Proyecto: SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, A LA CIUDAD DE TEPATITLÁN, ACUEDUCTO EL SALTO TEPATITLÁN, EN EL MUNICIPIO DE TEPATITLÁN DE MORELOS, JALISCO.
Sub proyecto: Planta potabilizadora Especialidad: Ing. Eléctrica Elaboró : Dr. Jorge J Mier Garcia
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MEMORIA TECNODESCRIPTIVA
PROYECTO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN
ALTA Y BAJA TENSIÓN A PLANTA POTABILIZADORA DE
TEPATITLAN,. UBICADA EN CARRETERA JALISCO.
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MEMORIA TÉCNICO DESCRIPTIVA
Memoria técnico descriptiva del proyecto de instalaciones eléctricas en alta y baja
potabilizadora de Tepatitlán ubicado en carretera Jalisco.
INDICE
Tabla de contenido A.- OBJETIVO.- ................................................................................................................................................................. 3 B.- LOCALIZACIÓN.- ...................................................................................................................................................... 3 C.- ALTA TENSIÓN.- ....................................................................................................................................................... 3 D.- SUB-ESTACIÓN (CÁLCULO Y TIPO).- ................................................................................................................... 3 E.- RELACIÓN DE CARGA AL 100% POTABILIZADORA DE TEPATITLAN ......................................................... 3 F.- CALCULO DE TRANSFORMADOR Y CÁLCULO DE PROTECCIÓN ................................................................. 3
1) SELECCIÓN DE LISTÓN FUSIBLE EN ALTA TENSIÓN. ..................................................................................... 4 G.- CALCULO DE CORTO CIRCUITO ........................................................................................................................... 4
1. CAPACIDAD DE LA SUB-ESTACIÓN 1500 KVA. ................................................................................................. 4 2. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN. ................................................................................................................................. 4 3. CORTO CIRCUITO ..................................................................................................................................................... 4
H.- CALCULO PARA ALIMENTACIÓN PRINCIPAL Y ALIMENTADOR DEL GENERADOR. ............................ 11 1. POR CORRIENTE ..................................................................................................................................................... 12 2. POR CAÍDA DE TENSIÓN. ..................................................................................................................................... 12 3. POR CORTO CIRCUITO. ......................................................................................................................................... 13 4. CALCULO DE LA CANALIZACIÓN DE ALIMENTADOR PRINCIPAL ............................................................ 14 5. CALCULO DE INTERRUPTOR PARA LA PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR PRINCIPAL ..................... 14
I.- DISEÑO DEL SISTEMA DE TIERRAS. .................................................................................................................. 14 1. CONSIDERACIONES GENERALES. ...................................................................................................................... 15 2. DETERMINACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO. ...................................................................... 15 3. DETERMINACIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO .......................................................................... 15 4. CALCULO DE LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR. ............................................................................................... 16 5. CALCULO DE LA LONGITUD NECESARIA DEL CONDUCTOR. ..................................................................... 18 6. CALCULO DEL POTENCIAL DE CONTACTO O DE MALLA. .......................................................................... 20 7. CALCULO DEL POTENCIAL DE PASO. ............................................................................................................... 21 8. CALCULO DE LA RESISTENCIA DE LA RED. .................................................................................................... 22 9. CALCULO DEL POTENCIAL DE TRANSFERENCIA. ......................................................................................... 22
J.- CALCULO DEL TABLERO “A” (FUERZA). .......................................................................................................... 23 1. POR CAPACIDAD DE CORRIENTE ....................................................................................................................... 23 2. POR CAÍDA DE TENSIÓN. ..................................................................................................................................... 23 3. CALCULO DE LA CANALIZACIÓN A TABLERO FUERZA .............................................................................. 24 4. CALCULO DE INTERRUPTOR PARA LA PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR A TABLERO FUERZA ... 26
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A.- OBJETIVO.-
EL OBJETIVO GENERAL DEL PRESENTE PROYECTO ES ESTABLECER LAS ESPECIFICACIONES
DESTINADAS AL SUMINISTRO Y USO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, A FIN DE QUE OFREZCAN CONDICIONES
ADECUADAS DE SERVICIO Y SEGURIDAD PARA LAS PERSONAS Y SU PATRIMONIO APLICANDO LA NORMA
OFICIAL MEXICANA NOM-001 SEDE 2005.
B.- LOCALIZACIÓN.-
JALISCO.
C.- ALTA TENSIÓN.-
La acometida de alta tensión será trifásica aérea con cable aluminio 1/0 ACSR, por
fase, poste de concreto de 12-750 aislamiento 23 KV, corta fusible tipo cuchilla 23 KV y
crucetas pt-250.
