TESINA LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
Proyecto para la electrificación y alumbrado
público del fraccionamiento Azahares del Naranjo
de Papantla, Ver.
TESINA
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA
PRESENTA:
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
Poza Rica de Hgo., Ver.
2003
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
DEDICATORIA
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
A MIS PADRES, HERMANOS, ESPOSA E HIJOS.
A quien les dedo todo lo que soy, por su sacrificio al estar siempre junto a mi
en aquellos momentos que pase, donde solamente ustedes eran mi esperanza para
salir adelante y, además de ser las personas en animarme todas ustedes en cada una
de las etapas de mi vida para superar los fracasos.
SE LOS AGRADECERE TODA MI VIDA.
Por haberme infundido siempre hábitos de estudio, trabajo y esfuerzo para
lograr la superación personal, haciendo unas personas de bien al brindarme a cada
instante su apoyo, comprensión y esfuerzo he logrado realizar una de mis metas
fijadas, la cual constituye la herencia mas valiosa que puede tener uno:
UNA CARRERA PROFESIONAL.
Por todos los sufrimientos que les he hecho pasar, para que algun día si Dios
me lo permite , poder recompensar como se merecen a quienes tanto me han dado.
DE TODO CORAZON
GRACIAS A TODOS.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
TEMA: PROYECTO PARA LA ELECTRIFICACIÓN Y ALUMBRADO PUBLICO DEL
FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO DE PAPANTLA, VER.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
CAPITULO 1
1.1
1.2
1.3
1.4
JUSTIFICACION
NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO.
ENUNCIACION DEL TEMA
EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DE TRABAJO
CAPITULO 2
2.1
2.2
2.3
PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACIÓN
MARCO CONTEXTUAL
MARCO TEORICO
CAPITULO 3
3.1
3.2
3.3
3.4
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
APENDICE
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
CONTENIDO
MARCO TEORICO
TEMA: “PROYECTO PARA LA ELECTRIFICACION Y ALUMBRADO PÚBLICO DEL
FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO DE PAPANTLA, VER.”
A.B.C2.1
2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 2.1.5. 2.1.6. 2.1.7. 2.1.8. 2.1.9. 2.1.10. 2.1.11. 2.1.12. -
PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACION
MARCO CONTEXTUAL
MARCO TEORICO
12
13
14
15
16
16
18
18
18
19
19
20
2.1.13. 2.1.14. 2.1.15. 2.1.16. 2.1.17. 2.1.18.
2.1.19. 2.1.20. 2.1.21. 2.1.22. -
GENERALIDADES
NORMAS APLICABLES
LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
INSTALACIONES AEREAS
INSTALACIONES SUBTERRANEAS
DENSIDAD DE CARGA POR LOTE
TENSIÓN DE SUMINISTRO
PUNTO DE CONEXIÓN
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
CLASIFICACION DE LAS AREAS
EQUIPO DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO EN EL PUNTO DE
INTERCONEXIÓN PARA FRACCIONAMIENTOS
POSTES
AISLAMIENTO
RETENIDAS
TRANSFORMADORES
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO
SISTEMA DE TIERRAS
ALUMBRADO PUBLICO
ACOMETIDAS Y MEDICION
OBRAS ADICIONALES
ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO Y MATERIALES
2.2.0. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
2.2.7
CUANTIFICACION DE LA CARGA ELECTRICA
CARGA ELECTRICA POR VIVIENDA
CARGA ELÉCTRICA POR ALUMBRADO PÚBLICO
CARGA ELECTRICA POR AREAS DE DONACION
CARGA ELECTRICA POR ZONA COMERCIAL
CALCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSFORMADORES
CAPACIDAD ELECTRICA DISPONIBLE
CUADRO DE CARGAS ELECTRICAS
28
28
29
29
30
30
32
33
2.3.0
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
RED DE DISTRIBUCIÓN AEREA
SISTEMA ELECTRICO A UTILIZAR
CALCULO Y SELECCIÓN DE CONDUCTORES
CALCULO DEL FACTOR DE REGULACIÓN DEL VOLTAJE
CALCULO DEL ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO
CALCULO DEL SISTEMA DE TIERRA
CALCULO DE PROTECCIÓN ELECTRICAS
38
38
38
38
39
51
56
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20
21
21
22
23
23
24
25
26
26
2.4.
2.4.1
2.4.2
2.4.3.
2.4.4
ALUMBRADO PUBLICO
CALCULO DEL ALUMBRADO PUBLICO
DISTRIBUCIÓN DE LUMINARIAS
DETALLES DE ALUMBRADO PÚBLICO
CUADRO DE CARGAS DE ALUMBRADO PÚBLICO
64
65
67
67
67
2.5.
2.5.1
2.5.2
2.5.3
2.5.4
2.5.5
2.5.6
SELECCIÓN DEL EQUIPO ELECTRICO
TRANSFORMADORES
CONDUCTORES
AISLADORES
APARTARRAYOS
CORTACIRCUITOS
SECCIONADORES
69
69
71
73
75
76
76
2.6.
2.6.1
2.6.2
2.6.3
2.6.4
CONFIGURACIÓN ELECTROMECÁNICA
POSTES
HERRAJES
ESTRUCTURAS
RETENIDAS
79
79
80
81
118
2.7.
2.7.1
2.7.2
2.7.3
2.7.4
2.7.5
2.7.6
2.7.7
ESTUDIO TECNICO ECONOMICO
MATERIALES
MANO DE OBRA
MAQUINARIA
COSTOS DIRECTOS
COSTOS INDIRECTOS
UTILIDAD
COSTO TOTAL
121
121
126
127
128
130
131
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
133
135
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INTRODUCCIÓN
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INTRODUCCIÓN
Hoy en día los módulos donde se instalan colonias habitacionales, edificios de
departamentos y fraccionamientos, deben contar con instalaciones muy seguras,
eficientes, económicas y continuas para lo cual se debe contar con una instalación
eléctrica sin causa de riesgo de peligro, para el edificio, los equipos y sobre todo del
personal que habite en dicho lugar.
Conforme pasa el tiempo la tecnología descubre, nuevos dispositivos, materiales
combinaciones para obtener nuevos y mejores productos mediante la superación de
procesos y técnicas más avanzadas para lograr un alto grado de confiabilidad en los
sistemas eléctricos.
Dado el incremento en la capacidad de los sistemas de fuerza en las casas
habitación y edificios se hace indispensable la selección cuidadosa y estricta de
equipos y materiales eléctricos que preserven, la continuidad del servicio todo ello de
acuerdo a las normas de distribución y construcción de la Comisión Federal de
Electricidad apegándose a los requisitos técnicos y de seguridad que dispone la Norma
Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-1999 relativa a las instalaciones eléctricas para de
esta manera lograr una buena calidad del servicio eléctrico interno con el mínimo de
interrupciones y sin riesgo al personal que hace uso de la energía eléctrica.
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2
CAPITULO 1
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3
1.1 JUSTIFICACION
Las instalaciones eléctricas en las distintas aplicaciones sociales han tenido
evoluciones a lo largo de los años, cuyo origen está en la modernización tanto de los
equipos y materiales como de procedimientos de construcción y metodología de los
proyectos.
En cualquier proyecto eléctrico es importante tomar en consideración diversos
aspectos tales como: el objetivo de la instalación, el tipo de la misma, que puede ser
para ventas, decoración, trabajo visual, el tiempo que este va a durar las exigencias
arquitectónicas o decorativas, las limitaciones constructivas del lugar, que cantidad y
calidad de la luz, consideraciones económicas entre otras.
Por lo antes expuesto el presente proyecto se desarrolla en base al sistema
eléctrico diseñado para el FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO, en la
ciudad de Papantla, Ver., Y como toda instalación la parte eléctrica forma parte vital de
todo tipo de desarrollo y operaciones, por lo que es necesario que se cuente siempre
con suficiente energía eléctrica para el buen funcionamiento del alumbrado y equipo en
general.
Lo anterior se logra mediante una adecuada instalación y distribución eléctrica,
tomando en cuenta siempre sus protecciones y dispositivos contra sobre corriente, así
como de un correcto cálculo de conductores para evitar con esto un cortocircuito, ya
que una incorrecta instalación puede ocasionar verdaderos problemas técnicos y
financieros teniendo consigo pérdidas económicas innecesarias e incluso humanas.
El objetivo principal de este trabajo es mostrar en forma concreta los métodos y
procedimientos que se deben emplear en la elaboración de un proyecto eléctrico de
esta naturaleza el cual nos llevará a obtener resultados favorables, que permitan en
determinado momento disminuir costos y riesgos a las empresas.
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4
1.2 NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO
Las instalaciones destinadas a FRACCIONAMIENTOS, con el propósito de aprovechar
al máximo las instalaciones con que se cuentan y poder dar una mejor atención a la
población en general, analiza a través de sus departamentos administrativos en cuanto
a planeación, ejecución, alternativas desde el punto de vista técnico económico, para
abatir costos.
Debido a esto los departamentos de planeación se analizan los diversos factores que
intervienen en el diseño de las instalaciones en general a fin de determinar el costo total
de los mismo, y que estos cumplan con la normatividad aplicable según sea el caso.
En el caso de las instalaciones eléctricas estas deben de estar elaboradas de acuerdo a
las normas vigentes en instalaciones eléctricas, factor determinante en la productividad
de los fraccionamientos de interés social, ya que sin esta no se podrían ocupar diversos
equipos como son el alumbrado y en general los que. se utilizan en los hogares a que
se va alimentar la energía eléctrica. Y que influye en la imagen que presenta al publico
en la calidad del servicio que ofrece.
En base a lo anterior en el presente trabajo se exponen los temas que están
directamente relacionados en la elaboración practica de un proyecto del diseño de las
instalaciones eléctricas de Fraccionamiento de interés social. Entre los temas que se
mencionarán hay unos que rutinariamente son aplicados en un proyecto como son:
a) Un sistema de alumbrado de acuerdo a los distintos tipos de trabajo visuales.
b) Las subestaciones eléctricas que satisfagan los requerimientos de servicio presente
y que además considere un incremento de estos a futuro.
c) Correcto cálculo de corto circuito para seleccionar las características interruptivas de
los elementos de desconexión y protección contra sobre corriente.
d) Adecuado cálculo y selección de los calibres de conductores que transportan la
energía eléctrica.
e) Al final del estudio se realizará un cálculo económico para estimar costos de la obra.
Con todo lo antes expuesto, la intención principal del desarrollo de esta investigación es
brindar la información necesaria para poder explicar los elementos mínimos a
considerar para el desarrollo de una adecuada instalación eléctrica.
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5
1.3 ENUNCIACION DEL TEMA
En la actualidad el Gobierno Federal esta atendiendo el rubro de vivienda como uno de
sus principales retos como lo es: mayor infraestructura en vivienda para dar una mayor
atención a la población en general. Y con esto impulsar el desarrollo económico de la
zona en que se instala, ya que se crean fuentes de trabajo directo en la zona.
La población en general en la zona de Papantla, Ver, de acuerdo con los censos
del INEGI, el índice de crecimiento se ha incrementado considerablemente, por lo que
uno de sus puntos principales a considerar por parte de las oficinas encargadas de la
planeación de creación de fraccionamientos, es los costos e inversiones de las partes
en que ha sido el de crecimiento a futuro.
Con lo anterior, se ha tenido la necesidad de construir nuevas instalaciones
dedicadas a esta actividad para el buen desempeño de la misma.
En estas instalaciones en cada una de las áreas por transformador se requiere
de un servicio confiable del sistema eléctrico y alumbrado que proporcione la
iluminación para una mayor visibilidad entre los habitantes y un buen servicio de
energía eléctrica..
La interrupción en el suministro de la energía eléctrica en estas instalaciones en
ocasiones se debe a causa de un mal desempeño de la instalación, esto tendría como
consecuencia la paralización de las actividades de las mismas, provocando retrasos o
con ello que se pierda información almacenada en los equipos de computo, entre otras
cosas, etc., ocasionando por lo tanto un caos. Por lo que se debe tener cuidado
especial en la selección de las protecciones eléctricas, para un caso como este.
Con esto nos damos una idea más clara de la importancia de seleccionar el
equipo y accesorios adecuados dentro del rango que marcan sus especificaciones para
evitar con ello una interrupción del servicio eléctrico por fallas de la instalación y que el
personal trabaje con la confiabilidad y seguridad de la misma.
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6
1.4 EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO
El tema de las instalaciones eléctricas y de alumbrado resulta de esencial importancia
tener un amplio estudio de ellos para definir los tipos, formas y procedimientos para
cada caso que se trate, ya sea de tipo industrial, residencial y comercial, por lo que a
continuación se da la distribución de este trabajo, enfocándolo principalmente a un
fraccionamiento
Para su desarrollo este trabajo de investigación se encuentra estructurado en
tres capítulos conformados de la siguiente manera:
CAPITULO I
El cual contiene la justificación del tema tratado, así mismo la naturaleza, sentido y
alcance del trabajo, y se hace la enunciación del tema
CAPITULO II
Se refiere a lo que es el desarrollo del tema, se da a conocer el planteamiento del tema
de la investigación su marco contextual, es decir el espacio geográfico donde se llevó a
cabo esta investigación y el contenido del marco teórico el cual está dividido en seis
temas con sus respectivos subtemas los cuales son:
Sistema de alumbrado.
Subestación eléctrica.
El cálculo de corto circuito.
Selección y cálculo de conductores.
Protecciones eléctricas.
Estudio técnico económico.
Análisis críticos de los diferentes enfoques.
CAPITULO III
Es aquel en que se mencionan las conclusiones, bibliografía, anexos y apéndices.
Esperando que este trabajo resulte de gran interés para todas aquellas personas
involucradas en esta temática.
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7
CAPITULO 2
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8
A.- PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACIÓN
Actualmente el hombre vive y trabaja constantemente en el interior de edificios y utiliza
la energía eléctrica en sus instalaciones para producir iluminación artificial adecuada
para las diferentes tareas usuales que utiliza dentro de ellos debido a esto en un edificio
instalado para labores propias de oficina la iluminación es una de las características, de
las instalaciones de alumbrado, sin embargo es obvio, que sin las exigencias básicas
de iluminación suficientes, ninguna tarea visual puede llevarse a buen término de
manera correcta, rápida, segura y fácil.
Así mismo un correcto sistema de distribución de la energía eléctrica con la
combinación coordinada de diferentes dispositivos los cuales transmiten la energía
eléctrica aprovechable desde el punto de suministro, hasta el equipo de utilización,
proporcionaría protección eficiente y adecuada a todo el personal tanto de operación
como de mantenimiento que es esencial al proyectar un sistema de distribución
eléctrica.
Por lo anterior, la presente investigación pretende dar a conocer al ingeniero, al
técnico, al estudiante y al electricista práctico, la información básica y necesaria que les
permita elaborar más fácilmente proyectos eléctricos de alumbrado sobre la base de
normas, reglamentos especificaciones y procedimientos de ingeniería, en menor
tiempo, eficientes con calidad y sobre todo económicos.
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9
B.- MARCO CONTEXTUAL
Toda instalación eléctrica por más pequeña que sea e insignificante que nos pueda
parecer tiene una función para lo cual esta destinado a cumplir.
La presente investigación se ubica en un fraccionamiento de interés social
denominado Azahares del Naranjo precisamente los limitantes con este fraccionamiento
es la Colonia Emiliano Zapata y un predio particular en el municipio de Papantla, Ver.
Para las áreas que ocupan la lotificación se diseñaron los transformadores de acuerdo
a las normas de la Comisión Federal de Electricidad, así como también en las áreas de
donación, por lo que a través del representante legal de C.F.E., se solicitaron las bases
de proyecto para elaborarlo con las características y requisitos adecuados a las
necesidades de los usuarios.
