electricidad. instalación en media y baja...

Electricidad. Instalación enmedia y baja tensiónAutor: Julio César Rebolledo Pineda

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Presentación del curso

Instalaciones eléctricas en media y baja tensión aplicadas al edificio de unhotel. Cableado y canalización de energía. Hoy veremos cómo se proyecta elsuministro de energía eléctrica a un edificio de estas características. Si bien a nivelindustrial se utiliza la media tensión, también veremos la aplicabilidad de la bajatensión.

Este trabajo abarca: tipos de canalización en baja tensión con forme a lashabitaciones del edificio, el alumbrado y los alimentadores de tableros. La obra civily electromecánica necesaria para una red de distribución de energía eléctrica enforma subterránea. Conceptos y desarrollo de los cálculos eléctricos para definir elconductor principal de media tensión. Asimismo, conoce las normas aplicadas alos procedimientos y cálculos que conducen a realizar trabajos con calidad ycon un funcionamiento satisfactorio.

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1. Instalación eléctrica en hotel

INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA Y MEDIA TENSIÓN DEL HOTEL GRANDMAYAN PALACE.

MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL

DESCRIPCIÓN

La constructora Edificadora de Inmuebles Turísticos es una empresa a nivel nacionalque se dedica a realizar obras para desarrollos turísticos de gran nivel por lo cualtiene la finalidad de realizar trabajos bajo ciertas normas de calidad ya que tiene uncompromiso fundamental para satisfacer las necesidades de sus clientes yproporcionar buenos y mejores servicios.

Ya que realiza obras de gran importancia dentro del ámbito turístico como son:Hoteles de 5 estrellas, condominios, villas, restaurantes, lobby, cafeterías, centrosde entretenimiento tales como son: parques acuáticos, gym, spa, campos de golf,discotecas, boutiques, etc.

En este trabajo se presentan las instalaciones eléctricas en baja y media tensiónpara una ampliación de una red de media tensión de 13.2 KV, ubicada en el hotelGrand Mayan Palace que se modifica por la construcción de un hotel de 14 edificios,compuestos por 336 habitaciones distribuidas en 3 niveles cada uno,complementadas con servicios de restaurantes, tiendas departamentales, unmoderno centro de entretenimiento y una alberca tipo rio lento, éstos sitios cuentancon todos los servicios generales como sub estaciones eléctricas, cuartos demáquinas, lavandería, sistema de agua caliente, aire acondicionado, sistema debombeo para albercas individuales y sitio de cómputo.

Sin entrar en los detalles de la complejidad de un diagrama del sistema eléctrico seutiliza información obtenida en el Centro Nacional de Control de la Energía, paradescribir de manera general y sencilla la trayectoria de la red de transmisión y lassubestaciones respectivas, indicando las alternativas de alimentación y los distintosniveles de potencial en que se transporta hasta llegar a la red primaria de mediatensión en que estamos conectados.

También se menciona los conceptos de los materiales y equipos utilizados eninstalaciones de baja y media tensión subterránea, los utilizados paraprocedimientos de cálculos y el que define la media tensión con sus distintos nivelesde voltaje. Posteriormente se muestran figuras de los materiales y equipos, así comodiagramas de la red de media tensión del hotel Grand Mayan Palace, antes y despuésde la ampliación.

Se realiza un cálculo práctico aproximado, bastante simple, que da una idea de lamagnitud de las corrientes de corto circuito, suficientemente confiable para su uso,aplicando el método punto por punto de acuerdo a lo que establece la Norma I.E.E.E.Std 241 1990 (Reaf 1997 Electric power system in comercial building), tomandodatos reales de transformadores.

Más adelante se explica la aplicación de las Normas de CFE que regulan la eficiencia

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energética, la NOM 007 - ENERO 1995 que se aplica para sistemas de alumbrado deedificios y la NOM 013 - ENERO 1996 que se aplica para sistemas de alumbradopara vialidades y exteriores de edificios. Todo esto combinado para obtener mejoresresultados en el funcionamiento de esta red.

Los resultados de este trabajo son, que esta red se encuentra funcionando demanera correcta y eficiente, que aplicando lo que establecen las Normas que regulanestos proyectos se construyen obras de gran importancia, que impulsan eldesarrollo y progreso de nuestro Estado de Quintana Roo.

En conclusión, buscando un desarrollo económico sustentado en la conservación delmedio ambiente y en la optimización de nuestros recursos energéticos, cobraimportancia tanto en la sociedad como en las autoridades gubernamentales, labúsqueda de alternativas de solución a los problemas que se originan y que afectandirectamente a la sociedad, al encontrar una estrecha relación entre el ahorro deenergía y el futuro de las nuevas generaciones de seres humanos en el planeta.