D.- SUB-ESTACIÓN (CÁLCULO Y TIPO).-
Para el cálculo de la sub-estación se tomaron las corrientes nominales de todo el
sistema de acuerdo a la relación de carga al 80 %.
E.- RELACIÓN DE CARGA AL 100% POTABILIZADORA DE TEPATITLAN
PROPIETARIO: MUNICIPIO DE TEPATITLAN
UBICACIÓN: JALISCO.
CANT. DESCRIPCIÓN VOLTS WATTS POR
EQUIPO TOTAL
EN WATTS
5 Motobomba de Impulsión (400HP) 480 298,280 1,491,400
TOTAL EN WATTS. 1,491,400
F.- CALCULO DE TRANSFORMADOR Y CÁLCULO DE PROTECCIÓN
Nota: Se aplicara un factor de demanda de un 80% a la carga total.
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KW TOTAL= 1491.4 F.D. = 80% KW TOTAL= 1193.12 Kw
PF
KwKva
.
KvaKva 68.13259.0
12.1193
Por consiguiente se selecciona un transformador de 1500 KVA delta – estrella,
23,000/480-277 volts trifásico tipo seco (AA), marca VOLTAN, para la subestación.
1) SELECCIÓN DE LISTÓN FUSIBLE EN ALTA TENSIÓN.
I = 1500 KVA = 37.98 A
23 KV X 1.73
I = 37.98 X 3 = 113.94 A.
I = 100 A.
Se selecciona un listón fusible de 100 Amps como máximo para las cuchillas
fusible en alta tensión del tipo individual, operación en aire, maniobradas con pértiga. Tabla
450.
G.- CALCULO DE CORTO CIRCUITO
Memoria de cálculo de corto circuito del proyecto e instalaciones eléctricas en alta y
baja tensión.
1. CAPACIDAD DE LA SUB-ESTACIÓN 2000 KVA.
2. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN.
ALTA TENSIÓN: 23.0 KV
BAJA TENSIÓN: 480/277 V.
3. CORTO CIRCUITO
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OBJETIVO.-
Determinar las potencias o corrientes de corto circuito en los buses del sistema eléctrico
para verificar las capacidades interruptivas de los sistemas de protección descritos a
continuación.
a) Interruptor general en baja tensión.
b) Cuchillas fusibles en alta tensión.
c) Resto de interruptores de baja tensión.
Observaciones.- Las cargas de alumbrado no intervienen en la contribución de corto
circuito.
MÉTODO DE CÁLCULO.- Mediante el uso del software FaultChecker 4.01, se determinan los niveles de corrientes de
cortocircuito y las principales contribuciones de los elementos de la red bajo estudio. Los
datos primarios para este software se toman del unifilar suministrado con los cálculos previos
de cargas, alimentadores y dispositivos de protección a emplear. Los algoritmos de cálculos
han sido implementados utilizando técnicas matemáticas y computacionales sofisticadas que
garantizan una solución precisa para cada estudio que se realice y una máxima velocidad de
ejecución.
ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO MÁXIMO.
Consiste en determinar el tipo de falla (cortocircuito trifásico, bifásico, bifásico a tierra o
monofásico) que tenga asociado el nivel de cortocircuito máximo, en cada nodo de la red
eléctrica bajo estudio, y para esa condición, se determinan las siguientes magnitudes:
Corriente subtransitoria pico (I'' Pico)
Corriente subtransitoria total (I'' Total)
Corriente subtransitoria simétrica (I'' Sim)
Corriente transitoria simétrica (I' Sim)
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Con estas corrientes se procede a evaluar si los interruptores y alimentadores de toda la red
eléctrica, son capaces de soportar estos niveles de corrientes de falla. A continuación se
describe la metodología utilizada para realizar estos análisis.
PRUEBA A LOS INTERRUPTORES
Primeramente se deben ajustar los niveles de las corriente de cortocircuito a los valores de
las relaciones X/R a los cuales los fabricantes de los interruptores realizan sus pruebas, para
garantizar un correcto funcionamiento de sus dispositivos. En realidad los valores nominales
de los parámetros de los interruptores y fusible (voltaje, corriente, corriente de interrupción y
corriente de interrupción máxima), están referidos a una relación X/R de prueba ideal de
laboratorio que no tiene por qué coincidir con la real a la cual se encuentra trabajando en la
instalación industrial bajo estudio.
Para salvar estas diferencias FaultChecker tiene incorporado algoritmos para los diferentes
interruptores:
PARA INTERRUPTOR DE BAJO VOLTAJE.
