mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Electricidad. Instalación en media y baja tensión Autor: Julio César Rebolledo Pineda 1 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Presentación del curso Instalaciones eléctricas en media y baja tensión aplicadas al edificio de un hotel. Cableado y canalización de energía. Hoy veremos cómo se proyecta el suministro de energía eléctrica a un edificio de estas características. Si bien a nivel industrial se utiliza la media tensión, también veremos la aplicabilidad de la baja tensión. Este trabajo abarca: tipos de canalización en baja tensión con forme a las habitaciones del edificio, el alumbrado y los alimentadores de tableros. La obra civil y electromecánica necesaria para una red de distribución de energía eléctrica en forma subterránea. Conceptos y desarrollo de los cálculos eléctricos para definir el conductor principal de media tensión. Asimismo, conoce las normas aplicadas a los procedimientos y cálculos que conducen a realizar trabajos con calidad y con un funcionamiento satisfactorio. 2 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 1. Instalación eléctrica en hotel INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA Y MEDIA TENSIÓN DEL HOTEL GRAND MAYAN PALACE. MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL DESCRIPCIÓN La constructora Edificadora de Inmuebles Turísticos es una empresa a nivel nacional que se dedica a realizar obras para desarrollos turísticos de gran nivel por lo cual tiene la finalidad de realizar trabajos bajo ciertas normas de calidad ya que tiene un compromiso fundamental para satisfacer las necesidades de sus clientes y proporcionar buenos y mejores servicios. Ya que realiza obras de gran importancia dentro del ámbito turístico como son: Hoteles de 5 estrellas, condominios, villas, restaurantes, lobby, cafeterías, centros de entretenimiento tales como son: parques acuáticos, gym, spa, campos de golf, discotecas, boutiques, etc. En este trabajo se presentan las instalaciones eléctricas en baja y media tensión para una ampliación de una red de media tensión de 13.2 KV, ubicada en el hotel Grand Mayan Palace que se modifica por la construcción de un hotel de 14 edificios, compuestos por 336 habitaciones distribuidas en 3 niveles cada uno, complementadas con servicios de restaurantes, tiendas departamentales, un moderno centro de entretenimiento y una alberca tipo rio lento, éstos sitios cuentan con todos los servicios generales como sub estaciones eléctricas, cuartos de máquinas, lavandería, sistema de agua caliente, aire acondicionado, sistema de bombeo para albercas individuales y sitio de cómputo. Sin entrar en los detalles de la complejidad de un diagrama del sistema eléctrico se utiliza información obtenida en el Centro Nacional de Control de la Energía, para describir de manera general y sencilla la trayectoria de la red de transmisión y las subestaciones respectivas, indicando las alternativas de alimentación y los distintos niveles de potencial en que se transporta hasta llegar a la red primaria de media tensión en que estamos conectados. También se menciona los conceptos de los materiales y equipos utilizados en instalaciones de baja y media tensión subterránea, los utilizados para procedimientos de cálculos y el que define la media tensión con sus distintos niveles de voltaje. Posteriormente se muestran figuras de los materiales y equipos, así como diagramas de la red de media tensión del hotel Grand Mayan Palace, antes y después de la ampliación. Se realiza un cálculo práctico aproximado, bastante simple, que da una idea de la magnitud de las corrientes de corto circuito, suficientemente confiable para su uso, aplicando el método punto por punto de acuerdo a lo que establece la Norma I.E.E.E. Std 241 1990 (Reaf 1997 Electric power system in comercial building), tomando datos reales de transformadores. Más adelante se explica la aplicación de las Normas de CFE que regulan la eficiencia 3 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes energética, la NOM 007 - ENERO 1995 que se aplica para sistemas de alumbrado de edificios y la NOM 013 - ENERO 1996 que se aplica para sistemas de alumbrado para vialidades y exteriores de edificios. Todo esto combinado para obtener mejores resultados en el funcionamiento de esta red. Los resultados de este trabajo son, que esta red se encuentra funcionando de manera correcta y eficiente, que aplicando lo que establecen las Normas que regulan estos proyectos se construyen obras de gran importancia, que impulsan el desarrollo y progreso de nuestro Estado de Quintana Roo. En conclusión, buscando un desarrollo económico sustentado en la conservación del medio ambiente y en la optimización de nuestros recursos energéticos, cobra importancia tanto en la sociedad como en las autoridades gubernamentales, la búsqueda de alternativas de solución a los problemas que se originan y que afectan directamente a la sociedad, al encontrar una estrecha relación entre el ahorro de energía y el futuro de las nuevas generaciones de seres humanos en el planeta. 