INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA PRESENTA: LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ

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1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Proyecto para la electrificación y alumbrado público del fraccionamiento Azahares del Naranjo de Papantla, Ver. TESINA QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA PRESENTA: LUIS ENRIQUE ESTRADA LOPEZ Poza Rica de Hgo., Ver. 2003

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4 DEDICATORIA UNIVERSIDAD VERACRUZANA

5 A MIS PADRES, HERMANOS, ESPOSA E HIJOS. A quien les dedo todo lo que soy, por su sacrificio al estar siempre junto a mi en aquellos momentos que pase, donde solamente ustedes eran mi esperanza para salir adelante y, además de ser las personas en animarme todas ustedes en cada una de las etapas de mi vida para superar los fracasos. SE LOS AGRADECERE TODA MI VIDA. Por haberme infundido siempre hábitos de estudio, trabajo y esfuerzo para lograr la superación personal, haciendo unas personas de bien al brindarme a cada instante su apoyo, comprensión y esfuerzo he logrado realizar una de mis metas fijadas, la cual constituye la herencia mas valiosa que puede tener uno: UNA CARRERA PROFESIONAL. Por todos los sufrimientos que les he hecho pasar, para que algun día si Dios me lo permite, poder recompensar como se merecen a quienes tanto me han dado. DE TODO CORAZON GRACIAS A TODOS. UNIVERSIDAD VERACRUZANA

6 TEMA: PROYECTO PARA LA ELECTRIFICACIÓN Y ALUMBRADO PUBLICO DEL FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO DE PAPANTLA, VER. INTRODUCCIÓN CAPITULO 1 ÍNDICE 1.1 JUSTIFICACION 1.2 NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO. 1.3 ENUNCIACION DEL TEMA 1.4 EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DE TRABAJO CAPITULO PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACIÓN 2.2 MARCO CONTEXTUAL 2.3 MARCO TEORICO CAPITULO CONCLUSIONES 3.2 BIBLIOGRAFIA 3.3 ANEXOS 3.4 APENDICE UNIVERSIDAD VERACRUZANA

7 CONTENIDO MARCO TEORICO TEMA: PROYECTO PARA LA ELECTRIFICACION Y ALUMBRADO PÚBLICO DEL FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO DE PAPANTLA, VER. A.- PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACION B.- MARCO CONTEXTUAL C- MARCO TEORICO GENERALIDADES NORMAS APLICABLES LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA INSTALACIONES AEREAS INSTALACIONES SUBTERRANEAS DENSIDAD DE CARGA POR LOTE TENSIÓN DE SUMINISTRO PUNTO DE CONEXIÓN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN CLASIFICACION DE LAS AREAS EQUIPO DE PROTECCIÓN Y SECCIONAMIENTO EN EL PUNTO DE 20 INTERCONEXIÓN PARA FRACCIONAMIENTOS POSTES AISLAMIENTO RETENIDAS TRANSFORMADORES SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIO SISTEMA DE TIERRAS ALUMBRADO PUBLICO ACOMETIDAS Y MEDICION OBRAS ADICIONALES ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO Y MATERIALES CUANTIFICACION DE LA CARGA ELECTRICA CARGA ELECTRICA POR VIVIENDA CARGA ELÉCTRICA POR ALUMBRADO PÚBLICO CARGA ELECTRICA POR AREAS DE DONACION CARGA ELECTRICA POR ZONA COMERCIAL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSFORMADORES CAPACIDAD ELECTRICA DISPONIBLE CUADRO DE CARGAS ELECTRICAS RED DE DISTRIBUCIÓN AEREA SISTEMA ELECTRICO A UTILIZAR CALCULO Y SELECCIÓN DE CONDUCTORES CALCULO DEL FACTOR DE REGULACIÓN DEL VOLTAJE CALCULO DEL ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO CALCULO DEL SISTEMA DE TIERRA CALCULO DE PROTECCIÓN ELECTRICAS 56 UNIVERSIDAD VERACRUZANA

8 2.4. ALUMBRADO PUBLICO CALCULO DEL ALUMBRADO PUBLICO DISTRIBUCIÓN DE LUMINARIAS DETALLES DE ALUMBRADO PÚBLICO CUADRO DE CARGAS DE ALUMBRADO PÚBLICO SELECCIÓN DEL EQUIPO ELECTRICO TRANSFORMADORES CONDUCTORES AISLADORES APARTARRAYOS CORTACIRCUITOS SECCIONADORES CONFIGURACIÓN ELECTROMECÁNICA POSTES HERRAJES ESTRUCTURAS RETENIDAS ESTUDIO TECNICO ECONOMICO MATERIALES MANO DE OBRA MAQUINARIA COSTOS DIRECTOS COSTOS INDIRECTOS UTILIDAD COSTO TOTAL CONCLUSIONES 133 BIBLIOGRAFIA 135 UNIVERSIDAD VERACRUZANA

9 INTRODUCCIÓN UNIVERSIDAD VERACRUZANA

10 INTRODUCCIÓN Hoy en día los módulos donde se instalan colonias habitacionales, edificios de departamentos y fraccionamientos, deben contar con instalaciones muy seguras, eficientes, económicas y continuas para lo cual se debe contar con una instalación eléctrica sin causa de riesgo de peligro, para el edificio, los equipos y sobre todo del personal que habite en dicho lugar. Conforme pasa el tiempo la tecnología descubre, nuevos dispositivos, materiales combinaciones para obtener nuevos y mejores productos mediante la superación de procesos y técnicas más avanzadas para lograr un alto grado de confiabilidad en los sistemas eléctricos. Dado el incremento en la capacidad de los sistemas de fuerza en las casas habitación y edificios se hace indispensable la selección cuidadosa y estricta de equipos y materiales eléctricos que preserven, la continuidad del servicio todo ello de acuerdo a las normas de distribución y construcción de la Comisión Federal de Electricidad apegándose a los requisitos técnicos y de seguridad que dispone la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-1999 relativa a las instalaciones eléctricas para de esta manera lograr una buena calidad del servicio eléctrico interno con el mínimo de interrupciones y sin riesgo al personal que hace uso de la energía eléctrica. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 2

