SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONAL UNIDAD DE NORMATIVIDAD TECNICA
ESPECIFICACION TECNICA PARA PROYECTO DE OBRAS
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES EN BAJA TENSION
(MOTORS CONTROL CENTER LOW VOLTAGE)
P.2.0253.03 PRIMERA EDICION NOVIEMBRE, 2000
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES EN BAJA TENSIÓN Primera Edición
P.2.0253.03:2000 UNT
PREFACIO Pemex Exploración y Producción (PEP) en cumplimiento del decreto por el que se reforman, adicionan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización publicado en el Diario Oficial de la Federación de fecha 20 de mayo de 1997 y acorde con el Programa de Modernización de la Administración Pública Federal 1995 - 2000, así como con la facultad que le confiere, la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Público, la Ley de Obras Públicas y Servicios Relacionados con las Mismas y la Sección 4 de las Reglas Generales para la Contratación y Ejecución de Obras Públicas y de Servicios Relacionados con las Mismas, expide la presente especificación para aplicarse al centro de control de motores en baja tensión. Esta especificación se elaboró tomando como base la primera edición de la norma No. 2.253.03, emitida en 1985 por Petróleos Mexicanos, de la que se llevó a cabo su revisión, adecuación y actualización, a fin de adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploración y Producción. En la elaboración de esta especificación participaron: Subdirección de Región Norte Subdirección de Región Sur Subdirección de Región Marina Noreste Subdirección de Región Marina Suroeste Dirección Ejecutiva del Proyecto Cantarell Dirección Ejecutiva del Programa Estratégico de Gas Subdirección de Perforación y Mantenimiento de Pozos Coordinación Ejecutiva de Estrategias de Exploración Auditoría de Seguridad Industrial y Protección Ambiental Subdirección de Planeación Subdirección de Administración y Finanzas Subdirección de Tecnología y Desarrollo Profesional Unidad de Normatividad Técnica
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CENTRO DE CONTROL DE MOTORES EN BAJA TENSIÓN Primera Edición
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INDICE DE CONTENIDO
Página
0.
Introducción.…………..…………………………………......…....
4
1.
Objetivo…….………………………………………………...........
4
2.
Alcance.....................................................................................
4
3.
Actualización…………………………………………………........
4
4.
Campo de aplicación................................................................
4
5.
Referencias..............................................................................
4
6.
Definiciones..............................................................................
5
7.
Características de construcción...............................................
5
7.1
Diseño......................................................................................
5
7.2
Secciones verticales y compartimientos..................................
5
7.3
Barras y conexiones.................................................................
6
7.4
Conexiones de cables de fuerza..............................................
6
7.5
Alambrado................................................................................
6
7.6
Tablillas y relevadores auxiliares.............................................
6
7.7
Interruptores termomagnéticos derivados................................
6
7.8
Combinación interruptor-arrancador.........................................
7
7.9
Transformadores de control y de instrumentos........................
7
7.10
Interruptores principales en aire (electromagnéticos o termomagnéticos)....................................................................
7
7.11
Instrumentos de medición........................................................
8
7.12
Lámparas indicadoras..............................................................
8
7.13
Conmutadores de control y medición.......................................
8
8.
Pruebas de inspección.............................................................
8
9.
Preparación de superficie y pintura..........................................
9
10.
Partes de repuesto...................................................................
9
11.
Herramientas especiales..........................................................
9
12.
Placas de identificación (leyendas)..........................................
9
13.
Empaque y embarque..............................................................
9
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14.
Bibliografía...............................................................................
9
15.
Concordancia con Normas Internacionales……………………..
9
16.
Cuestionario.............................................................................
10
17.
Cotizaciones y condiciones de pago........................................
11
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0.
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3.
Introducción.
Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Pemex Exploración y Producción (PEP), se encuentran el diseño, construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones para extracción, recolección, procesamiento primario, almacenamiento, medición y transporte de hidrocarburos, así como la adquisición de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la empresa. Para la ejecución de estas actividades es necesaria la participación de las diversas disciplinas de la ingeniería con criterios de aplicación diferentes.
Actualización.