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2. Energía. Reseña del complejo turístico

INTRODUCCIÓN

Lo que se expone en este trabajo es importante cuando se proyecta el suministro deenergía a un edificio, para este caso se considera una ampliación a un edificio yaexistente. Actualmente en el suministro de esta energía para servicios a nivelindustrial, se utiliza la media tensión, en el rango de 13.2 KV, formando parte delproducto obtenido por cualquiera de las tecnologías de generación existentes.

Este trabajo consta, entre otros, de lo siguinte: Una explicación sencilla de los tiposde canalización en baja tensión conforme a las habitaciones, alumbrado, contactosasí como alimentadores de tableros. Descripción de la obra civil y electromecánicanecesaria, para tener una red de distribución de la energía eléctrica en formasubterránea, con la red de media tensión configurada en anillo y operación radial.Conceptos que son aplicados a los cálculos eléctricos, así como el desarrollo de loscálculos para llegar a definir el conductor principal de media tensión, y la selecciónde la protección para cortocircuito en el lado de baja tensión y en el lado de mediatensión. Así también, las normas aplicadas a los procedimientos y a los cálculosconducen a realizar trabajos con calidad y con un funcionamiento bastantesatisfactorio.

OBJETIVO

Diseñar y construir las instalaciones eléctricas eficientes para la mejor continuidaddel servicio de energía, tener instalaciones accesibles para mantenimiento de lasmismas, así como disminuir pérdidas y caídas de tensión.

1. RESEÑA HISTÓRICA DEL COMPLEJO TURÍSTICO

El crecimiento de la inversión privada en el sector turístico ha logrado que en laRiviera Maya existan desarrollos turísticos de talla internacional, como el hotelGrand Mayan Palace, que pertenece al grupo Mayan Resorts, empresa 100%mexicana que cuenta hasta la fecha con 1182 departamentos en 46 diferentesedificios. En el año de 2001 se inició la construcción de la primera etapa del HotelMayan Palace Palenque que cuenta con 456 unidades además de un campo de golfdentro del mismo desarrollo.

En 2004 se inició la construcción de la segunda etapa del hotel Grand Mayan Playaque cuenta con 210 unidades, En el año 2006 se inició la construcción de la terceraetapa del Hotel Grand Mayan Golf que cuenta con 180 unidades y por ultimo en elaño 2008 se inicio la construcción de la cuarta etapa un hotel Grand Mayan Jungleque fue proyectado para operar 336 habitaciones distribuidas en 14 edificios de 3niveles, contando con una alberca tipo rio lento, cafetería snack bar y 8 módulos deservicios familiar, generándose la necesidad de dotar de todos los servicios comoson agua fría y caliente, drenaje, aire acondicionado y servicios de energía eléctricaque son esenciales para darle vida a un proyecto que ha sido denominado un nuevoconcepto en turismo de gran clase.

La principal prioridad que se planea dentro de las instalaciones es el suministro deenergía eléctrica, para iluminar el interior de los cuartos, pasillos, escaleras,

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funcionamiento de elevadores, equipos de aire acondicionado, sistemas de bombeo,sistema de agua caliente, lavanderías, sistemas de riego, iluminación de áreasexteriores, equipos especiales de cómputo y telefonía, y sistemas de seguridadcomo equipos detectores de humo y sistemas de contraincendios por bombeo, y unaserie de servicios que deben ser alimentados con electricidad, convirtiendo laenergía en servicio y confort para el ser humano.

A partir de esta información, las áreas de instalaciones, comprenden este trabajopara cubrir satisfactoriamente todas las necesidades de este proyecto.

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3. Canalizaciones eléctricas en loza

2. CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN LOZA

Las canalizaciones eléctricas en losa son el conjunto de accesorios totalmenteocultos o ahogados en concreto por lo que se consideran de mejor acabado pues enellas se busca tanto la mejor solución técnica así como el mejor aspecto estéticoposible. Ya hemos anunciado la importancia de las canalizaciones, y no solo paraconducir cables de energía eléctrica, en nuestro ambiente también aparecen cablesde comunicaciones, teléfono, computadoras, etc. Que comparten sus recorridos, yse molestan mutuamente.

En el proceso de la construcción es muy importante el proceso de las canalizacioneseléctricas en losas y es por eso que vamos estudiar a fondo como se realiza estetrabajo para poder darnos cuenta lo que valen ya que son de gran utilidad en elproceso de la construcción:

Primeramente se utilizan materiales hechos a base de plástico, que es la tubería pvcconduit tipo pesado de diámetros de 13mm hasta 50mm, cajas de pvc conduit tipopesado de 13 mm a 25 mm con su respectiva tapa, conectores de pvc conduit tipopesado roscados exteriormente con su cintillo donde abraza a la caja, las curvas sehacen aquí en el campo de acuerdo al Angulo que nos requiera dar la amplitud de lacurva.

