LEVANTAMIENTO Y ANALISIS DE FUERZA Y ALUMBRADO DE LA UNIDAD DE SERVICIOS BIBLIOTECARIOS DE INFORMACION (USBI) CAMPUS COATZACOALCOS TESIS

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1 LEVANTAMIENTO Y ANALISIS DE FUERZA Y ALUMBRADO DE LA UNIDAD DE SERVICIOS BIBLIOTECARIOS DE INFORMACION (USBI) CAMPUS COATZACOALCOS TESIS QUE PARA APROBAR LA EXPERIENCIA RECEPCIONAL DEL PROGRAMA DE: INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA PRESENTAN: Carrasco Desales Argenis Castillo Altamirano José Manuel De la cruz Sanchez David Alejandro Morales Feria Victor Hugo ASESOR: ING. Hugo Ismael Noble Pérez Coatzacoalcos, Ver. Mayo 2010 Coatzacoalcos, Ver. Mayo

2 INDICE Introducción Capítulo 1 Generalidades Objetivos. 1.2 Definiciones 1.3 Marco Jurídico Capítulo 2 Levantamiento Técnico de Carga Instalada 2.1 Definiciones 2.2 Levantamiento de Cargas, Memoria de Calculo y Cuadro de Cargas Centro de Cómputo. 2.3 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Centro de Idiomas. 2.4 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Sala de Lectura e Información. 2.5 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Sala de Video Conferencias 2.6 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Centro de Auto acceso De Idiomas (CADI) Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Centro de Idiomas. 2.8 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Aula Electrónica 2.9 Interruptor General Tablero de Potencia.. Capítulo 3 Elaboración de Planos 3.1 Diagrama Unifilar General 3.2 Planos Eléctricos.. Pág

3 Capítulo 4 Balanceos de Carga y Desviación de la Norma Desbalance de voltaje. 4.2 Desbalanceo de carga por tablero Carga Instalada y Balanceo de Cargas Centro de Cómputo Carga Instalada y Balanceo de Cargas Centro de Idiomas Carga Instalada y Balanceo de Cargas Sala de Lectura e Información Carga Instalada y Balanceo de Cargas Sala de Videoconferencias Carga Instalada y Balanceo de Cargas CADI Carga Instalada y Balanceo de Cargas Centro de Idiomas Carga Instalada y Balanceo de Cargas Aula Electrónica. 4.3 Desviación de Normas Conclusión Bibliografía

4 Introducción Hoy en día es de gran importancia que todo ciudadano cuente con energía eléctrica y que las empresas que lo suministran presten un buen servicio, pero está en el consumidor aprovecharlo al máximo. Esto se logra con una eficiente instalación eléctrica en nuestros hogares y empresas. El levantamiento eléctrico es un servicio orientado a conocer el estado físico, en el que se encuentran la instalación y equipos eléctricos existentes, es decir es una fotografía de la realidad de la instalación eléctrica. En el presente trabajo se identificaran los tableros, circuitos y cargas eléctricas de uso final ( lámparas y contactos) con el objetivo de elaborar los planos eléctricos de la Unidad de Servicios Bibliotecarios y de Información, adicionalmente se lleva a cabo la inspección de cargas que se encuentra en cada circuito o tablero. Es indispensable contar con dicha información con el objetivo de ubicar los elementos importantes que integran una instalación eléctrica para la solución de problemas y fallas que se presenten, así como también nuevas reconfiguraciones en los circuitos. 4

5 Capítulo 1 Generalidades 5

6 1.1. Objetivos Objetivo General del Trabajo Recepcional Realizar el Levantamiento físico de la U.S.B.I. y obtener los planos del sistema eléctrico. Objetivos Específicos del Trabajo Recepcional a) Levantamiento físico de las instalaciones eléctricas de la U.S.B.I. b) Elaboración de los nuevos planos eléctricos. c) Evaluación el estado del sistema en base a la NOM-SEDE d) Elaboración listado de posibles correcciones. e) Presentación del trabajo recepcional. 6

7 1.2. Definiciones Acometida Derivación que conecta la red del suministrador a las instalaciones del usuario. El suministrador es el encargado de instalar el tamaño nominal del conductor de acometida de acuerdo a la carga de la residencia. Acometida subterránea Conductores de acometida subterránea entre la calle principal, incluyendo conductores verticales a un poste u otra estructura o desde el(los) transformadores y el primer punto de conexión de los conductores de entrada de acometida en una caja terminal o de un punto de medición u otra caja dentro o fuera de la pared de la edificación. Donde no exista caja de terminales o mediciones u otro punto de conexión se considera ser un punto de entrada al interior de la edificación de los conductores de acometida. En la sección 230-2(a) de la NOM se indica que un edificio o estructura al que se le suministre energía eléctrica debe tener solamente una acometida. Alimentador Todos los conductores de un circuito entre el equipo de acometida o la fuente de un sistema derivado separadamente u otra fuente de alimentación y el dispositivo final de protección contra sobreccorriente del circuito derivado. Apagadores Un apagador se define como un interruptor pequeño de acción rápida, operación manual y baja capacidad que se usa por lo general para el control de aparatos pequeños doméstica y comercial, así como unidades de alumbrado pequeño. Debido a que la operación de los apagadores es manual, los voltajes nominales no deben exceder a 600 volts. 7

