UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE SINALOA PROGRAMA ACADÉMICO INGENIERÍA EN ENERGÍA DISEÑO Y TRÁMITES DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN MAZATLÁN AUTOR: CÉSAR EDUARDO ESCOBAR GÓMEZ Tesina presentada como requisito parcial para optar al título de: Licenciado en Ingeniería en Energía Asesores: Ing. Juan Carlos López Lachica Dr. Jorge Feliciano Ontiveros Cuadras Mazatlán, Sinaloa. Diciembre de 2015. Dictamen De Aprobación 2 Dedicatoria Lo esencial es invisible a los ojos. Antoine de Saint-Exupéry. Éste trabajo está dedicado a mi familia, mis profesores a lo largo de mi trayectoria académica y a mis colegas y amigos de ingeniería en energía turno vespertino. 3 Resumen El presente documento muestra la metodología y teoría en que se sustenta el diseño de instalaciones eléctricas de media y baja tensión; las cuales se encuentra presente en la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, y comprende de carácter obligatorio en toda la república mexicana el correcto diseño de instalaciones eléctricas. El fin del documento es presentar cuatro actividades relacionadas con las instalaciones eléctricas y la Norma Oficial Mexicana, siendo éstas la realización del proyecto eléctrico de las oficinas de CIG en el fraccionamiento Monte Verde, la digitalización de la instalación eléctrica de Red Petroil para una auditoria, el diseño del alumbrado público del fraccionamiento Las Flores y la solicitud de permisos y recepción de obras por terceros ante Comisión Federal de Electricidad (CFE). Lo antes mencionado se realizar con herramientas informáticas AutoCAD 2010 y AutoCAD MEP 2008, la hoja de cálculo de Excel 2010 y la aplicación en línea de CFE llamada SISPROTER (Sistema de Recepción de Obras por Terceros). Palabras Clave: Instalación eléctrica, alumbrado público, Norma Oficial Mexicana, levantamiento de cargas, SISPROTER. Abstract This paper shows the methodology and theory used for de design of an electrical installation on low and medium voltage, which are written in the Mexican Official Norm NOM-001-SEDE-2005. The NOMs are obligatory in every state of the country for the correct design of an electrical installation. The main objective of this document is to present the four activities related whit the electrical design relate whit the NOM-001-SEDE-2005. The activities include the design of the electrical installation for the CIG´s office in Monte Verde, the digitalization of the Red Petroil´s electrical installation for an auditory, the design of public lights in Las Flores residential area, and the request for a permit and receptions of works by 4 others in Comisión Federal de Electricidad (CFE). These activities were written by using AutoCAD 2010 and AutoCAD MEP 2008, Excel software and CFE´s on line application SISPROTER. Key Words: Electrical Installation, Streets lights, NOM, lifting electric charges, SISPROTER. 5 Tabla de contenido Página Introducción ...................................................................................................................... 12 Capítulo 1. Marco contextual............................................................................................. 14 1.1 Descripción de la empresa ...................................................................................... 14 1.1.1 Sobre la empresa.............................................................................................. 14 1.1. 2 Misión .............................................................................................................. 15 1.1. 3 Visión ............................................................................................................... 15 1.1.4 Organigrama ..................................................................................................... 16 1.1.5 Descripción de departamento ........................................................................... 16 1.2 Actividades .............................................................................................................. 17 1.3 Planteamiento del problema .................................................................................... 17 1.3.1 Actividad Petroil ................................................................................................ 17 1.3.2 Actividad oficinas Monteverde........................................................................... 18 1.3.3 Actividad fraccionamiento Valle de las Flores ................................................... 18 1.3.4 Actividad SISPROTER ...................................................................................... 18 1.4 Objetivos ................................................................................................................. 18 1.4.1 Objetivo general ................................................................................................ 18 1.4.2 Objetivos específicos ........................................................................................ 18 Capítulo 2. Marco teórico .................................................................................................. 20 2.1 Instalaciones eléctricas ........................................................................................... 20 2.1.1 Tableros ............................................................................................................ 20 2.1.2 Interruptores ..................................................................................................... 21 2.1.3 Contactos.......................................................................................................... 22 2.1.3.1 Cálculo de cables en contactos .................................................................. 22 2.1.4 Luminarias ........................................................................................................ 23 2.1.4.1 Cálculo de cables en circuitos sencillos ...................................................... 23 2.1.4.2 Cálculo de cables en circuitos escalera ...................................................... 23 2.1.5 Conductores ..................................................................................................... 24 2.2 Realización de proyectos eléctrico .......................................................................... 25 2.2.1 Planos eléctricos ............................................................................................... 25 6 2.2.1.1 Simbología usada en los planos eléctricos ................................................. 25 2.2.2 Levantamiento de cargas .................................................................................. 26 2.2.3 Cuadro de cargas ............................................................................................. 27 2.2.5 Diagrama unifilar ............................................................................................... 27 2.3 NOM-001-SEDE-2005 ............................................................................................. 28 Capítulo 3. Metodología .................................................................................................... 30 3.1 Metodología de diseño de instalaciones eléctricas en la NOM-001-SEDE-2005...... 30 3.1.1 Planos de obra civil ........................................................................................... 30 3.1.2 Determinación de las cargas ............................................................................. 31 3.1.3 Calculo de corrientes por carga o salida ........................................................... 31 3.1.3.1 Contactos en general .................................................................................. 32 3.1.4 Determinación de cargas totales ....................................................................... 33 3.1.5 Corrientes en los circuitos derivados................................................................. 34 3.1.6 Selección de cables y caída de tensión en circuitos. ......................................... 34 3.2 Actividad Red Petroil ............................................................................................... 36 3.2.1 Procedimiento ................................................................................................... 36 3.3 Actividad Oficinas Monteverde ................................................................................ 37 3.3.1 Procedimiento ................................................................................................... 37 3.4 Actividad Fraccionamiento las Flores ...................................................................... 38 3.4.1 Procedimiento ................................................................................................... 38 3.5 Actividad SISPROTER ............................................................................................ 38 3.5.1 Documentación para la aplicación en línea ....................................................... 38 3.4.2 Procedimiento ................................................................................................... 39 Capítulo 4. Resultados Y Discusión .................................................................................. 39 4.1 Resultados de la actividad en Red Petroil ............................................................... 39 4.1.1 Planos eléctricos ............................................................................................... 39 4.1.2 Cuadros de carga ............................................................................................. 42 4.1.4 Diagrama unifilar ............................................................................................... 42 4.2 Resultados de la actividad oficinas Monteverde ...................................................... 45 4.2.1 Planos eléctricos ............................................................................................... 45 4.2.2 Cuadro de cargas ............................................................................................. 46 4.2.3 Diagrama unifilar ............................................................................................... 47 7 4.3 Resultados de la actividad en fraccionamiento Valle de las Flores .......................... 48 4.3.1 Planos eléctricos ............................................................................................... 48 4.3.2 Cuadros de caída de voltaje .............................................................................. 48 4.4 Discusiones sobre la actividad SISPROTER ........................................................... 49 Capítulo 5. Conclusiones Y Recomendaciones ................................................................. 49 5.1 Conclusión de actividad Red Petroil ........................................................................ 49 5.2 Conclusión de actividad oficinas Monte Verde......................................................... 