DEPARTAMENTO DE OPERACIONES

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1 MEMORIA TÉCNICA Y DESCRIPTIVA DE LA MAQUINA L2A EVALUACIÓN DE MAQUINA DE PRODUCCIÓN L2A

2 INDICE CAPÍTULO I: MEMORIA DE CÁLCULO ALIMENTADORES. 1.1 ASPECTOS GENERALES DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO OBJETIVO ALCANCE NORMAS APLICABLES DATOS GENERALES 1.2 CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DISPOSICIONES GENERALES DEFINICIONES CÁLCULO POR CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN CÁLCULO DE LA CAÍDA DE TENSIÓN CALIBRE DEL CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA 1.3 DESARROLLO DEL CÁLCULO MÉTODO DE CÁLCULO

3 CAPITULO I. MEMORIA DE CÁLCULO ALIMENTADORES. 1.1 ASPECTOS GENERALES DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO Nombre del desarrollo: Messier-Dowty México S.A. de C.V. Localización: Carretera Queretaro-Tequisquiapan KM Tipo de desarrollo: Industrial OBJETIVO Elaborar proyecto ejecutivo de instalación de baja tensión con los criterios de diseño eléctrico conforme a la normativa vigente y aplicable ALCANCE La presente memoria de cálculo comprende los criterios utilizados para el cálculo y selección de los conductores en baja tensión para las distintas cargas como son motores, robots y equipos paquete, considerando para ello los lineamientos de capacidad de conducción de corriente y caída de tensión establecidos y aceptables en la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE Se presenta el desarrollo matemático para el cálculo de alimentadores, y al final se presentan las tablas resumen de los circuitos calculados NORMAS APLICABLES Se tomarán como base para la elaboración de este proyecto las siguientes normas: a) Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE DATOS GENERALES DE INSTALACIÓN Tensión de suministro: 34.5kv VCA Tensión de trabajo: 480/227VCA Frecuencia: 60 Hz. Número de fases e hilos: 3F-4H

4 1.2 CAPITULO II. CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA EL DISEÑO DISPOSICIONES GENERALES Los conductores se calculan por ampacidad, verificándose que cumplan también con la caída de tensión permisible y que resistan los esfuerzos generados por corto circuito, seleccionándose el calibre adecuado obtenido por ampacidad y caída de tensión.así comoconsideración de áreas peligrosas (clasificadas), clases i, ii y iii, divisiones 1 y 2. Ver zona de clasificación apéndice A DEFINICIONES Circuito derivado. Conductor o conductores de un circuito desde el dispositivo final de sobrecorriente que protege a ese circuito hasta la o las salidas finales de utilización. 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 sobrecorriente del circuito derivado. Carga (eléctrica). Es la potencia instalada o demandada en un circuito eléctrico. Carga continua. Aquella cuya corriente eléctrica nominal circule durante tres horas o más CÁLCULO POR AMPACIDAD El cálculo de la corriente se expresa mediante la siguiente fórmula: W I En f. p (Para sistemas 1f-2h) I W 3 Ef (Para sistemas 3f-4h) f. p Donde: I = Corriente nominal W = Carga en watts Ef = Tensión de operación f.p. = Factor de potencia

5 Para la selección del tamaño nominal de los conductores para tensiones nominales de 0 a 2000 V nominales se debe considerar como máximo los valores especificados en las tablas (b)(16), (b)(17) y (b)(20) de la NOM-001-SEDE-2012, dependiendo el tipo de canalización a utilizar. En el cálculo por ampacidad se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones: Tipo de canalización 1. Alimentadores en tubería conduit (Factor por agrupamiento). Deberán corregirse de acuerdo con el artículo de la NOM-001-SEDE-2012, inciso 3) que se aplica cuando el número de conductores portadores de corriente en una canalización sea mayor que tres, la capacidad de conducción de corriente se debe reducir con los factores que se indican en la tabla (b)(3)(a). 2. Alimentadores en charola. Deberá tomarse en cuenta el factor de corrección de acuerdo con las condiciones de agrupamiento y el tipo de conductor (Ver artículo de la NOM-001- SEDE-2012). Temperatura de operación del conductor 1- Para temperaturas ambientes distintas de 30ºC, aplicar los factores de corrección de ampacidad de las tablas (b)(16), (b)(17) y (b)(20) de la NOM-001- SEDE-2012: factor de corrección por temperatura. 2- La corriente a plena carga de los motores se obtiene de la tabla Corriente eléctrica a plena carga de motores trifásicos de C.A. de la NOM-001-SEDE CÁLCULO POR CAÍDA DE TENSIÓN El dimensionamiento por caída de tensión para sistema de cable, se calcula por medio de la siguiente fórmula: 2 I L Z % e ( En 10) (Para sistemas 1f-2h) I L Z % e ( En 10) (Para sistemas 2f-3h)