8 Caída de tensión La caída de tensión es muy importante en un sistema eléctrico, dado que, si la caída de tensión es muy grande, los conductores, contactos y otros elementos eléctricos se sobrecalentarán. Este sobrecalentamiento puede ocasionar daño al sistema eléctrico, causando fallas en el aislamiento de los conductores y hasta ocasionando una falla eléctrica. La caída de tensión no es muy critica en longitudes pequeñas de los circuitos eléctricos. De acuerdo a la norma vigente, la caída de tensión en un circuito eléctrico se indica en una NOTA en la sección 215-2(b) nota 1, que es aclaratoria no mandatoria, la caída de tensión en un circuito alimentador no debe ser mayor al 3% y la caída de tensión total en un circuito eléctrico alimentador mas un circuito derivado no debe ser mayor 5%. Cajas de salida Las cajas de salida se usan por lo general para conectar equipo o accesorios pequeños (contactos, apagadores, lámparas) y se encuentran de distintos tamaños. Una caja de salida puede servir también para seccionar conductores o para interconectar, generalmente se usan hasta para conductores calibre núm. 6 AWG con perforaciones laterales y en el fondo terminadas de manera tal que los conductores que entren queden protegidos contra la abrasión (deterioro por rozamiento o corte de partes no pulidas o non rebabas).en general, para cualquier tipo de caja, las aberturas no usada se deben de tapar de manera que su protección mecánica sea prácticamente equivalente a la red de la caja o accesorio. 8

9 Capacidad de conducción de corriente Corriente eléctrica expresada en aperes (A), que un conductor eléctrico puede conducir continuamente, bajo condiciones de uso normal, sin exceder su temperatura nominal. Carga (eléctrica) Es la potencia instalada o demandada en un circuito eléctrico. Carga continua Aquella cuya corriente eléctrica nominal circulo durante tres horas o mas. Carga instalada Es la suma de las potencias nominales de los aparatos y equipos que se encuentran conectados en un área determinada de la instalación y se expresa generalmente en KVA o KW. Circuito derivado Conductor o conductores de un circuito desde el dispositivo final de sobreccorriente que protege a ese circuito hasta la o las salidas finales de utilización. Código de colores El código de colores que se deberá de utilizar en los conductores de los circuitos eléctricos que se utilicen en cualquier instalación eléctrica. Conductores neutros: Color blanco o gris. Conductor de puesta a tierra: Color verde o sin aislamiento (desnudo). Conductor de fases: Cualquier diferente al blanco, gris o verde, por ejemplo: azul, rojo, negro, amarillo, etc. 9

10 Conductor del electrodo de puesta a tierra Conductor utilizado para conectar el(los) electrodo(s) de puesta a tierra al conductor de puesta a tierra del equipo, al conductor puesto a tierra o a ambos a la acometida en cada edificio o a la estructura donde este alimentando desde una acometida común o a la fuente de un sistema derivado separadamente. Diagrama unifilar Es el esquema que permite entender el sistema eléctrico y se indica por medio de una sola línea que une los distintos componentes de una instalación eléctrica. En el diagrama unifilar los conductores se representan por una sola línea, esta línea puede representar un sistema eléctrico monofásico o trifásico. Para formar el diagrama unifilar se utilizan diferentes símbolos que representan los equipos eléctricos del sistema eléctrico. Dispositivos de protección contra sobreccorriente Los dispositivos de protección contra sobreccorriente de los conductores y equipos se instalan de modo que abran el circuito si la corriente alcanza un valor que pudiera causar una temperatura excesiva o peligrosa de los conductores o de su aislamiento que den posibilidades de un incendio. Los dispositivos de protección contra sobreccorriente son: a) Fusibles b) Interruptor automático (breaker, termomagnético) Los interruptores automáticos de circuito deben ser de disparo libre y deben abrir o cerrar manualmente. Los conductores eléctricos se deben proteger contra sobreccorriente de acuerdo a su capacidad de conducción. 10

11 Luminario Equipo de iluminación que distribuye, filtra o controla la luz emitida por una lámpara o lámparas y el cual incluye todos los accesorios para fijar, proteger y operar estas lámparas y los necesarios para conectarlas al circuito de utilización eléctrica. Planos eléctricos En la realización del proyecto eléctrico se debe contar con los planos arquitectónicos de la residencia o unidad de vivienda, para indicar los requerimientos necesarios para el funcionamiento de los equipos eléctricos. En los planos eléctricos s deberá integrarse un diagrama unifilar. Salida Punto en un sistema de alambrado en donde se toma corriente eléctrica para alimentar al equipo de utilización Salida para receptáculos Salida en la que están instalados uno o mas receptáculos. Salida para alumbrado Salida diseñada para la conexión directa de un portalámparas, una luminario o un cordón colgante que termine en un portalámparas. Tensión eléctrica nominal Valor nominal asignado a un circuito o sistema para la designación de su clase de tensión eléctrica. La tensión eléctrica real a la cual un circuito opera puede variar de la nominal dentro de una gama que permita el funcionamiento satisfactorio de los equipos. 11

12 Tubo (conduit) Sistema de canalización diseñado y construido para alojar conductores en instalaciones eléctricas, de forma tubular, sección circular. Tablero de alumbrado Un tablero de alumbrado y control de circuitos derivados de alumbrado y de aparatos eléctricos es aquel que tiene más del 10% de sus dispositivos de protección contra sobreccorriente de 30 amperes o menos, con conexiones a neutro. Se deberá instalar un directorio situado en el frente de la puerta del gabinete o en su interior. La carga continua de cualquier dispositivo de protección contra sobreccorriente instalado en un panel de alumbrado y control no debe superar el 80% de su capacidad nominal cuando, en condiciones normales, la carga se mantenga durante tres horas o más. Esto es, si se utiliza un dispositivo de protección contra sobreccorriente de 15 amperes, se debe de utilizar a un máximo de 12 amperes, uno de 20 amperes se puede utilizar a un máximo de 14 amperes, de 30 amperes se puede utilizar a un máximo de 24 amperes. Los dispositivos de protección deben estar situados donde no queden expuestos a daño físico. Las cubiertas de los dispositivos de protección contra sobreccorriente se deben instalar en posición vertical. Donde se instale el tablero de alumbrado, debe ser un lugar adecuado para ello y debe cumplir con lo siguiente: 12

