MEMORIA DE CÁLCULO PROYECTO CONDOMINIO CHIRCA SAN JOSE SETIEMBRE 2022 Contenido Contenido ........................................................................................................................ 2 BAJA TENSION ............................................................................................................... 3 Referencia ....................................................................................................................... 3 Declaración de Cargas .................................................................................................. 3 Dimensionamiento del Transformador: ........................................................................ 4 Ampacidad: ..................................................................................................................... 4 Llenado de tubos secundarios ....................................................................................... 5 Regulación ...................................................................................................................... 6 MEDIA TENSIÓN........................................................................................................ 7 Regulación de voltaje...................................................................................................... 7 Ampacidad ...................................................................................................................... 7 Calibre de conductor ....................................................................................................... 7 Aislamiento ..................................................................................................................... 8 Cálculo de corriente de corto circuito. ............................................................................ 8 Propuesta de coordinación de protecciones de todos los equipos................................... 8 Tensiones máximas de jalado por cada tramo por instalar de conductor. ...................... 8 Calculo de temperatura de operación real, desde condiciones de carga de diseño ......... 9 Longitud de circuito. ....................................................................................................... 9 Factores de diseño considerados y utilizados. ................................................................ 9 Configuración del circuito. ............................................................................................. 9 Agrupamiento. ................................................................................................................ 9 Temperatura ambiente. ................................................................................................... 9 Anexo 1........................................................................................................................... 11 Anexo 2........................................................................................................................... 13 Anexo 3........................................................................................................................... 15 BAJA TENSION Referencia Esta memoria de cálculo presenta el diseño de la Red de Distribución Eléctrica subterránea para el proyecto Condominio Chirca. Este es un proyecto de desarrollo residencial, localizado en la zona de San Jose, Escazú. La red que se está planteando es una red subterránea Trifásica que alimentara un transformador de pedestal de 300kVA, 120/208V-34.5kV que alimentara las cargas del edificio. A continuación, se presentan los cálculos para el dimensionamiento del transformador y cables de red subterránea de baja tensión. Declaración de Cargas Dimensionamiento del Transformador: Para el dimensionamiento del transformador, se tomó en cuenta la carga estimada en el tablero típico. Para este proyecto incluyendo lo proyectado se propone un transformador Trifásico de 300kVA tipo pedestal, esto basado en los tableros típicos de todo el proyecto, mismos que fueron adjuntados en las láminas visadas. Ampaci dad: Para el caso del transformador Tp-01 la determinación del cable de acometida secundaria hacia el i n t e r r u p t o r p r i n c i p a l , se parte de una demanda de potencia de 300kVA, con el fin de que dichos alimentadores queden dimensionados para la potencia nominal del transformador que se requiere instalar. La corriente máxima nominal del transformador en este caso sería de 833.3 amperes, dada esta situación se propone la siguiente configuración: 3 x 350 MCM, tipo XHHW-2, para cada fase. 3 x 350 MCM, tipo XHHW-2, para el neutro. 