50 5.3 Conclusión de actividad Fraccionamiento Valle de las Flores .................................. 50 5.4 Conclusión de actividad SISPROTER ..................................................................... 50 5.5 Conclusión general .................................................................................................. 51 Bibliografía ........................................................................................................................ 52 Anexos ............................................................................................................................. 53 Anexos A. Características del Conductor THW ............................................................. 53 Anexos B. Características de resistencia y reactancia del conductor eléctrico THW a 75°C .............................................................................................................................. 54 Anexo C. Cuadros de Carga resultantes para las oficinas de CIG en Monte Verde. ...... 55 Anexo D. Tablas de caída de tensión fraccionamiento Valle de las Flores .................... 59 Anexos E. Cuadros de carga de Red Petroil ................................................................. 61 Anexo F. Capturas de pantalla de SISPROTER ............................................................ 65 8 Lista de figuras Página FIGURA 1. Organigrama de la empresa. .......................................................................... 16 FIGURA 2. Tablero o centro de carga. .............................................................................. 21 FIGURA 3. Cables que llegan al contacto ......................................................................... 22 FIGURA 4. Conexión de luminarias .................................................................................. 23 FIGURA 5. A) Método de puente y B) Método de cortocircuito para un circuito de escalera ........................................................................................................................................................... 24 FIGURA 6. Las partes del conductor eléctrico .................................................................. 24 FIGURA 7. Simbología común en Instalaciones eléctrica ................................................. 26 FIGURA 8. Dos formas de representar un diagrama unifilar ............................................. 27 FIGURA 9. A) Plano de obra civil y B) Plano eléctrico....................................................... 30 FIGURA 10. Planos eléctrico Petroil. Oficina planta alta (derecha) y baja (izquierda). Distribución de luminarias. ................................................................................................ 40 FIGURA 11. Planos eléctrico Petroil. Oficina planta alta (derecha) y baja (izquierda). Distribución de contactos. ................................................................................................. 40 FIGURA 12. Planos eléctrico Petroil. Universidad. A) distribución de luminarias. B) distribución de contactos .................................................................................................. 41 FIGURA 13. Planos eléctrico Petroil. Áreas peligrosas. .................................................... 41 FIGURA 14. Diagrama unifilar Red Petroil ........................................................................ 43 FIGURA 15. Diagrama unifilar Red Petroil (Continuación) ................................................ 44 FIGURA 16. Planos eléctricos en oficinas CIG Monte Verde. Distribución de contactos en planta alta (izquierda) y planta baja (derecha)................................................................... 45 FIGURA 17. Planos eléctricos en oficinas CIG Monte Verde. Distribución de luminarias en planta alta (izquierda) y planta baja (derecha)................................................................... 46 FIGURA 18. Planos eléctricos en oficinas CIG Monte Verde. Distribución de aires acondicionados en planta alta (izquierda) y planta baja (derecha) .................................... 46 FIGURA 19. Diagrama unifilar de las oficinas de CIG en Monte Verde ............................. 47 FIGURA 20. Distribución de luminarias en el fraccionamiento Las Flores ......................... 48 FIGURA 21. Cuadro de cargas Petroil. Tablero Universidad ............................................. 61 FIGURA 22. Cuadro de cargas Petroil. Tablero de Aires acondicionados 2 ...................... 61 FIGURA 23. Cuadro de cargas Petroil. Tablero en recepción 1 y en SITE ........................ 62 FIGURA 24. Cuadro de cargas Petroil. Tablero de aires acondicionados 1....................... 62 FIGURA 25. Cuadro de cargas Petroil. Tablero a bombas 1. ............................................ 62 FIGURA 26. Cuadro de Cargas Petroil. Tablero a bombas 2. ........................................... 63 FIGURA 27. Cuadro de cargas Petroil. Tableros de sistemas y recepción 2. .................... 63 FIGURA 28. Cuadro de cargas Petroil. Tablero a Oficinas. ............................................... 63 FIGURA 29. Cuadro de cargas Petroil. Tableros a Bombas 3 y del área de combustóleo.64 FIGURA 30. Cuadro de cargas Petroil. Tablero facturación .............................................. 64 FIGURA 31. Pantalla de inicio de SISPROTER ................................................................ 65 FIGURA 32. Pantalla de captura de datos ........................................................................ 65 9 FIGURA 33. Continuación de pantalla de captura de datos .............................................. 66 FIGURA 34. Pantalla final de captura de datos ................................................................. 66 FIGURA 35. Pantalla de apartado para subir datos de la solicitud .................................... 67 FIGURA 36. Pantalla de solicitudes en espera ................................................................. 67 10 Lista de tablas Página Tabla 1. Normativas de componentes eléctricos para una instalación eléctrica ................ 28 Tabla 2. Corrientes de aparatos comunes en el hogar a 127 V (a menos que se indique lo contrario) .......................................................................................................................... 32 Tabla 3. Ejemplo de cuadro de cargas [5] ......................................................................... 33 Tabla 4. Características de Reactancia y resistencia de conductor eléctrico THW a 75°C54 Tabla 5. Cuadro de cargas tablero AA .............................................................................. 55 Tabla 6. Cuadro de cargas tablero B................................................................................. 56 Tabla 7. Cuadro de cargas tablero A................................................................................. 57 Tabla 8. Cálculo de alimentadores .................................................................................... 58 Tabla 9. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 1 ........................................................ 59 Tabla 10. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 2 ...................................................... 59 Tabla 11. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 3 ...................................................... 59 Tabla 12. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 4 ...................................................... 60 11 Introducción La energía eléctrica es una de las formas de energía más comunes en la actualidad. Su atractivo es evidente: fácil de transportar, fácil de almacenar y fácil de usar. Sin embargo, y pese a su facilidad, también es una de las formas de energía que más problemas dan en la actualidad, eso por su amplia difusión y uso. [1] La energía eléctrica es tan importante para nuestra sociedad, que muchos de los servicios vitales están ligadas al correcto funcionamiento de ésta. El bombeo de agua, por ejemplo, requiere de una bomba que funciona con energía eléctrica; los aires acondicionados, luminarias públicas, múltiples aparatos médicos como los respiradores, entre otros, obtienen su poder de la energía eléctrica. La implementación de ésta energía ha provocado en los últimos años un avance sin precedente en la historia de la humanidad: avances médicos, científicotecnológico, incluso una revolución en la forma en que el ser humanos ve el mundo ha cambiado gracias a las redes sociales, el internet, entre otros elementos que no pudieron nacer sino hasta que la energía eléctrica surge. [1] Debido a la importancia de la potencia eléctrica, en todas las construcciones del mundo moderno se agrega el sistema que permite que ésta forma de energía llegue hasta nuestros aparatos: la instalación eléctrica. Y es tal la importancia de ésta en nuestro país, que su correcto funcionamiento está ligado al seguimiento de Normas Mexicanas que regulan la forma en que estas instalaciones son construidas y diseñada para evitar accidentes, o fallas, en la calidad de la energía que llega a los hogares de los millones de mexicanos, siendo la principal la NOM001-SEDE-20005. El presente trabajo desarrolla los principales componentes que se incluyen en una instalación eléctrica, con el fin de demostrar la importancia de los componentes en una instalación y su correcto funcionamiento dentro del sistema. También describe los elementos que constituyen al proyecto eléctrico, el cual se presenta para aprobación y luego construcción del trabajo. También se abordarán los aspectos metodológicos y teóricos más importantes de la NOM-001-SEDE-20005 con el fin 12 de describir algunas de las aportaciones más importantes de dicha norma mexicana. El aspecto del trabajo se centra en cuatro actividades relacionadas entre sí, por las similitudes entre las instalaciones eléctricas, pero esencialmente diferentes en problemática y finalidad del proyecto. La primera actividad tiene como finalidad la digitalización de la instalación eléctrica de Red Petroil Mazatlán, utilizando el levantamiento de cargas como aspecto fundamental en su realización. La segunda actividad tiene como finalidad el diseño conceptual “desde cero” de la instalación eléctrica de las oficinas de CIG en el fraccionamiento Monte Verde, en la ciudad de Mazatlán. En la tercera actividad realiza una distribución de alumbrado público en el fraccionamiento Valle de las Flores de la cuidad de Mazatlán. Por último en la cuarta actividad se utilizó el SISPROTER (Sistema de Recepción de Obras por Terceros) de Comisión Federal de Electricidad (CFE), el cual permite ceder elementos de la instalación eléctrica que son colocados en la vía pública. Las primeras tres actividades fueron efectuadas siguiendo las recomendaciones de la NOM-001-SEDE-20005, y con herramientas informáticas como AutoCAD 2010 y AutoCAD MEP 2008 en la digitalización del plano eléctrico. La Cuarta Actividad se centró en el aspecto