INGESER MEMORIA DE CALCULO ELECTRICO Proyecto: OFICINAS DE CONTROL Y OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO LLANOS DEL VIENTO Antofagasta, II Región Preparado por: Ing. Cristian Barraza Ingeniero de Proyectos - INGESER INGESER Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. INTRODUCCIÓN OBJETIVO Y ALCANCE NORMATIVA ACLARACIONES ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CRITERIOS DE CÁLCULO MALLA DE TIERRA DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ANEXOS A. MEMORIA DE CALCULOS DE DUCTOS B. ESTUDIO DE DISEÑO DE MALLA DE TIERRA La Serena, Mayo – 2022 Pág. 3 3 3 3 3 8 14 15 15 Pág. 2|15 INGESER 1 INTRODUCCIÓN Con el fin de respaldar la ejecución de las instalaciones eléctricas de las dependencias para operación y mantenimiento además de las oficinas de control del generador eléctrico denominado Llanos del Viento, ubicado en Antofagasta en la Segunda Región se redacta el presente informe técnico, dando cumplimiento a lo establecido en la regulación eléctrica chilena. 2 OBJETIVO Y ALCANCE El presente documento tiene como fin poder mostrar la memoria de cálculos de eléctricos requeridos para la ejecución de las oficinas del proyecto Llanos del Viento el que acompañará la inscripción eléctrica de dichas instalaciones. 3 NORMATIVA Las normas consultadas que establecen las exigencias para las instalaciones eléctricas en baja tensión inspeccionadas son las siguientes: ✓ Norma NCH ELEC 4/2003 Instalaciones de consumo en baja tensión. ✓ Norma NCH ELEC 2/84 Elaboración y presentación de proyectos. ✓ Norma NSEG.5 E.n.71.ELECTRICIDAD Instalaciones de corrientes fuertes. ✓ Pliegos Técnicos Normativo RTIC (2016) (Modificación de Norma NCh Elec 4/2003) ✓ Oficio Circular N° 4979 (2012) de la SEC – 4 ACLARACIONES Para poder comprender el dimensionado de los trabajos realizados, cabe destacar que la instalación eléctrica a inscribir solamente comprende las dependencias de las oficinas de control además de las de operación mantenimiento, excluyendo todo lo relativo a los generadores y AT. Se consideran todo lo que este dentro de lo recomendado por la norma que rige todas las instalaciones eléctricas del País, en este caso la Nch Elec 4 2003 y todas sus instructivos técnicos. 5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 5.1 GENERALIDADES La Serena, Mayo – 2022 Pág. 3|15 INGESER Los conductores a considerar serán del tipo cable (multi hebras), según secciones solicitadas en Cuadros de Distribución de Carga o Diagramas Unilineales; se deberá respetar el código de colores reglamentario exigido por la SEC. Para ejecutar el tendido de todos los circuitos, el Contratista utilizará ductos de conduit galvanizado E.M.T cuando se canalice en el interior de muebles, y canalización sobrepuesta en ductos de conduit galvanizado E.M.T cuando haya tendidos expuestos a la vista. Los ductos indistintamente que se tiendan sobrepuestos o embutidos se canalizarán formando haces ordenados, nivelados y plomados (evitando cruces innecesarios), especialmente entre los que tienen un recorrido común y convergen a un mismo lugar. Las perforaciones de fijación de Equipos de iluminación y otros, además de picados para ductos en la losa, debe ser coordinada previamente con la ITO. Para canalizar tanto las instalaciones de electricidad que estén al interior del cielo americano o modular, el Contratista debe considerar de conduit galvanizado E.M.T, o Conduit, color blanco, marca Tigre o calidad similar siempre que sean Libre Halógeno Las cajas de paso y/o conexión serán rectangulares metálicas Ekoline o calidad similar; en la llegada a cajas los ductos de ½” o ¾” o 1”ø se usarán terminales hilo exterior con tuerca y boquilla, todo metálico o de PVC siempre que sean