3 x 1/0 AWG, tipo XHHW-2, para Tierra Para un conductor 350 AWG en Aluminio, a una temperatura de 30ºC, temperatura de operación de 90ºC en ducto: Cantidad de conductores (833.3 A÷280 A) = 2.9 Según el dato obtenido se requiere de 3 conductores calibre 350 MCM por fase, en aluminio, tipo XHHW-2. Para el Neutro se utilizará cable 350 MCM, aluminio, a una temperatura ambiente de 30ºC, temperatura de operación de 90ºC en ducto para neutro. Nota: Para este diseño se respetarán los cálculos realizados por el ingeniero que diseño la baja tensión del proyecto. Tierra Para el conductor de puesta a tierra, se propone un calibre #1/0 en aluminio, esto para el transformador T-01. Esto se justifica a través de la tabla 250-122 del NEC 2014. Llenado de tubos secundarios Para el Transformador T-01 Para la canalización secundaria se tienen 3 tubos de 100mmØ por donde pasaran en un solo ducto 3 x #350 MCM por Fase y 1 x #350 MCM para Neutro y 1 x #1/0 AWG para Tierra, en aluminio, XHHW-2. Para la ocupación de los ductos será de la siguiente manera. En primer ducto irán tres conductores por fase + un conductor para neutro + un conductor para Tierra, por lo que se tendrá en un solo ducto la cantidad de 4 conductores #350 MCM y un conductor calibre #1/0 AWG, aluminio, XHHW-2. No se dejará prevista. Calibre del Diámetro Conductor Externo(mm) 350 AWG 1/0 AWG 21.2 12.7 Cantidad Diámetro equivalente 4 1 21.2 12.7 Área equivalente (mm2) 1411.96 126.67 Un ducto de PVC SDR-41 de 4”, tiene un área de Sección transversal de 7854 mm2. Tomando en cuenta lo anterior el porcentaje de ocupación de ducto para el tramo de acometida al medidor es de: % Llenado = (1538.63mm2/7854mm2) x 100=19.59% Dicho valor es inferior al 40% establecido como máximo para más de dos conductores eléctricos según Tabla 1, capítulo 9 del NEC 2008. Regul ación En este caso se considera la caída de tensión en los conductores del circuito alimentador desde los bornes secundarios del transformador hasta el módulo de medidores, para lo cual se utiliza la siguiente ecuación: ∆V% = (4 x I x L)/(S x V) Dónde: S es el Área transversal del conductor o del total de conductores en paralelo en mm2 L es la distancia en pies o metros. I la corriente declarada en amperios. V es el voltaje Para el Transformador T-01 Para el cable de #350 MCM, XLPE se tiene un área transversal de 177.3 mm2. Se toma la distancia más larga de la ubicación del interruptor principal con respecto al transformador y es de 10 metros, además se usa la corriente de la demanda y se tiene una pérdida de: %∆V = (4 x 833.3 x 10) =0.3% 531.9 x 208 Por lo tanto, se tiene que para el caso de los circuitos ramales no se supera el valor de 3% en caída de tensión. MEDIA TENSIÓN Regulación de voltaje Carga: 300kVA Voltaje: 34.5 kV Corriente: 5A. Distancia: 7 m Conductor: 1/0. Regulación: Se presenta una caída de voltaje de 0 V. Ampacidad Para la carga total de 300 k VA, 34.5 kV, T r i f a s i c o se tiene una corriente de operación a plena carga de 5 A, por lo que la ampacidad del circuito no es un factor importante para el cálculo del calibre del conductor de media tensión que será de 50 mm2 (1/0 AWG). Calibre de conductor Se utilizará el calibre mínimo permitido por el Manual para Redes de Distribución Eléctrica Subterránea 19.9/34.5 kV, 50 mm2 (1/0 AWG) en Aluminio. Aislamiento Polietileno Reticulado (EPR) al 100%. Cálculo de corriente de corto circuito. El proyecto cuenta con una Icc trifásica de 3483.51A, de acuerdo a la información brindada por la empresa de CNFL. Propuesta de coordinación de protecciones de todos los equipos. El transformador internamente trae un fusible inmerso en aceita ELSP con valor de 30Amp y un Bay-o-net C05 debidamente coordinados. Los fusibles principales a colocar en cortacircuitos serán iguales o similares a: Fusible en poste: A.B. Chance 