A las personas e instituciones que hagan uso de este documento normativo técnico, se solicita comuniquen por escrito las observaciones que estimen pertinentes, dirigiendo su correspondencia a: Pemex Exploración y Producción. Unidad de Normatividad Técnica. Dirección: Bahía de Ballenas # 5, 9° piso. Col. Verónica Anzures, México, D.F. C.P. 11300. Teléfono directo: 55-45-20-35
Con el objeto de unificar criterios, aprovechar las experiencias dispersas, y conjuntar resultados de las investigaciones nacionales e internacionales, Pemex Exploración y Producción emite a través de la Unidad de Normatividad Técnica, esta especificación para aplicarse al centro de control de motores en baja tensión.
Conmutador: 57-22-25-00, ext. 3-80-80. Fax: 3-26-54 E-mail:
[email protected]
4. 1.
Objetivo.
Esta especificación establece las características principales y los elementos que debe contener un centro de control de motores en baja tensión para uso en las instalaciones de Pemex Exploración y Producción.
Campo de aplicación.
Este documento aplica en todas las áreas que diseñen, construyan o supervisen los centros de control de motores en baja tensión, para instalaciones de Pemex Exploración y Producción.
5.
Referencias.
-NOM-J-266 2.
Alcance.
Esta especificación cubre el diseño, fabricación y entrega de centros de control de motores en baja tensión totalmente ensamblados en fábrica, completos con todos los dispositivos aquí descritos. El centro de control de motores será usado en un sistema de distribución de 600 Volts, 3 fases, 3 ó 4 hilos, 60 Hertz para servicio interior (NEMA 1) u otros, según se especifique.
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Interruptores termomagnéticos moldeada.
en
caja
-NOM-J-162
Interruptores de seguridad de 30 a 1,200 Amperes.
-NOM-J-290
Arrancadores a tensión plena B.T.
-NOM-J-328
Arrancadores reducida B.T.
-NOM-J-109
Transformadores corriente.
a
tensión de
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-NOM-J-168
Transformadores potencial.
de
-NOM-J-353-1979
Tableros, Centros de Control de Motores.
-NOM-J-361-1979
Interruptores selectores y lámparas indicadoras para aparatos de control industrial.
6.4
Barra.
Conductor desnudo rígido, que sirve como una conexión común para dos o más circuitos. 6.5
Barra de tierra.
Barra a la cual son conectadas las tierras de piezas individuales de equipo, y que a su vez, es conectada a tierra en uno o más puntos.
6.
Definiciones.
7.
Características de construcción.
6.1
Centro de control de motores.
7.1
Diseño.
Es un tablero eléctrico que alimenta, protege y gobierna circuitos cuya carga esencialmente consiste en motores y que usa contactores o arrancadores como componentes principales para controlarlos.
El (los) centro (s) de control de motores consiste (n) de secciones verticales del tipo frente muerto autosoportadas, de tal manera que puedan ensamblarse una junto a la otra formando una estructura rígida.
Su construcción consiste en un ensamble autosoportado de una o más secciones verticales cerradas que tienen barras colectoras comunes y que contienen principalmente unidades combinadas de control de motores.
7.2 Secciones compartimientos.
Estas unidades se montan unas encima de otras en cubículos independientes en las secciones verticales. Las secciones pueden incorporar barras colectoras verticales conectadas a las barras colectoras horizontales, extendiendo así el suministro común de fuerza a las unidades individuales. Las unidades también se pueden conectar directamente a las barras colectoras horizontales mediante alambrado adecuado. 6.2
Unidad.
Porción del tablero que contiene un dispositivo de interrupción y los correspondientes conductores primarios. 6.3
Sección vertical.
Porción de tablero que se encuentra entre dos barreras divisorias verticales y sucesivas. Puede contener una o más unidades.