Actualmente se cuenta con un sistema de distribución eléctrica y de iluminación acordes
para labores propias de un Fraccionamiento dentro de los cuales se incluye: las área de
lotes y de donación, así como las luminarias de las avenidas y calles.
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10
CAPITULO
2.1
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11
2.1. -INTRODUCCIÓN AL MARCO TEORICO
La demanda de viviendas, como se sabe es uno de los problemas más graves
que el gobierno de la república no ha podido resolver por lo tanto ha delegado parte de
esta responsabilidad al sector privado y en conjunto con el oficial han construidos
grandes conjuntos habitacionales para poder satisfacer en parte a la población que lo
necesita; estos conjuntos que a su vez necesitan de la introducción de los principales
servicios como son: drenaje, agua potable, electricidad y alumbrado público
El proyecto se enfoca en el servicio de electrificación y alumbrado público del
“FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO DE PAPANTLA”.
En la ciudad de Papantla, Ver. los espacios que existen para la creación de
asentamientos humanos son muy difíciles de localizar; por motivos de no contar con
extensiones territoriales suficientes dado que se considera únicamente la ciudad, y a los
fraccionamientos o módulos habitacionales, se está desarrollando actualmente en los
que se llama zona conurbana, compuesta por los municipios de Coatzintla, Cazones,
Papantla, Tihuatlán y Poza Rica.
Afortunadamente el fraccionamiento antes mencionado será uno de los que se
localiza en la parte céntrica de la ciudad de Papantla, Ver. Donde las familias podrán
fincar su patrimonio, y contar con todos los servicios de urbanización indispensables.
2.1.1-GENERALIDADES
Este proyecto tiene como finalidad suministrar la energía eléctrica y el alumbrado
público al Fraccionamiento Azahares del naranjo, que esta ubicada en el camino a la
comunidad Las Cazuelas, a la altura de la colonia Emiliano Zapata, y constituida con un
total de 81 Lotes de 126 m2 de superficie cada uno, para viviendas unifamiliares de
73.75 M2 de superficie construida y 2 edificios de 12 departamentos cada uno con una
superficie construida de 59.85 M2, distribuidos en una superficie lotificada de 11, 518.73
M2.además con una superficie de donación de 1,721.26 M 2, superficie de área verde de
3,179.50 M2, y con una superficie de vialidad de 6,143.07 M 2, ocupando el
fraccionamiento una superficie total de 22, 562.56 m 2 cada uno; Como las dimensiones
de estos lotes se encuentran dentro de la clasificación de 105-199 m2 por lo tanto se les
considera de interés social.
Dentro de la infraestructura urbana con que debe contar éste tipo de lotes
podemos mencionar los siguientes:
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12






Agua potable: Ramaleo de tomas
domiciliarias
Red de drenaje: Sistema de alcantarillado
Red de energía eléctrica
Alumbrado público
Guarniciones y banquetas
Calles pavimentadas
a).- NORMAS APLICABLES
Para llevar a cabo la electrificación de éste se debe contar con el permiso de las
autoridades que corresponda el caso tal como la obtención del uso del suelo y el
suministro de energía eléctrica considerando para este caso apegarse a las bases de
proyectos emitidas por la Subgerencia de Distribución del Departamento de Planeación
de la Comisión Federal de Electricidad de la zona correspondiente.
En particular para el Fraccionamiento Azahares del Naranjo de Papantla, Ver. el
departamento de planeación ha decidido emplear el sistema de distribución con neutro
corrido multiaterrizado, sin red secundaria en la zona urbana y de este modo simplificar
y economizar la obra.
Según las características descritas en las bases de proyecto es indispensable
que todos los materiales equipos que se adquieran para la construcción, cumplan con
las normas específicas de la Comisión Federal de Electricidad, debiendo contar además
con la aprobación del Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales (LAPEM) que es
quien certifica la calidad de los productos y servicios que van a ser empleados; ya que
sin ésta aprobación, la red de distribución no podrá ser aceptada por la citada
paraestatal.
El propósito primordial de éste proyecto es la electrificación del Fraccionamiento
Azahares del Naranjo, y demostrara que el sistema a utilizar es el adecuado trifásico en
el ramaleo principal y monofásico en las distribuciones, se empleará el neutro corrido
multiaterrizado, la eliminación de la red de baja tensión y el de no contar con la red
paralela para el sistema de alumbrado público reduce los costos de construcción que
influyen directamente sobre el precio de viviendas.
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b).-LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA.
El “Fraccionamiento Azahares del Naranjo” se encuentra localizada a 2 + 050 Km
de la carretera estatal Poza Rica – Cardel.
El uso del suelo estará dividido de acuerdo con la siguiente tabla.
TABLA DE USO DEL SUELO
CONCEPTO
VIVIENDAS
VIALIDAD
ÁREAS VERDES
ÁREAS DE DONACIÓN
ÁREA TOTAL DEL
TERRENO
ÁREA EN M2
11,518.73
6,143.07
3,179.50
1,721.26
22,562.56
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%
51.05
27.22
14.09
7.63
99.99
14
2.1.4- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
Generalmente los sistemas de distribución son aquellos que llevan la energía
eléctrica hasta el consumidor, haciendo la transferencia desde la generación los
sistemas de transmisión o subtransmisión hasta llegar a la distribución.
Los sistemas de distribución se clasifican en los siguientes:
REPRESENTACIÓN
GRÁFICA
DESCRIPCIÓN
GENERICA
No. DE HILOS
TIPO DE
SISTEMA
DESCRIPCIÓN
A
Conexión estrella con el
neutro conectado a tierra en la
subestación; neutro corrido
desde la subestación y
multiaterrizado.
3F – 4H
B
Conexión estrella con el
neutro sólidamente conectado
a tierra en la subestación.
3F – 3H
Conexión estrella, con el
neutro conectado a tierra a
través de un reactor en la
subestación.
3F – 3H
Conexión delta
3F – 3H
C
D
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El sistema de retorno por tierra es un sistema “B” con una sola fase.
Estas normas son aplicables para las siguientes tensiones eléctricas nominales:
TIPO DE SISTEMA
NÚMERO DE HILOS
TENSIÓN ELÉCTRICA
A
A
A
B
A
B
A
B
2F – 3H
3F – 4H
3F – 4H
3F – 3H
3F - 4H
3F – 3H
3F - 4H
3F – 3H
120/240 V
120/127 V
13.2 V/7.62 KV
22.68 V/13.2 KV
23 KV
33 V/19.05 KV
33 V/19.05 KV
33 KV
Desde el punto de vista de construcción, los sistemas de distribución se pueden
clasificar en los tipos de instalaciones: aéreas y subterráneas.
2.1.5. -INSTALACIONES AÉREAS:
Es aquella que está constituida por conductores desnudos o aislados tendidos o
en espacios abiertos y que están soportados por estructuras o postes, con los
accesorios necesarios para la fijación, separación y aislamiento de los mismos
conductores. Este tipo de instalación tiene sus ventajas y desventajas.
Las ventajas de este tipo de instalación son de costos iniciales bajos, por tal
motivo son empleados en mayor frecuencia tanto en las ciudades como en las
poblaciones rurales.
Las desventajas son que están propensas a sufrir fallas que pueden provocar
grandes cantidad de interrupciones en el suministro del servicio, ya que está expuestos
a los fenómenos físicos como son:
Descargas atmosféricas, lluvias, vientos, granizo, gases contaminantes y en algunos
lugares la nieve etc.
2.1.6.-INSTALACIONES SUBTERRANEAS
Es aquella que está constituida por uno o varios cables aislados que forman
parte de un circuito eléctrico o de comunicación. Colocado bajo el nivel del suelo. Ya
sea directamente enterrados en ductos o con cualquier otro medio de protección
mecánica.
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16
También tiene sus ventajas y desventajas:
Ventajas: Si está bien diseñada resulta más segura y confiable ya que los
fenómenos físicos mencionados anteriormente no intervendrán en su buen
funcionamiento, además de dar una vista más estética principalmente en zonas
urbanas.
Desventajas: Este tipo de instalación es muy elevado en su costo para realizarse,
lo cual reduce significativamente su empleo; Actualmente si se realiza pero en el centro
de las ciudades más importantes de la República Mexicana, pero a cargo de la C.F.E. o
la compañía de Luz y Fuerza del Centro.
Respecto a las instalaciones eléctricas aéreas se tienen tres arreglos de acuerdo
a la disposición de los conductores de ésta:
Retorno por tierra ----------------------------- 1 Fase - 1 Hilo
Convencional ----------------------------------- 3 Fases - 3 Hilos
Neutro corrido ---------------------------------- 3 Fases - 4 Hilos
El sistema de distribución empleado en éste Fraccionamiento será aéreo en alta
tensión con transformadores trifásicos y monofásicos tipo poste sin red de baja tensión.
La alimentación será trifásica a 4hilos (3F– 4H), con conductores ACSR
(Aluminio Cable Steel Reinforced) 266.8 MCM (Mil Circular Mills) en las fases y 1/0
AWG (American Wire Gauge) en el neutro.
En el sistema de distribución del Fraccionamiento será trifásico en el distribuidor
principal y monofásico en las derivaciones para alimentación de los bancos de
transformación con cable ACSR 3/0 AWG en las fases y ACSR 1/0 AWG en el neutro
corrido multiaterrizado y 20 amps. Máximo por fases; distribuyendo las cargas para
lograr balancear las tres fases. La regulación de los circuitos primarios no deberá
exceder el valor de 1%; todo lo anterior es de acuerdo con las bases de proyecto
establecidas por CFE.
El punto de conexión de la red de alta tensión será el circuito TAJ-4020 (TAJIN)
de la subestación TAJIN de la CFE; que se encuentra ubicado en la calle Tamaulipas
perteneciente a la colonia Emiliano Zapata.
En dicho punto se instalarán los cortacircuitos fusibles de triple disparo, 100
amps. Y capacidad de 8000 amps de corriente interruptiva.
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17
2.1.3
BASES DE PROYECTO DE CFE.
El proyecto se pretende realizar en su totalidad, en una sola etapa de
construcción. Para su realización, se debe observar las especificaciones señaladas en
las bases de proyecto expedidas por el Departamento de Planeaciones de Comisión
Federal de Electricidad.
De acuerdo con lo mencionado en el formato de procedimiento para el trámite de
proyectos y obras de distribución de energía eléctrica construidos por terceros y que
serán estregadas por CFE. y el contratista, ésta pasa a ser propiedad de la mencionada
CFE.
DENSIDAD DE CARGA POR LOTE
SUPERFICIE. CONSTRUIDA
MTS2
55-64
65-80
81-100
101-200
201 O MÁS
DENSIDAD DE CARGA EN KVA
TEMPLADO
CALIDO
0.75
1.25
1.00
1.50
1.25
2.00
1.50
3.00
2.50
3.70
Para las áreas de donación se debe considerar 10 Watts por M2, para las áreas
comerciales 25 Watts por M2, independientemente de las cargas de alumbrado público,
así mismo se deberá construir una línea de alta tensión trifásica hasta ellas y la
infraestructura necesaria será por cuenta del solicitante.
2.- TENSIÓN DE SUMINISTRO:
13,200 volts
3.- PUNTO DE CONEXION:
El punto de conexión de la red de alta tensión será el circuito TAJ-4020 (TAJIN) de la
subestación TAJIN de la C.F.E. que se encuentra ubicado en la calle Tamaulipas
perteneciente a la colonia Emiliano Zapata
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4.- SISTEMA DE DISTRIBUCION:
ZONA DE DISTRIBUCION POZA RICA
AREAS CON CLIMA TEMPLADO
XICOTEPEC
CIUDAD
POZA RICA
TUXPAN
TIHUATLAN
PAPANTLA
GUTIERREZ ZAMORA
CERRO AZUL
ALAMO
CHICONTEPEC
XICOTEPEC
AREAS CON CLIMA CALIDO
POZA RICA
TUXPAN
PAPANTLA
CERRO AZUL
CLASIFICACION DE LAS AREAS
AREA
TIPO DE AREA
POZA RICA
NORMAL
TUXPAN
CONTAMINACION
TUXPAN
DESCARGAS ATMOSFERICAS
PAPANTLA
NORMAL
PAPANTLA
CONTAMINACION
CERRO AZUL
NORMAL
CERRO AZUL
DESCARGAS ATMOSFERICAS
CERRO AZUL
DESCARGAS ATMOSFERICAS
XICOTEPEC
DESCARGAS ATMOSFERICAS
4.1. El circuito troncal será en 3F-4H con conductor de aluminio (ACSR) con un calibre
de (266 MCM) en áreas urbanas.
El ramal que alimenta en alta tensión será 3F-4H, con conductor ACSR 266 MCM las
fases y ACSR 1/0 el neutro, hasta el centro del fraccionamiento.
El sistema de distribución dentro del fraccionamiento será 1F-2H con neutro corrido
multiaterrizado con ACSR 3/0 la fase y ACSR 1/0 el neutro, distribuyendo las cargas
para lograr balancear las tres fases, con un máximo de 5 % de desbalance.
La regulación de los circuitos primarios no deberá exceder el valor de 1 %.
4.2. La trayectoria de los circuitos troncales y ramales, será preferentemente a lo largo
de la vía pública sobre banquetas, áreas verdes preferentemente perimetrales, evitando
la obstrucción de zonas peatonales y conflictos ecológicos sustanciales.
Cuando la necesidad obligue a instalarse en áreas privadas, se acreditan legalmente el
uso del derecho de vía ante notaria pública o autoridades gubernamentales
administradoras del uso legal de la tierra, cuando así corresponda.
4.3. No considerar posteria, ni servicios en los derechos de vía de líneas de 115 kv o de
tensión superior.
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19
5.- EQUIPO DE PROTECCION Y SECCIONAMIENTO EN EL PUNTO DE
INTERCONEXION PARA FRACCIONAMIENTOS:
el equipo de protección y seccionamiento de los circuitos en media tensión será:
5.1. para los puntos de conexión en troncales y ramales en red aérea:
AREAS NORMALES
DE 0 A 200 KVA
CORTACIRCUITO FUSIBLE
27KV-100AMP, TIPO C O V
ESP. CFE-V4100-03
DE 201 A 600 KVA
CORTACIRCUITO FUSIBLE
DE TRIPLE DISPARO.
14KV-100AMP.
ESP. CFE-V4100-03
APARTARRAYOS OXIDO
DE ZINC PARA 12 KV.
TIPO ADOM-12
ESP. CFE-VA400-17
APARTARRAYOS OXIDO
DE ZINC PARA 12 KV.
TIPO ADOMC-12
ESP. CFE-VA400-17
La capacidad interruptiva del equipo anterior será de 10 000 amp.
5.2. para todas aquellas derivaciones que alimenten dos o más transformadores
autoprotegidos en red aérea, se protegerán con cortacircuitos fusible de 14,4 kv-100
amp.-8 000 amp.
6.- POSTES
6.1. Las estructuras utilizadas deberán apegarse a los tipos indicados en las normas de
distribución para construcción de “líneas aéreas” vigentes.
6.2. para la red primaria se utilizarán postes de concreto de 13 metros de longitud y 600
kgs. de resistencia mecánica a la flexión.
6.3. las estructuras que involucren dos o tres fases deberán ser del tipo volada VS2N,
VS3N, VR2N, VR3N, VA2N Y VA3N.
6.4. Los tramos interpostales en la línea deberán ser como máximo de 60 mts.
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20
7.- AISLAMIENTO.
7.1. Considerar aislamiento para 1 tipo de áreas y para 1 valor de voltaje :
AISLAMIENTO PARA ESTRUCTURAS DE PASO:
TIPO DE AREA
NORMAL
VOLTAJE (13.2 KV)
13 A
AISLAMIENTO PARA ESTRUCTURAS DE REMATE Y ANCLAJE:
TIPO DE AREA
NORMAL
VOLTAJE (13.2 KV)
2 PZAS. DE 16SVH044 (1)
Como reemplazos se podrán utilizar los siguientes aislamientos:
( 1 ).- 1 PZA. DE ASUS II-15.