Figura 1

Figura 2

Se debe de tener un plano definido que nos indique como se requiere lacanalización incluyendo todos los diámetros de las tuberías que van a ir ahogadas,14 las medidas de las cajas eléctricas así como la de los conectores, también se

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deben dejar los disparos que deben bajar hacia los muros ya sean de tabicón otablar roca, es por eso que se debe de tener la losa en el proceso del armado enacero terminado para poder hacer la canalización en el área ya que después de lacanalización se le libera el área al Arq. o Ing. Para que se lleve a cabo el colado.Referencia de plano canalización en losa.

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4. Canalizaciones eléctricas en concreto y muros

3. CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN MUROS DE CONCRETO

La preparación eléctrica en muro de concreto llámese canalización se hace en base aun trazo del muro a colarse y el cual se debe de hacer el armado con acero porparte del residente de estructura, para que posteriormente cimbre el muro de unacara ( un lado ) y después entra instalaciones a canalizar dejando as las salidascorrespondientes en dicho muro ya sean contactos, apagadores, salidas de TV,computo, y salidas de teléfono, etc.

Estas tuberías y cajas deben ser material en pvc conduit tipo pesado por el trabajoque se realiza dentro del muro con el concreto, por lo cual, el trabajo se tiene quesoportar con alambre galvanizado. Con el armado y a la caja y/o chalupa se tieneque rellenar bien de papel para que al momento de realizar el colado no se leintroduzca concreto al interior de la caja y/o tubería

Este tipo de canalizaciones son muy importantes en el ámbito constructivo ya que sipor algún error cometido al hacer el trazo y realizar dicha canalización, después dehaberse colado el muro no sería fácil corregirlo ya que se tendría que abrir el muroy esto ocasionaría retrasó y no es factible abrir un muro concreto terminado ya quela empresa no nos permite ranurarlos por lo que se recomienda tener muchocuidado al hacer este trabajo ya que es parte también del residente de instalacioneschecar antes de liberar el muro a obra civil para que se lleve a cabo el colado delárea (muro).

Figura 3

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5. Muros de tablaroca. Canalizaciones eléctricas

4. CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN MUROS DE TABLAROCA

Ya hemos enunciado la importancia de las canalizaciones, y no solo para conducircables de energía eléctrica, en nuestro ambiente también aparecen cables decomunicación, teléfono, computadoras, etc. que comparten sus recorridos, y semolestan mutuamente.

Los trabajos que se ejecutan en el interior de los muros de tablaroca les llamamoscanalizaciones eléctricas en muros de tablaroca, para comenzar a realizar estetrabajo primeramente tenemos que tener en cuenta ciertas áreas terminadas, yasean trabes, pisos para poder hacer la llegada de la tubería que entra a dicho muroya se por piso o loza, también tenemos que tomar en cuenta que deberá existir untrazo del muro a realizarse, este trazo deberá estar tanto en piso como en loza parapoder checar el área de desfasamiento si es que existiera, cuando estén estospuntos terminados entonces comienza los de tablaroca, ellos ponen lo que es laprimera cara del muro ( un lado de muro ) donde posteriormente entran lasinstalaciones eléctricos correspondientes , el material a utilizarse en esta área es pvcconduit tipo pesado lo que vendría siendo: tubería pvc conduit tipo pesado dediámetros 13 mm,19 mm y 25 mm, cajas de pvc de 19 mm, conectores tipo pesadode pvc de 13 mm, 19 mm y 25 mm, así como también cajas tipo chalupas de pvc ybiseles galvanizados de 19 mm , por lo que se le tiene que aplicar pegamento pvctangit alta presión para que la unión entre tubo-tubo, conector-tubo sea correcta yno tengamos problemas a la hora de cablear por algún desprendimiento de un tubo,dentro de este trabajo también tenemos que realizar una soportaría a base demadera para fijar la tubería y cajas en el interior del muro.

Figura 4

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Figura 5

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6. Cableado eléctrico. Canalización de alimentadores

5. CANALIZACIÓN DE ALIMENTADORES

Los alimentadores no deben proyectarse ahogados en losa. Cuando exista plafón,las canalizaciones deben ser aparentes entre plafón y losa. Las canalizaciones yregistros del sistema normal deben estar separadores del sistema de emergencia.Cada uno de los tableros derivados en las habitaciones o departamentos debe seralimentado por separado desde el tablero general o subgeneral. Estos alimentadoresque salen de un edificio y entran a otro, debe de canalizarse por medio de tuboliquatite debido a la junta constructiva, instalando un registro de fibra de vidrio decada lado de los edificios. Los registros deben ser diseñados en el tamaño adecuadoy de acuerdo a las dimensiones indicadas en la tabla.