6 % e 3 I L Z ( Ef 10) (Para sistemas 3f-4h) Donde: %e= Caída de tensión en porciento. I = Corriente nominal L = Longitud total del circuito en mts. Z = Impedancia del conductor (ohms / Km) Ef. = voltaje de línea a línea En= voltaje de línea a neutro De acuerdo con los artículos Nota 4 y Nota 2, de la Norma Oficial Mexicana NOM- 001-SEDE-2012, la caída de tensión global desde el medio de desconexión principal hasta la salida más lejana de la instalación, considerando alimentadores y circuitos derivados, no debe exceder del 5%, dicha caída de tensión se debe distribuir razonablemente en el circuito derivado y en el circuito alimentador, procurando que en cualquiera de ellos la caída de tensión, no sea mayor de 3% CALIBRE DEL CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA. En el artículo de la NOM-001-SEDE-2012 referente al tamaño nominal mínimo de los conductores de puesta a tierra de equipo, se describe el lineamiento para obtener el calibre mínimo de los conductores de puesta a tierra, considerando el ajuste del dispositivo de protección contra sobrecorriente. De acuerdo a lo dispuesto en dicho artículo, cuando el tamaño nominal del conductor se ajuste para compensar caídas de tensión eléctrica, los conductores de puesta a tierra de equipo se deben ajustar proporcionalmente según el área en mm2 de su sección transversal.

7 1.3 DESARROLLO DEL CÁLCULO MÉTODO DE CÁLCULO En el diseño de circuitos, se debe seleccionar un tamaño de conductor de modo que soporte la carga requerida, dentro de los límites especificados de la caída de voltaje, y que tenga un valor optimizado del costo de instalación y del costo de las pérdidas. Un tamaño de conductor que satisfaga estos requerimientos dará buen servicio, dentro de los límites seguros de la temperatura de operación. En este capítulo se da un ejemplo de cálculo para un alimentador del secundario de una Maquina L2A. Cálculo de un circuito alimentador de la Maquina L2A Como datos del tablero, se tiene: Carga total conectada Tipo de carga 630 A Máxima Capacidad Maquina L2A Máxima caída de tensión permitida 3% Temperatura 30ºC Tensión 480 V Fases 3F Frecuencia 60 Hz Nivel y tipo de aislamiento del conductor 600 VCA, THW-LS Sistema de canalización Charola Longitud del circuito alimentador 35 m Factor de utilización (F.U.) 100% Cálculo por ampacidad Se considera el 100% de la corriente nominal del interruptor principal: Amperes totales =630 A Soporte tipo charola

8 Dado que se ha propuesto configuración triangular y cuadrada de conductores y de acuerdo al artículo inciso 2-d de la NOM-001-SEDE-2012 referente a instalación de cables mono conductores en configuración triangular y cuadrada en soportes tipo charola sin tapa, de cables cal. 4 AWG y mayores no debe superar la capacidad de conducción de corriente permitida, como se indica en la tabla (b)(20) de la NOM-001-SEDE-2012, se debe guardar una separación entre circuitos no inferior a 2.15 veces el diámetro exterior de un conductor. De lo anterior, se selecciona el conductor calibre 2/0 KCM, 3 conductores por fase, 600 V, 75ºC. La capacidad del conductor seleccionado es de A.

9 Cálculo de factores de decremento Los factores de decremento que se aplican son para el tramo de trayectoria que más afecta la capacidad de los conductores del circuito en cuestión, disminuyendo la ampacidad de los conductores. Se considera para este caso, que el tramo más crítico es la canalización en charola. Factor de decremento por temperatura ambiente F t Se determina el factor de corrección por temperatura de la tabla (b)(2)(b) de la NOM- 001-SEDE Esto es, para una temperatura ambiente de 31 C-35 C, le corresponde: F t = 1.07

10 Factor de decremento por instalación en charola, F c h De acuerdo al arreglo de los conductores en configuración triangular que se está proponiendo charola sin tapa, el artículo inciso 2-d) de la NOM-001-SEDE-2012, la capacidad de conducción de corriente permitida de dos o tres cables monoconductores no debe superar lo indicado en la tabla (b)(20) de la NOM-001-SEDE-2012, por tanto: I ch = 1.0 La corriente corregida aplicando los factores para un conductor de calibre 2/0 KCM, resulta: F = F t x F t c = 1.07 x 1 = 1.07 La corriente corregida aplicando los factores es: I CORREGIDA = I req X F = A X 1.07= A. Se observa que el conductor calibre 2/0 KCM es suficiente y tiene la capacidad de conducción de corriente obtenida de este último cálculo. Considerando que se tienen 3 conductores por fase: I fase = x 3 = A Conclusión: que el conductor calibre 2/0 KCM cumple con la capacidad de conducción de corriente para los 630 A que se tienen. Cálculo de la caída de tensión Se verifica que la selección de conductores por ampacidad cumpla con los requerimientos de caída de tensión. La caída de tensión a través del circuito es: De acuerdo a los datos, se tienen: I = 630, L = 35m, Z = (0.3600/3)= ohm/km 3 I L Z % e x100 Ef

