de señalización y un dispositivo de
disparo que se desconecta en serie con el conductor del lado de
la carga.
Se caracterizan por su construcción compacta y se encuentran
disponibles para valores elevados de corrientes de carga y
distintas capacidades interruptivas.
Al elemento de disparo conectado en serie, se le conoce
comúnmente como elemento térmico y se puede adquirir con
distintas características que puede ser: retraso de larga duración
y retraso de corta duración, así como disparo instantáneo.
4.- INTERRUPTORES EN CAJA MOLDEADA:
Los interruptores en caja moldeada son por lo general, del tipo
termomagnético; se usan frecuentemente para la protección de
alimentadores secundarios y circuitos derivados.
Como su nombre lo indica, el mecanismo del interruptor se
encuentra encerrado o contenido en una caja moldeada y
aislada.
Tienen una alta capacidad interruptiva con elementos de
restablecimiento para permitir operaciones repetitivas.
Los elementos de disparo varían en sus características, pero su
función es accionar para disparar el mecanismo de operación, en
el caso de una sobrecarga prolongada, o un corto circuito.
122
INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO:
TIPO DE OPERACIÓN:
a) Disparo térmico
b) Disparo magnético
c) Disparo termo magnético
PROTECCIÓN SOLO MAGNÉTICO:
Todos los dispositivos considerados responderán al paso de la
Corriente.
El tiempo para operar o de respuesta varía de acuerdo con la
magnitud del flujo de corriente.
El tiempo de respuesta será largo en la región de baja corriente
y progresivamente llega a ser más rápido a niveles de corriente
más grandes.
PROCESO PARA LLEVAR A CABO LA COORDINACIÓN:
a) Formar las rutas de coordinación partiendo de la carga mayor,
o transformador de distribución mayor, hacia la fuente de
suministro. Cuando hay elementos comunes en diferentes rutas
123
se determinan las rutas en dicho elemento común, siendo este
elemento el inicio de una nueva ruta.
b) Definir el número de elementos a incluir en cada gráfica de
coordinación. La ruta de coordinación puede estar formada por
varias gráficas, donde el elemento de inicio de cada gráfica es el
último elemento de la gráfica anterior.
c) Definir la tensión de referencia. Cuando la ruta de
coordinación incluye varios niveles de tensión se debe definir la
tensión con respecto a la cual todas las curvas de daño y de
operación de las protecciones se graficarán.
d) Vaciar las curvas de daño de los dispositivos a proteger que se
encuentren en la ruta o parte de la ruta en cuestión.
e) Definir si en la misma gráfica se incluyen la protección contra
falla trifásica y de fase a tierra.
CONCLUSIONES:
124
Cuando ingresé a laborar en la empresa Liverpool, empecé a
interactuar con todos los departamentos involucrados que de
cualquier forma suministran y requieren información de un
proyecto determinado para Almacén nuevo o remodelación, en
dicha interacción se aprecia la indiscutible importancia de la
comunicación y las relaciones interpersonales que se deben dar
y sobre todo que uno debe perseguir para lograr hacer un buen
trabajo en equipo.
La mayor parte del proceso para coordinar un proyecto
eléctrico se debe tener comunicación con los responsables de la
generación de la información ya que se debe tener mucha
flexibilidad para poder adaptarse a los requerimientos
comerciales que definitivamente son los que marcan la pauta
para mantener o modificar una propuesta inicial ya que no
siempre se concluye con la misma, sino que se va transformando
hasta lograr un proyecto en común que satisface de forma
viable, ejecutiva, económica y sobre todo técnica todas las
necesidades tanto comerciales como profesionales de cada área
involucrada.
Derivado de todo esto, es de suma importancia que los
Ingenieros proyectistas (hablando del área eléctrica), tengan en
mente realizar propuestas flexibles que se puedan adaptar en
cualquier momento a cambios requeridos y por ello se debe
tener un planteamiento inicial que contemple cargas de reserva,
así como tomar en cuenta un factor de diversidad, con el cual se
pueda interactuar hacia arriba o hacia abajo contemplando que
la carga esté dentro de los parámetros normativos y sobre todo
de operación óptimos de los equipos de acuerdo a
recomendaciones de los fabricantes.
La experiencia en campo es un factor determinante para poder
desarrollar una buena y conveniente coordinación de proyecto
125
eléctrico ejecutivo ya que muchas de las decisiones
determinantes están referenciadas en las prácticas constructivas
tanto desde la soportería a contemplar hasta la distribución de
espacios disponibles para alojar las instalaciones (sobre
plafones) y pasos de lozas entre niveles para las especificaciones
de los ductos de instalaciones convenientes a utilizar.
Cada proyecto para el grupo Liverpool es particular aún cuando
los conceptos de interiores sean repetitivos ya que los espacios
arquitectónicos son diferentes y por ello la distribución obedece
automáticamente a lo mismo, por dicha razón tanto los
proyectistas como los coordinadores deben tomar en cuenta
que siempre hay que mejorar en cada proyecto siguiente
teniendo como referencia el anterior.
El trabajo que realizo como coordinador de proyecto eléctrico
me ha impulsado a entender y desarrollar habilidades que antes
no tomaba en cuenta por la falta de interacción con otros
departamentos, ahora con dichas relaciones, me es más fácil
anticiparme a desarrollar propuestas contemplando la
integración de sistemas incluyentes, para poder trabajar y en
cuanto se definen finalmente, ya se tiene un avance
considerable y efectivo con fines ejecutivos.
Espero que con ésta retroalimentación todo aquel que necesite
una visión particular del desarrollo de trabajo integral, tenga una
aportación de mi parte con fines de mejora continua en su
desarrollo profesional.
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:
1.- National Electric Code (NEC) 2008, ANSI/NFPA 70-2008.
126
2.- Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012.
3.- Norma IEEE Std. 242-2001. "Protection and Coordination of
Industrial and Commercial Power Systems“.
4.- Norma ANSI/IEEE 141-1998; “Electric Power Distribution for
Industrial Plants“.
5.- Norma IEEE Std. 399-1997. "Recommended Practice for
Industrial and Commercial Power Systems Analysis“.
6.- P.J. Savoie, “Tutorial on Coordination of Overcurrent
Protective Devices“. General Electric.
7.- Gaytan Robles, Jorge; Vázquez Gamboa, Octavio. “Curso de
Coordinación de Protecciones de Sobrecorriente en Sistemas de
Distribución”. CFE. Campeche, Camp. Noviembre de 2000.
8.- Enríquez, Gilberto Harper; Pacheco Agosto, Jesús; Cuevas
Arteaga, Francisco. "Curso Tutorial de Coordinación de
Protecciones en Sistemas Eléctricos Industriales“.IEEE;
México, D.F., Febrero de 1998.
9.- Enríquez Harper, Gilberto; "Protección de Instalaciones
Eléctricas Industriales y Comerciales"; Limusa; 2000.
127