( 2).- 1 PZA. DE ASUS II-25.
8.- RETENIDAS:
8.1. se usarán en todos los remates o cambios de dirección de las líneas de alta
tensión.
Podrá utilizar el sistema de remate con tramo flojo rematando la línea en el poste
siguiente o anterior siempre cuando la distancia al cambio de dirección o remate no
sobrepase de 25 mts.
8.2. para sistema convencional deberá utilizarse en siguiente material:
a). –Perno ancla de fierro galvanizado de 16 x 2000 mm.
b). - Protector de lamina galvanizada para retenida.
c).- Aislador 3r
d).- Remate preformado en el lado de sujeción del perno.
e).-no deberá utilizarse la retenida como medio de aterrizamiento del neutro debiendo
instalarse aisladores tipo piña (3R) en ambos extremos.
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21
9. - TRANSFORMADORES:
9.1. El procedimiento para calcular la capacidad de los transformadores se indicara en
la memoria técnico-descriptiva.
9.2. Todos los transformadores serán tipo poste de acuerdo a las especificaciones CFEk0000-01 con un factor de utilización proyectado no mayor al 80 %.
9.3- Se usarán transformadores monofásicos tipo OA normales autoenfriados en aceite,
de relación 13200-YT/7620 - 120/240 volts y capacidades normalizadas ( en función a
la carga por alimentar) de: 5, 10, 15, 25 y 37.5 Kva., Protegiendo el secundario con
termomagnéticos adecuados.
Las capacidades normalizadas son:
TRANSFORMADOR
5 KVA
10 KVA
15 KVA
25 KVA
37.5 KVA
ITM’S
2 x 20 AMP.
2 x 40 AMP.
2 x 70 AMP.
2 x 100 AMP.
2 JGOS. DE 2 x 70 AMP.
También se pueden utilizar transformadores autoprotegidos en alta y baja tensión con
protección integrada de fabrica, NBI 110kv y NBI 95 kv interno, para operar a 2300
msnm.
9.4. El cambiador de derivaciones en los transformadores monofásicos será de 4 pasos,
2 pasos abajo y 2 pasos arriba con referencia al voltaje nominal (+2-2) con valor de 2.5
% cada paso.
9.5. El dispositivo de protección contra sobretensiones en media tensión serán
apartarrayos del tipo distribución de óxidos metálicos, según especificación de CFEVA400-43 con tensión de designación de 12 kv para operar en 13.2 kv. de la red
proyectada tipo ADOM-12 para áreas normales.
9.6. Los cortacircuitos fusibles de protección de los transformadores de distribución
serán de tipo CCF-14.4 kv.-100 amp.-8000 amp. para áreas normales
9.7. para la instalación de equipo en estructuras, deberán apegarse a los tipos
indicados en las normas de distribución para construcción de “LINEAS AEREAS”
vigentes.
9.8. El montaje de los transformadores monofásicos deberá realizarse en un solo poste
para capacidades hasta de 37.5 Kva.
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22
9.9. Para la conexión del transformador en alta tensión se usara estribo conectado a
compresión a la línea y sobre este el conector de línea viva.
9.10. los puentes que se deriven del estribo a las cuchillas fusibles y de estas a las
boquillas de alta tensión del transformador se harán invariablemente con alambre de
cobre No. 4.
9.11. los transformadores que se instalen deberán contar con el certificado de
aceptación extendido por el laboratorio de CFE en oficinas nacionales o por las
delegaciones de control de calidad localizadas en las divisiones.
9.12. Todos los bancos y transformadores que se instalen en la red, deberán
identificarse con claves tanto por banco como transformador, de acuerdo a la
numeración progresiva asignada por el área de distribución correspondiente de la
ZONA POZA RICA.
10.- SISTEMA DE DISTRIBUCION SECUNDARIO
10.1. No deberá existir red de baja tensión, las acometidas serán conectadas
directamente de los transformadores a los usuarios con una longitud máxima de 45 mts,
por lo que en cada transformador se instalara un bus de recepción de acometidas de
0.5 m. de longitud entre dos bastidores.
Para áreas normales los conductores del bus deberán ser THW 1/0 las fases y THW 1/0
el neutro.
10.2. Los puentes del transformador al bus de recepción de acometidas deberán ser
con conductor de cobre forrado tipo THW para 600 volts de calibre 1/0 como mínimo,
empleando conectores a compresión del tipo adecuado y no se deberá degradar
quitándole hilos al cobre por ningún motivo.
10.3. Todas las conexiones que se realicen en el bus de baja tensión deberán hacerse
con conectores a compresión.
11.- SISTEMA DE TIERRAS
11.1. en las líneas y ramales diseñados para sistemas de 3F-4H, el conductor del
neutro debe ser aterrizado alternadamente con una distancia media de 350 mts.
11.2. Se instalaran como mínimo bajadas de tierras en los siguientes puntos:
-
En los bancos de transformación.
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23
- En los postes adyacentes al banco de transformación o dos postes antes al banco de
transformación si este se localiza en estructura de remate final, corriendo el neutro
desde el transformador, a cada uno de estos remates.
- Cada conexión a tierra debe tener como máximo un valor de resistencia según la
capacidad del banco como se indica a continuación:
CAPACIDAD ( KVA )
5
10
15
25
37.5
R ( OHMS )
10
10
10
5
3
Los valores anteriores son en época de estiaje y para época de lluvia deberá
considerarse la mitad del valor indicado.
En los bancos de transformación se instalara un solo bajante de tierra, en caso de que
no se cumplan los valores de resistencia establecidos en el párrafo anterior las varillas
adicionales que se instalen deberán interconectarse entre sí, usando siempre
conectores soldados.
No deberán utilizar métodos químicos para obtener valores bajos de resistencia de
tierra.
11.3. El calibre del conductor en cada bajante de tierra será como mínimo no. 4 AWG
de alambre de cobre.
11.4. En todos los casos de conexión de un electrodo a tierra para los circuitos de
media y baja tensión se apegaran, a lo enunciado por la norma CFE-0900-00 de
construcción para líneas aéreas.
11.5. Todas las bajantes de tierra se harán por la parte interior del poste de concreto.
11.6. El neutro de todos los bancos se conectara al neutro corrido independientemente
de su conexión a su sistema de tierras.
12.-
ALUMBRADO PUBLICO
12.1. El sistema de alumbrado publico se proyectara preferentemente con su red y
arbotantes independientes; si se desea se podrá utilizar la posteria de CFE para
proyectar el alumbrado publico, usando postes PC-13-600 cuando exista red de alta
tensión.
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24
12.2. La red de distribución para alumbrado publico por reglamento de ley, es
responsabilidad de los gobiernos municipales, pero se obliga a entregar a CFE junto
con el acta de entrega recepción, el plano de estas instalaciones, así como la
certificación oficial de aceptación de los mismos, entregando una copia del contrato
para el suministro del servicio de alumbrado publico.
12.3. Estas instalaciones estarán sujetas a lo que establece la norma oficial mexicana
NOM-001-SEDE-1999 y el MANUAL DE ALUMBRADO PUBLICO DE LA CFE. en lo
concerniente a la acometida y medición del servicio por contratar.
12.4. El alumbrado deberá contar con control de fotocelda y protección individual con
fusible encapsulado por lámpara si se usa la misma red de C.F.E, o por circuito con
termomagnético y fotocelda si su proyecto es con red independiente.
12.5. Cuando la capacidad proyectada en luminarias de alumbrado publico no amerite
la instalación de un transformador particular de alumbrado publico (de 5 Kva. como
mínimo), se convendrá con la CFE alimentar estas desde la red general de distribución,
con circuitos independientes y protecciones eléctricas respectivas.
12.6. El mantenimiento y operación de los circuitos de alumbrado estará a cargo del
municipio o fraccionador y en ningún caso por CFE.
13.- ACOMETIDAS Y MEDICION:
13.1 Las acometidas deberán incluirse dentro del proyecto, así como el costo total de
las mismas, en ningún caso serán proporcionados por CFE, las preparaciones para la
medición estará a cargo por los usuarios.
13.2. Para soportar las acometidas deberá instalarse la abrazadera de anillo
normalizada para este fin, de la que también se sujetaran los puentes de que salen del
interruptor termomagnético para la conexión de las acometidas.
13.3. Puntos generales en el suministro de servicio de energía:
a.- El servicio se proporcionara siempre al limite de la propiedad, con el
medidor dando el frente a la calle y conectándole directamente de la red de CFE, a la
entrada de la mufa.
b.- El interruptor debe de estar máximo a una distancia del medidor de 40
cm.
c.- El entubado desde la mufa al medidor debe de ser completo sin existir
registros.
d.- El cableado interior en la mufa debe ser continuo sin empalmes.
e.- No es aceptable cruzar terrenos ajenos, para proporcionar servicios.
f.- Deben usarse materiales normalizados que no estén rechazados por el
laboratorio de CFE.
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25
g.- En los casos en que la base enchufe este empotrada en concreto o
pared se deberá dejar un chaflán de 5 cm. Alrededor de la base que permita la
instalación del arillo que sujeta el medidor.
h.- La propiedad deberá tener marcado permanentemente el numero oficial
en un lugar visible. este se obtiene en la dirección de obras publicas del municipio
correspondiente.
14.- OBRAS ADICIONALES
Los costos de las obras de suministro, en el caso de requerirse, se solicitaran por
separado posteriormente.
15.- ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO Y MATERIALES
15.1. los equipos y materiales que se adquieran para construir la red de distribución
deberán cumplir con las normas y especificaciones internas normalizadas de comisión
federal de electricidad, y de acuerdo al "procedimiento para la recepción de productos
suministrados por terceros para la utilización en instalaciones de CFE." ( GUIA LAPEM 03),
las cuales son del conocimiento de los fabricantes de equipo eléctrico; Se incluirá en el
proyecto la lista de materiales y equipos, debiendo tener la aprobación de "LAPEM" sin
este requerimiento la red no podrá ser recibida por Comisión Federal de Electricidad.
15.2. todos los herrajes que se utilicen en la electrificación de los fraccionamientos de
áreas normales deberán ser galvanizados y para áreas de contaminación los herrajes
que se utilizaran serán extra galvanizados.
Adicionalmente a lo anterior, deberá de acatar las disposiciones indicadas en las
normas de construcción, y en los lineamientos generales para obras construidas por
terceros (PROCEDIMENTO PROTER).
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26
CAPITULO
2.2
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27
2.2- CUANTIFICACIONES DE LA CARGA ELÉCTRICA.
Es la suma de todas las cargas requeridas por el proyecto.
Es el punto de partida para desarrollar un diseño eléctrico adecuado que cumplan con
todos los requisitos técnicos para el suministro adecuado para la energía eléctrica para
cada lote, áreas comerciales y áreas de donación según el tipo de fraccionamiento que
se clasifique, considerando un factor de reserva que se contemplará en la capacidad
eléctrica disponible expresado como factor de utilización.
2.2.1 CARGA ELÉCTRICA POR VIVIENDA.
Como se menciono anteriormente, el fraccionamiento “AZAHARES DEL
NARANJO” estará formado por 81 lotes, y dos edificios de 12 departamentos cada uno,
además de la carga de alumbrado.
Las bases de diseño, determinan la densidad de carga en función de la superficie
construida, conforme a la siguiente tabla:
SUPERFICIE. CONSTRUIDA
MTS2
55-64
65-80
81-100
101-200
201 O MAS
DENSIDAD DE CARGA EN KVA
TEMPLADO
CALIDO
0.75
1.25
1.00
1.50
1.25
2.00
1.50
3.00
2.50
3.70
Dado que en nuestro caso la superficie construida por vivienda será de 73.75 m 2,
como se construirán 1 viviendas por cada lote la demanda será de 1.50 KVA por cada
lote, pero se considerará una demanda de 2.00 por cada viviendo por concepto del
total de viviendas será:
81 lotes x 2.00 KVA / lote = 162. KVA.
2 edificios con un total de 24 apartamentos de 59.85 m 2 cada uno, a los cuales le
corresponde 1.25 Kva. Por departamento, pero le consideraremos una carga de 1.50
Kva. por departamento
24 Dptos x 1.50 KVA / dpto. = 36 KVA.
Carga total por viviendas = 198 KVA.
Para convertir a Kw., Se multiplica la carga total en KVA por el factor de potencia
(FP) que es igual a 0.9.
198 KVA x 0.9 = 178.20 Kw
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28
2.2.2. CARGA ELÉCTRICA POR ALUMBRADO PÚBLICO.
Es la carga requerida por el alumbrado público, en el que se emplearán un total
de 27 luminarias con lámparas de 150 watts con Vapor de Sodio Alta Presión
(V.S.A.P.); éste tipo de luminarias son las que cubren el nivel para iluminación exterior
recomendado por la Comisión Internacional de Iluminación (C.I.E) que es de 20 lux para
vías residenciales; por lo tanto la carga eléctrica requerida por el alumbrado público,
incluyendo un 25% por consumo del balastro, está dada por la siguiente relación:
No. de luminarias x watts de cada luminaria x 25% balastro = W.T.
27 luminarias x 150 watts x 1.25 = 5,062.50 watts totales.
Convertimos los watts a Kw. Y posteriormente a KVA, dividiendo los Kw. Entre el
factor de potencia (FP) donde FP.= 0.9
5,062.50watts
5.0625 Kw
1000
5,0625 Kw
5.62 KVA
.090
2.2.3. CARGA ELÉCTRICA POR ÁREAS DE DONACIÓN.
Según las bases de proyecto se consideran 10 watts por metro cuadrado para
áreas de donación.
Area total x watts = watts.
1,721.26 m2 x 10 watts =17,212.60 watts.
Convertirlos a Kw. es entre 1000
17,212.60Watts
17.21 Kw .
1000
Para KVA se divide entre el FP.
17,21 Kw
19.12 KVA
0.90
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29
2.2.4 CARGA ELÉCTRICA POR ZONA COMERCIAL.
Según el diseño para el fraccionamiento “AZAHARES DEL NARANJO”,
consideró área comercial por lo tanto la carga eléctrica será:
se
Según las bases de proyecto se consideran 25 watts por metro cuadrado para áreas de
donación.
Area total x watts = watts.
324.00 m2 x 25 watts =8,100.00 watts.
Convertirlos a Kw. es entre 1000
8,100.00Watts
8.1 Kw .
1000
Para KVA se divide entre el FP.
8,1 Kw
9.00 KVA
0.90
En resumen tendremos:
Carga por concepto de vivienda .................................... = 198 KVA
Carga por concepto de alumbrado público ..................... = 5.62 KVA
Carga por concepto de áreas de donación .................... = 19.12 KVA
Carga por concepto de áreas comerciales ..................... = 9 KVA.
CARGA TOTAL DEMANDADA = 231.74 KVA
2.2.5. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSFORMADORES.
De acuerdo con las bases de proyecto, el factor de utilización de cada
transformador al entrar en operación no deberá exceder el 80% de su capacidad
nominal; en este proyecto se emplearán transformadores de distribución trifásicos y
monofásicos, con la siguiente relación de transformación: 13.2 Kw. /YT – 240/120 volts
con capacidades nominales de: 75 KVA trifásicos y monofásicos de 25 y 15 KVA
protegiendo el secundario con interruptores termomagnéticos adecuados a su
capacidad. El cambiador de derivaciones en éstos transformadores será de 4 pasos, 2
pasos abajo y 2 pasos arriba con referencia al voltaje nominal (+2=2) con valor de 2.5
cada paso.
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30
Los transformadores utilizados en éste fraccionamiento deberán contar con
certificado de aceptación o protocolo de calidad de calidad expedido por el laboratorio
de CFE. (L.A.P.E.M.).