administrativo de la realización de proyectos eléctricos, y fue trabajada por medio de la aplicación SISPROTER en la página web de CFE. 13 Capítulo 1. Marco contextual 1.1 Descripción de la empresa 1.1.1 Sobre la empresa Maz Electricidad, o Electrifica, es una empresa dedicada a la elaboración de proyectos eléctricos en la ciudad de Mazatlán Sinaloa. Fue fundada en 1995, y actualmente se encuentra sobre Avenida Manuel J. Clouthier, #4204, en Lomas de San Jorge. La empresa se especializa en redes eléctricas de media y baja potencia, subestaciones eléctricas, alumbrado público, uso eficiente de la energía, y desde 2014 en proyectos de instalación fotovoltaica. Con respecto a la construcción de redes eléctricas, Electrifica se encarga desde la elaboración del proyecto eléctrico, la instalación de la obra eléctrica, hasta los tramites con CFE para colocar estas obras. En lo que respecta a subestaciones, efectúan el trabajo de elaboración técnica del proyecto, la instalación de las subestaciones, y realiza los trámites para la aprobación del proyecto por CFE; además de contar con un taller de transformadores donde se llevan a cabo pruebas a transformadores, revisión de tierras, estructuras, aisladores eléctricos, cortacircuitos fusibles y equipos de medición, es decir, las condiciones generales del trasformador; y de esta manera, redacta reportes sobre las condiciones de la subestación y ofrece el mantenimiento en caso de ser requerida. Los proyectos de alumbrado público se hacen a petición de inmobiliarias y a través de la junta del H. Ayuntamiento de Mazatlán tramitan el proyecto y construcción de los mismos. Todas estas obras siguen la NOM-001-SEDE 2005 para instalaciones eléctricas. En el ahorro de energía, se practican correcciones de factor de potencia, inspecciones termográficas, análisis de sistemas de tierras, análisis de armónicas, suspensores de transitorios y restauradores eléctricos. 14 A pesar de ser relativamente nuevos en la gestión de proyectos renovables, Electrifica cuenta con un programa llamado Electrifica Solar, en el cual se proyectan instalaciones de paneles fotovoltaicos, ya sean aislados o interconectados a red. Este programa se encuentra en crecimiento en la empresa. Entre algunos de los cliente de Electrifica se cuentan el gobierno del estado, el ayuntamiento de Mazatlán, Café el Marino, IMSS, Casas Coci, The Mazatlan International Center, entre otros, lo cual demuestra la calidad en sus proyectos e instalaciones. 1.1. 2 Misión Realizar proyectos e instalación de obra eléctrica en redes de baja y media tensión. Incursionar en el mercado de generación de energía con la elaboración de proyectos de energía fotovoltaica y en el mercado de calidad de energía. 1.1. 3 Visión Ser la empresa líder en el Estado de Sinaloa y trascender a nivel nacional en el mercado como proveedores de energía limpia ideando estrategias y soluciones que contribuya a la mejora de la calidad de vida con nuevos métodos y tecnología de manera sustentable. 15 1.1.4 Organigrama SR. ROSENDO LOPEZ ROCHA DIRECTOR GENERAL ING. JUAN CARLOS LOPEZ LACHICA GERENTE COMERCIAL ING. ROSENDO LOPEZ LACHICA GERENTE DE PROYECTOS ING. RAMON GREGORIO CHAVEZ PAEZ JEFE DE INGENIERIA ING. WALTER ALFREDO CAMACHO GASTELUM RESPONSABLE DE OBRA ING. GILDARDO ALAN CAMACHO GASTELUM RESPONSABLE DE OBRA ING. PAUL ALONSO LEVA RENDON RESPONSABLE DE OBRA ELECTRICISTAS ELECTRICISTAS ALBAÑILES AYUDANTES AYUDANTES AYUDANTES ING. JUAN LUIS GARCIA TAPIA JEFE DE PROYECTOS LIC. DULCE GPE. ESPINOZA GARATE CONTADOR LIC. ROSA ESTHER PLASCENCIA ZAMUDIO SECRETARIA FIGURA 1. Organigrama de la empresa. Al tratarse de una empresa familiar, el organigrama de la empresa comienza con el Sr. Rosendo López., fundador de la empresa, seguido por sus hijos, Rosendo y Juan Carlos López Lachica. El organigrama de la empresa se divide en dos áreas que son: el área de ingeniería y el área de administración. Asimismo el área de ingeniería se subdivide en departamentos encargados de hacer cumplir las diversas funciones de la empresa, ya sea la digitalización de proyectos, hasta la instalación de las obras eléctricas. 1.1.5 Descripción de departamento El departamento o área de proyectos es el área de la empresa electrifica que se dedica a la realización del proyecto, desde el diseño conceptual y digitalización, hasta el cálculo de parámetros en los proyectos. El jefe de departamento es el Ingeniero Juan Luis García Tapia, quién reporta al Ingeniero Juan Carlos López Lachica y al Ingeniero Rosendo López Lachica. 16 El departamento de proyectos utiliza los programas de diseño AutoCAD, tanto en su versión comercial estándar, como la versión especializada en diseño eléctrico; igualmente, en el área de proyectos se usan hojas de cálculo Excel. También, el área de proyectos se encarga de la vinculación con CFE, al realizar los trámites necesarios y agregar la documentación requeridas para que se realicen los proyectos. Estos trámites en su mayoría son a través del SISPROTER, plataforma virtual de CFE dedicada a la recepción de trámites de obras por terceros. 1.2 Actividades 1. Realizar un croquis detallando las instalaciones eléctricas (alumbrado, contactos y bombas) de la planta de Red Petroil Mazatlán, utilizando el programa AutoCAD MEP 2008, así como la elaboración de los cuadros de cargas de sus tableros y diagrama unifilar con el programa AutoCAD 2013. 2. Realizar un croquis donde se muestre la distribución de alumbrado público y centro de cargas del fraccionamiento Valle de las Flores en Mazatlán utilizando el programa AutoCAD 2013, así como los cálculos de caída de voltaje empleando la metodología de la NOM-001-SEDE-2005, y la hoja de cálculos de Excel 2010. 3. Realizar un plano de instalaciones de contactos y luminarias para las oficinas de Monteverde de CIG, para realizar la futura instalación. 4. Utilizar la aplicación SISIPROTER para los trámites de obra por terceros. 1.3 Planteamiento del problema 1.3.1 Actividad Petroil PROBLEMÁTICA: En las instalaciones de Red Petroil Mazatlán se realizó una auditoría completa para la inclusión de nuevas bombas de gasoil. Para la auditoría requirieron de un croquis detallado de la distribución de instalaciones eléctricas, un diagrama unifilar y los correspondientes cuadros de carga. 17 1.3.2 Actividad oficinas Monteverde PROBLEMÁTICA: Las oficinas de Monteverde en Mazatlán, de CIG, solicitaron el croquis de distribución eléctrica y las rutas del cableado de luminarias y contactos, así como el número de cables que pasan por las tuberías de las rutas propuestas. 1.3.3 Actividad fraccionamiento Valle de las Flores PROBLEMÁTICA: Se requiere del diseño de distribución de alumbrado público del fraccionamiento Valle de las Flores de la ciudad de Mazatlán, así como la caída de voltaje y la ubicación del centro de cargas. 1.3.4 Actividad SISPROTER PROBLEMÁTICA: Para que puedan ser realizados los proyectos por contratistas es necesario que sean cargados al SISPROTER, una aplicación en línea que permite enviar la documentación para que estos proyectos sean aprobados por CFE. 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo general Realizar trabajos de diseño y modelado eléctrico en el departamento de proyectos de la empresa Electrifica, utilizando los programas informáticos: AutoCAD 2013, para la elaboración del plano de alumbrado público del fraccionamiento Valle de las Flores y los cuadros de carga y diagrama unifilar de Red Petroil; AutoCAD MEP 2008, para el diseño de distribución eléctrica de los planos de las oficinas de Monteverde de CIG y los planos de instalación eléctrica de Red Petroil, así también posteriormente cumplir con los trámites pertinentes para ceder a CFE suministros del alumbrado público. 1.4.2 Objetivos específicos 1. Asistir al curso en CFE sobre SISPROTER para sistema en línea de recepción de obras. 2. Generar solicitudes de obra por terceros utilizando la metodología de CFE. 18 3. Visitar Red Petroil para dimensionamiento eléctrico (ubicación y potencia consumida por bombas, ubicación de contactos y luminarias, ubicación y potencias de aires acondicionados). 4. Elaborar un croquis en AutoCAD MEP 2008 de instalaciones eléctricas, ubicación y rutas de cableado eléctrico del área de bombas de Red Petroil. 5. Realizar un croquis en AutoCAD MEP de instalaciones de contactos y luminarias, ubicación y rutas de cableado eléctrico del área de oficinas de Red Petroil. 6. Digitalizar en AutoCAD 2013 de cuadro de cargas de los centros de carga de Red Petroil. 7. Diseñar en AutoCAD 2013 de diagrama unifilar de los centros de carga de Red Petroil. 8. Producir un croquis en AutoCAD MEP de distribución y rutas de contactos de las oficinas de Monteverde de CIG. 9. Calcular el número de hilos en las tuberías de contactos del croquis de contactos de las oficinas de Monteverde de CIG. 10. Digitalizar un croquis en AutoCAD MEP de distribución y rutas de luminarias de las oficinas de Monteverde de CIG. 11. Calcular el número de hilos en las tuberías de luminarias de las oficinas de Monteverde de CIG. 12. Proyectar un croquis con la distribución de luminarias en el Fraccionamiento Las Flores, esto para tener sus distancias y referencias para su futura instalación y el cálculo de caída de voltaje. 13. Localizar el centro de cargas que alimentará las luminarias del fraccionamiento Valle de las Flores, esto para tener sus distancias y referencias para su futura instalación y el cálculo de caída de voltaje. 14. Calcular la caída de voltaje de las luminarias del Fraccionamiento Las Flores, usando la metodología de la NOM-001-SEDE-2005. 19 Capítulo 2. Marco teórico 2.1 Instalaciones eléctricas En el diseño de una construcción, ya sea una vivienda, fabrica u otro, la instalación eléctrica es la que permite que dentro de esta construcción se encuentren aparatos que funcionan con energía eléctrica CA, y que se compone por todos los materiales que hacen que estos aparatos funcionen. Los componentes principales de la instalación eléctrica son: el tablero de cargas, cables de fase y neutro, contactos, apagadores y lámparas o luminaria en general, y, en lugares de clima cálido, el aire acondicionado [2]. El diseño de la instalación eléctrica doméstica se realiza con el fin de tener una idea clara de la trayectoria de los cables, sus calibres, el de la tubería por donde transitan. Una instalación eléctrica puede ser comparada con el sistema nervioso del cuerpo humano, siendo ambas las encargadas de enviar la “señal” de acción a los aparatos domésticos. Para regular los componentes y los calibres por corriente eléctrica transitada por los cables, en México se utiliza la NOM-001-SEDE-2005, la cual contiene tablas normalizadas para las instalaciones eléctricas. El objetivo de esta norma es “establecer lineamientos de carácter técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para las personas y sus propiedades, en lo referente a la protección de la instalación eléctrica” [3]. En las siguientes secciones conoceremos algunos de estos componentes de la instalación, así como el número de cables que deben llegar hasta ellos. 