4 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 2. Energía. Reseña del complejo turístico INTRODUCCIÓN Lo que se expone en este trabajo es importante cuando se proyecta el suministro de energía a un edificio, para este caso se considera una ampliación a un edificio ya existente. Actualmente en el suministro de esta energía para servicios a nivel industrial, se utiliza la media tensión, en el rango de 13.2 KV, formando parte del producto obtenido por cualquiera de las tecnologías de generación existentes. Este trabajo consta, entre otros, de lo siguinte: Una explicación sencilla de los tipos de canalización en baja tensión conforme a las habitaciones, alumbrado, contactos así como alimentadores de tableros. Descripción de la obra civil y electromecánica necesaria, para tener una red de distribución de la energía eléctrica en forma subterránea, con la red de media tensión configurada en anillo y operación radial. Conceptos que son aplicados a los cálculos eléctricos, así como el desarrollo de los cálculos para llegar a definir el conductor principal de media tensión, y la selección de la protección para cortocircuito en el lado de baja tensión y en el lado de media tensión. Así también, las normas aplicadas a los procedimientos y a los cálculos conducen a realizar trabajos con calidad y con un funcionamiento bastante satisfactorio. OBJETIVO Diseñar y construir las instalaciones eléctricas eficientes para la mejor continuidad del servicio de energía, tener instalaciones accesibles para mantenimiento de las mismas, así como disminuir pérdidas y caídas de tensión. 1. RESEÑA HISTÓRICA DEL COMPLEJO TURÍSTICO El crecimiento de la inversión privada en el sector turístico ha logrado que en la Riviera Maya existan desarrollos turísticos de talla internacional, como el hotel Grand Mayan Palace, que pertenece al grupo Mayan Resorts, empresa 100% mexicana que cuenta hasta la fecha con 1182 departamentos en 46 diferentes edificios. En el año de 2001 se inició la construcción de la primera etapa del Hotel Mayan Palace Palenque que cuenta con 456 unidades además de un campo de golf dentro del mismo desarrollo. En 2004 se inició la construcción de la segunda etapa del hotel Grand Mayan Playa que cuenta con 210 unidades, En el año 2006 se inició la construcción de la tercera etapa del Hotel Grand Mayan Golf que cuenta con 180 unidades y por ultimo en el año 2008 se inicio la construcción de la cuarta etapa un hotel Grand Mayan Jungle que fue proyectado para operar 336 habitaciones distribuidas en 14 edificios de 3 niveles, contando con una alberca tipo rio lento, cafetería snack bar y 8 módulos de servicios familiar, generándose la necesidad de dotar de todos los servicios como son agua fría y caliente, drenaje, aire acondicionado y servicios de energía eléctrica que son esenciales para darle vida a un proyecto que ha sido denominado un nuevo concepto en turismo de gran clase. La principal prioridad que se planea dentro de las instalaciones es el suministro de energía eléctrica, para iluminar el interior de los cuartos, pasillos, escaleras, 5 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes funcionamiento de elevadores, equipos de aire acondicionado, sistemas de bombeo, sistema de agua caliente, lavanderías, sistemas de riego, iluminación de áreas exteriores, equipos especiales de cómputo y telefonía, y sistemas de seguridad como equipos detectores de humo y sistemas de contraincendios por bombeo, y una serie de servicios que deben ser alimentados con electricidad, convirtiendo la energía en servicio y confort para el ser humano. A partir de esta información, las áreas de instalaciones, comprenden este trabajo para cubrir satisfactoriamente todas las necesidades de este proyecto. 6 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 3. Canalizaciones eléctricas en loza 2. CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN LOZA Las canalizaciones eléctricas en losa son el conjunto de accesorios totalmente ocultos o ahogados en concreto por lo que se consideran de mejor acabado pues en ellas se busca tanto la mejor solución técnica así como el mejor aspecto estético posible. Ya hemos anunciado la importancia de las canalizaciones, y no solo para conducir cables de energía eléctrica, en nuestro ambiente también aparecen cables de comunicaciones, teléfono, computadoras, etc. Que comparten sus recorridos, y se molestan mutuamente. En el proceso de la construcción es muy importante el proceso de las canalizaciones eléctricas en losas y es por eso que vamos estudiar a fondo como se realiza este trabajo para poder darnos cuenta lo que valen ya que son de gran utilidad en el proceso de la construcción: Primeramente se utilizan materiales hechos a base de plástico, que es