13 Debe tener un espacio libre a lo ancho no menor a 80 cm de ancho, al frente del tablero de alumbrado debe tener un espacio de trabajo libre de 90 cm, este espacio debe extenderse desde el piso hasta la altura del tablero. Las puestas del tablero de alumbrado deben abrir libremente a 90º. Tablero Los tableros son básicamente conjuntos de dispositivos de sobreccorriente contenidos en gabinetes accesibles solo por el frente. Receptáculos (contactos eléctricos) De acuerdo a la norma vigente, los receptáculos instalados en circuitos derivados de 15 ó 20 amperes deben ser de conexión de puesta a tierra. Es decir, estos receptáculos deben contar con una terminal de puesta a tierra para conectar el conductor de puesta a tierra del circuito derivado. Los receptáculos con terminal de puesta a tierra se deben de instalas solamente en circuitos para la tensión y corriente eléctrica para los cuales han sido clasificados. Un receptáculo sencillo que se instala en un circuito derivado individual debe tener una capacidad no menor a la de dicho circuito. Es decir, si el circuito derivado es de 15 amperes se deberá de instalar un receptáculo con una capacidad de corriente de 15 ó 20 amperes. Planos eléctricos En el titulo principios fundamentales de la NOM-001-SEDE-2005.que es el nuevo, en el punto se obliga al usuario a contar con un proyecto (planos y memorias técnicas-descriptivas). El proyecto eléctrico debe estar integrado por planos eléctricos y memorias de cálculo. 13

14 El plano original se deberá dibujar en papel albanene o cualquier otro, que permita obtener copias heliográficas con claridad. Tamaño de los planos: se recomienda que tenga las siguientes dimensiones: Las escalas que se utilicen deberán ser las adecuadas para que se tengan el espacio suficiente para lo que se desee representar. En cada plano se deberá indicar la escala utilizada. Los planos eléctricos contendrán exclusivamente los datos relativos a las instalaciones eléctricas, serán claros e incluirán la información suficiente para la correcta interpretación de manera que permita construir la instalación eléctrica. Cuando se requiera aclarar algún punto importante de la instalación eléctrica el proyecto deberá indicarlo con una nota aclaratoria. Se deberán utilizar los símbolos eléctricos aplicables a la instalación eléctrica. En la esquina inferior del plano eléctrico del lado derecho se dejara un cuadro donde se anotaran los siguientes datos: Nombre del propietario Domicilio, calle, numero, colonia, c.p., delegación o población, municipio y entidad Tipo de uso Nombre del responsable del proyecto eléctrico y cedula profesional Fecha de elaboración del proyecto El proyecto eléctrico contendrá Diagrama unifilar Cuadro de distribución de cargas eléctricas por circuito Planos de planta y elevación en su caso 14

15 El diagrama unifilar contendrá: Acometida, indicando la tensión de suministro. Alimentadores hasta los centros de carga, tableros de fuerza, alumbrado, etc., indicando en cada caso su longitud y caída de tensión representada en porcentaje. Circuitos alimentadores y circuitos derivados. Tipo y capacidad de los dispositivos de protección contra sobreccorriente, de los circuitos alimentadores y circuitos derivados. Tamaño nominal, tipo de material y tipo de aislamiento de los conductores de fase y de neutro de los circuitos alimentadores y derivados. El cuadro de distribución de cargas deberá contener la siguiente información: Alumbrado, receptáculo y motores, numero de circuito, número de lámparas, receptáculos o dispositivos eléctricos por cada circuito, fases a que va conectado cada circuito, tamaño nominal de los conductores, diámetro de la tubería utilizada, el dispositivo de protección contra sobreccorriente por cada circuito, desbalanceo entre fases expresado en por ciento. Los planos de planta y elevación deberán contener la siguiente información: Ubicación del punto de la acometida, medidor, del interruptor general y el tablero eléctrico principal. Localización de los tableros de fuerza y alumbrado. Trayectoria horizontal y vertical (cuando exceda de 4 m.) de circuitos alimentadores y circuitos derivados, tanto de fuerza como de alumbrado, identificando cada circuito con el tamaño nominal del conductor y canalización. 15

16 El croquis de localización comprenderá: La manzana y las calles que circulan a esta, la ubicación del predio dentro de la manzana, numero de lote o numero oficial. La orientación, la colonia, población y otras referencias que faciliten su localización. La memoria técnica descriptiva comprenderá: Los datos que sirvieron como base para establecer el diseño y fijara la forma de operar de la instalación tales como el factor de demanda. En la elaboración de los planos de detalle de las instalaciones se tomara en cuenta lo siguiente: Para el dispositivo de protección contra sobreccorriente, se deberá indicar el tipo de protección, tensión y corriente nominal. Para los conductores: indicar el tamaño nominal (calibre) tipo de material, clase de aislamiento, tensión en volts, mencionado si es cable o alambre. Para las canalizaciones: tubos (conduit), indicar tipo de material, espesor de la pared, recubrimiento, diámetro nominal y es flexible o rígido. Para motores: indicar los datos completos de sus respectivas placas. Indicar el tipo de controlador (clavija, desconectador, interruptor o contactor), si es automático o manual. Así como el tamaño y tipo de cubierta. Anotar el valor en amperes del dispositivo de protección contra sobreccorriente. Anotar tipo, capacidad y tensión nominal del medio de desconexión, indicando las características de su cubierta. Para alumbrado y receptáculos: Indicar el tipo de luminarias, tensión nominal, capacidad en watts. Indicar la capacidad en watts de los receptáculos, número de fases, tensión nominal y tipo de cubierta 16