11 CAPITULO 1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA 3

12 1.1 JUSTIFICACION Las instalaciones eléctricas en las distintas aplicaciones sociales han tenido evoluciones a lo largo de los años, cuyo origen está en la modernización tanto de los equipos y materiales como de procedimientos de construcción y metodología de los proyectos. En cualquier proyecto eléctrico es importante tomar en consideración diversos aspectos tales como: el objetivo de la instalación, el tipo de la misma, que puede ser para ventas, decoración, trabajo visual, el tiempo que este va a durar las exigencias arquitectónicas o decorativas, las limitaciones constructivas del lugar, que cantidad y calidad de la luz, consideraciones económicas entre otras. Por lo antes expuesto el presente proyecto se desarrolla en base al sistema eléctrico diseñado para el FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO, en la ciudad de Papantla, Ver., Y como toda instalación la parte eléctrica forma parte vital de todo tipo de desarrollo y operaciones, por lo que es necesario que se cuente siempre con suficiente energía eléctrica para el buen funcionamiento del alumbrado y equipo en general. Lo anterior se logra mediante una adecuada instalación y distribución eléctrica, tomando en cuenta siempre sus protecciones y dispositivos contra sobre corriente, así como de un correcto cálculo de conductores para evitar con esto un cortocircuito, ya que una incorrecta instalación puede ocasionar verdaderos problemas técnicos y financieros teniendo consigo pérdidas económicas innecesarias e incluso humanas. El objetivo principal de este trabajo es mostrar en forma concreta los métodos y procedimientos que se deben emplear en la elaboración de un proyecto eléctrico de esta naturaleza el cual nos llevará a obtener resultados favorables, que permitan en determinado momento disminuir costos y riesgos a las empresas. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 4

13 1.2 NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO Las instalaciones destinadas a FRACCIONAMIENTOS, con el propósito de aprovechar al máximo las instalaciones con que se cuentan y poder dar una mejor atención a la población en general, analiza a través de sus departamentos administrativos en cuanto a planeación, ejecución, alternativas desde el punto de vista técnico económico, para abatir costos. Debido a esto los departamentos de planeación se analizan los diversos factores que intervienen en el diseño de las instalaciones en general a fin de determinar el costo total de los mismo, y que estos cumplan con la normatividad aplicable según sea el caso. En el caso de las instalaciones eléctricas estas deben de estar elaboradas de acuerdo a las normas vigentes en instalaciones eléctricas, factor determinante en la productividad de los fraccionamientos de interés social, ya que sin esta no se podrían ocupar diversos equipos como son el alumbrado y en general los que. se utilizan en los hogares a que se va alimentar la energía eléctrica. Y que influye en la imagen que presenta al publico en la calidad del servicio que ofrece. En base a lo anterior en el presente trabajo se exponen los temas que están directamente relacionados en la elaboración practica de un proyecto del diseño de las instalaciones eléctricas de Fraccionamiento de interés social. Entre los temas que se mencionarán hay unos que rutinariamente son aplicados en un proyecto como son: a) Un sistema de alumbrado de acuerdo a los distintos tipos de trabajo visuales. b) Las subestaciones eléctricas que satisfagan los requerimientos de servicio presente y que además considere un incremento de estos a futuro. c) Correcto cálculo de corto circuito para seleccionar las características interruptivas de los elementos de desconexión y protección contra sobre corriente. d) Adecuado cálculo y selección de los calibres de conductores que transportan la energía eléctrica. e) Al final del estudio se realizará un cálculo económico para estimar costos de la obra. Con todo lo antes expuesto, la intención principal del desarrollo de esta investigación es brindar la información necesaria para poder explicar los elementos mínimos a considerar para el desarrollo de una adecuada instalación eléctrica. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 5

14 1.3 ENUNCIACION DEL TEMA En la actualidad el Gobierno Federal esta atendiendo el rubro de vivienda como uno de sus principales retos como lo es: mayor infraestructura en vivienda para dar una mayor atención a la población en general. Y con esto impulsar el desarrollo económico de la zona en que se instala, ya que se crean fuentes de trabajo directo en la zona. La población en general en la zona de Papantla, Ver, de acuerdo con los censos del INEGI, el índice de crecimiento se ha incrementado considerablemente, por lo que uno de sus puntos principales a considerar por parte de las oficinas encargadas de la planeación de creación de fraccionamientos, es los costos e inversiones de las partes en que ha sido el de crecimiento a futuro. Con lo anterior, se ha tenido la necesidad de construir nuevas instalaciones dedicadas a esta actividad para el buen desempeño de la misma. En estas instalaciones en cada una de las áreas por transformador se requiere de un servicio confiable del sistema eléctrico y alumbrado que proporcione la iluminación para una mayor visibilidad entre los habitantes y un buen servicio de energía eléctrica.. La interrupción en el suministro de la energía eléctrica en estas instalaciones en ocasiones se debe a causa de un mal desempeño de la instalación, esto tendría como consecuencia la paralización de las actividades de las mismas, provocando retrasos o con ello que se pierda información almacenada en los equipos de computo, entre otras cosas, etc., ocasionando por lo tanto un caos. Por lo que se debe tener cuidado especial en la selección de las protecciones eléctricas, para un caso como este. Con esto nos damos una idea más clara de la importancia de seleccionar el equipo y accesorios adecuados dentro del rango que marcan sus especificaciones para evitar con ello una interrupción del servicio eléctrico por fallas de la instalación y que el personal trabaje con la confiabilidad y seguridad de la misma. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 6

15 1.4 EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO El tema de las instalaciones eléctricas y de alumbrado resulta de esencial importancia tener un amplio estudio de ellos para definir los tipos, formas y procedimientos para cada caso que se trate, ya sea de tipo industrial, residencial y comercial, por lo que a continuación se da la distribución de este trabajo, enfocándolo principalmente a un fraccionamiento Para su desarrollo este trabajo de investigación se encuentra estructurado en tres capítulos conformados de la siguiente manera: CAPITULO I El cual contiene la justificación del tema tratado, así mismo la naturaleza, sentido y alcance del trabajo, y se hace la enunciación del tema CAPITULO II Se refiere a lo que es el desarrollo del tema, se da a conocer el planteamiento del tema de la investigación su marco contextual, es decir el espacio geográfico donde se llevó a cabo esta investigación y el contenido del marco teórico el cual está dividido en seis temas con sus respectivos subtemas los cuales son: Sistema de alumbrado. Subestación eléctrica. El cálculo de corto circuito. Selección y cálculo de conductores. Protecciones eléctricas. Estudio técnico económico. Análisis críticos de los diferentes enfoques. CAPITULO III Es aquel en que se mencionan las conclusiones, bibliografía, anexos y apéndices. Esperando que este trabajo resulte de gran interés para todas aquellas personas involucradas en esta temática. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 7