2.1.1 Tableros Los tableros o centros de carga son los lugares donde se encuentran los interruptores, y de donde saldrán los alimentadores de los circuitos. Nacen de la necesidad de dividir la instalación eléctrica en circuitos más pequeños, con el fin de reducir el calibre de los cables alimentadores y tener un centro de control de toda la instalación [4]. 20 FIGURA 2. Tablero o centro de carga. En la figura 2 tenemos un esquema de tablero trifásico, el cual está compuesto por tres barras principales donde se conectan las fases, los interruptores termomagnéticos que protegen los circuitos, los polos (cada lado del tablero) y la barra para neutro. 2.1.2 Interruptores Un interruptor es un dispositivo que sirve para “cortar” y restablecer la corriente eléctrica en un circuito. En el caso de las instalaciones eléctricas modernas, los más utilizados son los termomagnéticos, o breakers, los cuales están diseñados para “abrir” el circuito en caso de una sobrecarga por medios térmicos y magnéticos [2,4]. El elemento magnético es una bobina con núcleo móvil, el cual se acciona con la sobre corriente, puesto que al incrementarse la corriente que circula por el interruptor se crea un campo magnético que decrece o aumenta con la corriente. [2] 21 El elemento térmico es una placa bimetálica que aprovecha los coeficientes de dilatación de dos metales diferentes con el incremento de la temperatura. En los circuitos con sobrecargas la temperatura del conductor tiende a aumentar, por lo que el elemento térmico “abre” el circuito cuando esto sucede. [4] 2.1.3 Contactos Los contactos se usan para conectar o enchufar por medio de clavijas dispositivos portátiles, tales como licuadora, tostadora o televisiones, entre otros dispositivos portátiles [5]. Los contactos deben poder conectar aparatos que no sobre pasen los 15 amperes [3, 5, 6] y deben ser puestos a 40cm del suelo, excepto por los que sean parte de apagadores en áreas como la cocina, donde estarán a los 1.2m del suelo [3, 6]. En el caso de los contactos de uso general se considera que cada uno suministra una potencia 180 W, lo cual es equivalente a 1.5 A pasando por el conductor [4]. 2.1.3.1 Cálculo de cables en contactos En el caso de los contactos monofásicos, es decir, que reciben 127 V; los circuitos con contactos tendrán tres cables: fase, neutro y tierra. En la figura 3 se muestran las conexiones de un contacto a 127V, el cual sólo muestra los conectores de fase y neutro; sin embargo según las NOM-001-SEDE2005 es necesario que todos los conectores sean aterrizados correctamente para evitar electrocuciones [3, 4]. FIGURA 3. Cables que llegan al contacto 22 2.1.4 Luminarias Los circuitos de luminarias son circuitos donde el cable que las alimenta (de fase) y el cable de neutro recorren cada luminaria de forma tal que son conectadas entre sí. En estos circuitos a diferencia de los circuitos de contactos, el cable de neutro sigue una línea más larga, puesto que son estos los que conectan las lámparas con en apagador [7]. Los circuitos de luminarias son conectados en paralelo, esto para evitar las caídas de tensión, el cual provoca que las lámparas pierdan intensidad luminosa por la distancia de la fuente de energía hasta la última lámpara [2,7]. 2.1.4.1 Cálculo de cables en circuitos sencillos Para el diseño de la instalación y el cálculo de la tubería por la que cruzarán los cables, sólo es necesario saber que en los circuitos simples el número de cables es igual para cada luminaria, y dos desde la lámpara hasta el apagador, tal como se observa en la figura 4. Con esta información es posible deducir cuantos cables pasarán por una tubería dependiendo el número de circuitos que alimentará. FIGURA 4. Conexión de luminarias 2.1.4.2 Cálculo de cables en circuitos escalera Los circuitos de escalera son aquellos donde las luminarias pueden ser controladas desde dos lugares, por ejemplo escaleras (de allí su nombre), recámaras u otros. Existen dos métodos que permiten conectar las lámparas de este modo: método de puente o método de cortocircuito. [8] 23 FIGURA 5. A) Método de puente y B) Método de cortocircuito para un circuito de escalera En estos circuitos van tres cables al interruptor, de los cuales dos hacen puente con el apagador, tal como lo muestra la figura 5. En ambos casos la tubería a utilizar es del mismo calibre; y aunque en el método de puente se utiliza más cable que en el de cortocircuito, también es más seguro al evitar cortocircuitos. [8] 2.1.5 Conductores Los Cables son el elemento constructivo de una instalación eléctrica. A través de ellos pasa la corriente desde los alimentadores o tablero hasta el la salida eléctrica en el aparato. [4, 5] FIGURA 6. Las partes del conductor eléctrico Los cables se componen de un conductor eléctrico de metal conductor (generalmente cobre o aluminio) por el cual circula la corriente eléctrica, Un aislamiento que protege el conductor contra los cortocircuitos, y una cubierta que 24 protege a los conductores de amenazas mecánicas [4, 5]. En la figura 6 se muestran estos componentes. 2.2 Realización de proyectos eléctrico El proyecto eléctrico es un documento realizado por un experto en instalaciones eléctricas, representado por un plano eléctrico, un cuadro de cargas y un diagrama unifilar donde son descritas las especificaciones de la instalación eléctrica [2,7]. A continuación se realiza una descripción general de cada uno de estos componentes. 2.2.1 Planos eléctricos Los planos eléctricos son los planos donde se muestran las características de la instalación eléctrica en una construcción, indicando elementos como salidas, trayectorias de tubos, ubicación de tableros, luminarias, contactos y calibres de los conductores. Estos planos son de importancia a la hora de hacer modificaciones estructurales o eléctricas, ya que evitan que la instalación eléctrica sea dañada accidentalmente. [2,5] Los planos pueden ser realizados con programas informáticos como AutoCAD, donde se hacen los señalamientos de la ubicación de contactos, alumbrado y apagadores; además de las trayectorias de tuberías mediante una simbología: 2.2.1.1 Simbología usada en los planos eléctricos En el plano eléctrico es necesaria una señalización de cada uno de los componentes de la instalación eléctrica. Estas señalizaciones o simbología se encuentran estandarizadas, de forma que todo ingeniero civil, arquitecto e ingeniero eléctrico pueda reconocer esta simbología. [4, 5] 25 La figura 7 muestra algunas de las simbologías más comúnmente usadas en los planos eléctricos. Estos símbolos también se usan en muchas ocasiones al FIGURA 7. Simbología común en Instalaciones eléctrica realizar un cuadro de cargas para señalar que es cada uno de los consumos de la instalación. 2.2.2 Levantamiento de cargas Un levantamiento de cargas es la acción de contabilizar las cargas eléctricas que la instalación eléctrica alimentará. Este puede ser previo a la construcción del lugar, lo cual servirá para designar el lugar donde serán puestos los contactos, luminarias, aires acondicionados y demás aparatos eléctricos. También se pueden realizar a una instalación ya construida, éste con el fin de determinar las carga a las que está sometida la instalación [9]. Para realizar un levantamiento de cargas sólo se requiere del conocimiento del consumo y lugar donde se encuentran los aparatos, así como los circuitos que los alimentan, para que así sean detallados en el diagrama unifilar y el cuadro de cargas. 26 2.2.3 Cuadro de cargas El cuadro de cargas es el documento que muestra los diferentes circuitos que contiene un tablero o centro de cargas. El cuadro de cargas sirve para conocer la distribución de las cargas en los circuitos, los calibres de cable que van del tablero hasta la salida, y las caídas de tensión que puedan tener en esos circuitos. También es un sistema de orientación en la instalación eléctrica, sin embargo, tiende a ser complicado y muy extenso debido a la información que contiene. [4, 5] 2.2.5 Diagrama unifilar Un diagrama unifilar representa en forma de diagrama de flujo la instalación eléctrica. El diagrama comienza con el circuito alimentador y sigue con el derivado en forma secuencial, describiendo en cada paso las características del calibre que se utiliza en la línea que une cada parte. En éste se identifican los tableros o centros de carga de la instalación eléctrica y de donde derivan. A diferencia de otros elementos de un proyecto eléctrico no hay una norma oficial que dicte como deben ser dibujados los diagramas unifilares [10]. FIGURA 8. Dos formas de representar un diagrama unifilar. En la figura 8 podemos ver un diagrama unifilar simple representado de dos formas distintas, pero con los mismos elementos básicos: acometida, medidor, registro, watthorimetro, interruptor de seguridad y centro de carga. Este ejemplo del diagrama no muestra las cargas, pero uno más detallado muestra como se 27 distribuyen las cargas en los circuitos. También en los diagramas se agregan datos cómo distancias en cable de un elemento a otro, y en los interruptores muestran sus capacidades en amperes. [2,10] 2.3 NOM-001-SEDE-2005 La NOM se elaboró con “el objetivo de establecer las disposiciones y especificaciones de carácter técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para las personas y sus propiedades” [3]. Abarca situaciones tales como sobretensiones, cortocircuitos, fallas de corriente, efectos térmicos, entre otros relacionados con las instalaciones eléctricas en propiedades residenciales, fabricas, comercios, oficinas, etc. La NOM abarca desde la baja hasta la alta tensión; domestica, comercial o industrial [3,4]. Los alances de la NOM-001-SEDE-2005 no incluyen instalaciones en barcos, minas, instalaciones del transporte público y de automóviles privados [4]. Para que un proyecto sea aprobado siguiendo al NOM, éste debe de utilizar materiales que sean certificados por las normas oficiales o normas mexicanas que las contengan, ya que sólo así se puede estar seguro de la calidad de los suministros en la instalación eléctrica. Algunos de estos componentes normalizados están dentro de las siguientes normas mostradas en la tabla 1. Tabla 1. Normativas de componentes eléctricos para una instalación eléctrica NORMA NOM-003-SCFI-2000 NOM-058-SCFI-1999 NOM-063-SCFI-2001 NOM-064-SCFI-2000 TÍTULO Productos eléctricos especificaciones de seguridad. Productos eléctricos-balastros para lámparas de descarga eléctrica en gasespecificaciones de seguridad. Productos eléctricos-conductores-requisitos de seguridad. Productos eléctricos-luminarios para uso en interiores y exteriores-especificaciones de seguridad y métodos de prueba. 