libre halógeno. Los ductos de PVC se unirán entre sí mediante coplas, usándose el pegamento apropiado; la llegada a cada tablero o caja será por medio de terminal hilo exterior con tuerca, y bushing también de PVC. La sujeción será a través de tarugos de 6mm con tornillos roscalatas de 8mm. Cincados de igual medida. Además, el contratista debe considerar suministro y montaje de módulos de enchufes, de acuerdo a detalle y cantidades señaladas en Proyecto adjunto. Se debe considerar identificación de enchufes y conectores a través de placa de acrílico impresa con número de circuito y servicio. Las tapas para las cajas plásticas que queden ocultas en cielo falso serán plásticas, pero cuando queden a la vista se usarán tapas de aluminio marca Bticino de color a definir por el Arquitecto. Se deberá tener en cuenta que la actual normativa señala que las instalaciones para locales tipificados como “Reunión de Personas”, e Instalaciones en Establecimientos educacionales; TODO EL MATERIAL DEBE SER IGNIFUGO Y LIBRE HALÖGENO. 5.2 TABLEROS El proyecto consulta la instalación y trabajos en los siguientes Tableros; • • Tablero de Distribución de Alumbrado y Fuerza O&M (T.D.A. y F. O&M) Tablero de Distribución de Alumbrado y Fuerza C (T.D.A y F. C). En el T.D.A y F. O&M, se debe instalar un automático que hará las veces de general al alimentador principal de 3x100 (0.8-1) Amp, curva C de 18KA La Serena, Mayo – 2022 Pág. 4|15 INGESER Los Tableros deben cumplir con la normativa vigente, el contratista deberá considerar el suministro e instalación del tablero indicado en esquema unilineal. a).- Los tableros eléctricos serán construidos de acuerdo a las Normas 4/2003 y cumpliendo las siguientes características: Ambos tableros son de tipo Mural sobrepuesto ( T.D.A. y F. O&M / T.D.A. y F. O) según detalle de proyecto. Fabricación en Plástico o en chapa de acero de 1.9mm.de espesor, doblado en frío y estructuras de perfiles de fe. Grado de protección “IP-65-9” (según IEC 529) que corresponde a una protección efectiva contra contactos involuntarios con herramientas u objetos similares, protección contra el polvo, contra chorros de agua en todas direcciones e impactos de una energía de choque de 20 Joules. Puertas exteriores del mismo material, adecuadamente abisagradas y cerraduras con españoletas y llave. Puertas interiores adecuadamente abisagradas, con sistema de cierre rápido y perforaciones o cortes que permitan el acceso a las protecciones de los tableros. Barras de cobre. para la distribución interior se deberá consultar barras de cobre con contornos redondeados y fijados a la placa con aisladores tipo barril marca Tasco, Glastic o sistema equivalente. Las barras deben quedar a diferentes niveles secuenciales y deberán tener tantas perforaciones para fijación de circuitos proyectados como circuitos a futuros. Conexiones. Los tableros deberán ser cableados en fábrica a block de terminales de la serie WK de Wieland o Viking de Legrand o similares. El cableado interior de los tableros se ejecutará con conductores flexibles de una sección mínima de 3,31 mm2., respetando el código de colores, según lo indicado en cuadros de carga. Otras secciones de cableado se proyectan de acuerdo a la capacidad nominal de las protecciones. Todos los cables del tablero se deben identificar con numeradores para cable del tipo Legrand o equivalente. Identificación. El tablero, las protecciones automáticas de circuitos, generales y auxiliares deberán llevar su correspondiente identificación individual por medio de una etiqueta color negra y letras grabadas en color blanco bajo relieve, las cuales irán adosadas a la puerta que corresponda. Se deberá incluir, además, en la parte posterior de la puerta un esquema unilineal plastificado y un tarjetero con una nómina de los circuitos indicando su número y la ubicación de las dependencias que alimenta. Tanto el esquema como el tarjetón se confeccionarán con mica transparente y autoadhesiva 3M. b).