la tubería pvc conduit tipo pesado de diámetros de 13mm hasta 50mm, cajas de pvc conduit tipo pesado de 13 mm a 25 mm con su respectiva tapa, conectores de pvc conduit tipo pesado roscados exteriormente con su cintillo donde abraza a la caja, las curvas se hacen aquí en el campo de acuerdo al Angulo que nos requiera dar la amplitud de la curva. Figura 1 Figura 2 Se debe de tener un plano definido que nos indique como se requiere la canalización incluyendo todos los diámetros de las tuberías que van a ir ahogadas, 14 las medidas de las cajas eléctricas así como la de los conectores, también se 7 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes deben dejar los disparos que deben bajar hacia los muros ya sean de tabicón o tablar roca, es por eso que se debe de tener la losa en el proceso del armado en acero terminado para poder hacer la canalización en el área ya que después de la canalización se le libera el área al Arq. o Ing. Para que se lleve a cabo el colado. Referencia de plano canalización en losa. 8 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 4. Canalizaciones eléctricas en concreto y muros 3. CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN MUROS DE CONCRETO La preparación eléctrica en muro de concreto llámese canalización se hace en base a un trazo del muro a colarse y el cual se debe de hacer el armado con acero por parte del residente de estructura, para que posteriormente cimbre el muro de una cara ( un lado ) y después entra instalaciones a canalizar dejando as las salidas correspondientes en dicho muro ya sean contactos, apagadores, salidas de TV, computo, y salidas de teléfono, etc. Estas tuberías y cajas deben ser material en pvc conduit tipo pesado por el trabajo que se realiza dentro del muro con el concreto, por lo cual, el trabajo se tiene que soportar con alambre galvanizado. Con el armado y a la caja y/o chalupa se tiene que rellenar bien de papel para que al momento de realizar el colado no se le introduzca concreto al interior de la caja y/o tubería Este tipo de canalizaciones son muy importantes en el ámbito constructivo ya que si por algún error cometido al hacer el trazo y realizar dicha canalización, después de haberse colado el muro no sería fácil corregirlo ya que se tendría que abrir el muro y esto ocasionaría retrasó y no es factible abrir un muro concreto terminado ya que la empresa no nos permite ranurarlos por lo que se recomienda tener mucho cuidado al hacer este trabajo ya que es parte también del residente de instalaciones checar antes de liberar el muro a obra civil para que se lleve a cabo el colado del área (muro). Figura 3 9 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 5. Muros de tablaroca. Canalizaciones eléctricas 4. CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN MUROS DE TABLAROCA Ya hemos enunciado la importancia de las canalizaciones, y no solo para conducir cables de energía eléctrica, en nuestro ambiente también aparecen cables de comunicación, teléfono, computadoras, etc. que comparten sus recorridos, y se molestan mutuamente. Los trabajos que se ejecutan en el interior de los muros de tablaroca les llamamos canalizaciones eléctricas en muros de tablaroca, para comenzar a realizar este trabajo primeramente tenemos que tener en cuenta ciertas áreas terminadas, ya sean trabes, pisos para poder hacer la llegada de la tubería que entra a dicho muro ya se por piso o loza, también tenemos que tomar en cuenta que deberá existir un trazo del muro a realizarse, este trazo deberá estar tanto en piso como en loza para poder checar el área de desfasamiento si es que existiera, cuando estén estos puntos terminados entonces comienza los de tablaroca, ellos ponen lo que es la primera cara del muro ( un lado de muro ) donde posteriormente entran las instalaciones eléctricos correspondientes , el material a utilizarse en esta área es pvc conduit tipo pesado lo que vendría siendo: tubería pvc conduit tipo pesado de diámetros 13 mm,19 mm y 25 mm, cajas de pvc de 19 mm, conectores tipo pesado de pvc de 13 mm, 19 mm y 25 mm, así como también cajas tipo chalupas de pvc y biseles galvanizados de 19 mm , por lo que se le tiene que aplicar pegamento pvc tangit alta presión para que la unión entre tubo-tubo, conector-tubo sea correcta y no tengamos problemas a la hora de cablear por algún desprendimiento de un tubo, dentro de este trabajo también tenemos que realizar una soportaría a base de madera para fijar la tubería y cajas en el interior del muro. Figura 4 10 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Figura 5 11 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 6. Cableado eléctrico. Canalización de alimentadores 5. CANALIZACIÓN DE ALIMENTADORES Los alimentadores no deben proyectarse ahogados en losa. Cuando exista plafón, las canalizaciones deben ser aparentes entre plafón y losa. Las canalizaciones y registros del sistema normal deben estar separadores del sistema de emergencia. Cada uno de los tableros derivados en las habitaciones o departamentos debe ser alimentado por separado desde el tablero general o subgeneral. Estos alimentadores que salen de un edificio y entran a otro, debe de canalizarse por medio de tubo liquatite debido a la junta constructiva, instalando un registro de fibra de vidrio de cada lado de los edificios. Los registros deben ser diseñados en el tamaño adecuado y de acuerdo a las dimensiones indicadas en la tabla. 