6. CABLEADO ELÉCTRICO

La función de los cables es conducir la energía eléctrica de un punto a otro parapoder aprovecharla, realizar la unión metálica de conexión eléctrica entre los puntosde alimentación y las cargas, y para esto deben cumplir condiciones de óptimaconducción, y optima aislamiento. El cableado eléctrico en los departamentos es untrabajo muy importante a realizarse ya que se tiene que hacer con mucho cuidadopara no dañar el cable por lo que se recomienda hacerse con personal eléctricocapacitado, primeramente para empezar con esto ya contamos con un planoeléctrico de cableado desde la canalización en losa. Que vendrá del tablero deldepartamento hacia las áreas a alimentar ya sean, recamaras, baños, salas, patios deservicio, etc....

Dentro del departamento a cablearse contamos con 2 sistemas eléctricos a cablearel normal y el de emergencia, ya que si por algún motivo alguno llegara a fallar elsuministro de corriente por parte de C.F.E queda la iluminación de emergencia paraque el inmueble no esté a oscuras. El material que se utiliza para cablear es cablethw calibres, 14, 12, 10, 14 desnudo para la tierra física y al cable alimentadorcalibre # 2 y # 4 que es el que viene desde la concentración de medidores hasta elcentro de carga en el interior del departamento.

La forma de realizar esta labor es primeramente identificar las líneas dealimentación ( fases y neutro ) que van a llegar al centro de carga del departamentopor lo que se requiere tener la canalización guiada con alambre galvanizado, ya queal estar metiendo y guiando el cable alimentador al tubo no se tiene que dañar elforro del alimentador ( pelar ) ya que si se llegar a pelar podríamos tener problemasa la hora de energizar es por lo que considera en tener el mayor cuidado posible alrealizar esta operación ya estando el cable alimentador dentro del departamento.

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Figura 6

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7. Pruebas eléctricas. Tableros eléctricos

6.1. PRUEBAS ELÉCTRICAS

Las pruebas eléctricas que se realizan después de haber cableado el departamentose tienen que ir probando circuito por circuito ya que es necesario ir paso a pasopara poder revisando minuciosamente cada uno de los circuitos a probar, lo queseria las fases y los neutros, por lo que respecta hacer un levantamiento de cargaseléctricas en el departamento lo que sería alumbrado (lámparas, ventiladores yextractores) así como accesoriado lo que sería contactos y apagadores lo que seobtendría un cuadro de cargas total del departamento en todo el sistema eléctricodentro del departamento. Esto es con la finalidad de no tener percances después decerrar muros y plafones en la etapa final (entrega).

Figura 7

7. TABLEROS ELÉCTRICOS

Los tableros eléctricos llámense centros de carga se entiende por el conjunto deelementos agrupados en determinado lugar donde se controla la energía eléctrica deuna instalación o de una zona (sección o rama). Puede tratarse de solamente untablero que contenga todos los elementos, o también pueden ser un conjunto deinterruptores, instrumentos de medición y otros dispositivos colocados en un muroy que juntos desarrollen la función de controlar la distribución de la energía eléctricaa circuitos derivados. Están fabricados de material plástico a prueba de explosivosya que en el recae la alimentación dentro de las habitaciones los podemos encontraren las áreas de cuartos de servicio.

Las especificaciones mínimas para definir un tablero son:· El número de circuitos.· La capacidad de las zapatas y del interruptor en amperes.· El NEMA correspondiente a las condiciones ambientales del lugar donde seinstalará.

En todos los tableros considerar el 25% de espacios libres para cargas futuras.Todos los tableros deben seleccionarse con interruptor principal. Debenseleccionarse tableros trifásicos, para evitar en lo posible desbalanceos en las líneasde alimentación, y con barra neutra.

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Figura 8

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8. Accesoriado eléctrico. Canalización de mediatensión

8. ACCESORIADO ELÉCTRICO

El accesoriado eléctrico dentro del departamento (contactos, apagadores, salidas detv, salidas telefónicas, placas de 1 hasta 3 salidas, luminarias, etc.. Por lo que setiene que hacer de acuerdo a modelos de accesorios ya que es la prueba final que serealiza y que esto incluye dar el toque final a dicha instalación. Por lo que serequiere gran atención a este trabajo ya que al no hacer una buena conexión en elinterior del accesorio este se puede dañar por lo que se requiere atención para sucorrecta instalación.