17 1.3 Marco jurídico Objetivo El objetivo de esta NOM SEDE es establecer las especificaciones y 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 contra: Los choques eléctricos Los efectos térmicos Sobrecorrientes Las corrientes de falla Sobretensiones El cumplimiento de las disposiciones indicadas en esta norma garantiza el uso de la energía eléctrica en forma segura; asimismo esta norma no intenta ser una guía de diseño, ni un manual de instrucciones para personas no calificadas. Campo de aplicación Esta NOM cubre a las instalaciones destinadas para la utilización de la energía eléctrica en: a) Propiedades industriales, comerciales, residenciales y de vivienda, institucionales, cualquiera que sea su uso, públicas y privadas, y en cualquiera de los niveles de tensiones eléctricas de operación, incluyendo las utilizadas para el equipo eléctrico conectado por los usuarios. Instalaciones en edificios utilizados por las empresas suministradoras, tales como edificios de oficinas, almacenes, estacionamientos, talleres mecánicos y edificios para fines de recreación. 17

18 b) Casas móviles, vehículos de recreo, construcciones flotantes, ferias, circos y exposiciones, estacionamientos, talleres de servicio automotor, estaciones de servicio, lugares de reunión, teatros, salas y estudios de cinematografía, hangares de aviación, clínicas y hospitales, construcciones agrícolas, marinas y muelles, entre otros. c) Sistemas de emergencia o reserva propiedad de los usuarios. d) Subestaciones, líneas aéreas de energía eléctrica y de comunicaciones e instalaciones subterráneas. 18

19 Capítulo 2 Levantamiento Técnico de Carga Instalada 19

20 2.1 Definiciones Tipo y calibre de los conductores eléctricos Para obtener energía eléctrica se requiere de todo un proceso, en el cual lo primero que se hace es generar tal energía eléctrica, después conducirla a lugares específicos, para que posteriormente se distribuya a zonas de consumo. En la distribución de de energía de alta y baja tensión, es de gran importancia saber cual es el medio adecuado para distribuirla, ya que en esta parte del proceso es donde existen grandes perdidas de energía (por perdidas de calor) sin que pueda ser aprovechada de forma útil. Por lo tanto es necesario conocer las características generales de los diversos conductores eléctricos existentes para un mejor aprovechamiento de la energía. Conductores Los conductores eléctricos son cualquier material que permita el flujo de corriente eléctrica debido a la aplicación de una diferencia de potencial eléctrico. Todos los materiales son buenos conductores eléctricos, sin embargo, unos presentan mejores características de conducción que otros, por tal motivo es necesario un conocimiento total de ellos para poder seleccionarlos de acuerdo a la capacidad y uso que se le dará. Dentro del cobre usado en conductores eléctricos se distinguen tres temples o grados de suavidad del metal: suave o recocido, semiduro, y duro, con propiedades algo diferentes siendo el cobre suave el de mayor conductividad eléctrica y el de cobre duro el de mayor resistencia a la tensión mecánica. El cobre duro se emplea normalmente para alambres o cables desnudos usados en líneas de transmisión, en las que se requiere una alta resistencia a la tracción sin importar mucho la flexibilidad. El cobre semi-duro se utiliza donde se requiere una cierta flexibilidad pero que, además estará sujeto a esfuerzos mecánicos de tensión. Por ultimo, el cobre suave tiene las aplicaciones más generales, ya que su uso se extiende a cualquier conductor aislado o no, en el cual sea de primordial importancia la alta conductividad eléctrica. 20

21 Tipos de conductores. Los tipos de conductores mas empleados son: Alambres Cables Cordones conductores con cubierta protectora Alambres Los alambres son conductores constituidos por un solo hilo metálico y pueden ser desnudos o revestidos con una cubierta aislante. Según el material de los aislantes, los alambres podrán emplearse en las instalaciones eléctricas. Alambres para instalaciones Los alambres aislados utilizados para las instalaciones eléctricas están recubiertos de plástico o goma. Cables Los cables están constituidos por un conjunto de alambres no aislados entre si y pueden ser desnudos o revestidos por una o varias capas de aislante. Los aislantes son de plástico, goma o tela, se utilizan generalmente en las instalaciones eléctricas. Cordones La constitución de los cordones es similar a los cables con la diferencia de que los alambres son más finos (filamentos), lo que da una mayor flexibilidad al conjunto. Generalmente los cordones están compuestos de dos o tres conductores (constituidos de varios filamentos retorcidos) flexibles aislados entre si y se presentan en forma trenzada o unidos paralelamente. Se emplean especialmente para conexiones de artefactos portátiles y en aquellos casos en que las conexiones están sometidas a movimientos o vibraciones. Se usan también en instalaciones eléctricas fijas, de tipo económico. 21

22 Conductores con cubierta protectora En instalaciones visibles, cuando el ambiente es húmedo o corrosivo, los conductores eléctricos deben tener una cubierta protectora de plomo o plástico. Constitución. Están constituidos por 1, 2,3 o 4 conductores aislados entre si y el conjunto de recubierto con una capa protectora. Pueden ser de forma achatada o redonda, los conductores son de cobre o aluminio, los aislantes de plástico o de goma y la cubierta protectora de plomo o plástico. Condiciones de uso Los conductores con cubierta protectora se fijan directamente sobre las superficies con grapas de sujeción y se emplean también en instalaciones aéreas colgantes. Cuando deban pasar por otros cables o tuberías, se deja una separación entre el cabe y el objeto. En el tendido recto de estos conductores, las grapas de sujeción pueden quedar separadas entre si, como máximo 40cm. Tipos y calibres de alambres A mayor sección transversal de los conductores eléctricos es mayor su capacidad de conducción de corriente. En un principio, todos y cada uno de los fabricantes de conductores eléctricos clasificaban a los mismos con diferentes números, símbolos y nomenclaturas, provocando con ello confusión entre los trabajadores del ramo, al no saber a ciencia cierta si trabajaban con la misma sección transversal al diferir en simbología y número de un fabricante a otro. 22