6. CABLEADO ELÉCTRICO La función de los cables es conducir la energía eléctrica de un punto a otro para poder aprovecharla, realizar la unión metálica de conexión eléctrica entre los puntos de alimentación y las cargas, y para esto deben cumplir condiciones de óptima conducción, y optima aislamiento. El cableado eléctrico en los departamentos es un trabajo muy importante a realizarse ya que se tiene que hacer con mucho cuidado para no dañar el cable por lo que se recomienda hacerse con personal eléctrico capacitado, primeramente para empezar con esto ya contamos con un plano eléctrico de cableado desde la canalización en losa. Que vendrá del tablero del departamento hacia las áreas a alimentar ya sean, recamaras, baños, salas, patios de servicio, etc.... Dentro del departamento a cablearse contamos con 2 sistemas eléctricos a cablear el normal y el de emergencia, ya que si por algún motivo alguno llegara a fallar el suministro de corriente por parte de C.F.E queda la iluminación de emergencia para que el inmueble no esté a oscuras. El material que se utiliza para cablear es cable thw calibres, 14, 12, 10, 14 desnudo para la tierra física y al cable alimentador calibre # 2 y # 4 que es el que viene desde la concentración de medidores hasta el centro de carga en el interior del departamento. La forma de realizar esta labor es primeramente identificar las líneas de alimentación ( fases y neutro ) que van a llegar al centro de carga del departamento por lo que se requiere tener la canalización guiada con alambre galvanizado, ya que al estar metiendo y guiando el cable alimentador al tubo no se tiene que dañar el forro del alimentador ( pelar ) ya que si se llegar a pelar podríamos tener problemas a la hora de energizar es por lo que considera en tener el mayor cuidado posible al realizar esta operación ya estando el cable alimentador dentro del departamento. 12 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Figura 6 13 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 7. Pruebas eléctricas. Tableros eléctricos 6.1. PRUEBAS ELÉCTRICAS Las pruebas eléctricas que se realizan después de haber cableado el departamento se tienen que ir probando circuito por circuito ya que es necesario ir paso a paso para poder revisando minuciosamente cada uno de los circuitos a probar, lo que seria las fases y los neutros, por lo que respecta hacer un levantamiento de cargas eléctricas en el departamento lo que sería alumbrado (lámparas, ventiladores y extractores) así como accesoriado lo que sería contactos y apagadores lo que se obtendría un cuadro de cargas total del departamento en todo el sistema eléctrico dentro del departamento. Esto es con la finalidad de no tener percances después de cerrar muros y plafones en la etapa final (entrega). Figura 7 7. TABLEROS ELÉCTRICOS Los tableros eléctricos llámense centros de carga se entiende por el conjunto de elementos agrupados en determinado lugar donde se controla la energía eléctrica de una instalación o de una zona (sección o rama). Puede tratarse de solamente un tablero que contenga todos los elementos, o también pueden ser un conjunto de interruptores, instrumentos de medición y otros dispositivos colocados en un muro y que juntos desarrollen la función de controlar la distribución de la energía eléctrica a circuitos derivados. Están fabricados de material plástico a prueba de explosivos ya que en el recae la alimentación dentro de las habitaciones los podemos encontrar en las áreas de cuartos de servicio. Las especificaciones mínimas para definir un tablero son: · El número de circuitos. · La capacidad de las zapatas y del interruptor en amperes. · El NEMA correspondiente a las condiciones ambientales del lugar donde se instalará. En todos los tableros considerar el 25% de espacios libres para cargas futuras. Todos los tableros deben seleccionarse con interruptor principal. Deben seleccionarse tableros trifásicos, para evitar en lo posible desbalanceos en las líneas de alimentación, y con barra neutra. 