28 Tabla 1. Normativas de componentes eléctricos para una instalación eléctrica (continuación) NORMA NOM-021-ENER/SCFI/ECOL/SCFI2000 NOM-011-ENER-2002 NOM-014-ENER-2004 NMX-J-002-ANCE-2001 NMX-J-008-ANCE-2001 NMX-J-009/248/1-ANCE-2000 NMX-J-009/248/7-ANCE-2000 NMX-J-059-ANCE-2004 NMX-J-008-ANCE-2001 TÍTULO Eficiencia energética, requisitos de seguridad al usuario y eliminación de clorofluorocarbonos (CFC’s) en acondicionadores de aire tipo cuarto. Límites, métodos de prueba y etiquetado. Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central paquete o dividido. Límite, métodos de prueba y etiquetado. Eficiencia energética de motores eléctricos de corriente alterna, monofásicos, de inducción, tipo jaula de ardilla, enfriados con aire, en potencia nominal de 0,180 kW a 1 500 kW. Límites, método de prueba y marcado. Conductores-alambres de cobre duro para usos eléctricos-especificaciones. Conductores-alambres de cobre estañado suave o recocido para usos eléctricosespecificaciones. Productos eléctricos-fusibles-fusibles para baja tensión, parte 1: requisitos generales. Productos eléctricos-fusibles-fusibles para baja tensión, parte 7: fusibles renovables letra h-especificaciones y métodos de prueba Conductores-cable de cobre con cableado concéntrico compacto, para usos eléctricos especificaciones. Conductores-alambres de cobre estañado suave o recocido para usos eléctricosespecificaciones. 29 Capítulo 3. Metodología 3.1 Metodología de diseño de instalaciones eléctricas en la NOM-001-SEDE-2005 3.1.1 Planos de obra civil Son la primera herramienta con la que se debe contar al momento de diseñar una instalación eléctrica. Este plano define las áreas de la construcción y permite definir donde serán colocados apagadores, contactos, donde estarán luminarias y aparatos como lavadoras, aires acondicionados entre otros. Una vez que se tiene el plano, se deben colocar las cargas en los lugares propuestos y presentarlas al dueño para asegurarnos que se colocan en el sitio correcto. [4] Los planos de obra civil representan el primer paso para el diseño de la instalación eléctrica. Con estos se realiza el plano eléctrico, donde se determinan las trayectorias de los cables que alimentarán las cargas. La figura (9-A) muestra un ejemplo de plano de obra civil, mientras que la figura (9B) uno de eléctrico, donde la única diferencia es que el plano eléctrico traza las rutas de los cables que alimentarán las cargas. FIGURA 9. A) Plano de obra civil y B) Plano eléctrico 30 3.1.2 Determinación de las cargas El siguiente paso en el aspecto metodológico es la determinación de las cargas que tendrá cada una de las áreas del plano eléctrico. Para esto se le asigna a los circuitos de cada habitación un número con el cual se le conocerá al circuito para referencias. En este paso es donde se construye el plano eléctrico. La figura 9-B muestra el plano eléctrico donde las cargas ya han sido asignadas en las habitaciones de la casa. [3] La parte de asignación de cargas depende de las necesidades del cliente, así como cuan avanzada va la obra. Si se realiza el plano mucho antes de que sea construida la obra civil, entonces el plano eléctrico sufrirá pocas modificaciones; en cabio, si la obra va avanzada será necesario que se adapten a posibles complicaciones. 3.1.3 Calculo de corrientes por carga o salida Para determinar la corriente que consume cada salida o carga, se necesita conocer su potencia aparente en VA (volt-amperes). Con la potencia aparente podemos calcular la corriente empleando la fórmula siguiente: 𝐼= 𝑃 𝑉 Ecuación 1 Dónde: I= corriente que pasa por el circuito en A P= potencia aparente del circuito en VA V= el voltaje que utiliza la instalación eléctrica en V En Electrifica, por acuerdo de la NOM-001-SEDE-2005 se utiliza el factor de potencia de 0.9 para convertir la potencia real en Watt a la potencia aparente en VA. Algunos equipos indican en su información técnica, o en placa de datos, la corriente que consumen los que no pueden ahorrar el cálculo al utilizar la tabla 2. [5] 31 Tabla 2. Corrientes de aparatos comunes en el hogar a 127 V (a menos que se indique lo contrario) 3.1.3.1 Contactos en general En el diseño conceptual, previo a la construcción, no hay aparatos conectados que puedan medir la potencia, por lo que en cada contacto se considera la convención de considerarlos como de 180 VA cada uno, incluso si son contactos dobles. Teniendo esto en cuenta, cada contacto tendría fluyendo una corriente determinada por la ecuación 1 igual a [3,4]: 180 𝑉𝐴 𝐼= = 1. 5𝐴 127 𝑉 Esto teniendo en cuenta que se trata de un circuito monofásico. Sin embargo, en el caso de contacto especiales como lo son los de la cocina, que conectan aparatos con mayor corriente a 1.5 A se realiza la suposición que estarán fluyendo corrientes de hasta 4 A. En el caso del contacto para la lavadora, se considera que el contacto tiene una corriente de hasta 13 A. Y el contacto que conecta los aires acondicionados y demás aparatos con voltaje especial se consideran con la figura 10. 32 3.1.4 Determinación de cargas totales En las secciones 220-3 y 220-4, de la NOM-001-SEDE-2005, los circuitos derivados se pueden dividir en los siguientes tipos, de acuerdo con el tipo de carga que alimentan • Circuitos de alumbrado general. • Circuitos para otras cargas como: aparatos específicos, motores, elementos de alumbrado empotrados, elementos de alumbrado para trabajo pesado, rieles de alumbrado, alumbrado para anuncios y de realce y otras salidas. • Circuitos de 20 A para pequeños aparatos eléctricos en unidades de vivienda. • Circuitos de 20 A para lavadoras en unidades de vivienda. [3,4] En Electrifica se dividen los circuitos en tres tipos para la mayoría de los proyectos: • Circuitos de alumbrado • Circuitos de contactos • Circuitos de aires acondicionados También se agregan otros circuitos más específicos como circuitos para bombas, aparatos especializados de corrientes grandes, y aparatos delicados. En la determinación de las cargas ayuda elaborar el cuadro de cargas, presentado en el capítulo anterior. La tabla 3 muestra un ejemplo de cuadro de cargas con circuitos de alumbrado, contactos y aires acondicionado. [5] Tabla 3. Ejemplo de cuadro de cargas [5]. Numero de Cargas Cargas Cargas Cargas circuito 180W 100W 1300W totales 1 2 3 10 1,800W 10 1,000W 1 1,300W 41,000W 33 La tabla 2 es un ejemplo de cargas donde la suma es en potencias. Para obtener la corriente total se utiliza la ecuación 1, y el facto de potencia de 0.9 para determinar la potencia reactiva. 3.1.5 Corrientes en los circuitos derivados En esta sección se utilizó el ejemplo de cargas anterior para determinar las corrientes en estos circuitos y así determinar la corriente nominal de estos. Una vez se obtiene la corriente nominal se puede determinar el interruptor que protegerá el circuito, y el interruptor principal que protegerá la instalación. En el caso del circuito 1 se tiene que: 1800 𝑉𝐴 𝐼= = 15𝐴 127 𝑉 El circuito 2 tiene una corriente de: 𝐼= 1000 𝑉𝐴 = 7. 9𝐴 127 𝑉 El circuito 3 tiene una corriente de: 1300 𝑉𝐴 𝐼 = 0. 9 = 6. 56 𝐴 220 𝑉 En el caso del circuito 3 se tiene en cuenta que la instalación del aire acondicionado es bifásico y no monofásico, por ello se divide entre 220V (voltaje del bifásico) y se divide entre el factor de potencia al ser 1300W la potencia real. Los interruptores serán el número inmediato superior al que tienen, comenzando por los 15 A, 20 A, 25 A…y así sucesivamente. Siendo para el circuito 1 un interruptor de 20 A; para el 2, uno de 15 A; y para el tres dos de 15 A al ser bifásico. [4,5] 3.1.6 Selección de cables y caída de tensión en circuitos. En la selección del cable se debe tener especial atención, puesto que esta es la parte principal de la instalación, y la más delicada. El cable equivocado provocaría sobrecalentamiento, sobretensiones y cortocircuitos en la instalación arruinando el funcionamiento de los aparatos. 34 De forma general en México se utiliza el cable del tipo THW-LS que se compone de un cable de conductor de cobre y aislamiento de PCV. Las características del cable están en el Anexo A. Una vez que se ha seleccionado el cable lo segundo más importante es el calibre del cable. Para seleccionar el calibre de los conductores que transportan corriente, se deben cumplir las siguientes dos condiciones: 1. La capacidad de conducción de corriente de los conductores debe ser mayor o igual al valor nominal o de ajuste del dispositivo de protección de sobrecorriente del circuito. Existen las siguientes excepciones a esto [3]: • Cables que alimentan un solo motor. • Cables que suministran energía eléctrica a varios motores, o a motores y otras cargas. 2. La caída de tensión en los conductores de los circuitos debe ser menor a lo siguiente para que proporcionen una eficacia de funcionamiento razonable a los equipos que están conectados a la salida de los circuitos derivados [3]: • Para alimentadores: los conductores de alimentadores deben tener un tamaño nominal que evite una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la salida más lejana que alimente a cargas de fuerza, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas. • Para circuitos derivados: los conductores de circuitos derivados deben tener un tamaño nominal que evite una caída de tensión eléctrica superior a 3% en la toma de corriente eléctrica más lejana para fuerza, calefacción y alumbrado o cualquier combinación de ellas. • Total de alimentadores más circuitos derivados: la caída máxima de tensión eléctrica sumada de los circuitos alimentadores y derivados hasta la salida más lejana no debe superar 5%. La teoría de la caída del voltaje en circuitos es complicada y está fuera de los límites de éste trabajo, pero a grandes rasgos se define como la perdida de voltaje en el conductor provocado por el calentamiento del conductor. La ecuación que permite calcular la caída de tensión es la siguiente: Para circuitos monofásicos 35 ∆𝑉 = 2𝑍𝐿𝐼 𝑥100 (Ecuación 2) 𝑉0 Para circuitos trifásicos ∆𝑉 = √3𝑍𝐿𝐼 𝗑100 (Ecuación 3) 𝑉𝐹𝐹 Dónde: ΔV = Caída de tensión en el cable, en porcentaje I = Corriente eléctrica que pasa por el cable, en amperes L = Longitud del circuito, en km VO = Voltaje de fase a tierra, en volts VFF = Voltaje entre fases, en volts Z = Impedancia eléctrica del cable, en Ω/km. La cual está dada por la siguiente fórmula: 𝑍 = √𝑅2 + 𝑋𝐿2 (Ecuación 4) Dónde: R = Resistencia eléctrica del conductor a la corriente alterna a la temperatura de operación, en Ω/km XL = Reactancia inductiva del cable en Ω/km En el Anexo B se encuentra una tabla con las resistencias y reactancias del cable seleccionado para una temperatura de operación de 75°C, la cual es muy superior a la temperatura real de operación por lo que brindará una mejor protección del sistema. 