Considerando lo mencionado tenemos que:
El transformador trifásico de 15 KVA están proyectados para alimentar las áreas
de donación, y cada transformador tendrá capacidad para suministrar de energía
eléctrica al 50% del total del terreno mencionado sin exceder del 80% de la capacidad
nominal de cada transformador.
A)- Para obtener la capacidad de cada transformador:
15 KVA x 80% = 12 KVA.
10 watts por metro cuadrado se convierte en Kw.
10 watts
1000
0.01Kw
0.011111KVA
0.90
M2 que alimentará
12 KVA
1,080.01m2
0.011111
Por lo tanto el transformador de 15 KVA tendrán la capacidad para suministrar la
demanda de energía eléctrica adecuada para esta zona.
B) Para un transformador de 25 KVA carga será:
25 KVA x 80% = 20 KVA
No. de lotes
KVA. del transformador al 80%
KVA por lote
No.de lotes
20 KVA
10
2 KVA
Por lo tanto un transformador de 25 KVA tendrá la capacidad para suministrar la
demanda de 10 lotes.
C) Para transformadores de 15 KVA la carga será:
15 KVA x 80% = 12 KVA
No. de lotes
KVA del transformador al 80%
KVA por lote
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No.de lotes
12 KVA
6 lotes
2 KVA
Por lo tanto un transformador de 15 KVA tendrá la capacidad de suministrar la
demanda de 6 lotes.
D) Para transformadores de 5 KVA la carga será:
5 KVA x 80% = 4 KVA
No. de lotes
KVA del transformador al 80%
KVA por lote
No. de lotes
4 KVA
2 lotes
2 KVA
2.2.6. CAPACIDAD ELÉCTRICA DISPONIBLE.
En resumen, tenemos que para poder abastecer la carga eléctrica requerida por
el “Fraccionamiento AZAHARES DEL NARANJO” es necesario que se instalen los
siguientes transformadores con su respectiva capacidad:
CAPACIDAD DEL
TRANSFORMADOR
CANTIDAD
CARGA INSTALADA
15 KVA-3F
25 KVA
15 KVA
5 KVA
TOTAL
1
10
4
1
61
15.00 KVA
250.00 KVA
60.00 KVA
5.00 KVA
330.00 KVA
El desglose de carga será:
KVA instalados .......................... 330.00 KVA
KVA demandados ..................... 231.74 KVA
KVA de reserva ......................... 98.26 KVA
Se obtiene el porcentaje de la carga demandada con respecto a la carga
instalada.
%
KVA demandadax 100%
kva instalada
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%
231.74 KVA x 100%
70.22%
330.00KVA
Como puede observarse, la carga demandada representa el 70.2% de la carga
instalada; valor que se encuentra dentro de las exigencias marcadas por las bases de
diseño aplicable para el caso.
2.2.7. CUADRO DE CARGAS ELECTRICAS.
El cuadro de cargas eléctricas se encuentra en el Plano 3-3 del apéndice.
2.2.8. CÁLCULO DEL ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO.
Se entiende por cortocircuito a una falla que se presenta en una instalación y que
demanda una corriente excesiva, para determinar para determinar las corrientes de
cortocircuito en un sistema de distribución de fuerza es fundamental realizar los cálculos
para seleccionar adecuadamente los aparatos de protección por sobrecorriente, tales
como interruptores y fusibles, los cuales deben poder aislar la parte del circuito en falla
con un mínimo de falla en los circuitos y equipos del sistema y para afectar lo menos
posible la continuidad.
Las corrientes de corto circuito producen esfuerzos mecánicos y
sobrecalentamiento en los aparatos y equipos sujetos a ellas, lo que pueden provocar
fallas del aislamiento en otros puntos del circuito, y estos pueden provocar incendios y
en peor de los casos pérdidas de vidas.
La falla puede ser de los siguientes tipos:




De línea a tierra (fase a tierra)
De línea a línea (fase a fase)
De dos líneas a tierra (fase a fase a tierra)
Trifásica (tres fases entre sí)
De las fallas mencionadas anteriormente, la más común que ocurre es la
denominada falla a tierra.
Los equipos más usados para librar o interrumpir una falla son los interruptores.
El corto circuito es una situación indeseable en un sistema eléctrico, pero
lamentablemente se puede presentar en algunas ocasiones.
En general, se pueden señalar que un estudio de corto circuito sirve para:
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33
A) Determinar las características interruptivas de los elementos de desconexión
(interruptores) de las corrientes de cortocircuito como son: Interruptores, fusibles,
restauradores y fusibles de potencia principalmente.
B) Realizar un estudio para la selección y coordinación de los dispositivos de
protección contra corriente de cortocircuito.
C) Calcular las corrientes de cortocircuito para efectos dinámicos, usados en el diseño
de sistemas en barra, tableros, cables de fase aislada.
Loa métodos matemáticos para el cálculo de cortocircuito son:
1.
2.
3.
4.
5.
Método de los MVA.
Método del bus infinito o porcentual.
Método de los componentes simétricas.
Por determinantes.
Por computadoras analógicas.
De éstos cinco métodos mencionados, los dos primeros son aproximados y los
tres son exactos.
CALCULO DE CONDUCTORES POR CORTOCIRCUITO
En este capitulo solo intervienen características del propio conductor y las condiciones
de cortocircuito sin considerarse la longitud de las líneas.
La primera consideración para realizar este calculo es la capacidad de cortocircuito de
suministro que según información proporcionada por C.F.E. será de 100 MVA´S para
sistemas que operan en 13.2 Kv.
Lo que implica una corriente de falla de:
Icc=
Pcc
3 (V
nom )
Donde:
Icc = Corriente de cortocircuito ( Amp.)
Pcc = Potencia de cortocircuito (KVA)
Vnom= Voltaje nominal (KV)
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34
Sustituyendo:
Icc =
100 MVA
= 4373 Amp. Sim.
3 ( 13.2 Kv )
Considerando un factor de asimetría de 1.6:
Icc Asim = 1.6 x 4373 = 6996.8 Amp Asim.
Esta será la corriente máxima que se producirá en cualquier punto donde ocurra un
corto circuito.
Se determina el área de la sección transversal del conductor el cual podría soportar la
corriente de cortocircuito obtenida sin sufrir daño alguno. El área será calculada en
circularmills (C. M.) mediante la siguiente formula.
ACM =
Icc
T2 + T
T1 + T
K Log
t
Donde:
Acm = Área de la sección transversal del conductor ( C. M. )
K = Constante del conductor ( tabla “A” )
t = Tiempo de duración del cortocircuito en segundos ( 8 ciclos = 0.13333 seg. )
T = Temperatura bajo cero en la cual se considera que la resistencia es casi nula
( 228 °C )
T1 = Temperatura inicial del conductor en °C ( 75 °C )
T2 = Temperatura final del conductor en °C ( es aquella a la cual se considera
Se fundira y que depende del tipo de conectores que se utilicen en la red.
Para conectores mecánicos = 250 °C y para soldables = 450 °C.
MATERIAL
Cobre
Aluminio
Plomo
Acero
TABLA “ A “
K
0.0297
0.0125
0.0097
0.00326
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T
234.5
228.0
236.5
180.5
35
Acm =
6996
=
0.0125 Log
6996
250 + 228
75 + 228
0.0125 Log
0.1333 seg.
=
478
303
0.1333 seg.
6996
0.0125 x 0.1979
0.1333 seg
=
6996
0.0497
=
6996
0.3731
0.1333 seg
Acm = 18751 CML
1mm2 = 2000 CM
Por lo que el área del conductor en mm2 será:
A = 18751 = 9.37 mm2
2000
En información dada por los fabricantes el calibre que podría resistir los
esfuerzos térmicos requeridos por el nivel de cortocircuito del sistema será el de 6 AWG
en conductores ACSR cuya sección transversal es de 13.80 mm 2
Para este proyecto y según lo especificado en las bases del proyecto, los
conductores a utilizar son: ACSR 266 MCM en las fases y ACSR 1/0 AWG en el neutro,
para la alimentación en alta tensión; y para la distribución dentro de la unidad
habitacional será
el cable ACSR 3/0, las fases y ACSR 1/0 el neutro corrido.
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36
CAPITULO
2.3
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37
2.3
2.3.1
RED DE DISTRIBUCIÓN AEREA
SISTEMA ELÉCTRICO A UTILIZAR.
El sistema de distribución empleado será aéreo en alta tensión con
transformadores trifásicos y monofásicos YT tipo poste, sin red de baja tensión; la
alimentación del fraccionamiento en alta tensión será trifásico a cuatro hilos (3F- 4H),
según las Normas de Distribución Construcción – líneas aéreas de la C.F.E. en su
sección: Condiciones de diseño, éste sistema empleado es de tipo “A” y su descripción
es: Conexión estrella con neutro sólidamente conectado a tierra en la subestación,
neutro corrido desde la subestación y multiaterrizado.
El voltaje de operación en la red de alta tensión será de 13,200 volts en el arreglo
de baja tensión en cada banco de transformación será de 220 volts entre fases y 127
volts entre fase y neutro. La carga que utilizará la red de alumbrado público se tomará
de los mismos bancos de transformación que servirán para alimentar la demanda de las
viviendas.
En ésta se utilizará posterior de concreto PC – 13 - 600 (13 mts. De largo y 600
kgs. De carga de ruptura), para instalar la red de distribución primaria, misma que se
utilizará para la red de alumbrado público; de esta manera no aumentará el costo de la
obra.
2.3.2
CÁLCULO Y SELECCIÓN DE LOS CONDUCTORES.
La selección del calibre del conductor, se hizo cumpliendo con lo establecido por
las bases de proyecto mismas que se especifican que el valor de la regulación del
circuito no deberá exceder del 1%.
2.3.3
CÁLCULO DEL FACTOR DE REGULACIÓN DEL VOLTAJE.
Para realizar el cálculo de regulación del voltaje se consideran las
especificaciones siguientes:
 Las cargas trifásicas y monofásicas especificadas por las capacidades de cada uno
de los transformadores de tres boquillas y que se han distribuido en cantidades
aproximadamente iguales en las tres fases y por lo tanto, se le considera como un
sistema trifásico balanceado.
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38
 En el sistema balanceado no circula corriente por el hilo neutro, por lo cual en el
cálculo del factor de regulación de voltaje en la línea primaria para los casos que
involucren principalmente una y tres fases, ambos casos se resuelven considerando un
sistema trifásico con un hilo neutro de impedancia igual a cero, de acuerdo con el
circuito equivalente a una línea corta de transmisión.
 Para la troncal que se considera como líneas trifásicas equilibradas, se calcula la
resistencia eléctrica y la reactancia inductiva del conductor de las fases.
Para la derivación primaria que se considera como línea trifásica, se cálculo la
resistencia eléctrica y reactancia inductiva del conductor de las fases.
El cálculo del Factor de Regulación de voltaje se efectúa la norma de ingeniería,
método por Caída Unitaria de Voltaje (C.U.V.) y Constante de Perdidas (C.P.) en una
línea o alimentador de distribución.
Para simplificar se hacen los cálculos de la troncal y para cada fase,
considerando el circuito más largo.
CIRCUITO TRONCAL.
De acuerdo con el inciso 4.1 del capítulo II.3, la impedancia del circuito troncal,
se determinó que es igual a:
ZT = RT + JXLt = 0.02187 + J 0.037 Homs/ 100 mts.
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39
CIRCUITO DERIVADO TRIFÁSICO.
De acuerdo con el inciso 4.2 del capítulo II.2, la impedancia del circuito derivado
monofásico, se determinó que es igual:
ZD = RD + JXJD = 0.0428 + J 0.0413 ohms/ 100 mts.
FACTOR DE POTENCIA.
FP = cos
= 0.90
Donde:
= cos (0.90) = 25.84
CAIDA UNITARIA DE VOLTAJE TRIFÁSICA PARA EL CIRCUITO TRONCAL.
Caída Unitaria de Voltaje (C.U.V.)
C.U.V. = (0.02187 x cos 25.84 ) + (0.037 x sen 25.84 )
C.U.V. = (0.02187 x 0.900014) + (0.037 x 0.4358595)
C.U.V. = (0.0196833) + 0.016126802
C.U.V. = 0.035810 volts/ amps x 100 mts.
Constante perdida (C.P.)
C.P.
1
(cos ) (XL / R)(sen ) 1 /(0.9) (X L / R)(sen )
CIRCUITOS DERIVADOS
C.U.V. = RD cos
+ XLD sen
C.U.V. = (0.04288 x cos 25.84 ) + (0.04137 x sen 25.84 )
C.U.V. = (0.04288 x 0.90014) + (0.04137 x 0.4358595)
C.U.V. = 0.03859263 + 0.018031508
C.U.V. = 0.0556624 volts/ amps. x 100 mts
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40
La constante de pérdida del conductor 266 MCM es:
C.P.
(0.9)
1
0.37033
(0.4358)
0.02187
1
0.12078
8.2795068
La constante de pérdida del conductor 3/0 AWG es:
C.P.
(cos )
C.P.
(0.9)
1
XL
(sen )
R
1
1
0.75689
0.04137
1.32239
(0.4358)
0.04280
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50
2.3.4 CÁLCULO DEL SISTEMA DE TIERRA.
La conexión a tierra es una de las partes más importantes de todo sistema, pues
el más elaborado diseño de este puede ser inadecuado salvo que la conexión de este
sea el apropiado y tenga una buena resistencia; entendiéndose por esto que la
resistencia sea de valor cero, pero esto es imposible de lograr. Por eso la conexión a
tierra es la parte más difícil de diseñar y obtener.
En cualquier sistema de tierra máxima permitida es de 10 ohms, conforme a las
normas para la utilización del Sistema de Distribución Monofásica de la CFE..
FUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE TIERRA
1. Proveer un medio seguro para proteger a las personas en la proximidad del sistema
o equipos conectados a tierra, de los peligros de una descarga eléctrica bajo
condiciones de falla.
2. Proveer un medio para disipar las corrientes eléctricas a tierra, sin que excedan los
límites de operación de los equipos.
3. Proveer una conexión a tierra para el punto neutro de los equipos que así lo
requieran, tales como transformadores, reactores, etc.
4. Proveer un medio de descarga y desenergización de equipos antes de proceder a
tareas de mantenimiento.
5. Facilitar mediante la operación de relevadores y otros dispositivos de protección, la
eliminación de fallas a tierra en el sistema.
COMPONENTES BASICOS DE UN SISTEMA DE TIERRA.
El sistema de tierra estará integrado por los siguientes elementos:
A) Conductores.
Son necesarios para formar el sistema de tierra y para la conexión a tierra de
equipos empleados. Los conductores que se utilizan en este son por lo regular, cables
concéntricos formados por varios hilos y los materiales con que se fabrican son: cobre,
cobre estañado, copperweld, (acero recubierto con cobre, acero, acero inoxidable,
acero galvanizado o aluminio.
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51
B) Varillas o electrodos de tierra.
Los materiales empleados en la fabricación de varillas o electrodos de tierra son
por lo general: el acero, acero galvanizado, acero inoxidable y copperweld. El
copperweld es el material que más se emplea en las varillas a tierra, ya que combina
las ventajas del cobre con la alta resistencia mecánica del acero, entre las ventajas que
posee están: buena conductividad, la resistencia a la corrosión y buena resistencia para
estar enterrada en el suelo.
Estos elementos se clavan en el terreno y sirven para encontrar las zonas más
húmedas y por lo tanto, con menor resistividad eléctrica en el subsuelo. Al igual que en
los conductores, la selección del material dependerá de las características de
resistencia a la corrosión al estar enterrados.
C) Conectores o juntas.
Estos elementos sirven para unir los conductores del sistema de tierra, para
conectar las varillas a los conductores y para la conexión de los equipos, a través de los
conductores al sistema de tierra. Los conectores empleados en los sistemas de tierra
son generalmente de dos tipos:
1. Conectores a presión:
Son todos aquellos que mediante la presión mantienen en contacto a los conductores.