16 CAPITULO 2 UNIVERSIDAD VERACRUZANA 8

17 A.- PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE LA INVESTIGACIÓN Actualmente el hombre vive y trabaja constantemente en el interior de edificios y utiliza la energía eléctrica en sus instalaciones para producir iluminación artificial adecuada para las diferentes tareas usuales que utiliza dentro de ellos debido a esto en un edificio instalado para labores propias de oficina la iluminación es una de las características, de las instalaciones de alumbrado, sin embargo es obvio, que sin las exigencias básicas de iluminación suficientes, ninguna tarea visual puede llevarse a buen término de manera correcta, rápida, segura y fácil. Así mismo un correcto sistema de distribución de la energía eléctrica con la combinación coordinada de diferentes dispositivos los cuales transmiten la energía eléctrica aprovechable desde el punto de suministro, hasta el equipo de utilización, proporcionaría protección eficiente y adecuada a todo el personal tanto de operación como de mantenimiento que es esencial al proyectar un sistema de distribución eléctrica. Por lo anterior, la presente investigación pretende dar a conocer al ingeniero, al técnico, al estudiante y al electricista práctico, la información básica y necesaria que les permita elaborar más fácilmente proyectos eléctricos de alumbrado sobre la base de normas, reglamentos especificaciones y procedimientos de ingeniería, en menor tiempo, eficientes con calidad y sobre todo económicos. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 9

18 B.- MARCO CONTEXTUAL Toda instalación eléctrica por más pequeña que sea e insignificante que nos pueda parecer tiene una función para lo cual esta destinado a cumplir. La presente investigación se ubica en un fraccionamiento de interés social denominado Azahares del Naranjo precisamente los limitantes con este fraccionamiento es la Colonia Emiliano Zapata y un predio particular en el municipio de Papantla, Ver. Para las áreas que ocupan la lotificación se diseñaron los transformadores de acuerdo a las normas de la Comisión Federal de Electricidad, así como también en las áreas de donación, por lo que a través del representante legal de C.F.E., se solicitaron las bases de proyecto para elaborarlo con las características y requisitos adecuados a las necesidades de los usuarios. Actualmente se cuenta con un sistema de distribución eléctrica y de iluminación acordes para labores propias de un Fraccionamiento dentro de los cuales se incluye: las área de lotes y de donación, así como las luminarias de las avenidas y calles. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 10

19 CAPITULO 2.1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA 11

20 2.1. -INTRODUCCIÓN AL MARCO TEORICO La demanda de viviendas, como se sabe es uno de los problemas más graves que el gobierno de la república no ha podido resolver por lo tanto ha delegado parte de esta responsabilidad al sector privado y en conjunto con el oficial han construidos grandes conjuntos habitacionales para poder satisfacer en parte a la población que lo necesita; estos conjuntos que a su vez necesitan de la introducción de los principales servicios como son: drenaje, agua potable, electricidad y alumbrado público El proyecto se enfoca en el servicio de electrificación y alumbrado público del FRACCIONAMIENTO AZAHARES DEL NARANJO DE PAPANTLA. En la ciudad de Papantla, Ver. los espacios que existen para la creación de asentamientos humanos son muy difíciles de localizar; por motivos de no contar con extensiones territoriales suficientes dado que se considera únicamente la ciudad, y a los fraccionamientos o módulos habitacionales, se está desarrollando actualmente en los que se llama zona conurbana, compuesta por los municipios de Coatzintla, Cazones, Papantla, Tihuatlán y Poza Rica. Afortunadamente el fraccionamiento antes mencionado será uno de los que se localiza en la parte céntrica de la ciudad de Papantla, Ver. Donde las familias podrán fincar su patrimonio, y contar con todos los servicios de urbanización indispensables GENERALIDADES Este proyecto tiene como finalidad suministrar la energía eléctrica y el alumbrado público al Fraccionamiento Azahares del naranjo, que esta ubicada en el camino a la comunidad Las Cazuelas, a la altura de la colonia Emiliano Zapata, y constituida con un total de 81 Lotes de 126 m 2 de superficie cada uno, para viviendas unifamiliares de M 2 de superficie construida y 2 edificios de 12 departamentos cada uno con una superficie construida de M 2, distribuidos en una superficie lotificada de 11, M 2.además con una superficie de donación de 1, M 2, superficie de área verde de 3, M 2, y con una superficie de vialidad de 6, M 2, ocupando el fraccionamiento una superficie total de 22, m 2 cada uno; Como las dimensiones de estos lotes se encuentran dentro de la clasificación de m 2 por lo tanto se les considera de interés social. Dentro de la infraestructura urbana con que debe contar éste tipo de lotes podemos mencionar los siguientes: UNIVERSIDAD VERACRUZANA 12

21 Agua potable: Ramaleo de tomas domiciliarias Red de drenaje: Sistema de alcantarillado Red de energía eléctrica Alumbrado público Guarniciones y banquetas Calles pavimentadas a).- NORMAS APLICABLES Para llevar a cabo la electrificación de éste se debe contar con el permiso de las autoridades que corresponda el caso tal como la obtención del uso del suelo y el suministro de energía eléctrica considerando para este caso apegarse a las bases de proyectos emitidas por la Subgerencia de Distribución del Departamento de Planeación de la Comisión Federal de Electricidad de la zona correspondiente. En particular para el Fraccionamiento Azahares del Naranjo de Papantla, Ver. el departamento de planeación ha decidido emplear el sistema de distribución con neutro corrido multiaterrizado, sin red secundaria en la zona urbana y de este modo simplificar y economizar la obra. Según las características descritas en las bases de proyecto es indispensable que todos los materiales equipos que se adquieran para la construcción, cumplan con las normas específicas de la Comisión Federal de Electricidad, debiendo contar además con la aprobación del Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales (LAPEM) que es quien certifica la calidad de los productos y servicios que van a ser empleados; ya que sin ésta aprobación, la red de distribución no podrá ser aceptada por la citada paraestatal. El propósito primordial de éste proyecto es la electrificación del Fraccionamiento Azahares del Naranjo, y demostrara que el sistema a utilizar es el adecuado trifásico en el ramaleo principal y monofásico en las distribuciones, se empleará el neutro corrido multiaterrizado, la eliminación de la red de baja tensión y el de no contar con la red paralela para el sistema de alumbrado público reduce los costos de construcción que influyen directamente sobre el precio de viviendas. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 13