3.2 Actividad Red Petroil 3.2.1 Procedimiento Durante la visita a las instalaciones de Red Petroil, se recabó información sobre ubicaciones de bombas, luminarias y contactos, así como las características de consumo eléctrico de bombas y alumbrado. Con ayuda de un croquis de la planta se ubicaron dichos aparatos. Con ayuda del programa AutoCAD MEP 2008, se situaron las bombas y las trayectorias de las tuberías que llevan los cableados de dichas 36 bombas, así como las acotaciones de calibres y número de hilos que contienen las tuberías. Usando AutoCAD MEP 2008, se encuentraron luminarias y contactos del las oficinas de Red Petroil, así como las rutas de tuberías, número de hilos que contienen, y su calibre. En el programa AutoCAD 2013, se realizó un cuadro de cargas por cada tablero que poseen, agregando la denominación de las cargas de sus circuitos, así como sus consumos, esto con el fin de detallar el calibre de los cables, los voltajes y amperajes de cada circuito, y finalmente los calibre de los cables. Finalmente, empleando AutoCAD 2013, se digitalizó el diagrama unifilar en el cual se incluyen los centros de cargas de Petroil, los calibres que alimentan sus centros de carga, y la relación entre sí. 3.3 Actividad Oficinas Monteverde 3.3.1 Procedimiento Se comenzó con la selección del lugar y colocación de los contactos, así como designar la trayectoria del cableado. Los contactos de colocaron a 0.4 m sobre el nivel del suelo, y las trayectorias de las tuberías por debajo del suelo. En cada circuito de contactos no hay más de 1800 W, lo que es igual a 10 contactos. En los contactos dobles se contó cómo unitario, esto de acuerdo con la NOM-001-SEDE-2005. Lo siguiente fue el dimensionamiento de la tubería. Para ello se requirió saber cuántos hilos están en la tubería. Una vez así, se consultó la Tabla De Ocupación En Tubo De Conductores Y Cables Del Mismo Tamaño Nominal de la NOM-001-SEDE-2005. En el caso de las luminarias, de la misma forma se dispusieron en el lugar asignado por los clientes, y se procedió a conectar los circuitos. Cada circuito estuvo en un límite de 1800 W. 37 Los apagadores se colocaron donde fueron indicados por el cliente, para comodidad fueron puestos en sitios como al lado de las puertas, inmediato al terminar la escalera o el principio de un pasillo. El calibre de la tubería se obtuvo de la Tabla De Ocupación En Tubo De Conductores Y Cables Del Mismo Tamaño Nominal de la NOM-001-SEDE2005. 3.4 Actividad Fraccionamiento las Flores 3.4.1 Procedimiento Con el programa AutoCAD 2013 se efectuó la distribución de luminarias en el fraccionamiento, teniendo en cuenta que entre cada luminaria debió haber una distancia no menor a 36 m y no mayor a 42 m. Cada luminaria debió quedar entre lotes, es decir, no encontrarse de frente con una casa. Los circuitos se armaron de acuerdo a la cercanía entre ellos y el centro de carga. Cada uno de los circuitos no superó una caída de voltaje mayor a 3% desde la luminaria más alejada. La caída de voltaje de cada circuito se calculó en la hoja de cálculos de caída de voltaje. En caso que algún circuito fuera mayor se cambió el circuito o el lugar del centro de cargas. En la hoja de cálculo también se agregó el calibre del cable que lleva cada circuito. Estos cables son del calibre más pequeño posible. Cambiar los calibres cambia la caída de voltaje, así que ambos estuvieron equilibrados. 3.5 Actividad SISPROTER 3.5.1 Documentación para la aplicación en línea Croquis del lugar del proyecto Planos eléctricos del proyecto Cartas trámite ante CFE firmada por el representante legal y el contratista Solicitud de obra ante CFE con datos de ubicación, y descripción del proyecto. 38 3.4.2 Procedimiento Con la documentación debidamente firmada, un cuadro de cargas que verifique la carga a contratar o modificar y el proyecto elaborado, se armó un expediente digital que los contenga. En la página http://sisproter.cfe.gob.mx/sisproter/ se accedió a la aplicación de SISPROTER, en la cual se agregaron los datos que contiene la solicitud de obras ante CFE. Una vez los datos fueron llenados se anexan los documentos que se requiere al sistema en formato PDF. En la pagina se muestra el estatus del proyecto, y es aprobado o rechazado al cabo de tres días. Capítulo 4. Resultados Y Discusión 4.1 Resultados de la actividad en Red Petroil Dentro de los resultados obtenidos en la actividad en Red Petroil tenemos el proyecto eléctrico completo: planos eléctricos, cuadros de carga y diagrama unifilar. 4.1.1 Planos eléctricos Los planos eléctricos de Red Petroil fueron separados en áreas peligrosas, oficinas planta baja, oficinas planta alta y universidad. Para realizarlo fue necesaria la visita a campo durante dos días. En los planos se agregan las trayectorias que siguen los conductores, las ubicaciones de centro de carga, luminarias, contactos y bombas. En las siguientes figuras se muestran los resultados pertinentes a la digitalización del levantamiento de cargas. 39 FIGURA 10. Planos eléctrico Petroil. Oficina planta alta (derecha) y baja (izquierda). Distribución de luminarias. FIGURA 11. Planos eléctrico Petroil. Oficina planta alta (derecha) y baja (izquierda). Distribución de contactos. 40 FIGURA 12. Planos eléctrico Petroil. Universidad. A) distribución de luminarias. B) distribución de contactos. FIGURA 13. Planos eléctrico Petroil. Áreas peligrosas. 41 4.1.2 Cuadros de carga En Red Petroil se encuentran 13 tableros, por lo cual se realizaron 13 cuadros de cargas, uno respectivo a cada tablero que se encuentran en la planta. La cantidad de tableros se debe a la expansión de la planta y también a la cantidad de bombas que utilizan. Cada tablero fue nombrado por el área donde se encuentra o el área que alimenta, y los resultados se muestran de la figura 24 a la 33 en los anexos F. Cada figura contiene uno o dos cuadros de cargas donde se acomodan todas las cargas que fueron detectadas durante el levantamiento de cargas, y que se digitalizaron en los planos mostrados en el apartado anterior (figuras 10, 11, 12 y 13).. 4.1.4 Diagrama unifilar El diagrama unifilar de Red Petroil fue la culminación del trabajo realizado por parte del departamento de proyectos. La figura 14 muestra el diagrama unifilar resultado del levantamiento de cargas, los planos eléctricos y cuadros de cargas. En el diagrama se muestran los calibres que alimentan los diferentes tableros de la planta, siendo el de mayor grosor el que alimenta el tablero principal (de 4/0 AWG). El interruptor principal de la instalación eléctrica es de 400 A, demostrando que en una planta con más de 20 bombas el consumo de electricidad es alto. También hay interruptores menores, de 100, 125 y 200 A para los diferentes tableros. Los calibres después del tablero principal tienden a ser menores al 4/0 AWG, siendo los menores los que alimentan tableros que distribuyen al área administrativa (10 y 8 AWG), y los mayores (3/0 o 1/0 AWG) los que distribuyen a las bombas. En el diagrama se muestran las canalizaciones (diámetros de tuberías) y la longitud de la trayectoria que cada circuito sigue. En las áreas más alejadas al tablero de distribución principal los calibres tienden a ser mayores para compensar la caída de voltaje. 42 FIGURA 14. Diagrama unifilar Red Petroil. 43 FIGURA 15. Diagrama unifilar Red Petroil (Continuación) 44 4.2 Resultados de la actividad oficinas Monteverde Como resultados de la actividad realizada a las Oficinas en Monte Verde para CIG, tenemos el proyecto eléctrico completo: Planos eléctricos, cuadro de cargas y diagrama unifilar. 4.2.1 Planos eléctricos Los planos eléctricos de las oficinas de CIG en Monte Verde fueron diferentes a los planos anteriores para Petroil debido a que no requirió de una visita de campo para un levantamiento de cargas. Las trayectorias propuestas para la canalización fueron siguiendo la idea de la mejor ruta (es decir la más directa entre el alimentador y la carga). También fueron separados los circuitos de contactos en el lado de los nones y luminarias en las pares del tablero de cargas, mientras los aires acondicionados tenían su propio circuito cada uno. Los planos realizados para esta actividad se muestran en las figuras 16 a la 18. FIGURA 16. Planos eléctricos en oficinas CIG Monte Verde. Distribución de contactos en planta alta (izquierda) y planta baja (derecha) 45 FIGURA 17. Planos eléctricos en oficinas CIG Monte Verde. Distribución de luminarias en planta alta (izquierda) y planta baja (derecha) FIGURA 18. Planos eléctricos en oficinas CIG Monte Verde. Distribución de aires acondicionados en planta alta (izquierda) y planta baja (derecha) 4.2.2 Cuadro de cargas Los cuadros de cargas para las oficinas de CIG en Monte Verde contienen elementos extra a los de Red Petroil, esto debido a que para la actividad anterior no fue necesario hacer el cálculo de alimentadores o de conductores, puesto que era una instalación ya existente y el proyecto eléctrico para verificación; en cambio, para la actividad de Monte Verde fue necesario realizar dichos cálculos. En el anexo C, las tablas 5, 6 y 7 muestran los resultados para el cálculo en tableros de cargas; mientras la tabla 8 muestra el cálculo de alimentadores. 46 4.2.3 Diagrama unifilar El diagrama unifilar de la actividad en las oficinas de Monte Verde fue elaborado con los datos obtenidos en el cuadro de cargas y el cálculo de alimentadores. En la figura 19 se muestra el diagrama unifilar obtenido en base a estos cálculos. FIGURA 19. Diagrama unifilar de las oficinas de CIG en Monte Verde 47 En el diagrama unifilar se muestran los tres tableros, el tablero B y AA como derivados del tablero principal A. Para obtener las características del cable que alimenta al tablero A fue necesaria la suma de las potencias de los tableros B y AA, por lo que sus características fueron calculadas primero. Para calculas los calibres del tablero B se usó la ecuación 2 (3.1.6); mientras que para calcular las del tablero AA su utilizó la ecuación 3 (3.1.6). En ambos casos la caída de voltaje no supera el 3%. En el caso del tablero A se utilizó la ecuación 3 (3.1.6) para determinar el calibre del cable que sería utilizado. En el diagrama unifilar se muestran los diámetros de fase y neutro, así como canalización. 4.3 Resultados de la actividad en fraccionamiento Valle de las Flores 4.3.1 Planos eléctricos El plano eléctrico de las luminarias colocadas en el fraccionamiento Las Flores se muestra en la figura 20. En el plano se muestran la ubicación de luminarias, circuitos agrupados, ubicación del centro de carga y la ruta del cable que alimenta a las luminarias. FIGURA 20. Distribución de luminarias en el fraccionamiento Las Flores 4.3.2 Cuadros de caída de voltaje Las tablas 9, 10, 11 y 12 en el anexo D muestran los circuitos con los calibres de cables por tramo de ruta y la caída de voltaje final, el cual está sobre el 3% de caída, tal como lo señala la NOM-001-SEDE-2005. Para su cálculo se utiliza la ecuación 2 (3.1.6), debido a que es un circuito monofásico. 