Dentro de este tipo se encuentran los conectores atornillados y los de presión.
2. Conectores soldables:
Son aquellos que mantienen una relación química exotérmica, los conductores y el
conector se soldan en una conexión molecular. Este tipo de conector, por su naturaleza,
soporta la misma temperatura de fusión del conductor.
Los conectores deberán seleccionarse con el mismo criterio que se emplea con
los conductores, además deberán tener las siguientes propiedades:

Tener dimensiones adecuadas para absorber el calentamiento
que se produce al circular por él, corrientes elevadas (resistencia a la fusión).

Tener suficientemente asegurados a los conductores para
soportar los esfuerzos electrodinámicos originados por las fallas, además de no permitir
que el conductor se mueva dentro de él.
CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TIERRA
Cada elemento del sistema de tierra deberá tener las características siguientes:
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Resistencia a la corrosión:
Para retardar su deterioro en el ambiente donde se localice.
Conductividad eléctrica:
De tal manera que no contribuya sustancialmente, con diferencias de potencial
en sistema de tierra.
Capacidad de conducción de corriente:
Suficiente para soportar los esfuerzos térmicos durante las condiciones más
adversas por la magnitud y duración de las corrientes de falla.
Resistencia mecánica:
De tal manera que soporte esfuerzos electromecánicos.
DISPOCIONES BÁSICAS DE LAS REDES A TIERRA.
Se han considerado tres sistemas básicamente:
1. Sistema radial:
Este sistema consiste en uno o varios electrodos de tierra a los cuales se conecta la
derivación de cada uno de los siguientes equipos. El sistema radial es el menos seguro
porque al producirse una falla en el equipo, se producen elevados gradientes de
potencial.
2. Sistema en anillo:
Este sistema se obtiene colocando en forma de anillo un conductor de suficiente calibre
alrededor de la superficie ocupada por los equipos de la subestación. Al anillo se
conectan las derivaciones de cada uno de los equipos usando un conductor de calibre
más delgado en los vértices del anillo se instalan varillas o electrodos de tierra.
Este sistema es más eficiente que el sistema radial, debido a que los potenciales
disminuyen al disiparse la corriente de falla por varias trayectorias en el paralelo.
3. Sistema en malla:
Este sistema consiste, como su nombre lo indica, en un arreglo de conductores
perpendiculares formando una malla o retícula a la cual se conectan las derivaciones de
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53
cada uno de los equipos. Este sistema es el más usado actualmente en las
subestaciones eléctricas y es el más eficiente.
De acuerdo con lo establecido en las Normas de CFE., referente al sistema de
tierra, mencionamos las siguientes:
NORMA No. 2
La resistencia de tierra máxima para las capacidades normalizadas de
transformadores, deben de cumplir con las normas de voltaje máximo de paso (40
volts), a una sobrecarga de 50% sobre su capacidad nominal. Sobre la base de lo
anterior se presenta la siguiente tabla:
VALORES NOMINALES DE 22,836/ 13,200 – 240/ 120 VOLTS
KVA
1.5 x 1p
5
10
15
25
37.5
50
75
0.568
1.136
1.704
2.841
4.261
5.682
R (ohms)
NORMA
VOLTAJE DE PASO
VOLTS
10
10
10
10
5
5
5.68
11.36
17.04
28.41
21.30
28.41
El valor de resistencia que se indica en la tabla anterior, es el máximo permitido
para época de estiaje.
NORMA No. 3
La bajada de tierra del banco de transformación debe ser única y general para el
tanque del transformador, apartarrayos y neutro del primario y secundario; se puede
utilizar más de una bajada, siempre, siempre y cuando se conecten y abajo en paralelo.
Todas las conexiones deben hacerse con conector de compresión; la bajada
debe hacerse por el interior del poste de concreto con conductor copperweld de un
calibre mínimo No. 4AWG.
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54
NORMA No. 4
El hilo del neutro del primario y secundario será común y se montará en la parte
superior del bastidor secundario; para los sistemas de distribución en general es muy
importante proporcionar una buena conexión a tierra en cada punto de aterrizaje, ya
que de esto depende la efectividad de la coordinación de aislamiento, operación de las
protecciones y calidad del servicio que se suministrará.
NORMA No. 6
El valor de la resistencia de tierra necesaria, se debe obtener por medios
mecánicos, adicionando mayor número de electrodos, mayor profundidad o electrodos
especiales; en ningún caso deberán obtenerse los valores con tierras tratadas
químicamente. Es importante considerar la forma de calcular la resistencia de tierra a
partir de los electrodos que se utilizarán y la resistividad del terreno en que se van a
instalar.
La resistencia de un dispersor o electrodo sencillo, depende en general de su
forma y dimensión, así como del terreno en que se instale; ya que la resistividad varía
con los materiales que lo componen.
Los valores medios de resistividad de terreno son:
TIPO DE TERRENO
VALOR DE RESISTIVIDAD
Terreno húmedo o suelo orgánico.
Terreno de cultivo o arcilloso
Terreno arenoso húmedo
Terreno arenoso seco
Terrenos con guijarros y cemento
Suelo rocoso
Roca compacta
10 – 50 ohm/ mts
100 ohm /mts
200 ohm/ mts
1,000 ohm/ mts
1,000 ohm/ mts
3,000 ohm/mts
10,000ohm/ mts
En este caso en particular, la resistividad del terreno es:
Terreno húmedo = 10 ohms/ mts.
De acuerdo con las Normas de Distribución Construcción de Líneas aéreas para
banco de transformación monofásica, en donde especifican:
Para un sistema de distribución con neutro corrido multiaterrizado, en el banco
de transformación se debe instalar cuando menos 3 varillas de tierra copperweld de 3
metros de longitud y 5/8” (16mm.) de diámetro, colocadas en los vértices de un triángulo
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55
equilátero de 1 metro por lado, quedando el poste en el centro geométrico del triángulo.
Las varillas se deben unir entre sí con alambre de cobre cal. 4 AWG. ; una de las
varillas se conectará a la bajante de tierra del poste. El conductor de cobre para las
interconexiones debe enterrarse 40 centímetros.
Para el cálculo de la resistencia de tierra, se emplea la fórmula siguiente:
R=
p
4 L
Log e
4L
4L
S
S2
S4
Log e
2
a
S
2 L 16 L 512 L4
Donde:
p = resistencia del terreno húmedo = 10 ohms/ mts.
L = longitud de la varilla
= 3.0 mts
S = separación entre las varillas = 1.0 mts.
a = radio de la varilla
R=
R=
10
(4)(3)
Log e
4 x 3.1416 3 L
(0.008)
= 0.008 mts
Log e
(4)(3)
(1)
2
(1)
(2)(3)
(1) 2
(16)(3) 2
(4) 4
(512)(3) 4
(10)
(Log e 1500) + (Log e 12) - (2) + (0.16) - (6.94 x 10-3 ) (2.4 x 10-5 )
(37.69)
R = (0.2652) ((7.313) + (2.484) – (2) + (0.166) – (6.94 x 10-3) + (2.4 x 10-5))
R = (0.2652 ( 7.9572)
R = 2.1102 ohms.
2.3.6
CÁLCULO DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS.
PROTECCIÓN SOBRECORRIENTE EN ALTA TENSIÓN.
Cualquier esquema de protección de un sistema eléctrico no sólo requiere de los
elementos de detección de falla, sino también de elementos primarios en algunos
casos; así como dispositivos de mando y control y elementos de interrupción.
Estos elementos complementarios a los sistemas de protección se les conocen
generalmente como los elementos auxiliares en los sistemas de protección, y el
conocimiento de su funcionamiento, así como sus características, aplicación y selección
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56
representa un aspecto importante en la confiabilidad y seguridad de operación de
cualquier sistema de protección.
Se debe considerar que el equipo contra sobrecorriente es para mejorar la
continuidad del servicio y para proteger el sistema de distribución. El punto de conexión,
como se mencionó anteriormente, será un circuito TAJ-4020 de la subestación TAJIN
de la CFE.
Punto en el que se instalarán cortacircuitos fusibles de triple disparo, 13.200 Kv,
100amps y capacidad de 800 amps. De corriente interruptiva.
La corriente que demandan los transformadores al 100% de su capacidad
nominal es:
I=
KVA
3(KV)
330 KVA
14.45Amps.Simetricos
(1.73)(13.2) KV
Por lo tanto, se utilizará un elemento fusible universal tipo “K”, fusión rápida de
15 amps. nominales.
1. La corriente requerida por un transformador trifásico es de 15 KVA es:
I=
KVA
3( KV)
15 KVA
(1.73)(13.2)
I = 0.65 amps.
Por lo tanto, seleccionamos un elemento fusible de 0.75amps.
2. La corriente requerida por un transformador monofásico de 25 KVA es:
I=
KVA 25 KVA
KV 7.62KV
I = 3.28 amps.
Por la tanto, seleccionaremos en elemento fusible de 3 amps.
3. La corriente requerida por un transformador monofásico de 15 KVA es:
I=
KVA 15 KVA
KV 7.62 KV
I = 1.62 amps.
Por la tanto, seleccionaremos en elemento fusible de 2 amps.
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57
Los valores antes obtenidos, los comparamos con los que establecen las Normas
de Distribución Construcción de Líneas aéreas de CFE., en su sección Selección de
Fusibles para bancos de transformadores:
TABLA SELECTIVA DE FUSIBLES EN TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS
CAPACIDAD
VOLTAJE PRIMARIO
DEL
TRANSFORMADOR
KVA
13,200
I
7,620
F
5
10
15
25
37.5
50
75
0.66
1.31
1.97
3.28
4.92
6.56
9.84
0.50
1.50
2.00
3.00
5.00
6.00
10.00
UNA BOQUILLA
22,860
13,200
I
F
0.38
0.76
1.14
1.89
2.84
3.79
5.68
0.50
0.75
1.00
2.00
3.00
4.00
6.00
33,000
I
19,050
F
0.26
0.52
0.79
1.31
1.97
2.62
3.94
1.50
0.50
0.75
1.50
2.00
3.00
4.00
I = Corriente nominal primaria (amperes).
F = Capacidad nominal del fusible (amperes).
PROTECCIÓN CONTRA SOBRE VOLTAJE.
Las sobre tensiones que se presentan en las instalaciones de un sistema
eléctrico pueden ser de dos tipos:
A) Sobretensiones de origen atmosférico
B) Sobretensiones por fallas en el sistema.
El dispositivo que se utiliza para proporcionar la continuidad de la operación y
protección contra Sobretensiones ocasionadas por descargas atmosféricas, es el
apartarrayos cuyo principio de operación tiene por objeto limitar las ondas de tensión
de origen transitorios sobre los equipos, reduciéndolas a un valor no superior a la
resistencia de aislamiento de tales equipos; la cual se lleva acabo derivando a tierra las
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58
Sobretensiones. Por ése motivo, los apartarrayos representan uno de los dispositivos
de protección más importantes en los sistemas eléctricos.
Las ondas que representan durante una descarga atmosférica viajan a la
velocidad de la luz y dañan el equipo si no se le tiene protegido correctamente; para la
protección del mismo se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:
1. Descargas directas sobre la instalación.
2. Descargas indirectas.
De estos casos, el más interesante es el de las descargas indirectas pues el que
presenta con mayor frecuencia. Las sobre tensiones originadas por descargas
indirectas, se deben a que se almacenan sobre las líneas con cargas electrostáticas
que al ocurrir la descarga se parten en dos y viajan en ambos sentidos de la línea a la
velocidad de la luz.
El apartarrayos se encuentra conectado permanentemente en el sistema y opera
cuando se presenta una sobretensión de determinada magnitud, descargando la
corriente a tierra. Su principio general de operación se basa en la formación de un arco
eléctrico entre dos explosores cuya separación está determinada de antemano, de
acuerdo con la tensión a la que va a operar.
Se fabrican diferentes tipos de apartarrayos, basados en el principio general de
operación; los más empleados son los conocidos como “apartarrayos tipo
autovalvular” y “apartarrayos de resistencia variable”.
El apartarrayos tipo autovalvular consiste de varias chapas de explosores
conectados en serie por medio de resistencias cuya función es dar una operación más
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59
sensible y precisa. Se emplean en los sistemas que operan a grandes tensiones, ya
que representa una gran seguridad de operación.
El apartarrayos de resistencia variable funda su principio de operación en el
principio general, es decir, con dos explosores y se conectan en serie a una resistencia
variable. Se emplea en tensiones medianas y tiene mucha aceptación en sistemas de
distribución.
PROTECCIÓN CONTRA SOBRECORRIENTE EN BAJA TENSIÓN:
Por otra parte, dentro de las mismas protecciones eléctricas, pero del lado de
baja tensión, tenemos que al circular una corriente a través de un conductor, aparato,
motor, equipo o todo un sistema eléctrico se produce en todos y cada uno y cada uno
de ellos un calentamiento, y si éste calentamiento producido es excesivo y por lapsos
de tiempo considerables llegan a quemarse los componentes del sistema. Para regular
el paso de la corriente en forma general se dispone de los interruptores
termomagnéticos. Estos interruptores aprovechan el efecto producido por el
calentamiento al paso de corriente mayores a las previstas, ésta condición hace operar
mecánicamente el automático para botar la palanca y abrir el circuito, de ésta manera
impide el paso de la corriente peligrosa al circuito al cual protegen.
Los interruptores también conocidos como pastillas o breakers, se clasifican, se
clasifican de acuerdo a la capacidad máxima en amperes en condiciones normales de
trabajo y número de polos como sigue:
DE UN POLO
DE DOS POLOS
DE TRES POLOS
1x 5A
1 x 20 A
1 x 30 A
1 x 40 A
1 x 50 A
2 x 15 A
2 x 20 A
2 x 30 A
2 x 40 A
2 x 50 A
2 x 70 A
3 x 15 A 3 x 100 A
3 x 20 A 3 x 125 A
3 x 30 A 3 x 150 A
3 x 40 A 3 x 175 A
3 x 50 A 3 x 200 A
3 x 70 A 3 x 225 A
3 x 75 A 3 x 250 A
3 x 80 A 3 x 300A
3 x 350 A
3 x 400 A
3 x 500 A
3 x 600 A
La NEMA (National Electric Manufactures Association) ha fijado normas que
deben de cumplir los fabricantes de equipos eléctricos, y en México han respetado y se
han apegado a dichas normas y también al Código Nacional Eléctrico.
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60
Para proteger a los transformadores en baja tensión, se instalarán interruptores
termomagnéticos que irán alojados en gabinetes NEMA 3R; ésta norma se refiere a:
“Gabinete de servicio exterior a prueba de lluvia, resistente a la corrosión y que requiere
de conectores especiales tipo glándula”, los cuales se fijarán a un costado o en la parte
inferior del transformador. Para calcular la capacidad de los interruptores que se van a
emplear, se utiliza la siguiente fórmula:
A) La corriente de un transformador trifásico de 15 KVA es:
I=
KVA
15 KVA
3( KV base) (1.73)(14) KV
I = 62.50 amps.
Por lo tanto, se empleará un interruptor trifásico de 70 amps.
B) La corriente de un transformador monofásico de 25 KVA es:
I=
KVA
KV
25 KVA
014
. KV
I = 178.57 amps.
Por lo tanto, se empleará un interruptor termomagnético de 175 amps.
C) La corriente de un transformador de 15 KVA es:
I=
KVA
KV
15KVA
014
. KV
I = 107.14 amps.
Por lo tanto, se empleará un interruptor termomagnético de 100 amps.