22 b).-localización GEOGRÁFICA. El Fraccionamiento Azahares del Naranjo se encuentra localizada a Km de la carretera estatal Poza Rica Cardel. El uso del suelo estará dividido de acuerdo con la siguiente tabla. TABLA DE USO DEL SUELO CONCEPTO ÁREA EN M 2 % VIVIENDAS 11, VIALIDAD 6, ÁREAS VERDES 3, ÁREAS DE DONACIÓN 1, ÁREA TOTAL DEL TERRENO 22, UNIVERSIDAD VERACRUZANA 14

23 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Generalmente los sistemas de distribución son aquellos que llevan la energía eléctrica hasta el consumidor, haciendo la transferencia desde la generación los sistemas de transmisión o subtransmisión hasta llegar a la distribución. Los sistemas de distribución se clasifican en los siguientes: TIPO DE SISTEMA DESCRIPCIÓN REPRESENTACIÓN GRÁFICA DESCRIPCIÓN GENERICA No. DE HILOS A Conexión estrella con el neutro conectado a tierra en la subestación; neutro corrido desde la subestación y multiaterrizado. 3F 4H B Conexión estrella con el neutro sólidamente conectado a tierra en la subestación. 3F 3H C Conexión estrella, con el neutro conectado a tierra a través de un reactor en la subestación. 3F 3H D Conexión delta 3F 3H UNIVERSIDAD VERACRUZANA 15

24 El sistema de retorno por tierra es un sistema B con una sola fase. Estas normas son aplicables para las siguientes tensiones eléctricas nominales: TIPO DE SISTEMA NÚMERO DE HILOS TENSIÓN ELÉCTRICA A 2F 3H 120/240 V A 3F 4H 120/127 V A 3F 4H 13.2 V/7.62 KV B 3F 3H V/13.2 KV A 3F - 4H 23 KV B 3F 3H 33 V/19.05 KV A 3F - 4H 33 V/19.05 KV B 3F 3H 33 KV Desde el punto de vista de construcción, los sistemas de distribución se pueden clasificar en los tipos de instalaciones: aéreas y subterráneas INSTALACIONES AÉREAS: Es aquella que está constituida por conductores desnudos o aislados tendidos o en espacios abiertos y que están soportados por estructuras o postes, con los accesorios necesarios para la fijación, separación y aislamiento de los mismos conductores. Este tipo de instalación tiene sus ventajas y desventajas. Las ventajas de este tipo de instalación son de costos iniciales bajos, por tal motivo son empleados en mayor frecuencia tanto en las ciudades como en las poblaciones rurales. Las desventajas son que están propensas a sufrir fallas que pueden provocar grandes cantidad de interrupciones en el suministro del servicio, ya que está expuestos a los fenómenos físicos como son: Descargas atmosféricas, lluvias, vientos, granizo, gases contaminantes y en algunos lugares la nieve etc INSTALACIONES SUBTERRANEAS Es aquella que está constituida por uno o varios cables aislados que forman parte de un circuito eléctrico o de comunicación. Colocado bajo el nivel del suelo. Ya sea directamente enterrados en ductos o con cualquier otro medio de protección mecánica. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 16

25 También tiene sus ventajas y desventajas: Ventajas: Si está bien diseñada resulta más segura y confiable ya que los fenómenos físicos mencionados anteriormente no intervendrán en su buen funcionamiento, además de dar una vista más estética principalmente en zonas urbanas. Desventajas: Este tipo de instalación es muy elevado en su costo para realizarse, lo cual reduce significativamente su empleo; Actualmente si se realiza pero en el centro de las ciudades más importantes de la República Mexicana, pero a cargo de la C.F.E. o la compañía de Luz y Fuerza del Centro. Respecto a las instalaciones eléctricas aéreas se tienen tres arreglos de acuerdo a la disposición de los conductores de ésta: Retorno por tierra Fase - 1 Hilo Convencional Fases - 3 Hilos Neutro corrido Fases - 4 Hilos El sistema de distribución empleado en éste Fraccionamiento será aéreo en alta tensión con transformadores trifásicos y monofásicos tipo poste sin red de baja tensión. La alimentación será trifásica a 4hilos (3F 4H), con conductores ACSR (Aluminio Cable Steel Reinforced) MCM (Mil Circular Mills) en las fases y 1/0 AWG (American Wire Gauge) en el neutro. En el sistema de distribución del Fraccionamiento será trifásico en el distribuidor principal y monofásico en las derivaciones para alimentación de los bancos de transformación con cable ACSR 3/0 AWG en las fases y ACSR 1/0 AWG en el neutro corrido multiaterrizado y 20 amps. Máximo por fases; distribuyendo las cargas para lograr balancear las tres fases. La regulación de los circuitos primarios no deberá exceder el valor de 1%; todo lo anterior es de acuerdo con las bases de proyecto establecidas por CFE. El punto de conexión de la red de alta tensión será el circuito TAJ-4020 (TAJIN) de la subestación TAJIN de la CFE; que se encuentra ubicado en la calle Tamaulipas perteneciente a la colonia Emiliano Zapata. En dicho punto se instalarán los cortacircuitos fusibles de triple disparo, 100 amps. Y capacidad de 8000 amps de corriente interruptiva. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 17

26 2.1.3 BASES DE PROYECTO DE CFE. El proyecto se pretende realizar en su totalidad, en una sola etapa de construcción. Para su realización, se debe observar las especificaciones señaladas en las bases de proyecto expedidas por el Departamento de Planeaciones de Comisión Federal de Electricidad. De acuerdo con lo mencionado en el formato de procedimiento para el trámite de proyectos y obras de distribución de energía eléctrica construidos por terceros y que serán estregadas por CFE. y el contratista, ésta pasa a ser propiedad de la mencionada CFE. DENSIDAD DE CARGA POR LOTE SUPERFICIE. CONSTRUIDA DENSIDAD DE CARGA EN KVA MTS 2 TEMPLADO CALIDO O MÁS Para las áreas de donación se debe considerar 10 Watts por M2, para las áreas comerciales 25 Watts por M2, independientemente de las cargas de alumbrado público, así mismo se deberá construir una línea de alta tensión trifásica hasta ellas y la infraestructura necesaria será por cuenta del solicitante. 2.- TENSIÓN DE SUMINISTRO: 13,200 volts 3.- PUNTO DE CONEXION: El punto de conexión de la red de alta tensión será el circuito TAJ-4020 (TAJIN) de la subestación TAJIN de la C.F.E. que se encuentra ubicado en la calle Tamaulipas perteneciente a la colonia Emiliano Zapata UNIVERSIDAD VERACRUZANA 18