23 Después de un estudio exhaustivo de todos y cada uno de los métodos para diferenciar las áreas transversales (calibres) de los conductores eléctricos y observando la fácil interpretación de la nomenclatura presentada por la compañía AMERICAN WIRE GEUGE (A.W.G.), esta fue adoptada por lo que, para los calibres de los conductores eléctricos se les antecede con la leyenda. Calibre No. A.W.G. o M.C.M. Con el fin de poder discutir de manera inteligente los calibres de alambres, debe entenderse el sistema utilizado para numerar estos calibres las unidades que se aplican son los Mils y los Mils Circulares. Las siglas M.C.M. nos están indicando el área transversal de los conductores eléctricos en Mil Circular Mils. Equivalencia en el calibre en A.W.G. o M.C.M. Se dice que se tiene un C.M. (circular mil) cuando el área transversal tiene un diámetro de una milésima de pulgada. 1 C.M.= 785 X 10-9 pulg. 2 1 pulg. 2 (1 785 X 1O -9 ) C.M. 1 pulg. 2 = 1.27 x 10 6 C.M. 1 pulg. 2 = (25.4mm) 2 = mm 2 1 mm 2 = 1970 C.M. Debido al error admisible, para cálculo de los conductores eléctricos se considera aproximadamente. 1mm 2 =200C.M. 1mm 2 =2 Mil Circular Mils 1mm 2 =2M.C.M. 23

24 Cálculo de conductores Los principales factores que se deben considerar al calcular el calibre mínimo para un conductor son: Que la temperatura del conductor no dañe él aislamiento. Que la caída de tensión este dentro de normas. Que la sección del conductor pueda conducir la corriente. Los tres factores son de vital importancia Necesaria. considerarlos debido a que se pueden presentar los siguientes problemas: a) Si la sección del cobre es menor: El conductor tendrá una mayor resistencia eléctrica, aumentando las pérdidas de energía. El conductor tendrá una mayor temperatura de operación, aumentando una vez más la resistencia eléctrica y deteriorando el aislamiento. La caída de tensión en la línea será mayor a la permitida, lo cual puede afectar la operación en el punto de carga y dañar los equipos. b) Si no se protege el aislamiento: El aislamiento sufrirá deterioro por alta temperatura, aumentando el riesgo de fugas de corriente y corto circuitos 24

25 c) Si no se cuida que la tensión sea correcta: El circuito y los conductores trabajaran fuera de normas Pueden dañarse los equipos alimentados o no dar el servicio requerido En todas las instalaciones es necesario determinar el calibre adecuado de los conductores, de tal manera que la caída de tensión no exceda el 3%, ya sea que se alimenten cargas de alumbrado, cargas de fuerza o una combinación de ambas. En conclusión la máxima caída de tensión en los conductores alimentadores o circuitos derivados no debe exceder, en ningún caso el 5%. Datos necesarios para él cálculo del conductor.- Para calcular el conductor Factor de potencia del equipo Eficiencia del equipo Potencia en HP o KW del equipo a alimentar Voltaje de alimentación 127, 220, volts Tipo de corriente directa o alterna, 1 fase, 2 fases, 3 fases b) Protección del aislamiento Tipo de instalación, al aire libre, conduit, charola, enterrado Tipo de servicio, continuo, arranque, servicio nocturno Temperatura ambiente c) Caída de tensión Longitud de la instalación Tipo de alimentador 25

26 Cálculo de protecciones Todo sistema eléctrico es susceptible de sufrir fallas tanto en el equipo como en la instalación eléctrica, por lo tanto, es necesario contar con protecciones adecuadas para que el daño provocado sea mínimo. En base a estas necesidades se pueden establecer los objetivos principales de las protecciones: Conectar y desconectar el flujo de corriente eléctrica bajo condiciones normales o anormales de operación. Detectar y originar el retiro rápido del servicio de cualquier elemento cuando sufre alguna falla o empieza a funcionar en forma anormal, que puede ocasionar un daño o represente un peligro para el personal o para el funcionamiento eficaz del resto del sistema. Selección de protecciones La selección del dispositivo protector adecuado consiste de dos aspectos: Determinar capacidades requeridas. Determinar requerimientos de operación. Capacidades requeridas Capacidad continua de corriente Capacidad interruptiva Voltaje nominal requerido 26

27 Requerimientos de operación Tomando únicamente como criterio el aspecto de las capacidades requeridas, puede ser aparente que dos o más dispositivos puedan satisfacer una aplicación determinada, por lo tanto hay que establecer otros requerimientos prácticos como son: Flexibilidad Confiabilidad Robustez Mantenimiento Refacciones y accesorios Medio ambiente Economía Con el objeto de unificar criterios con respecto a la terminología utilizada se incluye a continuación algunas definiciones de los vocablos mas empleados en cuanto a protecciones se refiere. Ampacidad. Capacidad de conducción de corriente eléctrica de un conductor. Circuito derivado. La parte de la instalación que se encuentra entre él último dispositivo de protección contra sobreccorriente y las salidas o puntos de suministro a las cargas eléctricas. Contacto. Parte de un dispositivo donde se abre o cierra un circuito. El elemento de un dispositivo de control que permite o impide el paso de la corriente del circuito, en el que dicho dispositivo esta instalado. Sobreccorriente. Cualquier valor de corriente con exceso de la corriente nominal de un equipo o de la Ampacidad de un conductor. Puede ser producida por una sobrecarga, corto circuito o falla a tierra. 27