Estos valores obtenidos, los comparamos con los de la siguiente tabla extraída
de las Normas CFE., en la cual podemos observar que los valores citados son
aproximadamente iguales y por lo tanto, la elección del interruptor termomagnético es el
apropiado:
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61
TABLA SELECTIVA DE INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS MONOFÁSICOS
CAPACIDAD
120/ 240 VOLTS
DEL
TRANSFORMADOR
KVA
5
10
15
25
37.5
50
75
CORRIENTE NOMINAL
AMPERES
21
41
63
104
156
208
312
INTERRUPTOR
TERMOMAGNÉTICO
AMPERES
20
40
50
100
150
200
300
Según estas normas, los interruptores termomagnéticos para protección de
transformadores trifásicos y monofásicos de distribución, deben de ser unidades de un
tres y un polo formando juegos de dos para los monofásicos; la capacidad máxima de
estos interruptores es de 100 amps. Los termomagnéticos mayores de 100 amps. son
empleados en los trifásicos.
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62
CAPITULO
2.4
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
63
2.4
ALUMBRADO PÚBLICO
El alumbrado público forma parte muy importante dentro de un diseño de
electrificación, éste es uno de los servicios básicos que se deben proporcionar a la
comunidad y los objetivos que se persiguen fundamentalmente son los siguientes: la
seguridad al tráfico vehicular combatir la delincuencia y la vagancia aminorando el
riesgo en las calles y promover el progreso cívico. Lo esencial es producir la calidad de
iluminación requerida para una rápida, segura y cómoda visibilidad por la noche.
Para conseguir un alumbrado público eficaz, es necesario que la instalación sea
la adecuada y esté bien proyectada; es importante tomar en cuenta la intensidad
deseada, la fijeza y el grado de deslumbramiento, el color y principalmente la economía
de la instalación. El rendimiento del alumbrado depende de la manera en que se reparta
la luz y de la relación entre la altura y la anchura de las calles que se van a iluminar.
El diseño que se proyecte, deberá seguir las Normas Prácticas Americanas para
el Alumbrado de Calles y Carreteras (American Standartd Practice for Street and
Highway Lighting) considerando los siguientes aspectos:
A) La clasificación de la zona y de la calle, en función del tráfico.
B) El nivel de iluminación apropiado según su clasificación.
C) La selección de las luminarias de acuerdo con la distribución de la luz requerida.
D) El adecuado emplazamiento de las luminarias (altura, montaje, longitud del brazo y
distancia de separación entre éstas) para proporcionar calidad y cantidad de
iluminación requerida.
La clasificación de las zonas y carreteras, así como el nivel de iluminación
recomendado para cada una de ellas es la siguiente:
NIVEL LUMINOSO RECOMENDADO EN LUX
CARRETERAS
(Que no sean muy amplias ni autopistas)
CLASIFICACIÓN DE LAS CARRETERAS
CARRETERA MUY RÁPIDA
SUBURBIOS
INTERMEDIA ZONAS ALEJADAS
Y AUTOPISTAS
Y RURALES
PRINCIPAL
200
120
90
COLECTORA
120
90
60
LOCAL
90
60
20
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64
Por lo tanto, para la proyección del alumbrado público dentro del
“Fraccionamiento AZAHARES DEL NARANJO”, el nivel luminoso recomendado para las
zonas residenciales es de 20 LUXES, de acuerdo al Manual de Alumbrado de
Westinhouse.
2.4.1
CÁLCULO DEL ALUMBRADO PÚBLICO.
Para realizar el cálculo del promedio de luxes o pie-candela (footcandle), se toma
como referencia una de las calles del citado fraccionamiento tomando en cuenta los
siguientes datos:
Ancho de la calle:
9 mts. = 29.51 pies
Ancho de las banquetas
1.5 mts.
Clasificación del tráfico vehicular:
muy ligero
Clasificación del tráfico de peatones: medio
Lámpara de vapor de sodio alta presión:
250 watts.
Lúmenes iniciales:
27,500 watts.
Distancia interpostal
45 mts. = 147.63 pies.
Altura de montaje:
7 mts.
Tipo de distribución de luminarias:
a un lado.
Se procede a realizar el cálculo, con los puntos siguientes:
1. Se determina el coeficiente de utilización (C.U.) para el lado de la calle del luminario:
Relacion (lado calle) =
Relación (LC)=
Ancho de la calle - distancia de la banqueta al Luminario
Altura de montaje del luminario
9 mts. - 1 mts
1142
.
7 mts
El coeficiente de utilización (C.U.) lo localizamos en la curva de distribución del
Manuel Eléctrico CONELEC, para la relación de 1.142 es 0.33.
2. Se determina el coeficiente de utilización (C.U.) para el lado de la casa del luminario:
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65
relacion (lado casa) =
distancia de la banqueta al luminario
Altura de montaje del luminario
Relacion (lado casa) =
1 mts
7 mts
0142
.
El coeficiente de utilización (C.U.) de la curva de distribución, para la relación de
0.42 es 0.015.
3. El coeficiente de utilización total para el lado de la calle más el lado de la casa es:
C.U. (total) = lado de calle + lado casa
C.U. (total) = 0.33 + 0.015
C.U. (total) = 0.345
4. Para determinar la iluminación promedio en la calle, se emplea la siguiente fórmula:
Pie - candela (prom.) =
Lumenes de la lampara x Coef. de Util.
Espacio entre luminarios x ancho de la calle
Pie - candela (prom.) =
(27,500)(0.345)
(147.63)(2952
. )
Pie-candela (prom.) = 2.177
Convirtiendo el valor a luxes:
1 lux = 0.0929 pie-candelas
X = 2.177 pie-candela
E = 23.43 lux
Con este tipo de luminaria se supera en poco, como se observa, el nivel
recomendado para la iluminación exterior de la Comisión Internacional de Iluminación
(C.I.E.), que es de luxes para vías residenciales.
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66
2.4.2
DISTRIBUCIÓN DE LUMINARIAS.
De acuerdo con el cálculo realizado en el punto anterior y con las luminarias que
se van a emplear, se determina para éste proyecto, las luminarias se van a distribuir de
tal modo que la distancia entre ellas no sea mayor de 50 metros; como se puede
observar en el plano respectivo, ya que se utilizan los mismos postes de la red eléctrica.
DATOS DE LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO ALTA PRESIÓN.
WATTS
ACABADO
LUMENES
INICIALES
70
70
100
100
150(55)
150(55)
200
250
400
400
1,000
CLARO
DIFUSO
CLARO
DIFUSO
CLARO
DIFUSO
CLARO
DIFUSO
CLARO
DIFUSO
CLARO
5,800
5,700
9,500
8,800
16,000
15,000
27,500
26,000
50,000
47,5000
140,000
VIDA
APROXIMADA
EN HORAS
24,000
EFICIENCIA EN
LUMENES/
WATTS
83
77
95
88
107
100
110
104
125
119
140
Tabla tomada del catálogo de lámparas “Holophane”.
2.4.3
DETALLES DE ALUMBRADO PUBLICO
los detalles de alumbrado se encuentran contenidos en el plano de alumbrado 2.3
2.4.4
CUADRO DE CARGAS DE ALUMBRADO PUBLICO
Los cuadros de carga de alumbrado se encuentran contenidos en el plano
de alumbrado 2.3
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67
CAPITULO
2.5
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68
2.5
SELECCIÓN DE EQUIPO ELÉCTRICO.
Este es un aspecto de importancia que debe analizarse al diseñar un sistema de
distribución, especialmente para seleccionar adecuadamente los equipos eléctricos de
acuerdo con las disposiciones que exigen las normas sobre instalaciones eléctricas en
común de acuerdo a la CFE., para la selección deben tomarse en cuente las
características básicas de equipos primarios los cuales deberán cumplir los
procedimientos establecidos por la electrificación de fraccionamientos.
La selección de equipo podrá ser normal o tipo costa para el caso de
transformadores, aisladores, cortacircuitos, seccionalizadores y también y también en el
caso de apartarrayos que será tipo expulsión de óxido de zinc, considerando los
conceptos técnicos de los mismos.
2.5.1 TRANSFORMADORES.
Un transformador es un dispositivo eléctrico sin partes en movimiento, el cual por
inducción electromagnética, transfiere de un circuito a otro, conservando la frecuencia
constante y cambiando generalmente los valores de tensión y corriente.
Para seleccionar los transformadores, es necesario tomar en cuenta la
clasificación de éstos, que es la siguiente:
A) Por la forma de su núcleo:
1. Tipo acorazado
2. Tipo columnas
3. Tipo envolvente
4. Tipo radial
B) Por el número de fases:
1. Monofásico
2. Trifásico
C) Por el número de devanados:
1. Dos devanados
2. Tres devanados
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69
D) Por el medio refrigerante:
1. Aire
2. Aceite
3. Líquido inerte
D) Por el tipo de enfriamiento:
1. Enfriamiento OA
2. Enfriamiento OW
3. Enfriamiento OW/ A
4. Enfriamiento OA/ AF
5. Enfriamiento OA/ FA/ FA
6. Enfriamiento FOA
7. Enfriamiento OA/ FA/ FOA
8. Enfriamiento FOW
9. Enfriamiento A/A
10. Enfriamiento AA/ FA
D) Por la regulación:
1. Regulación fija
2. Regulación variable con carga
3. Regulación variable sin carga
D) Por la operación:
1. De distribución
2. De potencia
3. De instrumento
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70
4. De horno eléctrico
5. De ferrocarril
Las características técnicas de cada transformador de distribución tipo poste
utilizado en éste proyecto son:
2.5.2
Capacidad nominal KVA, trifásico
75
Capacidad nominal KVA, monofásico
15, 25
Tensión en el primario:
13,200 volts.
Tensión en el secundario:
240/ 120 volts.
Número de derivaciones:
2 arriba, 2 abajo (+2, -2)
Frecuencia de operación:
60 Hz.
Sobreelevación de temperatura:
65 C
Altura de operación:
2,000 m.s.n.m.
Enfriamiento:
Tipo OA (Aire – aceite)
Conexión:
Y–T
CONDUCTORES.
Los conductores eléctricos son aquellos materiales que ofrecen poca oposición o
resistencia a la corriente que circula por, o a través de ellos, y en una línea de
transmisión o distribución tiene la finalidad de transportar la corriente eléctrica desde un
punto a otro. Todos los metales son buenos conductores de electricidad, sin embargo
unos son mejores que otros, entre los cuales están:
El oro: Este metal es el mejor conductor, con el inconveniente de su alto precio
adquisitivo, lo que limita e inclusive impide su empleo.
La plata:
Después del oro es el mejor conductor, pero debido a su alto costo su uso
se ve reducido
El aluminio: Es un buen conductor eléctrico, pero por ser menos conductor que el
cobre (61% respecto al cobre suave o recosido), para transportar una misma cantidad
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71
de corriente se necesita una sección transversal mayor en comparación con los de
cobre; además tiene la desventaja de ser quebradizo.
Los conductores de aluminio existente son:

ACC Conductor de aluminio

AAAC Conductor de aluminio con aleación

ACSR Conductor de aluminio con refuerzo de acero

ACAR Conductor de aluminio con refuerzo de aleación.
El cobre:
Después de la plata, el cobre electrolíticamente puro es el mejor conductor
eléctrico y se usa en más del 90% para la fabricación de conductores eléctricos, ya que
reúne las condiciones necesarias para tal efecto, como son:
A) Alta conductividad
B) Bajo costo
C) Flexibilidad
D) Resistencia mecánica
Dentro de los mismos conductores de cobre, existen tres temples o grados de
suavidad que son los siguientes:
Conductores de cobre suave o recocido:
Son aquellos que tienen alta elongación y mayor conductividad, o sea, pueden
conducir la corriente eléctrica a mayor satisfacción que los demás; pero su
inconveniente es que no pueden soportar grandes esfuerzos de tensión mecánica, por
lo no es adecuado su empleo en líneas eléctricas aéreas.
Conductores de cobre semiduro:
Este tipo de conductores tienen mayor resistencia mecánica que los anteriores,
tienen menor elongación y son muy flexibles, ya que se pueden emplear en redes de
distribución primaria o secundaria, siempre y cuando en su línea no exista claros
grandes.
Conductores de cobre duro:
Este tipo de conductores tiene mayor resistencia mecánica, menor elongación
que los anteriores y menor resistencia eléctrica, se le emplea en alambres o cables
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72
desnudos para líneas eléctricas en donde se requiera abarcar claros grandes,
necesitando de su alta resistencia mecánica.
GENERALMENTE:
Los materiales que se emplean en la fabricación de conductores eléctricos son:
A) Aluminio (puro)
B) Aleación de aluminio
C) Cobre
D) Combinación de aluminio con cobre (ACSR)
Pero en la actualidad, se está inclinando más por el uso de los conductores de
aluminio puro y los de ACSR, conocidos comúnmente como “cable con alma de
acero”, ya que resultan más económicos.
Las medidas de los conductores que se emplean en líneas eléctricas, están
dadas por el número de calibre. En México, ha sido aceptada la Escala Americana para
Calibres de Alambres, conocida comúnmente como AWG; según ésta norma asigna un
número a cada calibre de conductor, que va desde 1 hasta 44 para calibres normales; y
de 1/0 al 4/0 para calibres más gruesos. En ésta escala, los números más grandes
representan a los alambres de diámetro pequeño; y por consiguiente, los números
chicos representan a los alambres gruesos.
En algunos casos cuando el conductor sea más grueso que el calibre 4/0, se
utilizará el “circular mil” (CM), que quiere decir, milésima de circulares, o sea, que un
circular mil es el área transversal que tiene un conductor cuyo diámetro es de una
milésima de pulgada. Para cables que tengan un diámetro más grande que los
anteriores, se emplea el “Mil Circular Mills” (MCM).
Para éste proyecto y según lo especificado en las bases de proyecto, los
conductores a utilizar son: ACSR 266 en las fases y ACSR 1/0 en el neutro, para la
alimentación en alta tensión y para la distribución dentro del fraccionamiento será el
cable ACSR 3/0 y ACSR 1/0.
2.5.3
AISLADORES.
En una línea eléctrica, de todos los elementos existentes los más delicados son
los aisladores, debido a la fragilidad del material con que se fabrican, y como se
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73
encuentran sometidos a esfuerzos combinados tales como: eléctricos, mecánicos y
térmicos, muchas veces éstos llegan a ocasionarles daños e incluso su total
destrucción. En la fabricación de aislamientos o aisladores eléctricos, los materiales
empleados comúnmente son:
A) Baquelita
B) Porcelana
C) Vidrio
Este tipo de material por naturaleza son aislantes, o sea, que no dejan circular
corriente por ellos y son resistentes a los esfuerzos de tensión. Entre las funciones de
las aisladores, la más importante son:
1. Aislar a los conductores de las demás partes de la línea.
2. Soportar los cables
3. Evitar cualquier fuga de voltaje de la línea, así sea en estado seco o bajo lluvia.
Dependiendo del voltaje al que se va a operar, cambia la forma y el tamaño de
los aisladores; entre los diversos tipos existen, los más empleados generalmente son
los siguientes:
A) Alfiler
B) Bola
C) Campana
D) De suspensión o disco
E) Tipo poste
F) Retenida
G) Rollo
Las características de los aisladores son las siguientes:
1. Voltaje de operación
2. Voltaje de flameo en seco
3. Voltaje de flameo húmedo
4. Distancia de fuga
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74
5. Distancia de flameo en seco
6. Distancia de flameo húmedo
Para este proyecto, el aislamiento en las estructuras de remate será a base de
aisladores de tipo de suspensión 6 SVC 25 con 4 unidades en cada cadena, y para las
estructuras de paso se utilizará aisladores 23 – A, tomando en consideración las bases
de proyecto.
Una cadena está formada por varios aisladores de tipo suspensión o discos, y el
número de éstos está relacionado con el voltaje al que opera la línea, ya que mientras
mayor es el voltaje, la cadena será más grande. Existen principalmente dos tipos de
cadena:
1. Cadena horizontal
2. Cadena vertical
El tipo que se utilizará en este proyecto es de cadena horizontal, la cual se
emplea cuando se necesita anclar la línea cuando existe un cambio de dirección y por
lo mismo, está sujeta a tensión.