14 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Figura 8 15 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 8. Accesoriado eléctrico. Canalización de media tensión 8. ACCESORIADO ELÉCTRICO El accesoriado eléctrico dentro del departamento (contactos, apagadores, salidas de tv, salidas telefónicas, placas de 1 hasta 3 salidas, luminarias, etc.. Por lo que se tiene que hacer de acuerdo a modelos de accesorios ya que es la prueba final que se realiza y que esto incluye dar el toque final a dicha instalación. Por lo que se requiere gran atención a este trabajo ya que al no hacer una buena conexión en el interior del accesorio este se puede dañar por lo que se requiere atención para su correcta instalación. Los Luminarias están instalados conforme al proyecto de obra. Marca y modelo especificados en planos. Apagadores para montaje unidad intercambiable. Marca y modelos especificados en planos. Contactos para montaje tipo dúplex polarizado. Marca y modelos especificados en planos. Tapas. Para apagadores y contactos. Marca y modelos especificados en planos. Cinta vulcanizable marca Scotch No.23. Y Scotch No.33 Figura 9 9. CANALIZACIÓN DE MEDIA TENSIÓN Se realizará la obra civil y electromecánica necesaria, para tener una red de distribución de la energía eléctrica en forma subterránea, con la red de media tensión configurada en anillo y operación radial, con dos fuentes de alimentación; y con la red de baja tensión configurada y operada radialmente con una fuente de alimentación, que serán los transformadores pedestales. La excavación se hará con maquinaria o por medios manuales dependiendo el terreno y factibilidad según la trayectoria de la canalización, teniendo en cuenta las especificaciones como mínimo 30 a 50 centímetros de profundidad. 16 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Los registros para media tensión se ubicarán donde exista cambio de dirección de la red; se ubicara un registro de media tensión enfrente de cada transformador pedestal. Los registros de media tensión serán de las dimensiones y características que se indican en las figuras. Los registros de baja tensión se ubicaran donde exista cambio de dirección de la red; se ubicara un registro de baja tensión enfrente de cada transformador pedestal y a través de este registro se distribuirán los circuitos hacia los edificios. Los registros de baja tensión serán de las dimensiones y características que se indican en las figuras. 17 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 9. Banco de ductos BANCO DE DUCTOS Para la media tensión se instalará ducto de polietileno de alta densidad (P.A.D.) de 2 pulgadas de diámetro en color rojo con la leyenda "energía eléctrica" en color negro con separadores a cada 3 metros de longitud, teniendo una pendiente mínima del 0.25%. dependiendo de la distancia entre las estructuras (pozos, registros, bóvedas, etc.) Para la baja tensión se instalarán ductos de polietileno de alta densidad (P.A.D.) de 3 y 2 pulgadas de diámetro en color rojo con la leyenda "energía eléctrica" en color negro. El conductor neutro corrido debe ser multiaterrizado para garantizaren los sitios donde se instalen accesorios y equipos una resistencia a tierra inferior a 10 en época de estiaje y menor de 5 en época de lluvia. 18 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 19 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 10. Transformador CFE-BT3FRB RMTB4. Base con aro y tapa 84B Base para transformador CFE-BT3FRB RMTB4, con aro y tapa 84B CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DEL ARO Y DE LA TAPA DEL TRANSFORMADOR 20 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 11. Obra eléctrica DESCRIPCIÓN DE LA OBRA ELÉCTRICA 10. CAPACIDAD DE LOS TRANSFORMADORES. Debido a la configuración que presenta el desarrollo, se propone la instalación de 8 transformadores trifásicos: 3 de 500 KVA., 2 de 300 KVA, 2 de 225 KVA y uno de 150 KVA, la distribución de cargas por edificios es como se lista en la siguiente tabla: Los transformadores tendrán un nivel de voltaje de 220YT/127 v en el lado de baja, la consideración es que no se utilice más del 80% de la capacidad del transformador y que la caída de tensión en cada uno de los circuitos de baja tensión sea menor del 3%. A continuación se presenta el estudio de caída de tensión y pérdidas de potencia que se presentaran en demanda máxima. 11. UBICACIÓN DE TRANSICIONES DE MEDIA TENSIÓN Las transiciones que formaran el anillo se localizaran en la entrada principal del desarrollo y la otra en la esquina pegado al campo de golf. 21 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 22 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 12. Equipo de transformación 12. EQUIPO DE TRANSFORMACIÓN Y ACCESORIOS PRINCIPALES Equipo de Transformación: Transformador trifásico tipo pedestal para operación en anillo; conexión en media tensión de 3 fases 4 hilos, 13200YT/7600 volts, conexión en baja tensión de 3 fases-4 hilos, 220YT/127 volts, con 4 derivaciones: 2 arriba y 2 abajo del voltaje nominal, con 2.5% cada una, 60 Hertz, y que cumpla con la especificación C.F.E. k000-07 y C.F.E. k000-08. PARTES EQUIPO DE TRANSFORMACIÓN Y ACCESORIOS PRINCIPALES 1 - Soporte para conectores tipo codo 2 - Boquilla de alta tensión 3- Gabinetes 4 - Seccionadores 5 - Fusibles 6 - Cambiador de