15T. Fusible limitador de corriente: Cooper Companion II 25K. Se adjunta las curvas con la coordinación de estos elementos Tensiones máximas de jalado por cada tramo por instalar de conductor. La tensión máxima de jalado de los cables de cobre en lb. No deben exceder 0.008 veces la sección del cobre en CM (en Kg. no deben exceder 7.1616 veces la sección del cobre en mm2) cuando se instala con gancho de jalado fijado al cobre. Haciendo el cálculo para el conductor calibre 1/0 AWG de aluminio sería lo siguiente: Según tablas del NEC, su sección es 105600 CM, por lo tanto 0.008*105600 = 844.8 lb de tensión máxima de jalado. Según tablas del NEC, su sección 53.51 mm2, por lo tanto 7.1616*53.51 = 383.21721 Kg de tensión máxima de jalado. Cuando se utiliza manga contráctil o tira cables de malla, la cual se fija sobre la cubierta, la tensión máxima no debe exceder 453.6 Kg, si la fuerza para la instalación da más que este valor, debe utilizarse un gancho de jalado que sea fijado al conductor. Se debe considerar que la distancia entre el poste hasta la fosa del transformador no supera los 100m, por tal motivo y de acuerdo al Capítulo 3, Sección 3.1.2, punto C del Manual de Redes de Distribución Eléctrica Subterránea, no se deberá demostrar que se exceda la tensión mecánica máxima de jalado para el conductor. Cálculo de temperatura de operación real, desde condiciones de carga de diseño La temperatura de operación es de 30°C Longitud de circuito. El circuito consta de un tramo de 7m por lo que la longitud total del circuito tomando en cuenta la reservas en la fosa y el poste es de 35m lineales. Factores de diseño considerados y utilizados. El factor de diversidad utilizado es de 0.45. Configuración del circuito. Circuito radial. Agrupamiento. Monopolar. Temperatura ambiente. La temperatura am biente m á xim a para la zona de acuerdo al Meteorológico Nacional, es de 28.0°C Realizado por: Ing. Oscar Odio Araya IE-25816 7222-7664 Instituto Anexo 1 Corrientes de corto circuito Anexo 2 Curvas de coordinación de protecciones Anexo 3 Ficha Técnica Cables de Media Tensión Media Tensión XLPE ó EPR 5, 8, 15, � 35 kV DESCRIPCIÓN GENERAL Cable monoconductor formado por conductor de cobre suave o aluminio duro 1350, con pantalla semiconductora sobre el conductor y aislamiento de polietileno de cadena cruzada (XLPE) o etileno propileno (EPR), pantalla sobre el aislamiento extruida, pantalla metálica a base de alambres de cobre y cubierta de policloruro de vinilo altamente deslizable (PVC-RAD). 5 - 35 kV 90°C ESPECIFICACIONES • NMX-J-142/1 Cables de Energía con pantalla metálica, aislados con polietileno de cadena cruzada o base de etileno propileno para tensiones de 5 a 35 kV. PRINCIPALES APLICACIONES • • • • Redes subterráneas de distribución primaria en zonas comerciales donde la densidad de carga es muy elevada. Alimentación y distribución primaria de energía eléctrica en plantas industriales en general. Redes de distribución primaria en zonas residenciales • En la alimentación y distribución de energía eléctrica en edificios con subestaciones localizadas en • varios niveles. • Puede Instalarse en conduit, dueto y charola. CARACTERíSTICAS Tensión máxima de operación: 5 000, 8 000, 15 000, 25 000 o 35 000 V. Niveles de aislamiento de 100% y 133% (categorías I y II respectivamente) Temperatura máxima de operación: 90"C. Temperatura máxima de operación en emergencia: 130"C. Temperatura máxima de operación en corto circuito: 250"C. Los conductores son de cobre suave o de aluminio duro 1 350 en cableado compactado en secciones de 8.37 a 507 mm2(8 AWG a 1 000 kcmil), según la tensión de operación. • El aislamiento es de polietileno de cadena cruzada (XLPE) o etileno propileno (EPR). • • • • • • • • • • • La pantalla metálica está formada por alambres de cobre suave que cumplen o exceden los requerimientos de NMX-J-142/1. Cubierta Exterior Altamente Deslizable (RAD) de PVC Rojo resistente a la flama. NOTA: Opcionalmente este producto puede fabricarse con elementos bloqueadores de agua en el conductor y/o en la pantalla metálica, con aislamiento de Polietileno de Cadena Cruzada Retardante Copyright© 2012 Conductores Monterrey S.A. de C.V. Derechos reservados. www.viakon.com