28 Memoria de cálculo La memoria de cálculo consiste en determinar todos los dispositivos de fuerza y de control de un equipo, esto es calibre del cable, interruptor termomagnético, canalización y calibre del cable de tierra. Selección del calibre del cable. Este se debe seleccionar por caída de voltaje y por conducción de corriente. Por caída de tensión. Se utiliza la formula de impedancia que a continuación se describe. Fase y neutro S = 2 Fases y un neutro S = 3 Fases S = 3 Fases y un neutro S = Donde: %e = porcentaje de caída de tensión En = voltaje de línea a línea L = longitud del alimentador en metros I = corriente a plena carga S = seccion transversal Por conducción de corriente. La selección de del cable por corriente se realiza en base a la siguiente formula: Fase y neutro W = En I cos θ 2 Fases y un neutro W = 2 En I cos θ 3 Fases W = Ef I cos θ 3 Fases y un neutro W = Ef I cos θ 28

29 Donde: W = Potencia, carga por alimentar o carga total instalada expresada en watts En = Voltaje de línea a línea Cos θ = Factor de potencia 29

30 Tabla No. 1 Capacidad de Conducción De Corriente Capacidad de conducción de corriente (amperes) permisible de conductores aislados para 0 a 2000 volts nominales y 60 c a 90 c. No más de tres conductores activos (fases) en una canalización (tubo condu1t), para una temperatura ambiente de 30 C. CALIBRE AWG KCWI TAMAÑO NOMINAL mm 2 TEMPERATURA NOMINAL DEL CONDUCTOR 60 C 75 C 90 C TW TWD TITHW THWN THHW THHN RHW XHHW (20) 15(20) 15(25) (25) 20 (25) 20 (30) (35) 30 (40) / / / / FACTORES DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA Temperatura ambiente en C Para temperaturas ambientes distintas de 30 c. Multiplicar la anterior capacidad de conducción por el correspondiente factor

31 Una vez que se define el calibre del cable por caída de voltaje y por corriente se elige el calibre de cable que soporte estas tres condiciones. Selección del Interruptor Termomagnético.- Este se selecciona por medio de un criterio de construcción basado en un factor de multiplicación del 1.25 por ciento de la corriente nominal y consultando él articulo de la norma oficial mexicana NOM SEDE-2005 que trata acerca de las capacidades de conducción de corriente nominales normalizadas. Calibre del cable de tierra.- Este se determina de acuerdo a la tabla de la NOM-SEDE esta selección es de acuerdo a la capacidad nominal del interruptor que protege al equipo. 31

32 Tabla 2. Tamaño nominal mínimo de los conductores de tierra para canalizaciones y equipos Capacidad o ajuste máximo del dispositivo automático de protección contra sobreccorriente en el circuito antes de los equipos, canalizaciones, etc. (A) Tamaño nominal mm 2 (AWG o kcmil) Cable de cobre Cable de aluminio ,082 (14) 3,307 (12) 5,26 (10) 5,26 (10) 5,26 (10) 8,367 (8) 13,3 (6) 21,15 (4) 33,62 (2) 33,62 (2) 42,41 (1) 53,48 (1/0) 67,43 (2/0) 85,01 (3/0) 107,2 (4/0) 126,7 (250) 177,3 (350) 202,7 (400) 253,4 (500) 354,7 (700) 405,37 (800) ,3 (6) 21,15 (4) 33,62 (2) 42,41 (1) 53,48 (1/0) 67,43 (2/0) 85,01 (3/0) 107,2 (4/0) 126,7 (250) 177,3 (350) 202,7 (400) 304 (600) 304 (600) 405,37 (800) 608 (1200) 608 (1200) 32

33 Elaboración de memoria técnica Una vez mencionados los factores que se deben de considerar al calcular el calibre mínimo de los conductores, para realizar un buen desempeño en las instalaciones eléctricas, procedemos a realizar los cálculos pertinentes para determinar el calibre adecuado del circuito principal En las instalaciones eléctricas, por lo general, se considera como circuito principal el circuito que principia desde la subestación hasta los diferentes tipos de tableros de fuerza. Calculo del calibre del circuito C-1 tablero A Calcular la corriente, calibre de los conductores eléctricos con aislamiento tipo THW y capacidad de interruptor termo-magnético, para alimentar una carga de 560 watts en el circuito 1 del tablero A. Que se considera concentrada a metros. Datos Formula W = 560 Watts In = W = En = 127 volts En e% Solución Como solo es una carga monofásica (1F-2H), por tanto se tiene: I n = W = 560 w = 4.43 Amp. En f.p (127) (.99) Para una corriente de 4.43 Amp., se necesitan conductores eléctricos con aislamiento tipo THW calibre # 14 pero por criterio se utiliza un calibre # 12 que transportan hasta 20 Amp. En condiciones normales. (Ver tabla No. 2) Como segundo paso se debe comprobar que la caída de tensión no exceda el 3%, si esto sucede, se procede a elegir un calibre de conductor mayor. 33

34 Por caída de tensión Datos: S=3.307mm2 L= 20.40m I=4.45m En=127.5v e%=? Formula = e% = 4 (20.40) (4.45) =.87 (127.5) (3.307) 34