Los Luminarias están instalados conforme al proyecto de obra. Marca y modeloespecificados en planos. Apagadores para montaje unidad intercambiable. Marca ymodelos especificados en planos. Contactos para montaje tipo dúplex polarizado.Marca y modelos especificados en planos. Tapas. Para apagadores y contactos.Marca y modelos especificados en planos. Cinta vulcanizable marca Scotch No.23. YScotch No.33

Figura 9

9. CANALIZACIÓN DE MEDIA TENSIÓN

Se realizará la obra civil y electromecánica necesaria, para tener una red dedistribución de la energía eléctrica en forma subterránea, con la red de mediatensión configurada en anillo y operación radial, con dos fuentes de alimentación; ycon la red de baja tensión configurada y operada radialmente con una fuente dealimentación, que serán los transformadores pedestales. La excavación se hará conmaquinaria o por medios manuales dependiendo el terreno y factibilidad según latrayectoria de la canalización, teniendo en cuenta las especificaciones como mínimo30 a 50 centímetros de profundidad.

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Los registros para media tensión se ubicarán donde exista cambio de dirección de lared; se ubicara un registro de media tensión enfrente de cada transformadorpedestal. Los registros de media tensión serán de las dimensiones y característicasque se indican en las figuras. Los registros de baja tensión se ubicaran donde existacambio de dirección de la red; se ubicara un registro de baja tensión enfrente decada transformador pedestal y a través de este registro se distribuirán los circuitoshacia los edificios. Los registros de baja tensión serán de las dimensiones ycaracterísticas que se indican en las figuras.

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9. Banco de ductos

BANCO DE DUCTOS

Para la media tensión se instalará ducto de polietileno de alta densidad (P.A.D.) de 2pulgadas de diámetro en color rojo con la leyenda "energía eléctrica" en color negrocon separadores a cada 3 metros de longitud, teniendo una pendiente mínima del0.25%. dependiendo de la distancia entre las estructuras (pozos, registros, bóvedas,etc.)

Para la baja tensión se instalarán ductos de polietileno de alta densidad (P.A.D.) de 3y 2 pulgadas de diámetro en color rojo con la leyenda "energía eléctrica" en colornegro.

El conductor neutro corrido debe ser multiaterrizado para garantizaren los sitiosdonde se instalen accesorios y equipos una resistencia a tierra inferior a 10 enépoca de estiaje y menor de 5 en época de lluvia.

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10. Transformador CFE-BT3FRB RMTB4. Base conaro y tapa 84B

Base para transformador CFE-BT3FRB RMTB4, con aro y tapa 84B

CARACTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DEL ARO Y DE LA TAPA DELTRANSFORMADOR

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11. Obra eléctrica

DESCRIPCIÓN DE LA OBRA ELÉCTRICA

10. CAPACIDAD DE LOS TRANSFORMADORES.

Debido a la configuración que presenta el desarrollo, se propone la instalación de 8transformadores trifásicos: 3 de 500 KVA., 2 de 300 KVA, 2 de 225 KVA y uno de150 KVA, la distribución de cargas por edificios es como se lista en la siguientetabla:

Los transformadores tendrán un nivel de voltaje de 220YT/127 v en el lado de baja,la consideración es que no se utilice más del 80% de la capacidad del transformadory que la caída de tensión en cada uno de los circuitos de baja tensión sea menor del3%. A continuación se presenta el estudio de caída de tensión y pérdidas de potenciaque se presentaran en demanda máxima.

11. UBICACIÓN DE TRANSICIONES DE MEDIA TENSIÓN

Las transiciones que formaran el anillo se localizaran en la entrada principal deldesarrollo y la otra en la esquina pegado al campo de golf.

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12. Equipo de transformación

12. EQUIPO DE TRANSFORMACIÓN Y ACCESORIOS PRINCIPALES

Equipo de Transformación: Transformador trifásico tipo pedestal para operación enanillo; conexión en media tensión de 3 fases 4 hilos, 13200YT/7600 volts, conexiónen baja tensión de 3 fases-4 hilos, 220YT/127 volts, con 4 derivaciones: 2 arriba y 2abajo del voltaje nominal, con 2.5% cada una, 60 Hertz, y que cumpla con laespecificación C.F.E. k000-07 y C.F.E. k000-08.

PARTES EQUIPO DE TRANSFORMACIÓN Y ACCESORIOS PRINCIPALES

1 - Soporte para conectores tipo codo2 - Boquilla de alta tensión3- Gabinetes4 - Seccionadores5 - Fusibles6 - Cambiador de derivaciones7 - Válvula de alivio de sobrepresión8 - Provisión de monovacuometro9 - Indicador de nivel de líquido aislante10 - Conexión superior para filtro prensa y para prueba de hermeticidad11 - Placa de datos de accesorios12 - Termómetro tipo cuadrante13 - Boquilla de baja tensión14 - Puente de baja tensión a tierra15 - Placa de datos16 - Datos estarcidos de la capacidad17 - Válvula de drenaje y válvula de muestreo18 - Tapón de drenaje y válvula de muestreo19 - Conexión de baja tensión a tierra20 - Conexión del tanque a tierra tipo B21 - Barra para conexión a tierra en alta tensión

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13. Red de media tensión. Equipos y accesorios (1/2)

13. EQUIPOS Y ACCESORIOS RED DE MEDIA TENSION

CONECTADOR TIPO CODO PARA 200 AMPERES: Conectador de media tensión,tipo codo separable para 200 amperes, aislado para 15 KV., operación con tensión ycon carga, con punto de prueba.