- El equipamiento de los tableros estarán compuesto por protecciones automáticas y accesorios de primera calidad y de marcas vigentes en el mercado nacional que nos permita un amplio respaldo técnico y una pronta respuesta a reposición de elementos, además, de cumplir con las exigencias y características técnicas determinadas en cálculo de protecciones. c).- De acuerdo a cálculo de protecciones y selectividad de ellas, las capacidades de ruptura de los interruptores serán Norma IEC-947-2 de las siguientes capacidades: - Protecciones generales de los TDA y F.: 25 o 18 KA La Serena, Mayo – 2022 Pág. 5|15 INGESER - Protecciones de los circuitos de alumbrado: 10 KA, curva “C” d).- Los diferenciales proyectados serán de 30 mA., de dos o cuatro polos, que cumplan las Normas IEC-947-2 e IEC-898. La capacidad de ruptura mínima será de 10 KA y una aislación de 500 V. Tableros de Distribución y Coordinación de Protecciones: Los TDA y F se han diseñado considerando futuras ampliaciones, por lo tanto, en tableros se dejan protecciones vacantes destinadas para dicho efecto y se especifican tanto en los cuadros de carga como en los diagramas unilineales, identificándolos como vacantes. CURVA CARACTERISTICAS DISYUNTORES MAGNETOTERMICOS DX La coordinación de las protecciones adoptada, será aplicando el criterio que los disyuntores de curva características de des-enclavamiento más rápida directamente en las cargas o consumos (CURVA “B”) y aguas arriba en el TDA yF, serán CURVA “C”. 5.3 ALIMENTADORES El proyecto consulta alimentador cuya definición es la siguiente: La Serena, Mayo – 2022 Pág. 6|15 INGESER - Alimentadores generales, son aquellos conductores principales que unen el nuevo tablero con el Tablero General ubicado en el exterior, en la sub estación existente en la parte exterior a un costado del galpón de Ingeniería en alimentos, desde donde saldrá una tubería EMT 1” hasta el cielo y luego ingresara mediante moldura del tipo DLP ZH, con conductor EVA de 21,2 mm2. Los detalles y emplazamiento se encuentran en plano. - Sub Alimentadores cuyas características son; - Los conductores serán de cobre, con aislación adecuada al uso y lugar donde se instalarán. - La sección definida por el cálculo se compara con las tablas de fabricación, eligiéndose la sección inmediatamente superior. Además, se tendrá presente que la sección elegida debe quedar protegida por la protección automática montada en el tablero correspondiente. La sección del neutro será igual a la de las fases. 5.4 CENTROS Y ENCHUFES El proyecto contempla la instalación de pvc conduit embutido en tabiques y tubería galvanizado E.M.T del tipo metálica cuando sea a la vista, Ekoline o equivalente técnico, con todos sus accesorios propios para el montaje descrito en este proyecto y dimensiones señaladas en las EETT. El sistema de montaje, deberá realizar mediante un riel RUC, fijadas con tuercas y golillas para asegurar su montaje. se fijará sobre este riel. Las salidas para los circuitos de alumbrado, deberán siempre realizarse mediante cajas galvanizadas, de tal forma de realizar uniones al interior de estas cajas y no dentro de la (epc). a).- Los centros interiores se canalizarán con cañerías de PVC conduit, ignifuga y libre alógenos o EMT, por interior cielo, salvo indicación contraria indicada en planta. b).