El software determina el valor de la corriente de cortocircuito (Irms), para la relación X/R real
en el punto donde está situado el interruptor, en el estado subtransitorio (½ ciclo).Si el
interruptor es de caja moldeada o de potencia con fusible la corriente de cortocircuito
ajustada al valor de XR de prueba se calcula como:
)e*2(1
)e*2(1I I
XRTest / 2-
XRreal / 2-
rmsadj
Si el interruptor es de potencia con fusible entonces:
)e(1
)e(1*I I
XRTest / -
XRreal / -
rmsadj
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Para que este interruptor cumpla con los requisitos de funcionamiento su corriente de disparo
máxima tiene que ser mayor o igual a esa corriente de ajuste calculada, con esto
garantizamos que los parámetros de fábrica se ajusten a las condiciones reales de trabajo.
PARA INTERRUPTOR DE ALTO VOLTAJE.
El software determina el valor de la corriente de cortocircuito (Irms), para la relación X/R real
en el punto donde está situado el interruptor, para el estado transitorio (1½ - 4 ciclos). Se
determina la corriente de Interrupción (Int) mediante:
Voltaje nominal BreakerCorr. Int. Nominal*
Voltaje real del breakerInt
La corriente ajustada a las condiciones de fábrica se calcula como
)e*2(1I I XRreal / tiempo* 4-
rmsadj
Si el Rating del Interruptor es simétrico para que el interruptor cumpla con las normas de
operación la corriente Irms calculada tiene que ser menor que la corriente Int calculada
anteriormente. (Irms ≤ Int)
Si el Rating del Interruptor es asimétrico entonces para que cumpla con las normas el valor
de la corriente ajustada (Iadj) tiene que ser menor que la corriente de Interrupción máxima
calculada. (Iadj ≤ Int)
Además de estas dos comprobaciones para que el interruptor pase la prueba debe cumplirse
que la corriente pico calculada en el punto debe ser menor que la corriente simétrica máxima
del interruptor y que la corriente asimétrica calculada en el punto sea inferior a la corriente
asimétrica máxima del Interruptor.
FUSIBLES:
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El software determina el valor de la corriente de cortocircuito (Irms), para la relación X/R real
en el punto donde está situado el interruptor, en el estado subtransitorio (½ ciclo). La
corriente de cortocircuito ajustada al valor de XR de prueba se calcula como
)e*2(1
)e*2(1I I
XRTest / 2-
XRreal / 2-
rmsadj
Para que este fusible cumpla con los requisitos de funcionamiento su corriente de
interrupción máxima tiene que ser mayor o igual a esa corriente de ajuste calculada, con esto
garantizamos que los parámetros de fábrica se ajusten a las condiciones reales de trabajo
del fusible.
PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO. Determinación de los Niveles Máximos de Falla en cada elemento del Diagrama Unifilar. Utilizando el estudio Prueba de CCMáximo del software FaultChecker, se obtienen los
niveles máximos posibles en cada elemento del diagrama unifilar.
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.
Diagrama unifilar de la red.
Niveles de Corriente de Cortocircuito en los Nodos A continuación se muestran los valores de las corrientes de falla en los nodos del sistema bajo estudio:
Nombre I"Pico I"Total I"Sim I'Sim
CFE 3.8482 2.3408 1.3886 1.3342
MED 1 2.0484 1.2223 0.7872 0.7021
T ALTA 2.0473 1.2216 0.787 0.7018
T BAJA 90.8039 53.9553 35.4405 26.3935
L_IMPUL_1 92.0768 54.8331 35.646 26.334
GEN 85.0529 50.0275 34.574 25.7717
Cal_1 67.354 38.9025 31.1134 23.6079
Cal_2 67.354 38.9025 31.1134 23.6079
Cal_3 67.354 38.9025 31.1134 23.6079