27 4.- SISTEMA DE DISTRIBUCION: ZONA DE DISTRIBUCION POZA RICA AREAS CON CLIMA TEMPLADO XICOTEPEC AREAS CON CLIMA CALIDO POZA RICA TUXPAN PAPANTLA CERRO AZUL CLASIFICACION DE LAS AREAS CIUDAD AREA TIPO DE AREA POZA RICA POZA RICA NORMAL TUXPAN TUXPAN CONTAMINACION TIHUATLAN TUXPAN DESCARGAS ATMOSFERICAS PAPANTLA PAPANTLA NORMAL GUTIERREZ ZAMORA PAPANTLA CONTAMINACION CERRO AZUL CERRO AZUL NORMAL ALAMO CERRO AZUL DESCARGAS ATMOSFERICAS CHICONTEPEC CERRO AZUL DESCARGAS ATMOSFERICAS XICOTEPEC XICOTEPEC DESCARGAS ATMOSFERICAS 4.1. El circuito troncal será en 3F-4H con conductor de aluminio (ACSR) con un calibre de (266 MCM) en áreas urbanas. El ramal que alimenta en alta tensión será 3F-4H, con conductor ACSR 266 MCM las fases y ACSR 1/0 el neutro, hasta el centro del fraccionamiento. El sistema de distribución dentro del fraccionamiento será 1F-2H con neutro corrido multiaterrizado con ACSR 3/0 la fase y ACSR 1/0 el neutro, distribuyendo las cargas para lograr balancear las tres fases, con un máximo de 5 % de desbalance. La regulación de los circuitos primarios no deberá exceder el valor de 1 % La trayectoria de los circuitos troncales y ramales, será preferentemente a lo largo de la vía pública sobre banquetas, áreas verdes preferentemente perimetrales, evitando la obstrucción de zonas peatonales y conflictos ecológicos sustanciales. Cuando la necesidad obligue a instalarse en áreas privadas, se acreditan legalmente el uso del derecho de vía ante notaria pública o autoridades gubernamentales administradoras del uso legal de la tierra, cuando así corresponda No considerar posteria, ni servicios en los derechos de vía de líneas de 115 kv o de tensión superior. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 19

28 5.- EQUIPO DE PROTECCION Y SECCIONAMIENTO EN EL PUNTO DE INTERCONEXION PARA FRACCIONAMIENTOS: el equipo de protección y seccionamiento de los circuitos en media tensión será: 5.1. para los puntos de conexión en troncales y ramales en red aérea: AREAS NORMALES DE 0 A 200 KVA CORTACIRCUITO FUSIBLE 27KV-100AMP, TIPO C O V ESP. CFE-V DE 201 A 600 KVA CORTACIRCUITO FUSIBLE DE TRIPLE DISPARO. 14KV-100AMP. ESP. CFE-V APARTARRAYOS OXIDO DE ZINC PARA 12 KV. TIPO ADOM-12 ESP. CFE-VA APARTARRAYOS OXIDO DE ZINC PARA 12 KV. TIPO ADOMC-12 ESP. CFE-VA La capacidad interruptiva del equipo anterior será de amp para todas aquellas derivaciones que alimenten dos o más transformadores autoprotegidos en red aérea, se protegerán con cortacircuitos fusible de 14,4 kv-100 amp amp. 6.- POSTES 6.1. Las estructuras utilizadas deberán apegarse a los tipos indicados en las normas de distribución para construcción de líneas aéreas vigentes para la red primaria se utilizarán postes de concreto de 13 metros de longitud y 600 kgs. de resistencia mecánica a la flexión las estructuras que involucren dos o tres fases deberán ser del tipo volada VS2N, VS3N, VR2N, VR3N, VA2N Y VA3N Los tramos interpostales en la línea deberán ser como máximo de 60 mts. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 20

29 7.- AISLAMIENTO Considerar aislamiento para 1 tipo de áreas y para 1 valor de voltaje : AISLAMIENTO PARA ESTRUCTURAS DE PASO: TIPO DE AREA NORMAL VOLTAJE (13.2 KV) 13 A AISLAMIENTO PARA ESTRUCTURAS DE REMATE Y ANCLAJE: TIPO DE AREA VOLTAJE (13.2 KV) NORMAL 2 PZAS. DE 16SVH044 (1) Como reemplazos se podrán utilizar los siguientes aislamientos: ( 1 ).- 1 PZA. DE ASUS II-15. ( 2).- 1 PZA. DE ASUS II RETENIDAS: 8.1. se usarán en todos los remates o cambios de dirección de las líneas de alta tensión. Podrá utilizar el sistema de remate con tramo flojo rematando la línea en el poste siguiente o anterior siempre cuando la distancia al cambio de dirección o remate no sobrepase de 25 mts para sistema convencional deberá utilizarse en siguiente material: a). Perno ancla de fierro galvanizado de 16 x 2000 mm. b). - Protector de lamina galvanizada para retenida. c).- Aislador 3r d).- Remate preformado en el lado de sujeción del perno. e).-no deberá utilizarse la retenida como medio de aterrizamiento del neutro debiendo instalarse aisladores tipo piña (3R) en ambos extremos. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 21

30 9. - TRANSFORMADORES: 9.1. El procedimiento para calcular la capacidad de los transformadores se indicara en la memoria técnico-descriptiva Todos los transformadores serán tipo poste de acuerdo a las especificaciones CFEk con un factor de utilización proyectado no mayor al 80 % Se usarán transformadores monofásicos tipo OA normales autoenfriados en aceite, de relación YT/ /240 volts y capacidades normalizadas ( en función a la carga por alimentar) de: 5, 10, 15, 25 y 37.5 Kva., Protegiendo el secundario con termomagnéticos adecuados. Las capacidades normalizadas son: TRANSFORMADOR ITM S 5 KVA 2 x 20 AMP. 10 KVA 2 x 40 AMP. 15 KVA 2 x 70 AMP. 25 KVA 2 x 100 AMP KVA 2 JGOS. DE 2 x 70 AMP. También se pueden utilizar transformadores autoprotegidos en alta y baja tensión con protección integrada de fabrica, NBI 110kv y NBI 95 kv interno, para operar a 2300 msnm El cambiador de derivaciones en los transformadores monofásicos será de 4 pasos, 2 pasos abajo y 2 pasos arriba con referencia al voltaje nominal (+2-2) con valor de 2.5 % cada paso El dispositivo de protección contra sobretensiones en media tensión serán apartarrayos del tipo distribución de óxidos metálicos, según especificación de CFE- VA con tensión de designación de 12 kv para operar en 13.2 kv. de la red proyectada tipo ADOM-12 para áreas normales Los cortacircuitos fusibles de protección de los transformadores de distribución serán de tipo CCF-14.4 kv.-100 amp amp. para áreas normales 9.7. para la instalación de equipo en estructuras, deberán apegarse a los tipos indicados en las normas de distribución para construcción de LINEAS AEREAS vigentes El montaje de los transformadores monofásicos deberá realizarse en un solo poste para capacidades hasta de 37.5 Kva. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 22