11 El valor de impedancia es tomado de la Tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012 para un factor de potencia de 0.85 y para el conductor calibre 2/0 KCM. Sustituyendo los valores, se obtiene: Del resultado obtenido, se observa que la caída de voltaje está por abajo del 3%, que es permitido en los artículos Nota 4 y Nota 2, de la Norma Oficial Mexicana NOM- 001-SEDE Por tanto, el conductor a instalar para el circuito alimentador de la Maquina L2A es de aislamiento THW-LS 600V a 75 C, calibre 2/0 MCM, con tres cables por fase. Selección del tamaño nominal del conductor de puesta a tierra De acuerdo al artículo de la NOM-001-SEDE-2012, se observa que el tamaño nominal mínimo considerando la capacidad del dispositivo de protección (3X800), le corresponde una cable de cobre cal. 1/0 KCM. Selección de la canalización eléctrica % e x Cuando se instalen cables monoconductores en configuración triangular o cuadrada en soportes tipo charola sin tapa, se debe guardar una separación entre circuito no inferior a 2.15 veces el diámetro exterior de un conductor (2.15 x DE). El diámetro aproximada de un cable de cobre THW-LS, 600V, cal. 2/0 AWG es de mm, por lo que en configuración trébol se tiene un diámetro total de (ver tabla 5 Dimensiones de los conductores aislados y cables de artefactos de la NOM-001-SEDE-2012). Para obtener el área total de ocupación de los conductores se suma el área del conductor de las fases y del cable de puesta a tierra (el diámetro aproximada de un cable de cobre THW-LS, 600V, cal. 1/0 AWG es de mm). Esto representa: Ancho conductor de fases = (29.36 x 3 trebol) + [(14.68 x 2.15) x 3] = mm Ancho conductor puesta a tierra = mm Ancho total = mm

12 Dado lo anterior se selecciona una soporte tipo charola de 12 (304.8 mm), con un porcentaje de ocupación del 65 %.

13 A) Revisión de la información documental de la máquina (datos técnicos, de instalación, planos, diagramas) ACTIVIDADES: Se verifico información de la maquina L2A, diagramas eléctricos en donde nos especifica que la maquina debe ser conectada a Tierra, por lo que se recomienda tener la conexión independiente al sistema de tierras con respecto al neutro del transformador, por lo cual en la conexión a tierra de la maquina L2A nos está generando corriente de 10 a 12 Amperes. Nota: Ver resultados de mediciones B) Inspección de las condiciones de la maquina, con el equipo fuera de operación Se revisa la instalación de la maquina, se detecta que la maquina no se encuentra aterrizada al sistema de Tierras y no cuenta con una barra de tierras. Se verifico continuidad entre los diferentes elementos de la maquina encontrándose interconectados entre sí, sin embargo se requiere de una tierra física para drenar las corrientes estáticas y asegurar la integridad del personal así como la del Equipo. C) Revisión del circuito de alimentación eléctrica a la maquina, de acuerdo al método indicado en la norma NOM-001-SEDE-2012 El cable de Alimentación es de una sección inferior a la requerida. Ver memoria de cálculo. D) Medición de resistencia Óhmica de tres electrodos adyacentes al sistema de tierras De acuerdo a las mediciones tomadas los valores del sistema de tierras se encuentra de acuerdo a las especificaciones que nos indica norma NOM-022-STP Ver reporte de medición de tierra. E) Medición de continuidad de la maquina a estos electrodos De acuerdo a las mediciones tomadas la maquina no se encuentra aterrizada. Se anexa reporte. F) Inspección de las condiciones de la maquina con el equipo en operación Se verifica la maquina estando energizada, obteniendo los mismos resultados que el equipo fuera de operación

14 CONCLUSIONES: De acuerdo a las mediciones tomadas y al resultado de la revisión técnica de la maquina L2A se requiere llevar a cabo las siguientes acciones. 1.- Aterrizar el neutro de los transformadores a un solo punto en la barra de tierra de los tableros principales. Aterrizando dichas barras a la malla de tierras de ahí hacer la distribución de las líneas de tierra a los diferentes equipos. Esto de acuerdo con la norma utilizando cable desnudo. 2.-Colocar barra de tierra en los tableros de la maquina, para de ahí conectar al control. 3.-Se requiere hacer la instalación de un electrodo de tierra (tierra física). Esto con la finalidad de drenar las corrientes estáticas y evitar daños al equipo. 4.- Se requiere hacer mediciones de armónicas en diferentes puntos de la máquina para determinar que elemento las está generando, así mismo medir los armónicos en diferentes equipos que representan cargas no lineales y que nos generan armónicos, mismos que al entrar en resonancia con el equipo generan daños como los presentados en los bancos de capacitores. Ver termografia Elaboro: Ing. Efraín Quijada López Reviso: Ing. Juan Águila Reséndiz

15 REPORTE GENERAL MAQUINA CNC-L2A