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verticales
y
Las secciones verticales del CCM son de un solo frente y deben ser diseñadas de tal forma, que puedan prolongarse más allá de sus extremos libres y sin transiciones, dificultades o gastos indebidos con otras secciones del mismo voltaje y manufactura. El material de la estructura de las secciones deben ser de lámina de acero de 2.78 mm (calibre 12 USG), rolada en frío, el material de las tapas, cubiertas, divisiones o puertas debe ser de lámina de 1.98 mm (calibre 14 USG) o de 1.59 mm (calibre 16 USG), de acuerdo con la rigidez mecánica requerida. Las bases de las secciones deben llevar un canal de fierro estructural (por secciones de embarque) que las una a todo lo largo del tablero en la parte frontal y posterior y tendrá previsiones (barrenos) para asegurarlas por medio de pernos de anclaje. Cada sección vertical, está provista en la parte inferior, de un calentador de espacio y cada grupo de máximo tres secciones verticales es controlado por termostato, de manera tal, que se mantenga dentro de la sección una temperatura arriba del punto de rocío. Los calentadores de espacio estarán diseñadas para 220 Volts, y cada circuito estará conectado a través de un dispositivo de
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protección adecuado. Además, todos estarán interconectados con un circuito de energía auxiliar. La fuente de energía auxiliar será suministrada por Pemex, en 220 Volts, 3 fases, 3 ó 4 hilos. Cada compartimiento de la sección vertical, conteniendo ya sea unidades combinadas (interruptor termomagnético y arrancador removible), interruptores termomagnéticos, accesorios de control, etc., tendrá una puerta frontal embisagrada con enlaces mecánicos, que eviten la apertura de la misma cuando los medios de desconexión estén energizados. 7.3
Barras y conexiones.
Las barras principales de cada CCM deben ir alojadas en la parte superior y a todo lo largo del CCM. La capacidad de corriente de las barras principales será de 600 A mínimo, y para las barras verticales de cada sección de 300 A mínimo. La capacidad de la barra neutra debe ser igual a la de las barras principales. La densidad de corriente de todas las barras debe ser de 124 Amps/cm2 (800 Amps/pulg2). Las barras y sus derivaciones serán de cobre electrolítico de alta conductividad y dimensiones adecuadas para llevar continuamente la corriente nominal sin exceder una elevación máxima de temperatura de 338.15 K (65°C) sobre 313.15 K (40°C) de ambiente. Las barras estarán soportadas por un material aislante exclusivamente de porcelana, resina epóxica o resina poliéster y deben soportar sin sufrir ningún daño, capacidades de corto circuito de 25,000 A asimétricos (22,000 A simétricos), de acuerdo al párrafo 5.2.4, de la Norma Oficial Mexicana NOM-J-353-1979, a menos que el proyecto especifique otras cantidades. El arreglo de las fases de las barras será 1, 2 y 3 desde el frente hacia atrás, de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, visto desde el frente del tablero. Debe suministrarse una barra de tierra a todo lo largo del CCM, con capacidad mínima de 1/3 de la capacidad de las barras principales, pero en ningún caso menor a 200 A. Cada sección debe
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estar sólidamente conectada a esta barra de tierra por medio de un conector autolineable. La barra de tierra debe incluir dos conectores mecánicos (uno en cada extremo) del calibre indicado en el proyecto. 7.4
Conexiones de cables de fuerza.
Todos los alimentadores principales y derivados salen por la parte inferior del CCM, a menos que el proyecto especifique otro tipo de salida. El fabricante debe suministrar los conectores mecánicos de todos los alimentadores, de acuerdo a lo solicitado en la requisición original. 7.5
Alambrado.
El alambrado del CCM debe ser NEMA Clase I, Tipo B ó C, a menos que se especifique otro tipo de alambrado. 7.6
Tablillas y relevadores auxiliares.
El fabricante debe considerar espacio para tablillas y relevadores que se requieran, de acuerdo a lo solicitado en la requisición original. 7.7 Interruptores derivados.
termomagnéticos
Todos los interruptores deben ser del tipo termomagnético en caja moldeada, 3 polos, 600 Volts, en marco no menor de 100 Amp. Los interruptores deben tener como mínimo una capacidad interruptiva de 25,000 A asimétricos (22,000 A simétricos), a menos que el proyecto especifique otras cantidades, y deben tener previsiones para abrir automáticamente los tres polos en el caso de una sobrecarga en un polo del interruptor. Todos los interruptores deben estar provistos de un mecanismo de operación manual desde el exterior con la puerta cerrada. Debe ser posible asegurar el interruptor con uno ó más candados en la posición “FUERA”. La puerta debe tener un mecanismo de bloqueo con el interruptor de tal manera que aquella no puede abrirse cuando el interruptor esté en la posición “DENTRO”. Los
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interruptores deben tener indicación de la posición “DENTRO-FUERA-DISPARADO”. 7.8
(Lo anterior, está de acuerdo a la Norma NEMA, Sección l, parte 2 referente a “Standards Applying to All control”.