- Las cajas de distribución o para aparatos, interruptores y enchufes, serán del tipo de PVC ignifugas libre alógenos, para empotrar con grafetas metálicas, auto extinguiente. Para las instalaciones a la vista se emplearán cajas del tipo A-11 o A-01 galvanizadas de mayor tamaño según el diámetro del ducto. Las terminaciones a cajas para ductos de , se ejecutarán con salidas de terminales de PVC o EMT, más tuerca y contratuerca del mismo material. c).- Los conductores proyectados son del tipo, Multi conductor, de secciones indicadas en cuadros de carga. Los tipos de aislación a utilizar serán en las siguientes condiciones: o iluminación conductores tipo EVA 1,5 mm2, en instalaciones interiores. La Serena, Mayo – 2022 Pág. 7|15 INGESER o Enchufes normales monofásicos, conductores tipo EVA 2,5 mm2 , en instalaciones interiores. d).- Cada circuito llevará su conductor de tierra de protección independiente, color verde, desde las barras respectivas de cada tablero hasta el último punto de consumo que corresponde. e).- Las conexiones de conductores en cajas de distribución se ejecutarán con conectores cónicos del tipo 3M hasta secciones de 6,0 mm2., para secciones mayores se deberán ejecutar con conectores rectos del tipo manguito aislados con dos capas de cinta de goma y dos capas de cinta plástica Nº 33+ Scotch de 3M. f).- Todos los conductores deben quedar identificados de acuerdo al código de colores según las Normas de SEC, como así mismo, se debe identificar en sus extremos su Nº de circuito como también en la llegada al tablero. g).- Los aparatos, enchufes, a utilizar serán; • Modulo enchufe simple o triple Bticno 5113. • Modulo Industrial Monofasico 2P+T, sobrepuesto Su ubicación está detallada en planos, salvo que la I.T.O. indique otra línea en sus especificaciones. h).- Las alturas de aparatos, interruptores y enchufes, propuesto, salvo indicación contraria de la I.T.O, son: • Interruptores, 1,2 mt. del NPT. • Enchufes, normales e industriales sobre la cubierta de los muebles o mesones, dentro de la moldura DLP libre alógeno. • Enchufes, normales e industriales sobre la cubierta de los muebles, dentro de la moldura DLP libre alógeno.0,45 mt. del NPT. Nota : las alturas indicadas están detalladas en planos adjuntos i).- Para el montaje de los equipos de iluminación, su conexión será cordón EVA 3x1,5 mm2. j).- Todo enchufe se conectara a través de chicotes al circuito que corresponde, mediante una caja, ya que la conexión de enchufes a enchufe no da una seguridad de continuidad. Esta disposición es válida, especialmente, cuando la canalización es de enchufe a enchufe. k).- Todos las maquinas existentes, se les deberá cambiar los cordones de alimentación, por nuevos del tipo EVA 3x2,5 o 3x3,31 o 4x3,31 mm2, según sea el tipo de máquina. 6 CRITERIOS DE CÁLCULO 6.1 ANÁLISIS DE CARGA La Serena, Mayo – 2022 Pág. 8|15 INGESER En el desarrollo del cálculo de los conductores, se determinará el voltaje de pérdida, las secciones de conductores y sus protecciones. Las instalaciones para proyectar serán bajo el criterio señalado en norma eléctrica NCH 4/2003. Las demandas máximas (F/D) fueron determinadas en función de la potencia activa total instalada, considerando los siguientes factores para cada tipo de: - Alumbrado (Iluminación y Enchufes) Factor de Demanda 0,7 - Calefacción (Estufas, Termos) Factor de Demanda 0,8 - Fuerza Factor de Demanda 1 Nota: los factores indicados son para considerar la demanda máxima instalada de potencia, De tal relación obtendremos la siguiente expresión: PTOT= PINST* FDEM (KW) De esta manera podemos determinar la Corriente Nominal del Servicio Monofásica In = Trifásica In = 𝐏𝐢𝐧𝐬𝐭(𝐰) 𝐯∗𝐩𝐟 𝐏𝐢𝐧𝐬𝐭(𝐰) √𝟑∗𝐯∗𝐩𝐟 Amp Amp Protección: Se considera para el dimensionamiento de la protección un factor de seguridad de 1,15 este factor se considera para garantizar el buen funcionamiento de la protección en general y su buen dimensionamiento. Monofásica Trifásica Ip = 1,25 In Amp Ip = 1,25 In Amp El dimensionamiento del gabinete o tablero. Según norma se deberá dejar una reserva mínima de un 20% de espacio utilizable libre para futuras ampliaciones, en tableros específicos de distribución. 