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TRANSFEREN 90.6989 53.9037 35.3732 26.1395
L_IMPUL_2 87.5927 51.8232 34.7559 25.6882
Cal_5 64.9513 37.5019 30.3825 23.0523
Cal_R 64.9513 37.5019 30.3825 23.0523
COMP_1 43.4707 26.4594 25.3296 20.2229
COMP_2 43.4707 26.4594 25.3296 20.2229
TR2_ALTA 23.3415 16.2909 16.288 14.5595
TR2_BAJA 2.0446 1.3019 1.2809 1.2741
TAB_SPB 1.8706 1.2154 1.2037 1.1979
Niveles de Corriente de Cortocircuito en los Interruptores
Nombre I"Pico I"Total I"Sim I'Sim Conectado a
FUSIBLE_SUB 1.3415 0.8005 0.5157 0.5157 T ALTA
MASTER1 55.7191 33.1816 21.5707 14.0927 L_IMPUL_1
Q1_1 85.0386 50.6418 32.9212 25.2378 L_IMPUL_1
Q1_2 85.0386 50.6418 32.9212 25.2378 L_IMPUL_1
Q1_3 85.0386 50.6418 32.9212 25.2378 L_IMPUL_1
2000A 57.4936 34.2383 22.2577 17.3765 L_IMPUL_1
3X50A 87.5927 51.8232 34.7559 25.6882 L_IMPUL_2
MASTER2 68.4358 40.4892 27.1546 22.6329 L_IMPUL_2
Q1_4 80.7329 47.7646 32.034 24.5935 L_IMPUL_2
Q1_R 80.7329 47.7646 32.034 24.5935 L_IMPUL_2
Q1_5 84.8703 50.2125 33.6757 25.2547 L_IMPUL_2
Q1_6 84.8703 50.2125 33.6757 25.2547 L_IMPUL_2
Nomenclatura I"Pico = Corriente subtransitoria pico (kA)
I"Total = Corriente subtransitoria total (kA)
I"sim = Corriente subtransitoria simétrica (kA)
I´sim = Corriente transitoria simétrica (kA)
CORRIENTE QUE CIRCULA POR EL INTERRUPTOR GENERAL
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El interruptor general 3x3000 tendrán una capacidad interruptiva de 33,000 A
asimétrico como mínimo (65,000 A propuesta).
CORRIENTES QUE CIRCULAN POR CUCHILLA FUSIBLE
La cuchilla fusible en alta tensión una capacidad interruptiva de 1,000 A. Asimétricos
comercial.
H.- CALCULO PARA ALIMENTACIÓN PRINCIPAL Y ALIMENTADOR DEL
GENERADOR.
Cálculo del conductor principal que parte del secundario del transformador de 1500
KVA hacia el interruptor general.
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ampx
Is 65.24054803
10002000 ampxIs 300725.16.2405
1. POR CORRIENTE
Afectado por temperatura (F.T.) 40°c, de 88 %, 1 conductor por fase y 1 canalización
(con objeto de no afectar por factor de agrupamiento).
I = 3007 =3417 A. 0.88
I = 3417 A.
De acuerdo a la tabla 310-16 de la NOM., conductores a 75° c le corresponde 6-500
KCM/FASE.
2. POR CAÍDA DE TENSIÓN.
Z = 3 X VLTS = 0.47 OHM/KM LONG (KM) X I NOM X 100
De acuerdo a la tabla 9 (NEC), le corresponde N°2 / fase.
Calculando la caída de tensión para los conductores 6-500 por fase seleccionado. (se
seleccionó el conductor por capacidad de corriente).
E % = 0,0846 OHM/KM X 0.01 KM X 2405 A X 100 = 480 V.
E % = 0.42 % VI = (480 V) X (E %/ 100)
VI = 2.03 V
VF = 480 V – 2.03 V = 477.97 V.
VI = VOLTAJE CAÍDA EN LA TRAYECTORIA DE LOS CONDUCTORES.
VF = VOLTAJE ENTREGADO EN LOS BORNES DEL INTERRUPTOR GENERAL.
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3. POR CORTO CIRCUITO.
CONDUCTOR DE COBRE
(I )2 . T = 0.0297 X LOG 234 + T2 (A)2 234 + T1
I MÁXIMA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO ASIMÉTRICA PERMISIBLE. I = 33,181 A. A = SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CONDUCTOR EN CIRCULAR MIL.
T = TIEMPO EN SEGUNDOS DE DURACIÓN DE CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO
(0.0333 SEG.).
T1 = MÁXIMA TEMPERATURA DE OPERACION = 90°C.
T2 = MÁXIMA TEMPERATURA PERMISIBLE POR EL CONDUCTOR BAJO CORTO
CIRCUITO = 250°C.
T
T
TLOG
IA
1234
22340297.0
84145
3942.0
33181
0333.0
90234
2502340297.0
33181
LOG
A
A = 84145 CM.
1 MM² = 1974 CM.
A = 84145 CM X 1 MM² 1974 CM
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A = 42.63 MM². DE ACUERDO A LA TABLA 310-16 DE LA NOM. LE CORRESPONDE 1 – 1/0 AWG / FASE.