31 9.9. Para la conexión del transformador en alta tensión se usara estribo conectado a compresión a la línea y sobre este el conector de línea viva los puentes que se deriven del estribo a las cuchillas fusibles y de estas a las boquillas de alta tensión del transformador se harán invariablemente con alambre de cobre No los transformadores que se instalen deberán contar con el certificado de aceptación extendido por el laboratorio de CFE en oficinas nacionales o por las delegaciones de control de calidad localizadas en las divisiones Todos los bancos y transformadores que se instalen en la red, deberán identificarse con claves tanto por banco como transformador, de acuerdo a la numeración progresiva asignada por el área de distribución correspondiente de la ZONA POZA RICA SISTEMA DE DISTRIBUCION SECUNDARIO No deberá existir red de baja tensión, las acometidas serán conectadas directamente de los transformadores a los usuarios con una longitud máxima de 45 mts, por lo que en cada transformador se instalara un bus de recepción de acometidas de 0.5 m. de longitud entre dos bastidores. Para áreas normales los conductores del bus deberán ser THW 1/0 las fases y THW 1/0 el neutro Los puentes del transformador al bus de recepción de acometidas deberán ser con conductor de cobre forrado tipo THW para 600 volts de calibre 1/0 como mínimo, empleando conectores a compresión del tipo adecuado y no se deberá degradar quitándole hilos al cobre por ningún motivo Todas las conexiones que se realicen en el bus de baja tensión deberán hacerse con conectores a compresión SISTEMA DE TIERRAS en las líneas y ramales diseñados para sistemas de 3F-4H, el conductor del neutro debe ser aterrizado alternadamente con una distancia media de 350 mts Se instalaran como mínimo bajadas de tierras en los siguientes puntos: - En los bancos de transformación. - UNIVERSIDAD VERACRUZANA 23

32 - En los postes adyacentes al banco de transformación o dos postes antes al banco de transformación si este se localiza en estructura de remate final, corriendo el neutro desde el transformador, a cada uno de estos remates. - Cada conexión a tierra debe tener como máximo un valor de resistencia según la capacidad del banco como se indica a continuación: CAPACIDAD ( KVA ) R ( OHMS ) Los valores anteriores son en época de estiaje y para época de lluvia deberá considerarse la mitad del valor indicado. En los bancos de transformación se instalara un solo bajante de tierra, en caso de que no se cumplan los valores de resistencia establecidos en el párrafo anterior las varillas adicionales que se instalen deberán interconectarse entre sí, usando siempre conectores soldados. No deberán utilizar métodos químicos para obtener valores bajos de resistencia de tierra El calibre del conductor en cada bajante de tierra será como mínimo no. 4 AWG de alambre de cobre En todos los casos de conexión de un electrodo a tierra para los circuitos de media y baja tensión se apegaran, a lo enunciado por la norma CFE de construcción para líneas aéreas Todas las bajantes de tierra se harán por la parte interior del poste de concreto El neutro de todos los bancos se conectara al neutro corrido independientemente de su conexión a su sistema de tierras ALUMBRADO PUBLICO El sistema de alumbrado publico se proyectara preferentemente con su red y arbotantes independientes; si se desea se podrá utilizar la posteria de CFE para proyectar el alumbrado publico, usando postes PC cuando exista red de alta tensión. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 24

33 12.2. La red de distribución para alumbrado publico por reglamento de ley, es responsabilidad de los gobiernos municipales, pero se obliga a entregar a CFE junto con el acta de entrega recepción, el plano de estas instalaciones, así como la certificación oficial de aceptación de los mismos, entregando una copia del contrato para el suministro del servicio de alumbrado publico Estas instalaciones estarán sujetas a lo que establece la norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-1999 y el MANUAL DE ALUMBRADO PUBLICO DE LA CFE. en lo concerniente a la acometida y medición del servicio por contratar El alumbrado deberá contar con control de fotocelda y protección individual con fusible encapsulado por lámpara si se usa la misma red de C.F.E, o por circuito con termomagnético y fotocelda si su proyecto es con red independiente Cuando la capacidad proyectada en luminarias de alumbrado publico no amerite la instalación de un transformador particular de alumbrado publico (de 5 Kva. como mínimo), se convendrá con la CFE alimentar estas desde la red general de distribución, con circuitos independientes y protecciones eléctricas respectivas El mantenimiento y operación de los circuitos de alumbrado estará a cargo del municipio o fraccionador y en ningún caso por CFE ACOMETIDAS Y MEDICION: 13.1 Las acometidas deberán incluirse dentro del proyecto, así como el costo total de las mismas, en ningún caso serán proporcionados por CFE, las preparaciones para la medición estará a cargo por los usuarios Para soportar las acometidas deberá instalarse la abrazadera de anillo normalizada para este fin, de la que también se sujetaran los puentes de que salen del interruptor termomagnético para la conexión de las acometidas Puntos generales en el suministro de servicio de energía: a.- El servicio se proporcionara siempre al limite de la propiedad, con el medidor dando el frente a la calle y conectándole directamente de la red de CFE, a la entrada de la mufa. b.- El interruptor debe de estar máximo a una distancia del medidor de 40 cm. c.- El entubado desde la mufa al medidor debe de ser completo sin existir registros. d.- El cableado interior en la mufa debe ser continuo sin empalmes. e.- No es aceptable cruzar terrenos ajenos, para proporcionar servicios. f.- Deben usarse materiales normalizados que no estén rechazados por el laboratorio de CFE. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 25