derivaciones 7 - Válvula de alivio de sobrepresión 8 - Provisión de monovacuometro 9 - Indicador de nivel de líquido aislante 10 - Conexión superior para filtro prensa y para prueba de hermeticidad 11 - Placa de datos de accesorios 12 - Termómetro tipo cuadrante 13 - Boquilla de baja tensión 14 - Puente de baja tensión a tierra 15 - Placa de datos 16 - Datos estarcidos de la capacidad 17 - Válvula de drenaje y válvula de muestreo 18 - Tapón de drenaje y válvula de muestreo 19 - Conexión de baja tensión a tierra 20 - Conexión del tanque a tierra tipo B 21 - Barra para conexión a tierra en alta tensión 23 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 24 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 13. Red de media tensión. Equipos y accesorios (1/2) 13. EQUIPOS Y ACCESORIOS RED DE MEDIA TENSION CONECTADOR TIPO CODO PARA 200 AMPERES: Conectador de media tensión, tipo codo separable para 200 amperes, aislado para 15 KV., operación con tensión y con carga, con punto de prueba. CONECTADOR TIPO CODO PARA 600 AMPERES: Conectador de media tensión, tipo "T" separable para 600 Amperes, aislado para 15 KV., operación sin tensión y sin carga, con punto de prueba. BOQUILLA TIPO INSERTO: Boquilla tipo inserto para operación con carga, de 200 Amperes, aislado para 15 kv. 25 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 14. Red de media tensión. Equipos y accesorios (2/2) CONECTADOR TIPO MULTIPLE PARA 15 KV.: Conectador tipo múltiple de 15 kv., 200 Amperes de 3 vías, con boquillas tipo inserto. APTADOR PARA ATERRIZAR PANTALLAS: Adaptador para aterrizar las pantallas metálicas de los cables de media tensión, en sistemas de 200 Amperes. TERMINAL DE MEDIA TENSION: Terminal termo contráctil con aislamiento para 15 kv. APARTARRAYOS: Se utilizarán apartarrayos de óxidos metálicos (riser pole) en las transiciones de media tensión, en el punto donde se abrirá normalmente el anillo (N.A.) se instalarán apartarrayos tipo codo. 26 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 15. Cálculo del conductor por ampacidad 14. CÁLCULOS CÁLCULO DEL CONDUCTOR Para seleccionar el calibre de conductor se utilizaran los métodos de ampacidad, y caída de tensión así como el cálculo de corto circuito en media tensión. Utilizando para estos casos como medida de seguridad la capacidad total de los transformadores. CÁLCULO DEL CONDUCTOR POR AMPACIDAD Ampacidad se define como la capacidad de conducción de corriente de un conductor, considerando los factores de agrupación, temperatura y canalizaciones utilizadas. En este cálculo justificaremos el conductor tomando en consideración los 14 edificios, cafetería, cuarto de filtros y todos los servicios generales. El arreglo de transformadores de los edificios Grand Mayan es el siguiente: 2 2 3 1 transformadores de 300 KVA para los edificios 1 y 4. transformadores de 225 KVA para los edificios 2 y 6. transformadores de 500 KVA para los edificios 3, 5 y el cuarto de filtros. trasformador de 150 KVA para la cafetería. TOTAL = 2700 KVA Con el objeto de dar cumplimiento a las normas oficiales de instalaciones eléctricas NOM- 001 SEDE - 1999, Y a las recomendaciones de CFE el conductor que se instalará será del calibre 3 /0 A WG, siendo su material de aluminio. Las especificaciones de CFE indican que este conductor soporta hasta 200 amperes cuando son instalados tres conductores de aluminio aislados individualmente, reunidos y con cubierta exterior en ductos eléctricos subterráneos (un cable por dueto). Y en un arreglo de ductos hasta de tres circuitos, por lo tanto este conductor cumple con el requisito de ampacidad, la tabla 310-77 de la NOM - 001- SEDE 1994, indican que este cable reunido en dueto soporta 210 amperes. Apéndice 2. 27 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 16. Cálculo del conductor por caída de tensión (1/2) CÁLCULO DEL CONDUCTOR POR CAÍDA DE TENSIÓN. La caída de tensión se entiende como la pérdida de potencial en la conducción de corriente eléctrica en un conductor, originada por la distancia o la sección transversal del mismo, y que se refleja como aumento de corriente y disminución de voltaje. Para la determinación de este factor se definen los siguientes conceptos: e = Caída de tensión por calcular I = Corriente de carga = 118.09 A. Z= Impedancia del calibre 3/0 = 0.728 L= Longitud del conductor = 0.5 KM Cálculo de la caída de tensión. e = 1.73 1 Z L/ 13,200 e= 1.73 x 118.09 x 0.728 x 0.5 /13,200 = 0.528 volts % et = (0.528 x100) / (7621 - 0.528) = 0.0069 % Con lo que se da cumplimiento a las recomendaciones de CFE las cuales mencionan que este valor no debe ser mayor al 1 %. CÁLCULO DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO Se entiende por cortocircuito a una falla que se presenta en una instalación y que demanda una corriente excesiva denominada corriente de corto circuito en el punto de ocurrencia. La falla puede ser de los tipos siguiente: a ) . - De línea a tierra (fase a tierra) b ) . - De línea a línea (fase a fase) c).