48 4.4 Discusiones sobre la actividad SISPROTER La actividad realizada en SISPROTER consiste en la petición a CFE del permiso para la construcción de proyectos eléctricos en la vía pública y la conexión con la red de CFE. En general este se realiza sobre transformadores y demás aparatos que conectan la red con el cliente. El SISPROTER nace de la necesidad de CFE para agilizar los trámites con respecto a la recepción de obras por terceros, así que de ésta forma es llamado también al proceso de ceder a CFE los componentes eléctricos cuyo permiso fue pedido con anterioridad, así como los materiales que se usaron para esto. Puede accederse a través de la página de CFE. El servicio era rechazado o aceptado a partir de 3 días hábiles después de haber sido solicitado, por el ingeniero encargado de aprobaciones en CFE. Una vez aceptado, se prosigue con la instalación y obra eléctrica. El SISPROTER es un efectivo sistema, útil y sencillo de utilizar; las asignaciones son a nivel regional, pese a que el sistema funciona a nivel nacional. Al ser una actividad administrativa, los resultados son confidenciales y sólo pueden ser vistos por los contratistas, CFE y el cliente solicitante del servicio. [11] Este sistema es indispensable para los trámites con CFE para instalaciones eléctricas en media y baja tensión que serán cedidas a CFE por ser parte de la vía pública. El sistema no incluye las instalaciones de baja tensión domésticas que no requieran de elementos fuera de la línea de propiedad, en el caso de la instalación eléctrica, desde la acometida. [11] Las imágenes referentes al uso del SISPROTER se encuentran en el Anexo F. Capítulo 5. Conclusiones Y Recomendaciones 5.1 Conclusión de actividad Red Petroil Red Petroil es en Mazatlán una empresa de calidad en su área de trabajo; sin embargo, la actividad realizada a ellos fue complicada y extenuante. La principal complicación fue su instalación eléctrica, y su delicada distribución en las áreas peligrosas de la planta. La planta y oficinas de Red Petroil son un claro 49 ejemplo de desarrollo por etapas, tanto en su forma arquitectónica de distribución, como en la evolución de la instalación eléctrica. El crecimiento de la compañía, tanto financiera como física hizo necesario ampliar la instalación eléctrica por épocas, lo cual provoca confusiones en personal poco familiarizado con las instalaciones eléctricas. Al final, fue posible descifrar la instalación eléctrica y con el uso de AutoCAD MEP 2008, también los planos eléctricos, cuadros de cargas y diagrama unifilar. 5.2 Conclusión de actividad oficinas Monte Verde El diseño eléctrico se basó en la colocación de contactos, luminarias y cuadros de cargas en las áreas propuestas, así como la determinación de la mejor trayectoria para los conductores eléctricos, lo cual fue a ensaño y error. La NOM-001-SEDE-2005 fue de mucha ayuda en cuanto a la determinación de tuberías, conductores, alimentadores, interruptores y caídas de voltaje; el mayor reto en esta actividad fue determinar la trayectoria de los circuitos eléctrico. Al finalizar esta actividad se logró un plano eléctrico completo. 5.3 Conclusión de actividad Fraccionamiento Valle de las Flores El mayor reto en esta actividad fue la repetición. Realizar cambios para que las caídas de voltaje estuvieran de acuerdo a la NOM-001-SEDE-2005, y al mismo tiempo se usaran calibres no muy grandes para ello fue complicado, pero los resultados al final fueron favorecedores. 5.4 Conclusión de actividad SISPROTER El acercamiento a esta actividad fue de gran importancia, pues muestra que el proyecto eléctrico no se construye hasta que se ha informado CFE de éste, especialmente porque las actividades que se suben al SISPROTER tienen entre sus materiales transformadores y otras que se colocan en la vía pública y que son de riesgo para la población en general, y vitales para el funcionamiento de la red eléctrica local. 50 5.5 Conclusión general Los proyectos eléctricos van mucho más allá del plano eléctrico, es toda una metodología complicada y exhaustiva con el fin de que las consultoras brinden la mejor calidad y seguridad en la distribución de la energía eléctrica. En Electrifica, la calidad es importante, tanto así que en pro de brindar el mejor servicio, cada una de las actividades relacionadas con el diseño eléctrico fue realizada y revisada en múltiples ocasiones antes de ser presentadas al cliente. Cada mejora permite la retención de información y técnica para en un futuro realizar proyectos eléctricos más complicados y detallados que los mostrados en este trabajo. También es importante destacar que, aunque la realización del plano eléctrico es importante, generalmente es hasta la fase del diagrama unifilar o el cuadro de cargas que se encuentran los errores, es por ello que éstos sean tomados en cuenta para facilitar la finalización de los proyectos. En lo que respecta a complicaciones del trabajo, la lectura y análisis de la NOM001-SEDE-2005 fue la parte más complicada de realizar. Esta norma es, y con sentido, vasta y complicada cuando se realiza el primer acercamiento; sin embargo, también es la herramienta más útil al momento de la realización, pues contienen en un solo documento todas las especificaciones, ecuaciones y pasos a seguir en el diseño de instalaciones eléctricas. 51 Bibliografía [1] Mujal Rosas, R. M. (2002). Tecnología eléctrica. España: Ediciones UPC. [2] Enríquez Harper, G. (2004). Manual Práctico de Instalaciones Eléctricas (Segunda ed.). México: Limusa. [3] SECRETARIA DE ENERGIA. (2005). Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE- 2005, Instalaciones Eléctricas (utilización). México: Secretaría de Energía. [4] CONDUMEX. (2009). Manual Técnico de Instalaciones Eléctricas en Baja Tensión. México: GRUPO CONDUMEX. [5] Enríquez Harper, G. (1998). El abc de las instalaciones eléctricas residenciales. México: Limusa. [6] Curso de Instalaciones Eléctricas. (1 de Junio de 2008). Curso de Instalaciones Eléctricas. Recuperado el 1 de Octubre de 2015, de Curso de Instalaciones Eléctricas: http://cursosdeelectricidad.blogspot.mx/2008/06/tema-18-tomas-de- corriente-contactos.html [7] Curso de Instalaciones Eléctricas. (1 de Junio de 2008). Curso de Instalaciones Eléctricas tema 14. Recuperado el 1 de Octubre de 2015, de Curso de Instalaciones Eléctricas: http://cursosdeelectricidad.blogspot.mx/2008/06/tema-14conexin-de-2-o-ms-lmparas-en.html [8] Curso de Instalaciones Eléctrica. (1 de Junio de 2008). Curso de Instalaciones Eléctrica tema 10. Recuperado el 1 de Octubre de 2015, de Curso de Instalaciones Eléctrica: http://cursosdeelectricidad.blogspot.mx/2008/06/tema-10mtodos-de-puentes-y-corto.html [9] A. Zapata, “Levantamiento Y Diagnóstico De La Instalación Eléctrica Del Edificio De Posgrado De La Facultad De Química”. Ing. Tesis, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuidad de México, 2015. [10] Curso de Instalaciones Eléctricas. (1 de Junio de 2008). Curso de Instalaciones Eléctricas tema 34. Recuperado el 1 de Octubre de 2015, de Curso de Instalaciones Eléctricas: http://cursosdeelectricidad.blogspot.mx/2008/06/tema34-qu-es-un-diagrama-unifilar.html [11] Comisión Federal de Electricidad (CFE). Curso SISPROTER. Septiembre 4, 2015. 52 Anexos Anexos A. Características del Conductor THW. 53 Anexos B. Características de resistencia y reactancia del conductor eléctrico THW a 75°C Tabla 4. Características de Reactancia y resistencia de conductor eléctrico THW a 75°C 54 Anexo C. Cuadros de Carga resultantes para las oficinas de CIG en Monte Verde. Tabla 5. Cuadro de cargas tablero AA TABLERO: "AA" ALUMBRADO, CONTACTOS DESCRIPCION: EN SERVICIO NORMAL, 220/127 VOLTS, ANALISIS DE CARGAS POT. INSTALADA POT. DEMANDA 2 FASES 3 HILOS, 60 Hz. INT PRINCIPAL 2X50 OFICNAS DE ALMACEN LOCALIZACION: CATALOGO: W 180 43 50 13 50 1100 1650 2200 3300 24 POLOS TOTAL = MARCA: SIMBOLO INSTALDA V OLT A J SISTEMA V E F A SE 133.33 VA'S 29,333.33 INT. PRINCIPAL = A VA'S 3 x 160 A CONDICIONES Y FACTORES DATOS DEL SISTEMA POT. 29,333.33 CORRIENTE = SQUARE D FASES HILOS In LONGITUD AGRUP. TEMP. (°C) Ic CALIBRE SECCION N EU T R CAIDA DE CORRIENTE DE POTENCIA VOLTAJE PROTECCION INTERRUPTOR AREA DE APLICACIÓN O DESCRIPCION 180 WATTS 23 WATTS 37 WATTS 40 WATTS 10 WATTS 1 TON 1.5 TON 2 TON 3 TON VA 200.00 47.78 55.56 14.44 55.56 1,222.22 1,833.33 2,444.44 3,666.67 VA VOLTS VOLTS AMPERES 46-50 6() MTS AMPERES # mm2 % FASE A FASE B MINIMO POLOS AMPERES 0.75 CTO 1 3 5 7 9 11 1 1 13 1 1 27 1 31 2 4 18 20 - - - - - 5.26 0.30 4.00 220V 2F- 2 H 220 220 2 2 16.67 17 1 0.75 3 22.22 10 5.26 0.62 220 220 2 2 5.56 24 1 0.75 7.41 5.26 0.30 220 220 2 2 11.11 13 0.75 14.81 5.26 0.31 220 220 2 2 5.56 21 0.75 7.41 5.26 0.26 220V 2F- 2 H 4.00 220V 2F- 2 H 4.00 4.00 220V 2F- 2 H 220V 2F- 2 4H .00 220V 2F- 2 H 4.00 00 220V 2F-42.H 00 220V 2F-42.H 1,222.22 1 4.00 1,222.22 220V 2F- 2 H 1 1,222.22 1,833.33 1,222.22 1 32 0.33 3 7.41 10 1 1 UNIDADES 5.26 0.75 2,444.44 1 30 0.75 1 1,222.22 24 28 1 25 1 22 26 14 5.56 3,666.67 1 12 14 16 11.11 2 1,833.33 29 10 2 2 1,222.22 25 6 8 2 220 2,444.44 1 23 220 220 1,222.22 17 19 21 220 3,666.67 1 15 1,222.22 9 2 3 2 - - 10 3 220V 2F- 2 4H.00 4.00 1,222.22 220V 2F- 2H 2,444.44 1 16.00 220V 2F-42.H 00 220V 2F- 2 H 4.00 220V 2F- 2 H 4.00 220V 2F- 2H 4.00 220V 2F- 2H 4.00 1 1 14.81 220 220 2 2 8.33 29 1 0.75 11.11 220 220 2 2 16.67 24 1 0.75 22.22 220 220 2 2 11.11 20 1 0.75 14.81 220 220 2 2 5.56 2 1 0.75 7.41 220 220 2 2 5.56 22 1 0.75 7.41 220 220 2 2 5.56 18 1 0.75 7.41 220 220 2 2 5.56 18 1 0.75 7.41 220 220 2 2 8.33 24 1 0.75 11.11 220 220 2 2 5.56 30 1 0.75 7.41 220 220 2 2 5.56 2 Salidas WATTS - - - - - 9,900.00 3,300.00 6,600.00 6,600.00 - - 26,400.00 Watts Totales Instalados VA - - - - - 11,000.00 3,666.67 7,333.33 7,333.33 - - 29,333.33 VA´s Totales Instalados NOTA: 1 0.75 7.41 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 10 3 5.26 0.24 5.26 0.41 5.26 0.49 5.26 0.03 5.26 0.27 5.26 0.22 5.26 0.22 5.26 0.44 5.26 0.37 5.26 Cuando se utilizen, los espacios libres, será necesario analizar el desbalanceo entre fases, siendo el 5% un valor recomendado. 