34 g.- En los casos en que la base enchufe este empotrada en concreto o pared se deberá dejar un chaflán de 5 cm. Alrededor de la base que permita la instalación del arillo que sujeta el medidor. h.- La propiedad deberá tener marcado permanentemente el numero oficial en un lugar visible. este se obtiene en la dirección de obras publicas del municipio correspondiente OBRAS ADICIONALES Los costos de las obras de suministro, en el caso de requerirse, se solicitaran por separado posteriormente ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO Y MATERIALES los equipos y materiales que se adquieran para construir la red de distribución deberán cumplir con las normas y especificaciones internas normalizadas de comisión federal de electricidad, y de acuerdo al "procedimiento para la recepción de productos suministrados por terceros para la utilización en instalaciones de CFE." (GUIA LAPEM 03), las cuales son del conocimiento de los fabricantes de equipo eléctrico; Se incluirá en el proyecto la lista de materiales y equipos, debiendo tener la aprobación de "LAPEM" sin este requerimiento la red no podrá ser recibida por Comisión Federal de Electricidad todos los herrajes que se utilicen en la electrificación de los fraccionamientos de áreas normales deberán ser galvanizados y para áreas de contaminación los herrajes que se utilizaran serán extra galvanizados. Adicionalmente a lo anterior, deberá de acatar las disposiciones indicadas en las normas de construcción, y en los lineamientos generales para obras construidas por terceros (PROCEDIMENTO PROTER). UNIVERSIDAD VERACRUZANA 26

35 CAPITULO 2.2 UNIVERSIDAD VERACRUZANA 27

36 2.2- CUANTIFICACIONES DE LA CARGA ELÉCTRICA. Es la suma de todas las cargas requeridas por el proyecto. Es el punto de partida para desarrollar un diseño eléctrico adecuado que cumplan con todos los requisitos técnicos para el suministro adecuado para la energía eléctrica para cada lote, áreas comerciales y áreas de donación según el tipo de fraccionamiento que se clasifique, considerando un factor de reserva que se contemplará en la capacidad eléctrica disponible expresado como factor de utilización CARGA ELÉCTRICA POR VIVIENDA. Como se menciono anteriormente, el fraccionamiento AZAHARES DEL NARANJO estará formado por 81 lotes, y dos edificios de 12 departamentos cada uno, además de la carga de alumbrado. Las bases de diseño, determinan la densidad de carga en función de la superficie construida, conforme a la siguiente tabla: SUPERFICIE. CONSTRUIDA DENSIDAD DE CARGA EN KVA MTS 2 TEMPLADO CALIDO O MAS Dado que en nuestro caso la superficie construida por vivienda será de m 2, como se construirán 1 viviendas por cada lote la demanda será de 1.50 KVA por cada lote, pero se considerará una demanda de 2.00 por cada viviendo por concepto del total de viviendas será: 81 lotes x 2.00 KVA / lote = 162. KVA. 2 edificios con un total de 24 apartamentos de m 2 cada uno, a los cuales le corresponde 1.25 Kva. Por departamento, pero le consideraremos una carga de 1.50 Kva. por departamento 24 Dptos x 1.50 KVA / dpto. = 36 KVA. Carga total por viviendas = 198 KVA. Para convertir a Kw., Se multiplica la carga total en KVA por el factor de potencia (FP) que es igual a KVA x 0.9 = Kw UNIVERSIDAD VERACRUZANA 28

37 CARGA ELÉCTRICA POR ALUMBRADO PÚBLICO. Es la carga requerida por el alumbrado público, en el que se emplearán un total de 27 luminarias con lámparas de 150 watts con Vapor de Sodio Alta Presión (V.S.A.P.); éste tipo de luminarias son las que cubren el nivel para iluminación exterior recomendado por la Comisión Internacional de Iluminación (C.I.E) que es de 20 lux para vías residenciales; por lo tanto la carga eléctrica requerida por el alumbrado público, incluyendo un 25% por consumo del balastro, está dada por la siguiente relación: No. de luminarias x watts de cada luminaria x 25% balastro = W.T. 27 luminarias x 150 watts x 1.25 = 5, watts totales. Convertimos los watts a Kw. Y posteriormente a KVA, dividiendo los Kw. Entre el factor de potencia (FP) donde FP.= 0.9 5,062.50watts Kw 5,0625Kw KVA CARGA ELÉCTRICA POR ÁREAS DE DONACIÓN. Según las bases de proyecto se consideran 10 watts por metro cuadrado para áreas de donación. Area total x watts = watts. 1, m 2 x 10 watts =17, watts. Convertirlos a Kw. es entre ,212.60Watts 17.21Kw Para KVA se divide entre el FP. 17,21Kw KVA UNIVERSIDAD VERACRUZANA 29

38 2.2.4 CARGA ELÉCTRICA POR ZONA COMERCIAL. Según el diseño para el fraccionamiento AZAHARES DEL NARANJO, consideró área comercial por lo tanto la carga eléctrica será: se Según las bases de proyecto se consideran 25 watts por metro cuadrado para áreas de donación. Area total x watts = watts m 2 x 25 watts =8, watts. Convertirlos a Kw. es entre ,100.00Watts Kw. Para KVA se divide entre el FP. 8,1Kw KVA En resumen tendremos: Carga por concepto de vivienda... = 198 KVA Carga por concepto de alumbrado público... = 5.62 KVA Carga por concepto de áreas de donación... = KVA Carga por concepto de áreas comerciales... = 9 KVA. CARGA TOTAL DEMANDADA = KVA CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSFORMADORES. De acuerdo con las bases de proyecto, el factor de utilización de cada transformador al entrar en operación no deberá exceder el 80% de su capacidad nominal; en este proyecto se emplearán transformadores de distribución trifásicos y monofásicos, con la siguiente relación de transformación: 13.2 Kw. /YT 240/120 volts con capacidades nominales de: 75 KVA trifásicos y monofásicos de 25 y 15 KVA protegiendo el secundario con interruptores termomagnéticos adecuados a su capacidad. El cambiador de derivaciones en éstos transformadores será de 4 pasos, 2 pasos abajo y 2 pasos arriba con referencia al voltaje nominal (+2=2) con valor de 2.5 cada paso. UNIVERSIDAD VERACRUZANA 30