6.2 CÁLCULO DE SECCIÓN DEL CONDUCTOR Se utilizan dos métodos para el cálculo de la sección del conductor, método por máxima capacidad de corriente y por caída de tensión, ambos métodos se consideran indispensables para la selección del calibre a utilizar. 6.2.1 Conocida la Corriente Selección de la sección de conductor correcta utilizando la fórmula: La Serena, Mayo – 2022 Pág. 9|15 INGESER 𝑆𝑐 = 𝑘∗𝜌∗𝐿 𝑉𝑝 ∗ 𝐼 ∗ 𝑝𝑓 = mm 2 Sc: Sección conductor en mm2 K: constante 1,73 Trifásico, 2 monofásico 𝜌: Rho del conductor (0.018 Cu) L: longitud I: intensidad Fp: Factor de Potencia Vp: Voltaje de perdida (3% Vn) 6.2.2 Caída de Tensión 𝑉𝑝 = k∗𝜌∗𝑙 ∗ 𝐼 ∗ 𝑝𝑓 = (𝑣) 𝑆𝑐 Sc: Sección conductor en mm2 k: constante = 1,73 Trifásico; 2 monofásico 𝜌: Rho del conductor (0.018 Cu) L: longitud I: intensidad Vp: Voltaje de perdida 3% Vn De acuerdo a las recomendaciones de la NCH 4/2003, las características del conductor a utilizar en la instalación deberá ser un conductor de cobre con recubrimiento de PVC libre de halógenos del cual se utilizará como calibre mínimo de 1,5mm2 para instalaciones en luminarias y las tomas eléctricas de 2,5mm2. 6.3 SELECION DEL DUCTO DE ALIMENTADOR. Una vez determinada la cantidad de conductores por alimentador, se procede al cálculo de sección máxima transversal utilizable del ducto del alimentador la cual no debe superar 20% Factor de utilización de sección transversal de acuerdo con reglamento expuesto en Pliego Técnico: RTIC N° 04 CONDUCTORES; MATERIALES Y SISTEMAS DE CANALIZACIÓN. En tuberías que lleven más de tres conductores se deberán aplicar los factores de corrección de capacidad de transporte de corriente indicados en la Tabla N.º 4.6 del Pliego Técnico el cual expone que para 4 a 6 conductores su factor de Corrección será de 0,8. De acuerdo con esto se calculará el porcentaje de Utilización. %U= 𝑁∗𝑆𝑐 𝑆𝑡 𝑓𝑐 ∗ 100 %U: Porcentaje de Utilización N: Cantidad de Conductores Sc: área del Conductor St: área de Tubería Fc: Factor de Corrección La Serena, Mayo – 2022 Pág. 10|15 INGESER Según NCH 4/2003 - 7.1.1.3. La sección de los conductores de los alimentadores o sub-alimentadores será tal que la caída de tensión provocada por la corriente máxima que circula por ellos no exceda del 3% de la tensión nominal de la alimentación, siempre que la caída de tensión total en el punto más desfavorable de la instalación no exceda del 5% de dicha tensión. Se adjunta de detalle de cálculo de ductos, Ver adjunto “Memoria de cálculo de ductos LldV” 6.4 CÁLCULOS DE ILUMINACIÓN Se realiza el cálculo basándose en el método de Lúmenes. Cavidad del local (K): Este factor es muy importante, pues permite determinar más adelante el coeficiente de utilización (CU) para cada tipo de luminaria seleccionada de acuerdo a las hojas de datos entregadas por los fabricantes . 𝐾= 5 × ℎ × (𝑙 + 𝑎) 𝑙×𝑎 h: Distancia entre el plano de trabajo y la altura de montaje de la luminaria, l: longitud del recinto a: ancho del recinto Coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado. Los cuales se pueden tomar de la siguiente tabla. Color La Serena, Mayo – 2022 Factor de reflexión ( ) Pág. 11|15 INGESER Techo Paredes Suelo Blanco o muy claro claro medio claro medio oscuro claro oscuro 0.7 0.5 0.3 0.5 0.3 0.1 0.3 0.1 El factor de utilización (CU): En la siguiente tabla encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los coeficientes de reflexión y el índice del local. Factor de mantenimiento (fm): Este coeficiente dependerá