El rendimiento así como el buen funcionamiento de la línea, depende en gran
parte de su aislamiento, por ésta razón se recomienda que los aisladores en seco
soporten de 3 a 5 veces el voltaje al que opera la línea.
2.5.4
APARTARRAYOS.
Es un aparato o dispositivo que se emplea para proteger el equipo conectado en
un circuito eléctrico, contra el efecto de ondas de sobretensión que se producen, tanto
por descargas atmosféricas, directas o cercanas a circuitos aéreos como por la
operación de interruptores o por otras causas de disturbios en el circuito.
La función del apartarrayos no es eliminar las ondas de sobretensión que se
presente durante las descargas atmosféricas, sino limitar su magnitud a valores que no
sean perjudiciales para los equipos que componen el sistema.
Ahora bien, para realizar el cálculo y selección del apartarrayos es necesario
tomar en cuenta las siguientes especificaciones:
1. La tensión nominal del circuito es la tensión de línea del mismo voltaje de línea.
2. La tensión nominal del apartarrayos está referida a la tensión nominal del circuito
donde se va a instalar.
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75
3. En los sistemas de distribución con neutro corrido, éste es aterrizado directamente a
la tensión nominal del apartarrayos y su valor representa el 85% en la tensión de línea.
Aplicando la fórmula siguiente:
Vna = .85 VL
Donde :
Vna = Voltaje nominal del apartarrayos
VL = Voltaje de Línea del circuito (13.2 KV)
De acuerdo con lo anterior, en éste proyecto se instalarán apartarrayos clase
distribución de operación ADA–18 en el punto de conexión y en cada uno de los bancos
de transformación.
2.5.5
CORTACIRCUITOS
Los cortacircuitos fusibles o cuchillas son los elementos de conexión y
desconexión de los circuitos eléctricos y las funciones que realiza son dos: como
cuchilla desconectadota para lo cual se conecta y desconecta, y como elemento de
protección.
El cortacircuito fusible tiene un dispositivo mecánico que hace abrir la cuchilla al
instante de que quema el eslabón fusible, y de ésta manera se interrumpe la corriente
quemando el brazo suspendido del herraje inferior. El eslabón fusible es un elemento
que se encuentra colocado dentro de un cartucho de conexión y desconexión, para
seleccionarlo es necesario tomar en consideración el valor de la corriente nominal que
circula por él; éstos elementos se fabrican generalmente de plata (sólo en casos
especiales), cobre electrolítico con aleación de plata, o cobre aleado con estaño.
De acuerdo con las bases de proyecto, se instalarán cortacircuitos fusibles de
triple disparo 13.2 KV, 100 amps. ,Y capacidad de 800 amps. De corriente interruptiva.
2.5.6
SECCIONADORES
Los succionadores o cuchillas desconectadoras son los elementos que se utilizan
para desconectar físicamente un circuito eléctrico, por lo general se operan sin carga,
pero con algunos aditamentos se puede operar con carga hasta ciertos límites. Los
seccionalizadores se clasifican como sigue:
1. Por su operación:
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76
A) Con carga (con tensión nominal).
B) Sin carga (con tensión nominal).
1. Por su tipo de accionamiento:
A) Manual.
B) Automático.
1. Por su forma de desconexión:
A) Con tres aisladores, dos fijos y uno giratorio al centro.
B) Con dos aisladores (accionados con pértiga), operación vertical.
C) Con dos aisladores, uno fijo y otro giratorio en el plano horizontal.
D) Pantógrafo o separador de tijera.
E) Cuchilla tipo “AV”.
F) Cuchilla de tres aisladores, el del centro movible por cremallera.
G) Cuchillas desconectadoras con cuerno de arqueo.
H) Cuchilla tripolar de doble aislador giratorio.
Los seccionalizadores pueden desconectar circuitos con carga, y son casi
siempre de operación vertical con accesorios especiales para desconexión rápida. Se
fabrican para interrumpir corrientes hasta de 1,000 amps. A tensión no mayores de 34.5
KV.
Las especificaciones que se deben de proporcionar para la adquisición de
seccionadores, básicamente son los siguientes:
1. Tensión nominal de operación.
2. Corriente nominal.
3. Corriente de corto circuito simétrico.
4. Corriente de corto circuito asimétrica.
5. Tipo de montaje (horizontal o vertical) forma de mando.
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77
CAPITULO
2.6
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78
2.6 CONFIGURACIÓN ELECTROMECÁNICA.
2.6.1
POSTES
Par la transmisión y distribución de la energía eléctrica hasta los diferentes
lugares de consumo se utilizarán en este caso líneas aéreas, las cuales ya sean tanto
de distribución primaria o secundaria irán tendidas o montadas sobre los postes.
Estos pueden ser:
A) Postes de concreto
B) Postes de madera
C) Postes metálicos
En este proyecto se emplearán solamente postes de concreto, pues son los, ya
que cumplen con las Normas de Construcción de Líneas Aéreas de CFE..
Este tipo de postes puede ser macizos o huecos, octagonales o rectangulares, y están
reforzados en su interior con varillas de fierro para proporcionarles una mayor
resistencia a los esfuerzos que se pueden presentar, tales como: tensión, torsión,
deflexión, etc. Además tienen la ventaja de ser incombustibles muy duraderos; pero
entre sus inconvenientes está: tienen un peso enorme, poseen poca flexibilidad y son
muy costosos.
La red de distribución primaria del “Fraccionamiento AZAHARES DEL
NARANJO”, está constituida en su totalidad de 77 postes de concreto de sección
octagonal PC – 13 –600; O SEA, DE 13 mts. De longitud y 6000 kgs. de carga de
ruptura, incluyendo el poste de conexión.
Estos postes tendrán una separación máxima de 60 mts., Lo que permitirá que
las acometidas a las viviendas se encuentren dentro de los límites de los 30 mts. Como
máximo, como establecen las bases de proyecto.
Además se utilizarán 7 postes de concreto PC – 7 –600; de 7 mts. de longitud y
600 kgs. de carga de ruptura, que se emplearán en las retenidas donde las tensiones
mecánicas del conductor sean altas o en tramos largos.
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79
2.6.2
HERRAJES.
Los herrajes de fierro y acero galvanizado son dispositivos esenciales para el
vestido de las estructuras en cualquier sistema de transmisión y distribución eléctrica.
Su objetivo principal consiste en soportar y esperara al mismo tiempo, con ayuda de los
aisladores, los cables que conducen la energía eléctrica.
Entre las clasificaciones que deben cubrir los herrajes para ser aceptados por
parte de la Comisión Federal de Electricidad están las siguientes:
Deberán de ser galvanizados por inmersión en caliente o en cualquier otro
recubrimiento protector.
El fabricante se apegará en cuanto a diseño del producto a la última edición de las
Normas de CFE..
Entre los principales herrajes que se emplean están los siguientes:
 Abrazadera 1 AG
 Abrazadera 2 AG
 Abrazadera 1 BD
 Abrazadera 3 BS
 Abrazadera 2 U
 Alfiler 1 A
 Alfiler 1 P
 Bastidor B 1
 Bastidor B 3
 Bastidor B 4
 Base y grapa RB
 Cruceta PV – 75
 Cruceta BS
 Ménsula RE
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80
 Ojo RE
 Perno ancla 1 PA
 Perno doble rosca
 Soporte CV – 1
 Torna punta T2
 Cruceta C4 – T
 Cruceta-C4-V
2.6.3
ESTRUCTURAS.
Como se había mencionado anteriormente, la red de distribución en alta tensión
será trifásica en forma radial, y para poder llevar acabo la realización de esta obra es
necesario emplear un gran número de estructuras de paso así como estructuras de
remate, ya sea en los cambios de dirección de la red o en los tramos largos de ésta, en
donde es necesario utilizar también diferentes tipos de retenidas.
En algunos casos, ciertas estructuras pueden ser simplemente de paso o de
remate, y en otros pueden ser de paso, remate y soportar un banco de transformación.
A continuación enunciaremos las estructuras utilizadas en éste proyecto.
ESTRUCTURAS
DESCRIPCIÓN
VR2N
VR3N
VS3N
VS2N
VD3N
RD30
RD3N
RS1N
PD1N
PS1N
Volada, remate, 2 fases, neutro corrido
Volada, remate, 3 fases, neutro corrido
Volada, cruceta sencilla, 3 fases, neutro corrido
Volada, cruceta sencilla, 2 fases, neutro corrido
Volada, doble cruceta, 3 fases, neutro corrido
Remate, doble cruceta, 3 fases, retorno por tierra
Remate, doble cruceta, 3 fases, neutro corrido
Remate sencillo, 1 fase, neutro corrido
Punta doble poste, 1 fase, neutro corrido
Punta poste sencillo, 1 fase, neutro corrido.
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81
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA VR2N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.M.E.
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FIG. No. 1
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA VR3N
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F.I.M.E.
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FIG. No. 2
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85
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA VS3N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.3
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87
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA VS2N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.4
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA VD3N
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FIG. No.5
90
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA RD30
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.6
92
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93
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA RD3N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.7
94
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA RD30/RD3
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.8
96
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97
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA PD1N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.9
98
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99
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
BANCO 1TR3B
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.10
100
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101
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA 1TR1A
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.11
102
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
RETENIDA RSA
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LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.12
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105
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
RETENIDA RDA
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.13
106
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107
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
RETENIDAS RVE
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
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FIG. No.14
108
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109
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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
RETENIDA REA
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FIG. No.15
110
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
111
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
RETENIDA RBA
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FIG. No.16
112
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
113
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA PS1N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FIG. No.17
114
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
115
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
ESTRUCTURA RP1N
TESINA
LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ
F.I.R.E.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FIG. No.18
116
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
117
2.6.4
RETENIDA
La retenida es un elemento mecánico que se emplea para compensar los
esfuerzos mecánicos provocados por los conductores en las estructuras, para no
causar daños a los postes. La selección de las retenidas está basada en las máximas
tensiones mecánicas de los conductores utilizados en las líneas primarias o en tramos
largos. Las retenidas se instalan en un sentido opuesto a la resultante de la tensión de
los conductores que se van a retener; regularmente éstas se siembran en el piso,
anguladas 45 .
Se utilizan diferentes tipos de retenidas, de acuerdo al calibre del conductor,
claro interpostal, si es remate de 1, 2, ó 3 conductores, etc. Según las Normas de
Comisión Federal de Electricidad no deberán de colocarse en:
A) Paso obligatorio de peatones, vehículos y/o animales.
B) Cauce de agua que pueda aflojar o deslavar el terreno.
C) Propiedad privada o particular.
En este proyecto se emplearán diferentes tipos de retenidas, como son:
RETENIDA
DESCRIPCIÓN
RDA
REA
RB
RVE
Retenida doble ancla, para línea primaria.
Retenida estaca ancla, para línea primaria.
Retenida de banqueta y ancla.
Retenida volada a estaca, para línea primaria.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
118
CAPITULO
2.7
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
119
2.7
ANALISIS DE COSTOS
Actualmente está considerado que el éxito de un constructor se basa
principalmente en el menor tiempo y el costo más bajo con que se ejecutará la obra que
tiene a su cargo, para llevar a cabo estos objetivos es indispensable programar
meticulosamente cada paso que se pretenda realizar antes de empezarla; de ésta
manera se eligen los métodos constructivos más favorables para una adecuada
ejecución de la misma.
Una de las etapas de gran importancia dentro de la planeación de la obra
eléctrica es la elaboración de los precios unitarios para tener un presupuesto global de
la obra; también el control del factor tiempo que es primordial en cualquier obra y que
se puede prever si se tiene un programa de trabajo adecuado.
Este capítulo tiene un objetivo evaluar todos los factores y elementos que
intervienen en la ejecución de los trabajos correspondientes como el personal, equipo,
materiales, gastos de administración, de campo de oficina así como también los
impuestos y contribuciones; todo esto para poder obtener el costo total de la obra en
mención.
Enseguida se detallan las cantidades y costos de los materiales empleados para
llevar acabo la ejecución de la obra, así como el costo de mano de obra por actividad.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
120
2.7.1
MATERIALES.
Lista de materiales de la red de distribución en alta tensión:
NÚM
DESCRIPCIÓN
P.U. ($)
TOTAL
01
Transformador monofásico de 15
KVA 13,200 – 220/ 127 V.
4
Pieza
11,995.0
23,990.00
02
Transformador monofásico de 25
KVA 13,200 – 220/ 127 V
10
Pieza
12,636.0
720,252.00
03
Transformador trifásico de 15 KVA
13,200 – 220/127 V
1
Pieza
24,670.0
49,340.00
04
Poste de concreto PC – 13 – 600
17
Pieza
1,660.00
127,820.00
05
Poste de concreto PC – 7 –600
6
Pieza
725.00
5,075.00
06
Transformador monofásico de 5 Kva.
13200YT7620-120/240 V
1
Pieza
65,000.0
65,000.00
07
Eslabón fusible tipo universal.
63
Pieza
21.00
1,323.00
08
71
Pieza
430.00
30,530.00
87
Pieza
405.00
35,235.00
10
Apartarrayos tipo distribución ADA –
12
Cortacircuito fusible CCF – N14.4 –
100 A.
Conductor ACSR 266 MCM.
1000
Kgr.
31.50
31,500.00
11
Conductor ACSR 3/0 AWG.
750
Kgr.
25.30
18,975.00
12
Conductor ACSR 1/0 AWG.
880
Kgr.
25.30
22,264.00
13
1,150
Mts.
6.00
6,900.00
14
15
Cable de acero (AG) tipo retenida
3/8”
Perno ancla IPA
Aislador 3R
33
56
Pieza
Pieza
62.00
35.00
2,046.00
1,960.00
16
Guardacabo G1
56
Pieza
62.00
3,472.00
17
Perno reforzado para retenida
56
Pieza
17.00
952.00
18
Ancla cónica C – 1
33
Pieza
25.00
825.00
19
Placa arandela 2AC
33
Pieza
5.00
165.00
20
Varilla coperweld 16 x 3,000 mm con
conector.
Alambre de cobre desnudo 4 AWG.
186
Pieza
45.50
8,463.00
400
Mts.
40.00
16,000.00
09
21
CANTIDAD UNIDAD
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
121
22
Cruceta PV 75
66
Pieza
73.00
4,818.00
23
Abrazadera UC (2U)
66
Pieza
26.00
1,716.00
24
Soporte CV 1
59
Pieza
41.00
2,419.00
25
Abrazadera UL (3U ó 2UH)
59
Pieza
23.50
1,386.00
26
Tornillo maquina 16 x 63 mm.
284
Pieza
8.00
2,272.00
27
Conector estribo
90
Pieza
75.00
6,750.00
28
Conector para línea viva tipo 90
perico
Pieza
67.00
6,030.00
29
Separador SIT
59
Pieza
34.00
2,006.00
30
Arandela 1AC
59
Pieza
2.00
118.00
31
Abrazadera 2 BS
122
Pieza
38.00
4,636.00
32
Ménsula BS
122
Pieza
154.00
18,788.00
33
Bastidor B4
4
Pieza
65.00
260.00
34
Bastidor B3
118
Pieza
45.00
5,310.00
35
Aislador carrete
460
Pieza
8.00
3,680.00
36
Cruceta C4V
40
Pieza
232.00
9,280.00
37
Abrazadera 1BS
40
Pieza
35.00
1,400.00
38
Torna punta T-2
40
Pieza
77.00
3,080.00
39
Perno doble rosca 16 x 356 mm.