4. CALCULO DE LA CANALIZACIÓN DE ALIMENTADOR PRINCIPAL
CONDUCTORES: Diámetro (mm)
18 CONDUCTORES DE CALIBRE 350 kCM. (TABLA 10-5) 21.6 MM /CU
1 COND. DE TIERRA FÍSICA CALIBRE 350 kCM. (TABLA 10-5) 21.6 MM /CU
6 COND. DE NEUTRO CALIBRE 350 kCM. (TABLA 10-5) 21.6 MM /CU
Se dispondrán 6 grupos con 4 conductores en configuración de trébol más un conductor de tierra física. Longitud total utilizada por los conductores: 550MM considerando un espaciamiento entre grupos equivalente al diámetro del grupo. Se utilizará una canalización tipo charola de fondo ventilado de 24”
5. CALCULO DE INTERRUPTOR PARA LA PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR
PRINCIPAL
ampx
Is 65.24054803
10002000 ampxIs 300725.16.2405
I = 3007 A, se selecciona interruptor 3 x 3000 de acuerdo a la capacidad máxima del
transformador y la capacidad de los conductores.
I.- DISEÑO DEL SISTEMA DE TIERRAS.
DESARROLLO EN 9 PASOS.
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1. CONSIDERACIONES GENERALES.
Calcularemos la red de tierras de una sub-estación de 1500 KVA, conexión delta
estrella.
La red se enterrara a 50 cm de profundidad en el terreno.
Se aterrizaran tanto las estructuras como los equipos y el neutro del sistema.
2. DETERMINACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO.
Esta fue calculada previamente en el cálculo de corto circuito, tomándose para nuestro
análisis la corriente trifásica en el bus No. 2 por ser esta la mayor afectada por el factor de
asimetría 25 más para este tipo de actividades.
I = 33,181 A.
3. DETERMINACIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO
Utilizando el método de los tres puntos con la siguiente disposición.
TERROHMETRO
L = 3 M A = 0.15
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Y aplicando la siguiente expresión (IEEE).
= 2 R L . LN 2.943 L D
EN LA QUE:
= RESISTIVIDAD DEL TERRENO EN OHM – METRO.
R = RESISTENCIA MEDIDA EN OHM = 2 OHM
L = PROFUNDIDAD DEL ELECTRODO DE PRUEBA = 3 METROS.
D = DIÁMETRO DEL ELECTRODO DE PRUEBA = 0.0158 (5/8 “) METROS
SUSTITUYENDO VALORES:
= 2 * 3.1416 * 2 OHM * 3M LN 2.943 * 3M 0.0158 M
= 5.96 OHM – METRO
4. CALCULO DE LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR.
Utilizando la fórmula de ONDERDONK.
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S
TA
TATMLOG
IA
33
1234
EN DONDE:
I = CORRIENTE DE FALLA EN AMPERES ASIMÉTRICOS.
A = SECCIÓN DEL CONDUCTOR EN CIRCULAR MIL (CM).
TM = TEMPERATURA MÁXIMA ADMISIBLE EN 250°C PARA CONECTORES
MECÁNICOS Y 450°C PARA CONECTORES SOLDABLES Y 1083°C TEMPERATURA DE
FUSION DEL COBRE.
TA = TEMPERATURA AMBIENTE = 35 C.
S = TIEMPO DE FALLA EN SEGUNDOS.
SUSTITUYENDO VALORES:
0333.033
135234
35450
33181
LOG
A
A = 49174 CM
1 MM² = 1974 CM.
A = 49174 CM X 1 MM² 1974 CM A = 25.18 MM².
Equivale al cable 2 AWG que tiene 33.6 mm² por lo que el calibre mínimo requerido
por la norma oficial mexicana es de 4/0 AWG: entonces si cumple.
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5. CALCULO DE LA LONGITUD NECESARIA DEL CONDUCTOR.
Emplearemos la siguiente formula que se deduce a partir de la tensión de malla y la
tensión de contacto.
L = KM * KI * * ICC * T 165 + 0.25 S
En donde:
L =LONGITUD DEL CONDUCTOR ENTERRADO PARA MANTENER EL VOLTAJE DE
MALLA DENTRO DE LOS VALORES DE SEGURIDAD.
KM = COEFICIENTE QUE DEPENDE DEL NUMERO DE CONDUCTORES EN PARALELO
(N), SU ESPACIAMIENTO ( D ), SU DIÁMETRO ( D ) Y PROFUNDIDAD ( H ).
KI = COEFICIENTE DE CORRECCIÓN POR LA IRREGULARIDADES DEL FLUJO DE
CORRIENTES A TIERRA.
= RESISTIVIDAD DEL TERRENO = 5.96 OHM – METRO
ICC = CORRIENTE DE FALLA = 33181 A.
T = DURACIÓN DE LA FALLA = 0.1 SEGUNDOS.
S = RESISTIVIDAD DE LA SUPERFICIE DEL TIPO DE TERRENO = 3500 OHM . M
(TABLAS).