CONECTADOR TIPO CODO PARA 600 AMPERES: Conectador de media tensión,tipo "T" separable para 600 Amperes, aislado para 15 KV., operación sin tensión ysin carga, con punto de prueba.

BOQUILLA TIPO INSERTO: Boquilla tipo inserto para operación con carga, de 200Amperes, aislado para 15 kv.

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14. Red de media tensión. Equipos y accesorios (2/2)

CONECTADOR TIPO MULTIPLE PARA 15 KV.: Conectador tipo múltiple de 15 kv.,200 Amperes de 3 vías, con boquillas tipo inserto.

APTADOR PARA ATERRIZAR PANTALLAS: Adaptador para aterrizar las pantallasmetálicas de los cables de media tensión, en sistemas de 200 Amperes.

TERMINAL DE MEDIA TENSION: Terminal termo contráctil con aislamiento para 15kv.

APARTARRAYOS: Se utilizarán apartarrayos de óxidos metálicos (riser pole) en lastransiciones de media tensión, en el punto donde se abrirá normalmente el anillo(N.A.) se instalarán apartarrayos tipo codo.

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15. Cálculo del conductor por ampacidad

14. CÁLCULOS

CÁLCULO DEL CONDUCTOR

Para seleccionar el calibre de conductor se utilizaran los métodos de ampacidad, ycaída de tensión así como el cálculo de corto circuito en media tensión. Utilizandopara estos casos como medida de seguridad la capacidad total de lostransformadores.

CÁLCULO DEL CONDUCTOR POR AMPACIDAD

Ampacidad se define como la capacidad de conducción de corriente de unconductor, considerando los factores de agrupación, temperatura y canalizacionesutilizadas. En este cálculo justificaremos el conductor tomando en consideración los14 edificios, cafetería, cuarto de filtros y todos los servicios generales.

El arreglo de transformadores de los edificios Grand Mayan es el siguiente:

2 transformadores de 300 KVA para los edificios 1 y 4.2 transformadores de 225 KVA para los edificios 2 y 6.3 transformadores de 500 KVA para los edificios 3, 5 y el cuarto de filtros.1 trasformador de 150 KVA para la cafetería.

TOTAL = 2700 KVA

Con el objeto de dar cumplimiento a las normas oficiales de instalaciones eléctricasNOM- 001 SEDE - 1999, Y a las recomendaciones de CFE el conductor que seinstalará será del calibre 3 /0 A WG, siendo su material de aluminio.

Las especificaciones de CFE indican que este conductor soporta hasta 200 amperescuando son instalados tres conductores de aluminio aislados individualmente,reunidos y con cubierta exterior en ductos eléctricos subterráneos (un cable pordueto). Y en un arreglo de ductos hasta de tres circuitos, por lo tanto este conductorcumple con el requisito de ampacidad, la tabla 310-77 de la NOM - 001- SEDE -1994, indican que este cable reunido en dueto soporta 210 amperes. Apéndice 2.

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16. Cálculo del conductor por caída de tensión (1/2)

CÁLCULO DEL CONDUCTOR POR CAÍDA DE TENSIÓN.

La caída de tensión se entiende como la pérdida de potencial en la conducción decorriente eléctrica en un conductor, originada por la distancia o la seccióntransversal del mismo, y que se refleja como aumento de corriente y disminución devoltaje.

Para la determinación de este factor se definen los siguientes conceptos: e = Caída de tensión por calcularI = Corriente de carga = 118.09 A.Z= Impedancia del calibre 3/0 = 0.728L= Longitud del conductor = 0.5 KM

Cálculo de la caída de tensión. e = 1.73 1 Z L/ 13,200e= 1.73 x 118.09 x 0.728 x 0.5 /13,200 = 0.528 volts% et = (0.528 x100) / (7621 - 0.528) = 0.0069 %

Con lo que se da cumplimiento a las recomendaciones de CFE las cuales mencionanque este valor no debe ser mayor al 1 %.