Combinación interruptor-arrancador. Interruptores.
Pueden ser termomagnéticos o de navajas con fusibles. Arrancadores. Los arrancadores serán del tipo magnético, construidos según Norma NEMA o equivalente, para 600 Volts, 3 fases, arranque a voltaje pleno no reversible (VPNR) y voltaje pleno reversible (VPR), para motores de inducción de 440 Volts, combinados con interruptores termomagnéticos, o con interruptores de navajas con fusibles. La protección contra sobrecarga debe ser por medio de reveladores térmicos de sobrecarga, protegiendo las tres fases. El tamaño NEMA mínimo de los arrancadores debe ser 1. 7.9 Transformadores instrumentos.
de
control
y
de
Cada unidad combinada debe ser equipada con un transformador de control con fusibles primarios, cuando así se requieran, del tipo limitadores de corriente. La impedancia efectiva de los transformadores debe ser tal que, con la relación de voltaje y frecuencia de los controles aplicados al primario y con la impedancia de la carga correspondiente al factor de potencia y el máximo valor de la corriente de la carga conectada al secundario, el voltaje en las terminales del secundario no debe ser menor que el 95% del rango de operación de la bobina. Con la relación de voltaje y frecuencia de los controles aplicados al primario y con el mínimo valor de corriente conectada al secundario, el voltaje en las terminales del secundario no debe ser mayor que el 105% del rango de operación de la bobina. La capacidad de corriente en el secundario de los transformadores de control, no debe ser menor que la corriente de servicio del circuito de control.
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Los transformadores deben ser del tipo seco; la precisión y capacidad estarán de acuerdo con la Norma ANSI C-57.13 y la tabla 6 de la Norma ANSI C-37.20C de 1974. Los transformadores de corriente, deben ser tipo ventana o tipo dona, relación única, con secundario de 5 Amp. Todos los transformadores de instrumentos deben estar alambrados a tablillas de terminales, las cuales deben ser independientes y separadas de las tablillas para alambrado de control. 7.10 Interruptores principales en (electromagnéticos o termomagnéticos).
aire
Los interruptores deben ser en aire, tipo removible de 3 polos, tiro sencillo, operados eléctrica o manualmente, tipo de energía almacenada y adecuados para servicio en un sistema de 480 Volts, 3 fases, 3 hilos, 60 Hz. Los interruptores en aire deben cumplir con las características de disparo indicadas en las Tablas 1 y 2 de la Norma ANSI C-37.16 1970. Los mecanismos de operación de los interruptores se conectarán a una fuente de 120 Volts CA. Los mecanismos de operación deben ser capaces de abrir el interruptor a carga plena, con una tensión de control entre 70 y 140 Volts, y cerrarlo con una tensión entre 90 y 130 Volts. Los interruptores deben ser diseñados de manera que puedan ser abiertos manualmente en una emergencia, mediante la operación de un mecanismo de disparo instalado en forma accesible desde el frente del interruptor. Cada interruptor debe estar provisto de un indicador mecánico de posición Cerrado-Abierto y cuando se requiera, con un contador de operaciones. Todos los interruptores serán de disparo libre, tanto eléctrica como mecánicamente. Todos los interruptores deben estar equipados con protecciones de acuerdo a lo especificado, y con transformadores y/o sensores de corriente. Lo
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anterior es para que se cumpla con la secuencia de operación de los interruptores. Cada interruptor estará equipado con contactos auxiliares de control, de acuerdo a lo especificado. El interruptor estará provisto de un bloqueo mecánico y obstrucción que impida removerlo de la posición de “Conectado”, cuando esté cerrado, o insertarlo a la posición de “Conectado”, cuando esté cerrado en la posición de “Prueba”. Las puertas estarán diseñadas de manera que permitan su cierre cuando el interruptor esté en la posición de “Prueba”. El interruptor estará provisto de límites de carrera cuando se mueva hacia su posición de “Conectado” y cuando se mueva hacia la de “Prueba”. En la posición de “Prueba”, los contactos principales estarán desconectados de la línea y de la carga. Estará provisto de un indicador que muestre cuando esté en posición de “Desconectado”, “Prueba” y “Conectado” o de operación. Además, tendrá medios para bloquear el elemento removible en las posiciones de “Prueba” y de “Conectado”, pero arreglado de tal manera que pueda ser operado.