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DISEÑO DE LA MALLA
0.666 M 0.666 M 0.666 M
KM = 1 * LN D2 + * 1 * LN 3 * 5 * 7
X…N 2 16 HD 4 * 6 * 8
KM = 1 * LN * (0.666 M²) + 1 LN ( 3 X 5 )
2 16 * 0.5 M * 0.005189 2 * 6
KM = 0.227
KI = 0.650 + 0.172 N
D = ESPACIAMIENTO DE CONDUCTORES = 0.666 M
D = DIÁMETRO DE CONDUCTOR NO. 2 = 33.62 MM2 = D = 0.005189 M.
H = PROFUNDIDAD DE ENTERRAMIENTO DE LA RED = 0.5 M
N = NUMERO DE CONDUCTORES EN PARALELO = 4
0.5
0.5
1 m
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KI = 0.650 + 0.172 N
Sustituyendo valores:
KI = 0.650 + 0.172 * 4 = 1.338
Por lo tanto la longitud del cable calculado será:
L = 0.227 * 1.33 * 5.96 OHM – M * 33181 A * 0.1 SEGUNDO
165 + 0.25 * 3500 OHM.M
L =5.74 M
Con esta longitud del conductor se mantendrá la tensión de malla dentro de los límites
de seguridad.
12 VARILLAS DE 3M = 36 M
LONGITUD 4/0 = 20 M
TOTAL: = 56 M
Por lo tanto 56 M >5.74 M. Lo cual está dentro de los límites de seguridad
6. CALCULO DEL POTENCIAL DE CONTACTO O DE MALLA.
VC = KM * KI S ICC L
VC = 0.227 * 1.33 * 5.96 OHM * M (33181). 56 M
VC = 1066 V
Comparando este valor con el potencial de contacto permisible por el cuerpo humano.
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VC1 = 165 + 0.25 * S = 165 + 0.25 * 3500 OHM M = 3,288.76 V
T 0.1 SEGUNDO
3288.76 V > 1066 V
Entonces tendremos seguridad respecto al potencial de contacto o de malla.
7. CALCULO DEL POTENCIAL DE PASO.
VP = KS * KI ICC L
KS = COEFICIENTE QUE INVOLUCRA H, D * D YA DEFINIDO Y QUE SE OBTIENE CON
LA SIGUIENTE FORMULA:
KS = 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + . . .
2H D + H 2D 3D
Número De Conductores En Malla
KS = 1 ( 1 + 1 + 1 + 1 )
2 * .05 0.666 + 0.5 2 * 0.666 3 * 0.666
KS = 0.990
Por lo tanto:
VP = 0.990 * 1.33 * 5.96 OHM * M (33181 A) 56 M
VP = 4649 V
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Comparando Este Valor Con El Potencial De Paso Tolerable En El Cuerpo Humano.
VP = 165 + S = 165 + 3500 OHM – M T 0.1 SEGUNDO
VP = 11589.74 V
11589.74 > 4649 V
8. CALCULO DE LA RESISTENCIA DE LA RED.
EMPLEANDO LAURENT Y NIEMAN
R = + . 4R L
R A APARTIR DE
A = R² (CIRCULO)
R = A = 2 M² = 0.7928 M
R = 5.96 OHM – METRO + 5.96 OHM – METRO 4 * 0.7928 M 56 M
R = 1.985 OHM
9. CALCULO DEL POTENCIAL DE TRANSFERENCIA.
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El máximo aumento del potencial en la malla con respecto a tierra de un punto remoto es:
V = R X ICC
V = POTENCIAL MÁXIMO AL QUE LLEGA LA REJILLA CON RESPECTO A TIERRA ( V )
R = RESISTENCIA TOTAL DE LA MALLA = 1.985
ICC = CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO.
V = 1.985 OHM * 33,181 A
V = 65,864 V.
J.- CALCULO DEL TABLERO “A” (FUERZA).
Se selecciona uno de los circuitos de alimentación de las bombas (todos son iguales).
1. POR CAPACIDAD DE CORRIENTE
pxfxV
wattsI
.13
Amp
xxI 498
9.04803
372 ampxIs 62325.1498
I = 523 A.
Afectado por temperatura (F.T.) 40°c, de 82 %, 1 conductor por fase y 1 canalización
(con objeto de no afectar por factor de agrupamiento).
I = 623A. 0.82
I = 740 A.
De acuerdo a la tabla 310-16 de la NOM., conductores a 60° c le corresponde 2-250 kCM /
fase.