CÁLCULO DE LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO

Se entiende por cortocircuito a una falla que se presenta en una instalación y quedemanda una corriente excesiva denominada corriente de corto circuito en el puntode ocurrencia. La falla puede ser de los tipos siguiente:

a) . - De línea a tierra (fase a tierra)b) . - De línea a línea (fase a fase)c).- De dos líneas a tierra (fase a fase a tierra)d) . - Trifásica (tres fases entre sí)

En los sistemas de potencia grandes y en las instalaciones industriales se debendeterminar las corrientes de cortocircuito en distintos puntos para seleccionar elequipo de protección y efectuar una coordinación en forma adecuada.

La protección para un sistema eléctrico no solamente debe asegurar los equipos entodas las condiciones a que son expuestos si no que debe asegurar la continuidaddel servicio.

Un sistema coordinado, es simplemente, que la falla en un circuito se aislé encualquier perturbación y no afecte en alguna otra parte del sistema.

La protección contra sobrecorriente de aparatos debería también proveer contracortocircuito como también, protección contra sobrecarga, para los componentesdel sistema, como un bus, cables, controles de motores etc.

Para obtener seguridad de la operación coordinada, y asegurar que los componentesde un sistema son protegidos desde la falla misma, es necesario primero obtener la

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'corriente de falla en varios puntos críticos del sistema eléctrico.

Una vez determinado el cálculo de corto circuito, el ingeniero puede especificar losrangos de capacidades interruptivas requeridos, seleccionar la coordinación delsistema y asegurar protección para todos los equipos.

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17. Cálculo corriente de corto circuito (2/2)

Utilizando el método de punto por punto se determina la corriente de corto circuitocon un razonable grado de exactitud en varios puntos del sistema trifásico que setrate. En el apéndice 2 se muestra un fragmento de la norma LE.E.E. Std 241- 1990para cálculo de corto circuito, en que está basado el siguiente procedimiento. Serealiza el cálculo de corriente de corto circuito en la línea principal del circuito dealimentación de media tensión que alimenta al transformador número 6 (edificio 5)quedando el diagrama como sigue:

Determinamos la carga total en amperes del transformador con la siguiente fórmula:fórmula: ILL= KVA X 1000 / ELLX 1.732

Donde: I LL = Corriente de carga en el secundario del transformador en amperes.KVA= Capacidad del transformador en volts amperes.1000 = Constante de transformación a VA.EL L =Voltaje del circuito secundario entre fases del transformador.

Sustituyendo: ILL= 500 KV A X 1000/220 VOLTS X 1.732ILL= 1313.7 AMPERES

Se determina el multiplicador del transformador: Multiplicador = 100 / % z

La impedancia del transformador Z ayuda a determinar que corriente de cortocircuito estará en el primario del transformador. La impedancia del transformadorse determina corno sigue:

El secundario del transformador es cortocircuitado. Un voltaje es aplicado en elprimario el cual causa que la corriente a plena carga circule por el secundario. Estevoltaje aplicado dividido por el voltaje establecido para el primario es la impedanciadel transformador: Multiplicador = 100/3.3 = 30

Determinando la corriente de cortocircuito posible en el transformadorI.c.c. = ILL x MultiplicadorI.c.c. = Corriente de corto circuitoILL = Corriente de carga del transformadorMultiplicador= 100 / Z

I.c.c. = 1313.7 amperes x 30 = 39411 amperes.

Ahora determinemos la componente simétrica de la corriente de corto circuito yaque los dispositivos de protección tienen su rango de interrupción expresado entérminos de esta componente simétrica. Determinamos el factor f de losconductores con la siguiente fórmula: f = 1.732 x L x Isc / C x ELL

Donde: L= Longitud del cable expresada en pie (50 mts)C= Constante especificada en la Norma IIEE 241-1990 tabla. 6 valores de laconstante para conductores de aluminio (Apéndice 2)

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Isc=Corriente de corto circuito disponible al inicio del circuito secundariof = 1.732 x 164.21 x 39411 /40,186 x 220 = 1.26

Se procede a encontrar el multiplicador que nos de la corriente simétricaMultiplicador del conductor = 1 / 1 + f1 / 1 + 1.26 = 0.44

Determinamos la componente simétrica de la corriente de corto circuitoIcc simétrica = 39411X 0.44 =

Esta es la corriente simétrica de cortocircuito en el secundario del transformador.Tomamos la relación de transformación para obtener la corriente de corto circuitoen el primario del transformador o en el lado de media tensión.

240 volts l. 13200 volts = 0.0333

Se lo aplicamos a la corriente de corto circuito en el secundario y obtenemos: x0.0333 = 212.15 amperes en el lado de media tensión. De acuerdo al diagramaunifilar vemos el sistema de transformadores en serie por lo que la corriente es lamisma en este banco de ductos. Se selecciona un interruptor principal marca Bticinotipo master pack con capacidad interruptiva de 45 kiloamperes para manejar en trespolos 630 amperes de corriente nominal en lado de baja del transformador y el ladode media tensión en el seccionador se tiene una protección de 200 amperes, paraeste circuito.