35 Tablas de Cargas, Memoria de Cálculo y Cuadro de Cargas 35

36 2.2 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Centro de Cómputo Levantamiento de Cargas Tablero A TABLERO "A" CENTRO DE CÓMPUTO TIPO: NQOD430M100CU 240/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN 2x28W 2x32W 2x28W 4x32W 180W L1 L2 L3 AWG INT. 1 Alumbrado laboratorio computo Alumbrado laboratorio computo Alumbrado vestíbulo informática Contactos cubículo informática Alumbrado cubículos informática Alumbrado aula Alumbrado aula Alumbrado aula Alumbrado cuarto eléc. y escaleras Alumbrado aula CARGA TOTAL POR FASE CARGA TOTAL

37 2.2.1 Memoria de Cálculo Tablero A TABLERO "A" CENTRO DE CÓMPUTO TIPO: NQOD430M100CU 240/440V, 3F-4H NO. DESCRIPCIÓN WATTS En o Ef Fp S L (metros) e% CONDUCTOR INSTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL Alumbrado laboratorio computo Alumbrado laboratorio computo Alumbrado vestíbulo informática Contactos cubículo informática Alumbrado cubículos informática Alumbrado aula Alumbrado aula Alumbrado aula Alumbrado cuarto eléc. y escaleras Alumbrado aula CARGA TOTAL

38 2.2.1 Cuadro de Cargas Tablero A TABLERO "A" CENTRO DE CÓMPUTO TIPO: NQOD430M100CU 240/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN CALIBRE (AWG) INTERRUPTOR INTERRUPTOR CALIBRE (AWG) DESCRIPCIÓN No. 1 Alumbrado laboratorio computo vacio 2 3 Alumbrado laboratorio computo vacio 4 5 Alumbrado vestíbulo informática Contactos cubículo informática 6 7 Alumbrado cubículos informática vacio 8 9 Alumbrado aula vacio Alumbrado aula vacio Alumbrado aula vacio Alumbrado cuarto eléc. y escaleras vacio Alumbrado aula vacio 18 38

39 2.2.2 Levantamiento de Cargas Tablero AR TABLERO "AR" CENTRO DE COMPUTO TIPO: NQOD43M100CU 220/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN 180W 180W L1 L2 L3 AWG 2 Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Cubículos Informática Contactos Laboratorio de Computo Contactos Aula Contactos Laboratorio de Computo Contactos Aula Contactos Laboratorio de Computo Contactos Aula Contactos Laboratorio de Computo Contactos Aula Contactos Laboratorio de Computo Contactos Aula Contactos Laboratorio de Computo Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula CARGA TOTAL POR LINEA CARGA TOTAL INT. 39

40 2.2.2 Memoria de Cálculo Tablero AR (a) No DESCRIPCIÓN WATTS En o Ef TABLERO AR CENTRO DE COMPUTO TIPO: NQOD43M100CU 22O/440V, 3F-4H Fp S L e% Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo Contactos Laboratorio de Computo CONDUCTOR INSTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula

41 2.2.2 Memoria de Cálculo Tablero AR (b) TABLERO AR CENTRO DE COMPUTO TIPO: NQOD43M100CU 22O/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN WATTS En o Ef Fp S L e% CONDUCTOR INSTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL 21 Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula CARGA TOTAL

42 2.2.2 Cuadro de Cargas Tablero AR TABLERO "AR" CENTRO DE COMPUTO TIPO: NQOD43M100CU 220/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN CALIBRE (AWG) INTERRUPTOR INTERRUPTOR CALIBRE (AWG) DESCRIPCIÓN No. 1 VACIO Contactos Laboratorio de Computo 2 3 Contactos Laboratorio de Contactos Laboratorio de Computo Computo 4 5 VACIO VACIO 6 7 Contactos Laboratorio de Computo VACIO 8 9 Contactos Laboratorio de Contactos Cubículos Computo Informática Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula 4 Contactos Aula 3 Contactos Aula 2 19 VACIO VACIO Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula 3 25 Contactos Aula Contactos Aula Contactos Aula VACIO VACIO Contactos Aula

43 2.3 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Centro de Idiomas Levantamiento de Cargas Tablero B TABLERO "B" CENTRO DE IDIOMAS TIPO: NQOD424M100CU 220/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN L1 L2 L3 AWG INT. (Amp) 4x32W 2x32W 2x32W 180W 2x28W 1 Alumbrado aula Contactos aula 1,2 y Alumbrado aula Contactos administración y coordinación Alumbrado aula Contactos cubículos y puerta emergencia Alumbrado vestíbulo coordinación idiomas Alumbrado sanitario de mujeres Alumbrado vestíbulo, coordinación idiomas Alumbrado sanitario hombres Alumbrado sala de maestros y cuarto elect Secadora de manos mujeres Alumbrado puente de baño Secadora de mano de hombres CARGA TOTAL POR FASE CARGA TOTAL

44 2.3.1 Memoria de Cálculo Tablero B No. DESCRIPCIÓN WATTS TABLERO "B" CENTRO DE IDIOMAS TIPO: NQOD424M100CU 220/440V, 3F-4H En o Ef Fp S L e% CONDUCTOR INSTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL 1 Alumbrado aula Contactos aula 1,2 y Alumbrado aula Contactos administración y coordinación Alumbrado aula Contactos cubículos y puerta Alumbrado vestíbulo coordinación idiomas Alumbrado sanitario de mujeres Alumbrado vestíbulo, coordinación idiomas Alumbrado sanitario hombres Alumbrado sala de maestros y cuarto eléc Secadora de manos mujeres Alumbrado puente de baño Secadora de mano de hombres CARGA TOTAL