2. POR CAÍDA DE TENSIÓN.
L=15 MTS
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Z = 3 X VLTS = 1.92 OHM/KM LONG (KM) X I NOM X 100
De acuerdo a la tabla 9 (NEC), LE CORRESPONDE 8 AWG / fase
Calculando la caída de tensión para los conductores 2-250 kCM por fase seleccionado.
(se seleccionó el conductor por capacidad de corriente).
E % = 0.252 OHM/KM X 0.015 KM X 498 X 100 = 480 V.
E % = 0.39 %
VI = (480 V) X (E %/ 100)
VI = 1.88 V
VF = 480 V – VI = 478.11 V.
VI = VOLTAJE CAÍDA EN LA TRAYECTORIA DE LOS CONDUCTORES.
VF = VOLTAJE ENTREGADO EN LOS BORNES DEL INTERRUPTOR GENERAL.
3. CALCULO DE LA CANALIZACIÓN A TABLERO FUERZA
CONDUCTORES: ÁREA DE SECCIÓN
6 CONDUCTORES DE CALIBRE 3/0AWG. (TABLA 10-5) 201 MM2
2 COND. DE TIERRA FÍSICA CALIBRE 1/0 AWG. (TABLA 10-5) 143 MM2
ÁREA TOTAL = 1492 MM2
De la tabla 10-4 de la NOM. De dimensiones de tubo (CONDUIT), se selecciona en la
columna de factor de relleno de 40 %, por tener más de 2 conductores, el cual nos da un
tamaño de 3“de diámetro.
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K.- CALCULO DEL TABLERO “B” (FUERZA).
El cálculo de los alimentadores de la bombas de este tablero es similar al efectuado en el
Tablero A.
1. CÁLCULO DE ALIMENTADOR DE LOS COMPRESORES
Se selecciona uno de los circuitos de alimentación de los compresores para su análisis.
POR CAPACIDAD DE CORRIENTE
pxfxV
wattsI
.13
Amp
xxI 199
9.04803
149 ampxIs 24825.1199
I = 248 A.
Afectado por temperatura (F.T.) 40°c, de 82 %, 1 conductor por fase y 1 canalización
(con objeto de no afectar por factor de agrupamiento).
I = 248A. 0.82
I = 303 A.
De acuerdo a la tabla 310-16 de la NOM., conductores a 60° c le corresponde 2-2/0 AWG /
fase.
POR CAÍDA DE TENSIÓN.
L=25 MTS
Z = 3 X VLTS = 2.89 OHM/KM LONG (KM) X I NOM X 100
De acuerdo a la tabla 9 (NEC), LE CORRESPONDE 10 AWG / fase
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Calculando la caída de tensión para los conductores 2-2/0 AWG por fase seleccionado.
(se seleccionó el conductor por capacidad de corriente).
E % = 0,317 OHM/KM X 0.025 KM X 199 X 100 = 480 V.
E % = 0.3285 %
VI = (480 V) X (E %/ 100)
VI = 1.57 V
VF = 480 V – VI = 478.43 V.
VI = VOLTAJE CAÍDA EN LA TRAYECTORIA DE LOS CONDUCTORES.
VF = VOLTAJE ENTREGADO EN LOS BORNES DEL INTERRUPTOR GENERAL.
CALCULO DE LA CANALIZACIÓN DE LOS ALIMENTADORES DE LOS COMPRESORES
CONDUCTORES: ÁREA DE SECCIÓN
6 CONDUCTORES DE CALIBRE 3/0AWG. (TABLA 10-5) 201 MM2
2 COND. DE TIERRA FÍSICA CALIBRE 1/0 AWG. (TABLA 10-5) 143 MM2
ÁREA TOTAL = 1492 MM2
De la tabla 10-4 de la NOM. De dimensiones de tubo (CONDUIT), se selecciona en la
columna de factor de relleno de 40 %, por tener más de 2 conductores, el cual nos da un
tamaño de 3“de diámetro.
CALCULO DE INTERRUPTOR PARA LA PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR A TABLERO
FUERZA “B” ALIMENTADORES DE COMPRESORES
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Ampxx
I 1999.04803
149 ampxIs 24825.1199
I = 248A, se selecciona interruptor 3 x 300 A como máximo de acuerdo a la capacidad
máxima de los motores y la capacidad del conductores.
1. CÁLCULO DE ALIMENTADOR DEL TRANSFORMADOR SPB
POR CAPACIDAD DE CORRIENTE
Ampx
I 304803
25 ampxIs 5.3725.130
I = 37.5 A.
Afectado por temperatura (F.T.) 40°c, de 82 %, 1 conductor por fase y 1 canalización
(con objeto de no afectar por factor de agrupamiento).
I = 37.5A. 0.82
I = 45.8 A.