0.01 1,222.22 1,222.22 611.11 611.11 13.89 2 X 15 A 6.94 2 X 10 A 2 X 30 A 6.94 2 X 10 A 13.89 2 X 10 A 6.94 2 X 10 A 10.42 2 X 15 A 20.83 2 X 30 A 13.89 2 X 15 A 6.94 2 X 10 A 6.94 2 X 10 A 6.94 2 X 10 A 6.94 2 X 10 A 10.42 2 X 15 A 6.94 2 X 10 A 6.94 2 X 10 A 1,833.33 1,833.33 611.11 611.11 1,222.22 1,222.22 611.11 611.11 916.67 916.67 1,833.33 1,833.33 1,222.22 1,222.22 611.11 611.11 611.11 611.11 611.11 611.11 611.11 611.11 916.67 916.67 611.11 611.11 611.11 611.11 14,666.67 14,666.67 20.83 DESBALANCEO MAX. = - Tabla 6. Cuadro de cargas tablero B. PROYECTO : UBICACIÓN : REALIZO: ENCARGADO: # DE REVISION: MAZINSA GUAYMAS, SONORA ING. JUAN LUIS GARCIA ING. GREGORIO CHAVEZ TABLERO: FECHA: 20 DE AGOSTO DE 2015 LOCALIZACION: "B" DESCRIPCION: ALUMBRADO, CONTACTOS 180 43 50 13 50 VA 24 POLOS INSTALDA 180 WATTS 23 WATTS 37 WATTS 40 WATTS 10 WATTS 200.00 47.78 55.56 14.44 55.56 VA 0.00 0.00 SISTEMA V VOLTS VOLTS V OLT A J E F A SE N EU T R O 13,036.67 TOTAL = OFICNAS DE ALMACEN MARCA: POT. DEMANDA CORRIENTE = SQUARE D 59.26 13,036.67 VA'S INT. PRINCIPAL = A VA'S 3 x 80 A CONDICIONES Y FACTORES DATOS DEL SISTEMA POT. SIMBOLO DESCRIPCION POT. INSTALADA 2 FASES 3 HILOS, 60 Hz. INT PRINCIPAL 2X50 CATALOGO: W ANALISIS DE CARGAS EN SERVICIO NORMAL, 220/127 VOLTS, FASES HILOS In LONGITUDAGRUP. TEMP. (°C) Ic 6 AMPERES CALIBRE SECCION CAIDA DE CORRIENTE DE POTENCIA VOLTAJE PROTECCION INTERRUPTOR AREA DE APLICACIÓN AMPERES MTS 0.00 # mm2 % FASE A FASE B MINIMO POLOS AMPERES 0.75 CTO 1 2 3 10 2,000.00 5 10 2,000.00 7 10 2,000.00 1.00 9 7 1,400.00 1.00 11 400.00 8 1,600.00 13 - 15 - 17 19 - 21 - 23 - 2 11 1.00 1.00 4.00 4.00 4.00 120 120 1 2 3.33 9 1 0.75 4.44 120 120 1 2 16.67 30 1 0.75 22.22 120 120 1 2 16.67 40 1 0.75 22.22 120 120 1 2 16.67 38 1 0.75 22.22 120 120 1 2 11.67 14 1 0.75 15.56 3 120 220 #N/A 120 1 220 #N/A 2 2 #N/A 2 #N/A 220 220 2 2 #N/A #N/A #N/A #N/A 220 #N/A 220 #N/A 2 #N/A 13.33 27 #N/A 2 #N/A - 0.75 17.78 1 0.75 - 3 0.75 #N/A 4 0.75 0.75 #N/A 0.75 - 0.75 #N/A 1 1 #N/A 3 1 #N/A - 3 3 #N/A #N/A 3 #N/A 4 5.26 0.25 5.26 4.07 5.26 5.42 5.26 5.09 5.26 1.28 5.26 8.367 4 3 #N/A 8.367 #N/A #N/A #N/A 2,000.00 2,000.00 2,000.00 1,400.00 2.88 #N/A 8.367 400.00 - 1,600.00 - #N/A 120 120 1 2 4.38 24 1 0.75 5.84 5.26 0.86 1 18 1,047.78 120 120 1 2 8.73 20 1 0.75 11.64 5.26 1.42 3 692.22 512.22 120 120 120 120 1 1 2 2 5.77 4.27 35 53 1 1 0.75 0.75 7.69 5.69 5.26 5.26 1.64 120 120 1 2 2.78 12 1 0.75 3.70 5.26 0.27 120 120 1 2 4.38 35 1 0.75 5.84 5.26 1.25 - 106 1 0.75 - 5.26 - - 0.75 #N/A 0.75 - - - 0.75 #N/A 6 12 333.33 11 525.56 14 - 18 - 20 22 VA 1.00 1.00 47 8,460.00 9,400.00 42 1,806.00 2,006.67 27 1,350.00 1,500.00 9 117.00 130.00 - - - - - - - 125.00 11,733.00 13,036.67 127 #N/A 220 3.00 #N/A 4.00 #N/A - 24 WATTS 1.00 1.00 16 UNIDADES 1.00 220 127 #N/A 1 #N/A 220 #N/A #N/A 220 #N/A Salidas Watts Totales Instalados 4.00 VA´s Totales Instalados 2 #N/A 2 #N/A 2 #N/A #N/A 2 #N/A 110 #N/A 2 #N/A - 1 #N/A - 1 #N/A #N/A NOTA: 0.75 - 0.75 #N/A 3 3 3 3 3 525.56 1,047.78 692.22 512.22 333.33 3 #N/A 2 #N/A 5.26 Cuando se utilizen, los espacios libres, será necesario analizar el desbalanceo3entre fases, siendo el 5% un valor recomendado. PRYTOS, PTTOS, URBANI 20.83 1 X 30 A 20.83 1 X 30 A ÁREA COMERCIAL 14.58 1 X 10 A PAPELERÍA, SALA DE JUNTAS 16.67 20 A CONTROL DE OBRA 2 X VACIO - 2 X VACIO - 2 X VACIO 5.47 1 X 10 A 10.91 1 X 15 A PASILLOS 7.21 ÁREA COMERCIAL, ESCALERAS 5.34 1 X 10 A 1 X 10 A 3.47 1 X 10 A MÓDEM, BAÑOS, SERVICIO 1 X 10 A PTTOS, PRYTOS, COCINA, URBA - - LUMINARIAS EXTERIORES #N/A - 2 X 10 A - 2 X VACIO #N/A SALA DE JUNTAS, OBRAS 1 X VACIO #N/A X - - MERCAD, TITUL, COMEDOR - 525.56 #N/A 3.307 BAÑOS 1 X 30 A - 11 8 9 1 X 10 A - 6 8 1.00 4.17 20.83 - 4 10 525.56 1.00 1.00 #N/A 5,351.11 7,685.56 DESBALANCEO MAX. = 0.30 56 Tabla 7. Cuadro de cargas tablero A. PROYECTO : UBICACIÓN : REALIZO: ENCARGADO: # DE REVISION: MAZINSA GUAYMAS, SONORA ING. JUAN LUIS GARCIA ING. GREGORIO CHAVEZ TABLERO: FECHA: 20 DE AGOSTO DE 2015 LOCALIZACION: "A" ALUMBRADO, CONTACTOS DESCRIPCION: EN SERVICIO NORMAL, 220/127 VOLTS, 180 43 50 13 50 1100 1650 2200 POT. INSTALADA 3300 180 WATTS 23 WATTS 37 WATTS 40 WATTS 10 WATTS AC 1 TON AC 1.5 TON AC 2 TON AC 3 TON VA 200.00 47.78 55.56 14.44 55.56 1,222.22 1,833.33 2,444.44 3,666.67 24 POLOS MARCA: POT. DEMANDA POT. INSTALDA SISTEMA V VA VOLTS VOLTS V OLT A J E F A SE N EU T R O 21,938.89 CORRIENTE = SQUARE D 99.72 A 21,938.89 VA'S INT. PRINCIPAL = VA'S 3 x 125 A CONDICIONES Y FACTORES DATOS DEL SISTEMA SIMBOLO DESCRIPCION TOTAL = OFICNAS DE ALMACEN CATALOGO: W ANALISIS DE CARGAS 2 FASES 3 HILOS, 60 Hz. INT PRINCIPAL 2X50 FASES HILOS In LONGITUD AGRUP. TEMP. (°C) Ic 6 AMPERES CALIBRE SECCION CAIDA DE VOLTAJE CORRIENTE DE PROTECCION POTENCIA INTERRUPTOR AREA DE APLICACIÓN AMPERES MTS # mm2 % FASE A FASE B MINIMO POLOS AMPERES 0.75 CTO 1 2 400.00 3 6 1,200.00 5 8 1,600.00 7 6 1,200.00 1.00 9 6 1,200.00 1.00 11 1 13 1,222.22 15 17 19 21 23 25 2 1 2,444.44 1 2,444.44 1 4 6 8 13 2 8 3 6 1,222.22 732.22 1 12 14 2,444.44 1 1,222.22 16 1 18 2,444.44 1 22 1,222.22 24 VA 4.00 4.00 5.00 5.00 1.00 1.00 1.00 4.00 4.00 4.00 120 120 1 2 3.33 6 1 0.75 4.44 120 120 1 2 10.00 13 1 0.75 13.33 120 120 1 2 13.33 23 1 0.75 17.78 120 120 1 2 10.00 12 1 0.75 13.33 120 120 1 2 10.00 9 1 0.75 13.33 3 3 3 3 5.26 0.16 5.26 1.06 5.26 2.50 5.26 0.98 5.26 0.73 28 5,040.00 5,600.00 21 903.00 1,003.33 11 550.00 611.11 4 52.00 57.78 - 4 4,400.00 4,888.89 - 4 8,800.00 9,777.78 - - - 72.00 19,745.00 21,938.89 400.00 1,200.00 1,600.00 1,200.00 1,200.00 3 220 220 2 2 5.56 6 1 0.75 7.41 220 220 2 2 11.11 5 1 0.75 14.81 220 127 2 3 11.11 12 1 0.75 14.81 220 127 2 3 5.56 17 1 0.75 7.41 120 120 1 2 6.10 20 1 0.75 8.14 120 120 120 120 1 1 2 2 4.57 3.26 23 28 1 1 0.75 0.75 6.10 4.35 220 220 2 2 11.11 10 1 0.75 14.81 220 220 2 2 5.56 2 1 0.75 7.41 220 220 2 2 11.11 8 1 0.75 14.81 220 220 2 2 5.56 14 1 0.75 7.41 #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A 0.75 4 4 4 4 3 3 8.367 0.05 611.11 611.11 1,222.22 8.367 0.04 8.367 0.16 8.367 0.11 611.11 5.26 0.99 732.22 5.26 5.26 0.86 0.74 391.11 5.26 0.26 5.26 0.03 3.307 0.32 5.26 0.08 1,222.22 1,222.22 1,222.22 3 Salidas 4.00 Totales Instalados Watts VA´s Totales Instalados #N/A NOTA: #N/A 2 #N/A Cuando se utilizen, los espacios libres, será necesario analizar el desbalanceo 3entre fases, siendo el 5% un valor recomendado. 611.11 548.89 1,222.22 1,222.22 3 3 20 WATTS 1.00 548.89 391.11 4 10 UNIDADES 1.00 1.00 611.11 611.11 4.17 1 X 10 A BAÑOS 12.50 1 X 15 A GERENCIA, SALA DE JUNTAS 16.67 1 X 20 A COMPUTACIÓN Y ASESORES 12.50 1 X 15 A PAPELERÍA 12.50 1 X 10 A VENDEDORES 6.94 2 X 10 A AC GERENTE 1 13.89 2 X 15 A VENTAS 13.89 2 X 15 A VENTAS 6.94 2 X 10 A CIG CORCHOLIS 7.63 1 X 10 A 1 X 10 A VENDEDORES, PAPELERÍA, CIG 1 X 10 A LUMINARIAS EXTERNAS 5.72 4.07 13.89 2 X 15 A AC SALA DE JUNTAS 6.94 - 2 X 10 A AC GERENTE 2 2 X 15 A VENTAS 2 X 10 A CÓMPUTO Y ASESORES #N/A X #N/A 2,444.44 - 1,222.22 1,222.22 #N/A - 11,045.56 12,115.56 GERENCIA, JUNTAS, CÓMPUTO DESBALANCEO MAX. = 0.09 57 Tabla 8. Cálculo de alimentadores. DATOS DEL SISTEMA VA'S TOTAL # C.A. DE TABLERO VA'S TOTAL APLICACIÓN F.D. INSTALADOS DEMANDADOS SISTEM A VOLTS V OLT A JE F A SE N EU T R O FASES HILOS In. AMPERES A AA AIRE ACONDICIONADOS 29,333.33 1 29,333.33 220V 2F- 2H A B LUMINARIAS Y CONTACTOS PA 13,036.67 1 13,036.67 220V 2F- 2H INT 400 A A PLANTA BAJA 64,308.89 1 64,308.89 220V 2F- 2H 4 4 4 220 220 2 2 CONDICIONES AGRUP. TEMP. LONG. 46-500.75 () °C MTS 133.33 31.3648 1 0.75 e% Ic. DESEADO # CONDUCTOR POR CONDUCTORES x FASE AMPACIDAD AMPERES 177.78 4 1 SELECCIÓN DEL CONDUCTOR CONDUCTOR POR AGRUPAMIENTO CONDUCTOR POR e% CONDUCTOR X FASE No. mm2 (AWG ) MINIMO (8 AWG) MINIMO (8 AWG) MINIMO (8 AWG) 85.01 (3/0) 85.01 (3/0) 13.30 (6) 1 3/0 CONDUCTOR DESNUDO TUBERIA mm2 (AWG) MM 0.956 13.30 (6) 32 (1-1/4) 2 x 175 A e% INTERRUPTOR 11.00 220 220 2 2 59.26 31.3648 1 0.75 79.01 4 1 21.15 (4) 21.15 (4) 8.367 (8) 1 1/0 0.624 8.367 (8) 25 (1) 2 x 75 A 220 220 2 2 292.31 7.7709 1 0.75 389.75 4 1 304.0 (600) 304.0 (600) 8.367 (8) 1 4 1.429 33.62 (2) 25 (1) 2 x 400 A 9.00 6.00 58 Anexo D. Tablas de caída de tensión fraccionamiento Valle de las Flores Tabla 9. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 1 150 W AMP. R ohm/kft X ohm/kt CAIDA DE TENSION TOTAL DE CAIDA DE TENSION % CAIDA SECC. CAL. DIST. LAMP. 150 W 1 6 37 1 1 0.9 0.710 0.051 0.069 0.069 0.06 2 6 45 1 2 1.7 0.710 0.051 0.168 0.237 0.20 3 6 36 2 4 3.4 0.710 0.051 0.269 0.505 0.42 4 6 11 2 6 5.2 0.710 0.051 0.123 0.628 0.52 5 4 21 3 9 7.7 0.460 0.048 0.232 0.860 0.72 6 4 20 1 10 8.6 0.460 0.048 0.245 1.106 0.92 7 4 45 1 11 9.5 0.460 0.048 0.607 1.713 1.43 8 4 36 1 12 10.3 0.460 0.048 0.530 2.242 1.87 9 4 23 6 18 15.5 0.460 0.048 0.508 2.750 2.29 10 1/0 42 8 26 22.4 0.190 0.044 0.585 3.335 2.78 11 1/0 10 1 27 23.2 0.190 0.044 0.145 3.480 2.90 DISTANCIA 326 26 Tabla 10. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 2 SECC. CAL. DIST. LAMP. 150 W 150 W AMP. R ohm/kft X ohm/kt CAIDA DE TENSION TOTAL DE CAIDA DE TENSION % CAIDA 1 6 42 1 1 0.9 0.710 0.051 0.078 0.078 0.07 2 6 15 1 2 1.7 0.710 0.051 0.056 0.134 0.11 3 6 38 1 3 2.6 0.710 0.051 0.213 0.347 0.29 4 6 40 1 4 3.4 0.710 0.051 0.298 0.645 0.54 5 4 36 1 5 4.3 0.460 0.048 0.221 0.866 0.72 6 4 36 1 6 5.2 0.460 0.048 0.265 1.131 0.94 7 4 19 1 7 6.0 0.460 0.048 0.163 1.294 1.08 8 4 35 7 14 12.0 0.460 0.048 0.601 1.895 1.58 9 4 36 7 21 18.1 0.460 0.048 0.927 2.822 2.35 10 1/0 51 3 24 20.6 0.190 0.044 0.656 3.478 2.90 DISTANCIA 348 24 Tabla 11. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 3 SECC. CAL. DIST. LAMP. 150 W 150 W AMP. R ohm/kft X ohm/kt CAIDA DE TENSION TOTAL DE CAIDA DE TENSION % CAIDA 1 6 37 1 1 0.9 0.710 0.051 0.069 0.069 0.06 2 6 34 1 2 1.7 0.710 0.051 0.127 0.196 0.16 3 6 20 1 3 2.6 0.710 0.051 0.112 0.308 0.26 4 4 42 1 4 3.4 0.460 0.048 0.206 0.514 0.43 5 4 40 1 5 4.3 0.460 0.048 0.245 0.759 0.63 6 4 39 1 6 5.2 0.460 0.048 0.287 1.046 0.87 7 4 39 1 7 6.0 0.460 0.048 0.335 1.381 1.15 8 4 36 2 9 7.7 0.460 0.048 0.397 1.778 1.48 9 1/0 42 1 10 8.6 0.190 0.044 0.225 2.003 1.67 10 1/0 36 1 11 9.5 0.190 0.044 0.212 2.215 1.85 11 1/0 37 1 12 10.3 0.190 0.044 0.238 2.453 2.04 12 13 1/0 1/0 32 113 1 1 13 14 11.2 12.0 0.190 0.190 0.044 0.044 0.223 0.848 2.676 3.524 2.23 2.94 DISTANCIA 547 14 Tabla 12. Cálculos de caída de voltaje en el circuito 4 SECC. CAL. 1 6 2 6 3 6 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 11 1/0 12 1/0 13 1/0 14 1/0 DISTANCIA DIST. 36 38 27 35 11 25 42 36 36 42 36 38 20 71 422 LAMP. 150 W 150 W AMP. R ohm/kft X ohm/kt CAIDA DE TENSION TOTAL DE CAIDA DE TENSION % CAIDA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0.9 1.7 2.6 3.4 4.3 5.2 6.0 6.9 7.7 8.6 9.5 10.3 11.2 12.0 0.710 0.710 0.710 0.460 0.460 0.460 0.460 0.460 0.460 0.460 0.190 0.190 0.190 0.190 0.051 0.051 0.051 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.048 0.044 0.044 0.044 0.044 0.067 0.142 0.151 0.172 0.067 0.184 0.361 0.353 0.397 0.515 0.212 0.244 0.139 0.533 0.067 0.209 0.360 0.532 0.599 0.783 1.144 1.497 1.894 2.409 2.621 2.866 3.005 3.538 0.06 0.17 0.30 0.44 0.50 0.65 0.95 1.25 1.58 2.01 2.18 2.39 2.50 2.95 14 60 Anexos E. Cuadros de carga de Red Petroil FIGURA 21. Cuadro de cargas Petroil. Tablero Universidad FIGURA 22. Cuadro de cargas Petroil. Tablero de Aires acondicionados 2. 61 FIGURA 23. Cuadro de cargas Petroil. Tablero en recepción 1 y en SITE FIGURA 24. Cuadro de cargas Petroil. Tablero de aires acondicionados 1. FIGURA 25. Cuadro de cargas Petroil. Tablero a bombas 1. 62 FIGURA 26. Cuadro de Cargas Petroil. Tablero a bombas 2. FIGURA 27. Cuadro de cargas Petroil. Tableros de sistemas y recepción 2. FIGURA 28. Cuadro de cargas Petroil. Tablero a Oficinas. 63 FIGURA 29. Cuadro de cargas Petroil. Tableros a Bombas 3 y del área de combustóleo. FIGURA 30. Cuadro de cargas Petroil. Tablero facturación. 64 Anexo F. Capturas de pantalla de SISPROTER FIGURA 31. Pantalla de inicio de SISPROTER FIGURA 32. Pantalla de captura de datos 65 FIGURA 33. Continuación de pantalla de captura de datos FIGURA 34. Pantalla final de captura de datos 66 FIGURA 35. Pantalla de apartado para subir datos de la solicitud FIGURA 36. Pantalla de solicitudes en espera 67