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18. Ahorro de energía (1/2)

15. AHORRO DE ENERGIA

La energía eléctrica, es una de las formas en que se manifiesta la energía natural.Por su propiedad de transformarse con facilidad y elevados rendimientos que todaslas demás formas de energía, por transportarse a grandes distancias con mediossimples y relativamente económicos, por permitir regularse y dividirse al infinito,además de ser limpia .Esta energía desempeña un papel de primordial importancia,en el hogar y en los distintos sectores de la producción.

El aumento acelerado de la población en nuestro país, va acompañado de una seriede servicios y esto hace que aumente día con día la demanda de la energía eléctrica.Buscando un desarrollo económico sustentado en la conservación del medioambiente y en la optimización de nuestros recursos energéticos, cobra importanciatanto en la sociedad como en las autoridades gubernamentales, la búsqueda dealternativas de solución a los problemas que se originan y que afectan directamentea la sociedad, al encontrar una estrecha relación entre el ahorro de energía y elfuturo de las nuevas generaciones de seres humanos en el planeta.

El respeto por el entorno natural ha sido una de los valores a seguir por losproyectos realizados en Grand Mayan, así como la racionalización del uso derecursos energéticos. En este capítulo se mencionan las aplicaciones de la normaNO-007-ENER-1995, Que regula la eficiencia energética para sistemas dealumbrado para edificios no residenciales. Y la NOM- 013-ENER- 1996 que se aplicaa sistemas de alumbrado para vialidades y exteriores de edificios.

En este proyecto primero se aplica un cálculo para determinar la capacidad dedensidad de potencia eléctrica de alumbrado (DPEA) en áreas que estánconsideradas dentro de la primera Norma mencionada, que corresponde a espaciosde las habitaciones, y pasillos. También se utilizan lámparas ahorradoras de energía,tipo fluorescente. Utilizando un 70% del total de lámparas del proyecto, en interioresy en áreas exteriores de uso público, sin descuidar los requerimientos necesarios deiluminación que establece esta misma Norma. La Norma NOM-007-ENER-1995aplicada anteriormente muestra la tabla 4.1 y la 4.2 donde se encuentran losdiferentes rangos de potencia eléctrica según el lugar que se desee iluminar.

Este proyecto también utiliza en las instalaciones de alumbrado público; relojestemporizadores para racionalizar el uso de alumbrado en horarios en que se tiene lailuminación natural del sol. Se proyectan tableros centralizados controlados poratenuadores de iluminación esto con la finalidad de disminuir la intensidad lumínicade manera programada creando diferentes escenas lumínicas durante el día.

También se utilizan, equipos hidrovariadores de frecuencia en sistemas de bombeode agua fría, desde la cisterna, hasta las habitaciones. Estos equipos se utilizan en elsistema de bombeo de agua helada para el aire acondicionado. La frecuenciatomada por la bomba varía según el consumo de agua, estos equipos trabajan demanera automática sin hidroneumático, solo con la presión que proporcione labomba.

Es conveniente mencionar que estos equipos se utilizan para generar ahorro de

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energía, mayor eficiencia en la utilización de los recursos energéticos, que enconsecuencia se tiene un ahorro económico para la empresa encargada de laoperación de los edificios.

Cuando se plantea y se lleva a cabo el ahorro y uso racional de la energía eléctrica,es el principio del elemento clave para el desarrollo económico, para mejorar lacalidad de la vida y acrecentar los satisfactores sociales.

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19. Ahorro de energía (2/2)

Al reducir el consumo de energía y mejorar las tecnologías de conversión yutilización, se van a reducir considerablemente los problemas ambientales térmicos(lluvia ácida, reducción del incremento de la temperatura, contaminaciónatmosférica, deforestación, desertificación, ruido, etc.) entonces se va a disfrutarverdaderamente los beneficios que se obtienen de la ciencia y la tecnología, dejandoa nuestros hijos un medio ambiente limpio, equilibrado y libre de problemasecológicos.

Tabla 5.1 Esta tabla muestra las densidades de potencia eléctrica de alumbradoaplicada en diferentes espacios indicados y que son aplicados al presente proyectoesta tabla pertenece al apartado 6 de la NOM-007-ENER-1995

Tabla 5.2 Esta tabla muestra los dispositivos a emplear para controlar la densidadlumínica de las áreas tratadas y que son aplicados por parte de estos dispositivos enel presente proyecto.

NOTA: Con este capítulo hemos llegado al final del curso.

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electricidad. instalación en media y baja...

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