- De dos líneas a tierra (fase a fase a tierra) d ) . - Trifásica (tres fases entre sí) En los sistemas de potencia grandes y en las instalaciones industriales se deben determinar las corrientes de cortocircuito en distintos puntos para seleccionar el equipo de protección y efectuar una coordinación en forma adecuada. La protección para un sistema eléctrico no solamente debe asegurar los equipos en todas las condiciones a que son expuestos si no que debe asegurar la continuidad del servicio. Un sistema coordinado, es simplemente, que la falla en un circuito se aislé en cualquier perturbación y no afecte en alguna otra parte del sistema. La protección contra sobrecorriente de aparatos debería también proveer contra cortocircuito como también, protección contra sobrecarga, para los componentes del sistema, como un bus, cables, controles de motores etc. Para obtener seguridad de la operación coordinada, y asegurar que los componentes de un sistema son protegidos desde la falla misma, es necesario primero obtener la 28 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 'corriente de falla en varios puntos críticos del sistema eléctrico. Una vez determinado el cálculo de corto circuito, el ingeniero puede especificar los rangos de capacidades interruptivas requeridos, seleccionar la coordinación del sistema y asegurar protección para todos los equipos. 29 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 17. Cálculo corriente de corto circuito (2/2) Utilizando el método de punto por punto se determina la corriente de corto circuito con un razonable grado de exactitud en varios puntos del sistema trifásico que se trate. En el apéndice 2 se muestra un fragmento de la norma LE.E.E. Std 241- 1990 para cálculo de corto circuito, en que está basado el siguiente procedimiento. Se realiza el cálculo de corriente de corto circuito en la línea principal del circuito de alimentación de media tensión que alimenta al transformador número 6 (edificio 5) quedando el diagrama como sigue: Determinamos la carga total en amperes del transformador con la siguiente fórmula: fórmula: ILL= KVA X 1000 / ELLX 1.732 Donde: I LL = Corriente de carga en el secundario del transformador en amperes. KVA= Capacidad del transformador en volts amperes. 1000 = Constante de transformación a VA. EL L =Voltaje del circuito secundario entre fases del transformador. Sustituyendo: ILL= 500 KV A X 1000/220 VOLTS X 1.732 ILL= 1313.7 AMPERES Se determina el multiplicador del transformador: Multiplicador = 100 / % z La impedancia del transformador Z ayuda a determinar que corriente de corto circuito estará en el primario del transformador. La impedancia del transformador se determina corno sigue: El secundario del transformador es cortocircuitado. Un voltaje es aplicado en el primario el cual causa que la corriente a plena carga circule por el secundario. Este voltaje aplicado dividido por el voltaje establecido para el primario es la impedancia del transformador: Multiplicador = 100/3.3 = 30 Determinando la corriente de cortocircuito posible en el transformador I.c.c. = ILL x Multiplicador I.c.c. = Corriente de corto circuito ILL = Corriente de carga del transformador Multiplicador= 100 / Z I.c.c. = 1313.7 amperes x 30 = 39411 amperes. Ahora determinemos la componente simétrica de la corriente de corto circuito ya que los dispositivos de protección tienen su rango de interrupción expresado en términos de esta componente simétrica. Determinamos el factor f de los conductores con la siguiente fórmula: f = 1.732 x L x Isc / C x ELL Donde: L= Longitud del cable expresada en pie (50 mts) C= Constante especificada en la Norma IIEE 241-1990 tabla. 6 valores de la constante para conductores de aluminio (Apéndice 2) 30 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Isc=Corriente de corto circuito disponible al inicio del circuito secundario f = 1.732 x 164.21 x 39411 /40,186 x 220 = 1.26 Se procede a encontrar el multiplicador que nos de la corriente simétrica Multiplicador del conductor = 1 / 1 + f 1 / 1 + 1.26 = 0.44 Determinamos la componente simétrica de la corriente de corto circuito Icc simétrica = 39411X 0.44 = Esta es la corriente simétrica de cortocircuito en el secundario del transformador. Tomamos la relación de transformación para obtener la corriente de corto circuito en el primario del transformador o en el lado de media tensión. 240 volts l. 13200 volts = 0.0333 Se lo aplicamos a la corriente de corto circuito en el secundario y obtenemos: x 0.0333 = 212.15 amperes en el lado de media tensión. De acuerdo al diagrama unifilar vemos el sistema de transformadores en serie por lo que la corriente es la misma en este banco de ductos. Se selecciona un interruptor principal marca Bticino tipo master pack con capacidad interruptiva de 45 kiloamperes para manejar en tres polos 630 amperes de corriente nominal en lado de baja del transformador y el lado de media tensión en el seccionador se tiene una protección de 200 amperes, para este circuito. 