48
Pieza
25.00
1,200.00
40
Abrazadera 1U
38
Pieza
22.90
870.20
41
Ojo RE
32
Pieza
12.75
408.00
42
Moldura
16
Pieza
12.75
204.00
43
Aislador tipo 65 VC 25
195
Pieza
85.00
16,575.00
44
Grapa remate RAL – 8
22
Pieza
110.00
2,420.00
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
122
NÚMERO
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD
UNIDAD
P.U. ($)
TOTAL
45
Bastidor B1
90
Pieza
25.00
2,250.00
46
Abrazadera 3BS
90
Pieza
45.00
4,050.00
47
Pieza
16.00
1,440.00
48
Varilla protectora para ACSR 90
1/0
Abrazadera 1AG
20
Pieza
53.00
1,060.00
49
Abrazadera 2AG
23
Pieza
54.00
1,242.00
50
Clema de tensión RAL – 8
43
Pieza
125.00
5,375.00
51
Alfiler 1 A
66
Pieza
22.00
1,452.00
52
Alfiler 1P
53
Pieza
32.00
1,696.00
53
Abrazadera 1BD
53
Pieza
35.00
1,855.00
54
Aislador 13 A
119
Pieza
45.00
5,355.00
55
Pieza
20.00
640.00
Pieza
63.00
3,591.00
57
Varilla protectora para ACSR 32
3/0
Varilla protectora para ACSR 57
266
Cruceta C4T
8
Pieza
171.00
1,368.00
58
Abrazadera
16
Pieza
23.00
368.00
59
Interruptor termomagnético 2 x 2
70 A
CAT. FAL. – 26070 con 57
gabinete NEMA 3R
Pieza
1,170.00
2,340.00
Pieza
1,201.00
68,457.00
Interruptor termomagnético 2 x 2
100 A. CAT. FAL. – 26100 con
gabinete NEMA 3R
400
Pieza
4,421.00
8,842.00
Mts.
29.00
11,600.00
Mts.
23.00
4,600.00
64
Interruptor termomagnético 3 x 200
200 A. CAT. FAL - 36200 con
gabinete 3R
121
Pieza
25.00
3,025.00
65
Cable THW calibre 3/0
61
Pieza
25.00
1,525.00
66
Cable THW Cal. 1/0 AWG.
65
Pieza
500.00
32,500.00
67
Conector bimetálico 3/0 – 3/0 65
AWG.
Conector bimetálico 1/0 – 1/0
AWG.
Luminaria cromalite 250 watts.
Lámpara de vapor de sodio alta
presión 250 watts
Pieza
120.00
7,200.00
56
60
61
62
63
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
123
NÚMERO
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD
UNIDAD
P.U. ($)
TOTAL
68
Fotocelda
65
Pieza
250.00
16,250.00
69
Brazo tubular de 32 mm. (1 65
¼”) a 50 mm. (2”).
Pieza
78.00
5,070.00
70
Cable THW Cal. 8 AWG.
400
Mts.
9.00
3,600.00
71
Cable THW Cal. 10 AWG.
200
Mts.
5.00
1,000.00
72
Poliducto 1” de
200
Mts.
6.00
1,200.00
73
Abrazadera de anillo 178
62
Pieza
44.00
2,728.00
74
Fleje de acero inoxidable 13 100
mm.
Mts.
7.50
750.00
75
Grapa para fleje de acero 250
inoxidable
Pieza
7.40
1,350.00
SUBTOTAL DEL MATERIAL (1) $ 1, 471, 492.20
Lista de materiales de la acometida del poste de C.F.E. a la vivienda:
NÚMERO
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD UNIDAD
P.U. ($) TOTAL
01
Guardacabo G1
454
Pieza
2.90
1,316.60
02
Conector bimetálico YP27AU2 454
Pieza
30.00
13,620.00
454
Pieza
7.00
3,178.00
454
Pieza
26.00
11,804.00
1,362
Pieza
16.00
21,792.00
55
Kgr.
19.45
1,069.75
Mts.
15.53
17,626.55
08
1,135
Tubo conduit de 32 mm., Ced.
30 a.
454
Pieza
28.00
12,712.00
09
Base soquet de 4 x 100 amps. 454
Pieza
56.50
25,651.00
Carrete de porcelana
03
Conector bimetálico YP26AU2
04
Conector a tope desnudo Cal.
10 –10
05
Alambre de fierro galvanizado
06
Cable para acometida 2+ 1
Mufa de 32 mm.
07
Varilla
copperweld
de
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
124
10
16x3,000 mm
454
Pieza
50.30
22,836.20
11
Interruptor de seguridad de 2
x 30 A.
454
Pieza
45.50
20,657.00
454
Pieza
38.00
17,252.00
908
Pieza
6.50
5,902.00
Mts.
4.64
34,475.20
Mts.
5.50
10,593.00
Pieza
2.30
3,132.60
Fusible de 30 amps.
12
Cable THW Cal. 10 AWG.
13
Cable THW Cal. 8 AWG.
14
16
Conector tope aislado Cal. 10 7,430
– 10
1,926
Tubo conduit de 13 mm. Ced.
30
1,362
17
Reducción Bussing de 32 a
13 mm.
632
Pieza
26.00
16,432.00
18
Niple de 19 mm. X 10 cm. de
largo.
454
Pieza
11.00
4,994.00
19
Codo de fierro galvanizado de
19 mm.
633
Pieza
5.45
3,449.85
15
Poliducto de 19 mm.
20
454
Pieza
5.45
2,474.30
21
550
Mts.
2.00
1,100.00
SUBTOTAL DE MATERIALES (2) $ 252,068.05
TOTAL DE MATERIALES = 1 + 2 = $ 1,723,560.25
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
125
2.7.2
MANO DE OBRA:
NÚMERO
DESCRIPCIÓN
01
Instalación del
estructura de
transformación.
02
Instalación y vestido
estructura de remate
03
04
CANTIDAD UNIDAD
vestido
banco
P.U. ($)
TOTAL
de 61
de
Lote
1,138.50
69,448.50
42
Lote
1,035.00
43,470.00
Instalación de cortacircuitos 3
fusibles de triple disparo.
Pieza
218.50
655.50
Instalación de retenida “RDA”. 21
Lote
276.00
5,796.00
5
Lote
414.00
2,070.00
de
Instalación de retenida “REA”.
05
Instalación de retenida “RVE”.
06
Instalación de retenida “RB”.
1
Lote
276.00
276.00
07
Instalación y vestido
estructura de paso.
3
Lote
276.00
828.00
11
Lote
869.00
9,559.00
65
Lote
80.50
5,232.50
61
Lote
594.00
36,234.00
1,638
Mts.
3.00
4,914.00
2,158
Mts.
3.00
6,474.00
Instalación de acometidas del
poste de C.F.E. a las 2,722
viviendas.
Mts.
3.00
8,166.00
Mts.
8.00
90,800.00
de
Instalación de luminarias.
08
Conexión de
transformación
banco
de
09
de
10
Tendido y tensionado
cable ACSR 266
Tendido y tensionado
cable ACSR 3/0 AWG.
de
11
Tendido y tensionado
cable ACSR 1/0 AWG.
de
12
13
14
11,350
TOTAL DE MANO DE OBRA = $ 283,923.50
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
126
2.7.3
MAQUINARIA.
La relación de este proyecto, en que se tiene contemplada la utilización de
maquinaria, equipo, herramienta y éstos son:
 Camión F – 600 c/ grúa Hiab, capacidad 3.5 ton.
 Camión 3.5 Ton. de capacidad.
 Camioneta Pick-up.
 Cable de manila y acero para maniobras.
 Poleas y polipasto de 3 Ton. Con motor de combustión interna.
 Polea y polipasto manual.
 Maneas de cable manila.
 Andamios y triples tubulares.
 Herramienta manual de excavación: pico, pala, cavadoras, barras.
 Equipo de seguridad: cinturón, casco, guantes, ropa de algodón, botas, faja, gafas.
 Herramienta menor.
 Herramienta manual mecánica: pinzas de corte, mecánicas, de electricista; llaves
españolas, perico, steelson, etc.
 Herramienta de corte y de compresión.
2.7.4
COSTOS DIRECTOS.
Al realizar un presupuesto se debe analizar muy bien los precios unitarios,
considerando en la matriz a todos los materiales, el rendimiento de nuestra mano de
obra, los costos – horario del equipo que se va a emplear; el resultado de lo anterior
nos arroja un costo directo.
Los costos directos son los cargos aplicables al concepto de trabajo que se
derivan de las erogaciones por: mano de obra, materiales, maquinaria, herramientas,
instalación y por patentes en su caso, efectuadas exclusivamente para realizar dichos
conceptos de trabajo.
Dentro de los costos directos podemos citar:
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
127
Costo directo por mano de obra:
Es e que se deriva de las erogaciones que hace el contratista por el pago de
salarios al personal que interviene exclusivamente en la ejecución del concepto del
trabajo de que se trate, incluyendo al cabo o primera mano. Dentro de este cargo, no se
consideran las percepciones del personal técnico, administrativa, de control, de
supervisión, y vigilancia; ya que éstos corresponden a los costos directos.
Costo directo por materiales:
Es el correspondiente a las erogaciones que hace el contratista para adquirir o
producir todos los materiales necesarios para la correcta ejecución del concepto de
trabajo, y que cumpla con las normas correspondientes.
Costo directo por maquinaria:
Es el que se deriva del uso correcto de la maquinaria consideradas como nuevas
y que sean las adecuadas y necesarias para la ejecución del concepto de trabajo, de
acuerdo con lo estipulado en las normas y especificaciones de construcción, conforme
al programa establecido.
Costo directo por herramienta:
Este corresponde al consumo por desgaste de las herramientas utilizadas en la
ejecución del concepto de trabajo.
Costos directos por equipo de seguridad:
Este costo corresponde al equipo necesario para protección personal del
trabajador para ejecutar el concepto de trabajo.
2.7.5
COSTOS INDIRECTOS.
Estos corresponden a los gastos generales necesarios para ejecución de los
trabajos no incluidos en los costos directos que realiza el contratista, tanto en sus
oficinas centrales como en la obra y que comprenden además, los gastos de
administración, organización técnica, vigilancia, supervisión, imprevistos, transporte de
maquinaria y en su caso, prestaciones sociales correspondientes al personal directivo y
administrativo.
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
128
Dentro de los costos indirectos más frecuentes están:
Horarios, sueldos y prestaciones:
 Personal directivo
 Personal técnico
 Personal administrativo
 Personal en tránsito
 Cuota patronal de Seguro Social
 Prestaciones que obliga l a Ley Federal del Trabajo para el personal arriba
mencionado
 Pasajes y viáticos.
Depreciación mantenimiento y rentas:
 Edificios y locales
 Locales de mantenimiento
 Bodegas
 Instalaciones generales
 Muebles y enseres
 Depreciación y operación de vehículos.
Servicios:
 Consultores, asesores, servicios y laboratorios
 Estudios e investigaciones
Fletes y acarreos:
 De campamentos
 De equipo de construcción
 De plantas y elementos para instalación
 De mobiliario
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
129
Gastos de oficina:
 Papelería y útiles de escritorio
 Correos, teléfonos, telégrafos, radio
 Copias y duplicados
 Luz, gas y otros consumos
 Gastos de concurso
Trabajos previos y auxiliares:
 Construcción y conservación de caminos de acceso
 Montaje y desmantelamiento de equipo
Depreciación, mantenimiento y rentas de campamentos.
Financiamiento:
Los gastos por financiamientos son las erogaciones que realiza el contratista
debido a las necesidades económicas del servicio. Este costo se determinará en base a
un flujo efectivo en el que intervengan el pago y amortización de los anticipos; Y estará
representado por un porcentaje sobre el total de los costos directos más los indirectos.
2.7.6
UTILIDAD
La utilidad queda representada por un porcentaje sobre la suma de los costos
directos más indirectos de trabajo. Dentro de este cargo queda incluido el Impuesto
Sobre la Renta, que por ley debe pagar el contratista.
Además dentro de éste rubro, después de haber determinado la utilidad
conforme a lo establecido en el párrafo anterior, debe incluirse:
A) El desglose de las aportaciones que eroga el contratista por concepto del Sistema
de Ahorro para el Retiro (anteriormente SAR) en la actualidad es el sistema AFORES.
B) El desglose de las aportaciones que eroga el contratista por concepto del Instituto
de Fondo Nacional para la Vivienda de los Trabajadores (INFONAVIT).
C) El pago que efectúa el contratista por el servicio de vigilancia, inspección y control
que realizará la Secretaría de la Contraloría y Desarrollo Administrativo (SECODAM).
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
130
2.7.7
COSTO TOTAL
A) Materiales
$ 1,723,560.25
B) Mano de obra
$
283,923.50
C) Maquinaria, equipo y herramientas (5% $
de B).
$
D) Costos directos (suma de A + B + C).
$
E) Costos indirectos (5% de D)
$
F) Suma (F + G)
$
G) Financiamiento (5% de F)
$
H) Suma (F + G)
$
I) Utilidad (15% de H)
$
J) Suma (H + I)
$
K) Cargos SAR (2% de B/ f..s.r.)
$
L) Suma (J + K)
$
M) INFONAVIT (5% de B/ f.s.r.)
$
N) Suma (L + M)
$
O) SECODAM (0.5% de N
14,196.17
2,021,679.92
101,084.00
2,122,763.90
106,138.20
2,228,902.10
334,335.31
2,563,237.40
3,486.94
2,566,724.34
8,717.33
2,575,441.67
12,877.20
COSTO TOTAL = $ 2,588,319.00
f.s.r. = Factor de Salario = 1.6285
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CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES
Como se había mencionado al principio de éste trabajo, el propósito principal de
este proyecto es proporcionar un servicio de primera necesidad, o sea la electrificación,
a un costo relativamente bajo; esto se puede lograrse en las bases de proyecto
emitidas por la Subgerencia de Planeación de Comisión Federal de Electricidad hace
las consideraciones adecuadas; como este es el caso que permite emplear el sistema
monofásico con neutro corrido multiaterrizado y no contar con una red de baja tensión,
ya que se realiza un arreglo en cada banco de transformación que permite hacer las
acometidas a cada una de las viviendas; además de permitir utilizar la posteria de red
primaria para la instalación de las luminarias y poder energizar el alumbrado público de
los bancos de transformación.
Tomando en cuenta todas éstas consideraciones, así como tener el proyecto
adecuado, permite que el costo en la construcción del sistema de electrificación y
alumbrado sea relativamente bajo; ya que todo esto beneficia en forma directa al
usuario. Es importante señalar que en el económico de cualquier obra eléctrica, se
debe observar varias alternativas, antes de seleccionar la más apropiada; ya que de lo
contrario no se aplicaría un criterio de ingeniería que satisfaga los requerimientos de un
sistema eléctrico.
Cabe mencionar que el uso adecuado de la energía eléctrica representa un
factor importante, ya que de alguna manera, el grado de desarrollo industrial y
tecnológico de nuestro país.
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BIBLIOGRAFÍA
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BIBLIOGRAFÍA
“Normas de Distribución – Construcción – Líneas Aéreas Comisión Federal de
Electricidad”.
“Fundamentos de Instalaciones Eléctricas de Medianas y Alta Tensión”
Gilberto Enríquez Harper.
Quinta reimpresión.
Editorial: LIMUSA.
“Normas para la Utilización del Sistema de Distribución Monofásico”.
Comisión Federal de Electricidad.
“Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia”.
William D. Stevenson
Segunda Edición
Editorial: Mc. Graw – Hill.
“Líneas de Transmisión y Redes de Distribución de Potencia Eléctrica”.
Gilberto Enríquez Harper.
Editorial: LIMUSA.
“Manual de Alumbrado de la Westinhouse”.
Cuarta Edición
Editorial: DOSSAT.
“Manual Eléctrico CONELEC”.
Cuarta Edición.
“Catalogo Condensado Holophane”.
Criterios para la Presentación y Evaluación de Proposiciones en Licitaciones
Públicas”.
“Comisión Mixta de PEMEX Exploración y Producción – Cámara Nacional de la
Industria de la Construcción”
CNIC. Febrero 1996.
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ANEXOS
GRÁFICAS Y PLANOS
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