Diseño de Sistemas Eléctricos I: Residencial y Comercial. Dr. Lionel R. Orama Exclusa, PE

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Gonzalo Lozano Núñez
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1 Diseño de Sistemas Eléctricos I: Residencial y Comercial Dr. Lionel R. Orama Exclusa, PE

2 Fundamentos En diseño residencial Receptáculos Luces Cocina Lavandería Acondicionadores de aire Motores de bombas Piscina Fuentes Jacuzzis 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

3 Articulo 240- Overcurrent Protection (OC) 240- I-VII cubre OC hasta <=600V 240- VIII cubre OC industrial bajo supervisión <=600V (1) Supervisión de Ingeniero (2) Sistema de alambrado para >=2500kVA (3) Sistema tenga 1 feeder >=150V & >=300V línea a línea 240- IX cubre instalaciones > 600V 240.5(B)(2)- especificación de calibre por Ampacidad Standard Ampere Ratings Indica lo que la industria de manufactura proveerá 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

4 Art Standard Ampere Ratings (A) Fuses and Fixed-Trip Circuit Breakers The standard ampere ratings for fuses and inverse time circuit breakers shall be considered 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 and 6000 amperes. 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

5 Artículo 220-Branch Circuit, Feeder & Service Calculations Tabla Cargas de Iluminación para diferentes tipos de edificios. Dwelling Units -vivienda, 3VA/sqft (1613sqft- >4839VA) En el NEC VA = W 220.5(B) Redondean los Amp, i.e. 2.3A=2A, 2.5A=3A (J)-los 3VA/sqft incluyen receptáculos uso general (B) AFCI, para cuartos dormitorios (C)(3)-circuito específico para baños 210.8(A)-GFCI, por el agua (A) mínimo 2 circuitos para enseres pequeños (ver (C)(1), pagina 15). 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

6 Artículo 220-Branch Circuit, Feeder & Service Calculations (E) y (G)-Patio, garajes y sótanos, al menos uno 210.8(B)-GFCI, donde puede haber uso de líquidos 210.8(6)-En cocinas, los que sean para servir topes (C)(1-5) requisitos mínimos (A)(1)-desde un punto no más de 6ft lineales (A)(3)-a 18in del piso terminado (H)-en pasillos al menos un rec. en paredes => (A),(B)-iluminación living areas, pasillos, garajes, etc (A)(1-2)- al menos una switch para iluminación (L)-Si no se especifica la carga en (A) a (K) se asignaran 180VA por outlet 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

7 Number of branch circuits Receptáculos (uso general) VA/outlet; load 0 = 42x180=7560VA V = 2400VA/circuit 3. Los circuitos de recepáculos para uso general no son clasificados como carga continua. 4. # Circuitos = load 0 /2400 = 7560VA/2400 = Se requiere un mínimo de 4 circuitos ramales Nota: Permite uso de un conducto con más de un circuito. 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

8 Number of branch circuits Iluminación (Lighting) VA/outlet; load 0 = 35x180=6300VA V = 2400VA/circuito 3. Art. 100-I, carga continua será aquella que opere por 3hr o más. Art (A)(1) Carga continua se dará ampacidad de 25% adicional; load c = load 0 x (1.25) = 7875VA (aplica a carga de motores Art. 430) 4. # Circuitos = load c /2400 = Se requiere un mínimo de 4 circuitos ramales 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

9 Circuitos dedicados (B) Secadoras y estufas Secadoras a 240V son 21A, se usa circuito de 30A Estufas (Tabla ) 12kW computo de circuito es de 12kW/240V = 50A (C)(2) 1 circuito para lavandería (F) al menos un circuito de 120V, 20A en la lavandería (B) Calentador de agua, según 240V, circuito de 50A, 12kW (en línea 240V, circuito de 30A, 7200W (tanque) (A) Cargas específicas no cubiertas (B)-(L), según placa del equipo 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

10 A210-52(B) Kitchen Branch Circuits A210-52(C) 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

11 Kitchen Branch Circuits A210-52(C) 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

12 Kitchen Branch Circuits (C)(1) mínimo 2 circuitos para enseres pequeños (B)(1), incluye; cocina, breakfast, comedor receptáculos de pared, tope y equipo de refrigeración (C)(1), en topes Desde un punto no más de 2ft lineales a un receptáculo En topes de 2ft o más (C)(2) y (3), islas y penínsulas Al menos un receptáculo si tienen 2ft o más (C)(4), sobre el tope, a no más de 20in 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

13 Kitchen Receptacle Outlets 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

14 Uso de tablas y Capítulo 9 Para llanar Itinerario de Panel (Panel Schedule), conociendo Ampacidad del circuito 310 Conductors for General Wiring Tabla hasta 3 conductores por conducto Ej: 20A, columna de 90 o C, tipos de aislamiento XHHW-2 (Tabla , para características del aislamiento) #14 AWG, pero hay nota (*See 240.4(D)), OC no puede ser mayor de 15A para #14 AWG, entonces elegir #12 #12 AWG mínimo para circuito de 20A Se especifica el conductor: 3#12 AWG, CU XHHW-2, 1 GND 2#12 AWG, CU XHHW-2 & 1#12 GND 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