45 2.3.1 Cuadro de Cargas Tablero B TABLERO "B" CENTRO DE IDIOMAS TIPO: NQOD424M100CU 220/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN CALIBRE (AWG) INTERRUPTOR INTERRUPTOR CALIBRE (AWG) DESCRIPCIÓN No. 1 Alumbrado aula Alumbrado aula Alumbrado aula Alumbrado vestíbulo coordinación idiomas Alumbrado vestíbulo, coordinación idiomas Alumbrado sala de maestros y cuarto eléc. Alumbrado puente de baño Contactos aula 1,2 y 2 3 Contactos administración y 4 coordinación Contactos cubículos 6 y puerta emergencia Alumbrado sanitario de mujeres 8 Alumbrado sanitario hombres 10 Secadora de manos mujeres 12 Secadora de mano de hombres 14 45

46 2.3.2 Levantamiento de Cargas Tablero BR TABLERO "BR" CENTRO DE IDIOMAS TIPO: NQOD412M100CU 240/440V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN L1 L2 L3 AWG INT. 180W 1 Contactos pasillo frente a baños Contactos vestíbulo y coordinación CARGA TOTAL POR FASE CARGA TOTAL Memoria de Cálculo Tablero BR No. 1 5 DESCRIPCIÓN WATTS En o Ef TABLERO "BR" CENTRO DE IDIOMAS TIPO: NQOD412M100CU 240/440V, 3F-4H Fp S L e% CONDUCTOR INSTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL Contactos Pasillo Frente Baños Contactos Vestíbulo y Coordinación CARGA TOTAL

47 2.3.2 Cuadro de Cargas Tablero BR No. DESCRIPCIÓN CALIBRE (AWG) TABLERO "BR" CENTRO DE IDIOMAS TIPO: NQOD412M100CU 240/440V, 3F-4H INTERRUPTOR INTERRUPTOR CALIBRE (AWG.) DESCRIPCIÓN 1 Contactos Pasillo Frente Baños VACIO 2 3 VACIO VACIO 4 5 Contactos Vestíbulo y Coordinación VACIO 6 No. 47

48 2.4 Levantamiento de Cargas, Memoria y Cuadro de Cargas Sala de Lectura e Información Levantamiento de Cargas Tablero C TABLERO "C" SALA DE LECTURA E INFORMACIÓN TIPO:NQOD442L225CU 240/480V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN 2x28W 3x20W 2x32W 4x32W 250W 180W L1 L2 L3 AWG 19,21,23 Alumbrado luminaria tipo arbotante de 250w en columnas primeras tres columnas de puerta de emergencias hacia el centro 20 Alumbrado acervo sección Alumbrado sala de lectura ,27, Alumbrado luminario tipo arbotante de 250w columnas centrales Alumbrado sala de lectura sección h Alumbrado sala de lectura sección h INT Alumbrado acervo sección h Control de alarma puerta de emergencia CARGA TOTAL POR FASE CARGA TOTAL

49 2.4.1 Memoria de Cálculo Tablero C (a) TABLERO "C" SALA DE LECTURA E INFORMACIÓN TIPO:NQOD442L225CU 240/480V, 3F-4H No DESCRIPCION WATTS En o Ef Fp S L e% Alumbrado sala de lectura y de información seccion a Contactos cubículos administración y coordinación Alumbrado sala de lectura e información seccion c CONDUCTOR INSTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL Contactos mostrador Alumbrado aula electrónica informática Alumbrado sala de lectura e información seccion e Alumbrado acervos seccion b Alumbrado sala de lectura e información seccion e Alumbrados acervos seccion b Alumbrado sala de lectura e información seccion d Alumbrado aula de electrónica informática Alumbrado sala de lectura e información seccion d Alumbrado sala de lectura e información seccion d Alumbrado sala de lectura seccion f ,21,23 Alumbrado luminaria tipo arbotante de 250w

50 2.4.1 Memoria de Cálculo Tablero C (b) TABLERO "C" SALA DE LECTURA E INFORMACIÓN TIPO:NQOD442L225CU 240/480V, 3F-4H No. DESCRIPCIÓN WATTS En o Ef Fp S L e% CONDUCTOR INTALADO CONDUCTOR IDEAL In INTERRUPTOR INSTALADO INTERRUPTOR IDEAL ,27, Alumbrado acervo seccion Alumbrado sala de lectura Alumbrado luminario tipo arbotante de 250w Alumbrado sala de lectura seccion h Alumbrado sala de lectura seccion h Alumbrado acervo seccion h Control de alarma puerta de emergencia CARGA TOTAL

51 2.4.1 Cuadro de Cargas Tablero C No. DESCRIPCIÓN TABLERO "C" SALA DE LECTURA E INFORMACIÓN TIPO:NQOD442L225CU 240/480V, 3F-4H INTERRUPTOR INTERRUPTOR CALIBRE (AWG) CALIBRE (AWG) DESCRIPCIÓN 1 Alumbrado sala de lectura y Contactos cubículos de información seccion A administración y coordinación 2 3 Alumbrado sala de lectura e información seccion C Contactos mostrador Alumbrado aula electrónica informática Alumbrado sala de lectura e información seccion E 8 9 Alumbrado acervos seccion B Alumbrado sala de lectura e información seccion E Alumbrados acervos seccion B Alumbrado sala de lectura e información seccion D Alumbrado aula de electrónica Alumbrado sala de lectura e informática información seccion D Alumbrado sala de lectura e información seccion D Alumbrado sala de lectura seccion F Alumbrado acervo seccion 20 Alumbrado luminaria tipo Alumbrado sala de lectura 22 arbotante de 250w Alumbrado sala de lectura seccion H Alumbrado luminario tipo Alumbrado sala de lectura 27 arbotante de 250w seccion H Alumbrado acervo seccion H Control de alarma puerta de emergencia No. 51