39 Los transformadores utilizados en éste fraccionamiento deberán contar con certificado de aceptación o protocolo de calidad de calidad expedido por el laboratorio de CFE. (L.A.P.E.M.). Considerando lo mencionado tenemos que: El transformador trifásico de 15 KVA están proyectados para alimentar las áreas de donación, y cada transformador tendrá capacidad para suministrar de energía eléctrica al 50% del total del terreno mencionado sin exceder del 80% de la capacidad nominal de cada transformador. A)- Para obtener la capacidad de cada transformador: 15 KVA x 80% = 12 KVA. 10 watts por metro cuadrado se convierte en Kw. 10 watts Kw KVA M 2 que alimentará 12 KVA ,080.01m Por lo tanto el transformador de 15 KVA tendrán la capacidad para suministrar la demanda de energía eléctrica adecuada para esta zona. B) Para un transformador de 25 KVA carga será: 25 KVA x 80% = 20 KVA No. delotes KVA.del transformador al80% KVApor lote No. delotes 20KVA 2 KVA 10 Por lo tanto un transformador de 25 KVA tendrá la capacidad para suministrar la demanda de 10 lotes. C) Para transformadores de 15 KVA la carga será: 15 KVA x 80% = 12 KVA No. delotes KVAdel transformador al80% KVApor lote UNIVERSIDAD VERACRUZANA 31

40 No. delotes 12KVA 2KVA 6lotes Por lo tanto un transformador de 15 KVA tendrá la capacidad de suministrar la demanda de 6 lotes. D) Para transformadores de 5 KVA la carga será: 5 KVA x 80% = 4 KVA No. delotes KVAdel transformador al80% KVApor lote No. delotes 4 KVA 2 KVA 2lotes CAPACIDAD ELÉCTRICA DISPONIBLE. En resumen, tenemos que para poder abastecer la carga eléctrica requerida por el Fraccionamiento AZAHARES DEL NARANJO es necesario que se instalen los siguientes transformadores con su respectiva capacidad: CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR CANTIDAD CARGA INSTALADA 15 KVA-3F 25 KVA 15 KVA 5 KVA KVA KVA KVA 5.00 KVA T O T A L KVA El desglose de carga será: KVA instalados KVA KVA demandados KVA KVA de reserva KVA Se obtiene el porcentaje de la carga demandada con respecto a la carga instalada. % KVAdemandada x 100% kva instalada UNIVERSIDAD VERACRUZANA 32

41 % KVAx 100% KVA 70.22% Como puede observarse, la carga demandada representa el 70.2% de la carga instalada; valor que se encuentra dentro de las exigencias marcadas por las bases de diseño aplicable para el caso CUADRO DE CARGAS ELECTRICAS. El cuadro de cargas eléctricas se encuentra en el Plano 3-3 del apéndice CÁLCULO DEL ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO. Se entiende por cortocircuito a una falla que se presenta en una instalación y que demanda una corriente excesiva, para determinar para determinar las corrientes de cortocircuito en un sistema de distribución de fuerza es fundamental realizar los cálculos para seleccionar adecuadamente los aparatos de protección por sobrecorriente, tales como interruptores y fusibles, los cuales deben poder aislar la parte del circuito en falla con un mínimo de falla en los circuitos y equipos del sistema y para afectar lo menos posible la continuidad. Las corrientes de corto circuito producen esfuerzos mecánicos y sobrecalentamiento en los aparatos y equipos sujetos a ellas, lo que pueden provocar fallas del aislamiento en otros puntos del circuito, y estos pueden provocar incendios y en peor de los casos pérdidas de vidas. La falla puede ser de los siguientes tipos: De línea a tierra (fase a tierra) De línea a línea (fase a fase) De dos líneas a tierra (fase a fase a tierra) Trifásica (tres fases entre sí) De las fallas mencionadas anteriormente, la más común que ocurre es la denominada falla a tierra. Los equipos más usados para librar o interrumpir una falla son los interruptores. El corto circuito es una situación indeseable en un sistema eléctrico, pero lamentablemente se puede presentar en algunas ocasiones. En general, se pueden señalar que un estudio de corto circuito sirve para: UNIVERSIDAD VERACRUZANA 33

42 A) Determinar las características interruptivas de los elementos de desconexión (interruptores) de las corrientes de cortocircuito como son: Interruptores, fusibles, restauradores y fusibles de potencia principalmente. B) Realizar un estudio para la selección y coordinación de los dispositivos de protección contra corriente de cortocircuito. C) Calcular las corrientes de cortocircuito para efectos dinámicos, usados en el diseño de sistemas en barra, tableros, cables de fase aislada. Loa métodos matemáticos para el cálculo de cortocircuito son: 1. Método de los MVA. 2. Método del bus infinito o porcentual. 3. Método de los componentes simétricas. 4. Por determinantes. 5. Por computadoras analógicas. De éstos cinco métodos mencionados, los dos primeros son aproximados y los tres son exactos. CALCULO DE CONDUCTORES POR CORTOCIRCUITO En este capitulo solo intervienen características del propio conductor y las condiciones de cortocircuito sin considerarse la longitud de las líneas. La primera consideración para realizar este calculo es la capacidad de cortocircuito de suministro que según información proporcionada por C.F.E. será de 100 MVA S para sistemas que operan en 13.2 Kv. Lo que implica una corriente de falla de: I cc = P cc 3 ( V nom ) Donde: I cc = Corriente de cortocircuito ( Amp.) P cc = Potencia de cortocircuito (KVA) V nom = Voltaje nominal (KV) UNIVERSIDAD VERACRUZANA 34

43 Sustituyendo: I cc = 100 MVA = 4373 Amp. Sim. 3 ( 13.2 Kv ) Considerando un factor de asimetría de 1.6: I cc Asim = 1.6 x 4373 = Amp Asim. Esta será la corriente máxima que se producirá en cualquier punto donde ocurra un corto circuito. Se determina el área de la sección transversal del conductor el cual podría soportar la corriente de cortocircuito obtenida sin sufrir daño alguno. El área será calculada en circularmills (C. M.) mediante la siguiente formula. A CM = I cc K Log T 2 + T T 1 + T t Donde: A cm = Área de la sección transversal del conductor ( C. M. ) K = Constante del conductor ( tabla A ) t = Tiempo de duración del cortocircuito en segundos ( 8 ciclos = seg. ) T = Temperatura bajo cero en la cual se considera que la resistencia es casi nula ( 228 C ) T 1 = Temperatura inicial del conductor en C ( 75 C ) T 2 = Temperatura final del conductor en C ( es aquella a la cual se considera Se fundira y que depende del tipo de conectores que se utilicen en la red. Para conectores mecánicos = 250 C y para soldables = 450 C. TABLA A MATERIAL K T Cobre Aluminio Plomo Acero UNIVERSIDAD VERACRUZANA 35