15 Uso de tablas y Capítulo 9 Tabla C.1 (Cap. 9)-Número máximo de conductores del mismo calibre en EMT (Electric Metallic Tubing) En EMT de ½ φ caben hasta 6 conductores Dichos conductores no pueden ocupar más de 40% del área de sección del tubo Se especifica: 3#12 AWG, CU XHHW-2, 1 GND, ½ φ EMT (ver itinerario panel dist.) Tabla Se aplican factores de reducción para más de 3 conductores por conducto 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

16 Uso de tablas y Capítulo 9 Ej.: equipo susceptible a harmónicas (calibres diferentes) Calibre del neutral 2 veces mayor (recomendado) Circuito 30A (Tabla , Art.240.4(D)) Calibre #10 AWG Se especifica: 1#10 XHHW-2 & 1#10 GND & 1#6 XHHW-2 NTL Tabla 5, Cap. 9 (pg633) #10 AWG, Área=0.0243in 2 #6 AWG, Área=0.059in 2 Suma de Áreas A w =1x(0.0243in 2 )+1x(0.059in 2 )=0.0833in 2 A w <=0.31*A C (Table 1, pg625) A C >=A w /0.31=0.1076in 2 /0.31=0.2687in 2 Tabla 4, Cap. 9 (pg 626), Conducto: 1-1/4 φ EMT * Los conductores GND son non current carrying 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

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18 Art 220 III. Feeder & Service Calculations (Cómputos de Carga) ft 2 (viviendas), incluye receptáculos(art.. = 6300VA) Tabla VA@100% = 3000VA = 0.35*(3300VA) = 1155VA (3000VA hasta 120kVA) TOTAL ilum = 4155VA Enseres pequeños y lavandería (A)2 circ. enseres pequeños, 1500VA/ea = 2*(1500VA)= 3000VA (B)Lavanderías 1500VA Secadora Tabla , 1-4 = 5000VA Estufa Tabla , 1 estufa = 8,000VA Total = 21,655VA (falta la calentador y A/C) 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

19 Art 220 III. Feeder & Service Calculations (Cómputos de Carga) Vitrinas y Track Lightning por cada ft lineal de vitrina Track por cada 2ft lineales Motores, según y de la carga Factor de 75% para cargas inmovibles (no estufas, ni secadora, ni calefacción, ni A/A en el mismo alimentador o servicio) Equipo de cocina no-viviendas, Tabla Cargas no-coincidentes, la más grande. 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

20 Art 220 IV. Optional Feeder & Service Calculations (A)- Viviendas, con servicio 120/240V o 208Y/120V, más de 100A (B) El 1) Iluminación general y receptáculos, 3VA/ft 2 2) 2 circ. Enseres pequeños y = 3*(1500VA)= 4500VA 1) cargas permanente según la placa (de cocina, secadora, calentador de agua) 2) Motores y equipos de PF bajo según la placa 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

21 Art 220 IV. Optional Feeder & Service Calculations (C) Calefacción y Acondicionador de Aire (A/A) A/A: 100% de corriente continua en la placa (ver (C)) Calefacción es diferente, ir al (C)(2)-(6) (A)- Viviendas multifamiliares (3 ó más) Tabla (ver tabla) en sustitución de la Parte III del Artículo 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

22 Art 220 IV. Optional Feeder & Service Calculations Ej: Carga computada con factores de demanda según Art. 220 Parte IV 6.3kVA (Iluminación y receptáculos) +4.5kVA (enseres peque. y lavandería) +5kVA (secadora) +12kVA (estufa) +5kVA (calentador) =32,800VA Total = 10kVA+0.4(22.8kVA) = 19,120VA Ampacidad del Alimentador Conductores Vivos (ungrounded*) 19,120VA/240V=79.67A (80A) * El conductor del Neutral es un grounded conductor 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

23 Circuit Panel & Feeder Specifications Assuming 25% additional capacity for future construction: Total Load = Amp( 1.25) = 80A*(1.25) = 100A Panel board rated 125A, 600V, 1 phase Feeder Spec s.: Circuit-3#2 AWG, CU, XHHW-2, & 1#6 CU, GRN* Conduit-1-1/4 Dia., EMT** *From Table **From Table C1, Chapter 9- Assuming 3 current carrying conductors, 2 Live conductors and 1 Neutral conductor. GRN theoretically is not a current carrying conductor during normal operation. 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

24 Fedeer or Service Neutral Load (A)- Será el desbalance máximo Carga máxima computada entre Neutral y cualquier conductor no conectado a tierra (L) (B)- Reducciones permitidas, factor de 70%, generalmente son overuled (ver (B)(1) y (2)) (C)- Reducciones prohibidas (C)(1)- cualquier porción de: circuito de 3 hilos, 2 fases y neutral de 4 hilos, 3 fases en Y (C)(2)- la parte de la carga no-lineal en: circuito 4 hilos, 3 fases Y 23-Feb-07 INEL 4407 L.R.Orama

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