31 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 18. Ahorro de energía (1/2) 15. AHORRO DE ENERGIA La energía eléctrica, es una de las formas en que se manifiesta la energía natural. Por su propiedad de transformarse con facilidad y elevados rendimientos que todas las demás formas de energía, por transportarse a grandes distancias con medios simples y relativamente económicos, por permitir regularse y dividirse al infinito, además de ser limpia .Esta energía desempeña un papel de primordial importancia, en el hogar y en los distintos sectores de la producción. El aumento acelerado de la población en nuestro país, va acompañado de una serie de servicios y esto hace que aumente día con día la demanda de la energía eléctrica. Buscando un desarrollo económico sustentado en la conservación del medio ambiente y en la optimización de nuestros recursos energéticos, cobra importancia tanto en la sociedad como en las autoridades gubernamentales, la búsqueda de alternativas de solución a los problemas que se originan y que afectan directamente a la sociedad, al encontrar una estrecha relación entre el ahorro de energía y el futuro de las nuevas generaciones de seres humanos en el planeta. El respeto por el entorno natural ha sido una de los valores a seguir por los proyectos realizados en Grand Mayan, así como la racionalización del uso de recursos energéticos. En este capítulo se mencionan las aplicaciones de la norma NO-007-ENER-1995, Que regula la eficiencia energética para sistemas de alumbrado para edificios no residenciales. Y la NOM- 013-ENER- 1996 que se aplica a sistemas de alumbrado para vialidades y exteriores de edificios. En este proyecto primero se aplica un cálculo para determinar la capacidad de densidad de potencia eléctrica de alumbrado (DPEA) en áreas que están consideradas dentro de la primera Norma mencionada, que corresponde a espacios de las habitaciones, y pasillos. También se utilizan lámparas ahorradoras de energía, tipo fluorescente. Utilizando un 70% del total de lámparas del proyecto, en interiores y en áreas exteriores de uso público, sin descuidar los requerimientos necesarios de iluminación que establece esta misma Norma. La Norma NOM-007-ENER-1995 aplicada anteriormente muestra la tabla 4.1 y la 4.2 donde se encuentran los diferentes rangos de potencia eléctrica según el lugar que se desee iluminar. Este proyecto también utiliza en las instalaciones de alumbrado público; relojes temporizadores para racionalizar el uso de alumbrado en horarios en que se tiene la iluminación natural del sol. Se proyectan tableros centralizados controlados por atenuadores de iluminación esto con la finalidad de disminuir la intensidad lumínica de manera programada creando diferentes escenas lumínicas durante el día. También se utilizan, equipos hidrovariadores de frecuencia en sistemas de bombeo de agua fría, desde la cisterna, hasta las habitaciones. Estos equipos se utilizan en el sistema de bombeo de agua helada para el aire acondicionado. La frecuencia tomada por la bomba varía según el consumo de agua, estos equipos trabajan de manera automática sin hidroneumático, solo con la presión que proporcione la bomba. Es conveniente mencionar que estos equipos se utilizan para generar ahorro de 32 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes energía, mayor eficiencia en la utilización de los recursos energéticos, que en consecuencia se tiene un ahorro económico para la empresa encargada de la operación de los edificios. Cuando se plantea y se lleva a cabo el ahorro y uso racional de la energía eléctrica, es el principio del elemento clave para el desarrollo económico, para mejorar la calidad de la vida y acrecentar los satisfactores sociales. 33 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes 19. Ahorro de energía (2/2) Al reducir el consumo de energía y mejorar las tecnologías de conversión y utilización, se van a reducir considerablemente los problemas ambientales térmicos (lluvia ácida, reducción del incremento de la temperatura, contaminación atmosférica, deforestación, desertificación, ruido, etc.) entonces se va a disfrutar verdaderamente los beneficios que se obtienen de la ciencia y la tecnología, dejando a nuestros hijos un medio ambiente limpio, equilibrado y libre de problemas ecológicos. Tabla 5.1 Esta tabla muestra las densidades de potencia eléctrica de alumbrado aplicada en diferentes espacios indicados y que son aplicados al presente proyecto esta tabla pertenece al apartado 6 de la NOM-007-ENER-1995 Tabla 5.2 Esta tabla muestra los dispositivos a emplear para controlar la densidad lumínica de las áreas tratadas y que son aplicados por parte de estos dispositivos en el presente proyecto. NOTA: Con este capítulo hemos llegado al final del curso. 34