De acuerdo a la tabla 310-16 de la NOM., conductores a 60° c le corresponde 8 AWG /
fase.
POR CAÍDA DE TENSIÓN.
L=12 MTS
Z = 3 X VLTS = 26.9 OHM/KM LONG (KM) X I NOM X 100
De acuerdo a la tabla 9 (NEC), LE CORRESPONDE 18 AWG / fase
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Calculando la caída de tensión para los conductores 2-2/0 AWG por fase seleccionado.
(se seleccionó el conductor por capacidad de corriente).
E % = 2,51OHM/KM X 0.012 KM X 30 X 100 = 480 V.
E % = 0.188 %
VI = (480 V) X (E %/ 100)
VI = 0.936 V
VF = 480 V – VI = 479.09 V.
VI = VOLTAJE CAÍDA EN LA TRAYECTORIA DE LOS CONDUCTORES.
VF = VOLTAJE ENTREGADO EN LOS BORNES DEL INTERRUPTOR GENERAL.
CALCULO DE LA CANALIZACIÓN DE LOS ALIMENTADORES DE LOS COMPRESORES
CONDUCTORES: ÁREA DE SECCIÓN
6 CONDUCTORES DE CALIBRE 3/0AWG. (TABLA 10-5) 201 MM2
2 COND. DE TIERRA FÍSICA CALIBRE 1/0 AWG. (TABLA 10-5) 143 MM2
ÁREA TOTAL = 1492 MM2
De la tabla 10-4 de la NOM. De dimensiones de tubo (CONDUIT), se selecciona en la
columna de factor de relleno de 40 %, por tener más de 2 conductores, el cual nos da un
tamaño de 3“de diámetro.
CALCULO DE INTERRUPTOR PARA LA PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR A TABLERO
FUERZA “B” ALIMENTADOR DE SPB
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Ampx
I 304803
25 ampxIs 5.3725.130
I = 37.7A, se selecciona interruptor 3 x 50 A como máximo de acuerdo a la capacidad
máxima del transformador y la capacidad del conductores.
L.- CALCULO DEL ALIMENTADOR DEL GENERADOR.
.
POR CAPACIDAD DE CORRIENTE
pxfxV
wattsI
.13
Amp
xxI 747
9.04803
559 ampxIs 93425.1747
I = 934 A.
Afectado por temperatura (F.T.) 40°c, de 82 %, 1 conductor por fase y 1 canalización
(con objeto de no afectar por factor de agrupamiento).
I = 934A. 0.82
I = 1139 A.
De acuerdo a la tabla 310-16 de la NOM., conductores a 60° c le corresponde 5-4/0 AWG /
fase.
POR CAÍDA DE TENSIÓN.
L=8 MTS
Z = 3 X VLTS = 3.21 OHM/KM LONG (KM) X I NOM X 100
Proyecto: SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE, A LA CIUDAD DE TEPATITLÁN, ACUEDUCTO EL SALTO TEPATITLÁN, EN EL MUNICIPIO DE TEPATITLÁN DE MORELOS, JALISCO.
Sub proyecto: Planta potabilizadora Especialidad: Ing. Eléctrica Elaboró : Dr. Jorge J Mier Garcia
Fecha: 7 de Noviembre 2011 Grupo Constructor Perse S.A de C.V Página 30 de 30
De acuerdo a la tabla 9 (NEC), LE CORRESPONDE 10 AWG / fase
Calculando la caída de tensión para los conductores 2-2/0 AWG por fase seleccionado.
(se seleccionó el conductor por capacidad de corriente).
E % = 0,199 OHM/KM X 0.025 KM X 747 X 100 = 480 V.
E % = 0.79 %
VI = (480 V) X (E %/ 100)
VI = 3.71 V
VF = 480 V – VI = 476.29 V.
VI = VOLTAJE CAÍDA EN LA TRAYECTORIA DE LOS CONDUCTORES.
VF = VOLTAJE ENTREGADO EN LOS BORNES DEL INTERRUPTOR GENERAL.
CALCULO DE LA CANALIZACIÓN A TABLERO FUERZA
CONDUCTORES: ÁREA DE SECCIÓN
6 CONDUCTORES DE CALIBRE 3/0AWG. (TABLA 10-5) 201 MM2
2 COND. DE TIERRA FÍSICA CALIBRE 1/0 AWG. (TABLA 10-5) 143 MM2
ÁREA TOTAL = 1492 MM2
De la tabla 10-4 de la NOM. De dimensiones de tubo (CONDUIT), se selecciona en la
columna de factor de relleno de 40 %, por tener más de 2 conductores, el cual nos da un
tamaño de 3“de diámetro.