del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. Para una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes valores: Ambiente Factor de mantenimiento (fm) Limpio 0.8 Sucio 0.6 Flujo Luminoso: para su cálculo aplicaremos la fórmula dónde: o o o o es el flujo luminoso total E es la iluminancia media deseada S es la superficie del plano de trabajo o CU es el factor de utilización La Serena, Mayo – 2022 Pág. 12|15 INGESER o fm es el factor de mantenimiento Número de luminarias. dónde: • • • • N es el número de luminarias es el flujo luminoso total es el flujo luminoso de una lámpara n es el número de lámparas por luminaria Emplazamiento La distancia máxima de separación entre las luminarias dependerá del ángulo de apertura del haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo Como se puede ver, mientras más abierto sea el haz y mayor la altura de la luminaria más superficie iluminará, aunque será menor el nivel de iluminancia que llegará al plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados. De la misma manera, vemos que las luminarias próximas a la pared necesitan estar más cerca para iluminaria (normalmente la mitad de la distancia). Las conclusiones sobre la separación entre las luminarias las podemos resumir como sigue: La Serena, Mayo – 2022 Pág. 13|15 INGESER Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en la Tabla Nº11.24 NCH 4/2003 , según la siguiente fórmula: 𝐸𝒎 = 𝑛 ∗ ∅𝐿 ∗ ɳ ∗ 𝑓𝑚 ≥ 𝐸𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎𝑠 𝑆 Dónde: ∅𝐿 = Flujo Luminoso Total. ɳ = Factor de Utilización. 𝑓𝑚 = Factor de Mantenimiento. S = Superficie del plano de trabajo. 7 MALLA A TIERRA En este apartado se entregan los resultados obtenidos para el diseño y cálculo de la malla de puesta a tierra de las instalaciones. La tierra se construye con cable desnudo #4/0 AWG. El cálculo de la malla de la puesta a tierra se realizó mediante la implementación de los procesos y parámetros recomendados por la IEEE 80 y NCH 4/2003. En la siguiente tabla se adjunta un resumen de resultados. Se adjunta en documento anexo cálculo completo de malla de tierra. Los cálculos se efectúan con la ayuda del software ETAP. Tabla Malla a Tierra Resultados Cálculo Malla de Tierra Característica Tensión de toque Tensión de paso Resistencia Malla Calibre conductor Cu La Serena, Mayo – 2022 Unidad V V Ohm AWG Valor 613,7 327.6 18,02 4/0 Pág. 14|15 INGESER 8 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El Sistema eléctrico, es alimentado a través de una conexión eléctrica trifásica en baja tensión mediante cables XTU 4AWG. La distribución de energía de las dependencias se efectúa mediante dos (02) tableros de distribución (TDA y F O&M y TDA y F O), Los cuales se encargan de hacer la redistribución de la energía a las cargas de cada dependencia. De estos dos últimos tableros se despliega toda la ramificación de energía hasta los tableros de alumbrado y fuerza, los cuales energizan todo el aparataje eléctrico utilizado. El cable utilizado para la alimentación es de tipo EVAFlex o similar, cable con aislación es de un compuesto especial que, en caso de incendio, es retardante a la llama, no propaga el incendio, emite poco humo, siendo este además libre de halógenos y no tóxico ni corrosivo, se usara como calibre mínimo de 1,5 mm2 para circuitos de alumbrado y de 2,5 mm2 para circuitos de fuerza. La canalización será libre de halógenos la cual se instalará expuesta con tubería tipo EMT y Galvanizada, sobrepuesta sobre rieles y abrazaderas tipo Caddy, la instalación expuesta estará bajo techo y dentro de los salones, cuidando siempre el cero contacto con el Sol. 9 ANEXOS A. MEMORIA DE CALCULOS DE DUCTOS B. ESTUDIO DE DISEÑO DE MALLA DE TIERRA La Serena, Mayo – 2022 Pág. 15|15