Los instrumentos tienen escala con deflexión de 90° ó 250°, con aguja indicadora en el mismo plano de la escala para evitar error de medición. Todos los instrumentos tienen un rango de precisión de ± 1.5%. 7.12
Cada combinación debe llevar dos lámparas indicadoras (verde y roja) montadas en la parte frontal de cada compartimiento y alimentadas a 120 Volts C.A. Cuando se especifique 480 Volts C.A. para el control, las luces indicadoras deben ser alimentadas a través de resistencias. 7.13
8.
Los contactos fijos y móviles del dispositivo secundario, deben ser arreglados para permitir la operación del interruptor en posiciones de “Conectado” o “Prueba” por medio de controles locales o remotos.
A.
Instrumentos de medición.
Los instrumentos de medición deben operar con transformadores de corriente de 5A y transformadores de potencial de 120 Volts, en sus respectivos secundarios, a una frecuencia de 60 Hz. Las cajas de todos los instrumentos deben ser de un acabado negro mate, rectangulares, de montaje semiembutido tipo para tablero y a prueba de polvo.
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Conmutadores de control y medición.
Todos los conmutadores serán del tipo rotatorio, operados mediante levas, con los contactos plateados conforme a la Norma NOM-J-361, para 480 Volts C.A., 20 Amps. continuos, con manija tipo pistola para los conmutadores de control y manija tipo redonda para los conmutadores de medición.
Cada interruptor debe ser equipado con un juego de contactos primarios y secundarios. Los contactos fijos y móviles primarios deben ser plateados y arreglados para mantener su alineamiento.
7.11
Lámparas indicadoras.
Pruebas de inspección.
El fabricante debe efectuar las pruebas normales señaladas por las Normas NEMA o IEC, incluyendo las siguientes: Prueba de tensión aplicada.
B. Pruebas de funcionamiento para todos los dispositivos de medición, protección y control, una vez ensamblado el equipo, introduciendo señales de voltaje y corriente. El fabricante debe notificar previamente a Pemex la fecha en que se vayan a efectuar estas pruebas, con el fin de estar presente en las mismas. El fabricante debe entregar un certificado con el resultado de las pruebas. Todo el equipo debe estar sujeto a inspección por parte de Pemex durante su manufactura y antes de ser embarcado.
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9.
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Preparación de superficie y pintura.
Debe seguirse el proceso indicado en la especificación P.3.0351.01, especificaciones RP-6 y RA-21.
Todo el equipo debe ser embarcado seco y libre de polvo y podrá ser identificado fácilmente mediante números de clave, requisición y pedido.
14. 10.
ANSI-C57.13-1978 Standard Requeriments for Instrument Transformers.
Partes de repuesto.
El fabricante debe proporcionar anexo a la cotización, una lista de partes de repuesto recomendadas para dos años de operación. Además, debe garantizar que está capacitado para suministrar, si se requiere, reparación y/o reemplazo de partes por un periodo de al menos diez años, teniendo en almacén los patrones plantilla, registros, etc., con los cuales las partes necesarias podrán ser hechas.
11.
Placas de identificación (leyendas).
Por cada compartimiento ya sea de medición o de protección y control de motores, se suministrarán placas de identificación con letras grabadas en español. Las placas de identificación deben ser removibles.
13.
ANSI-C37.16-1970 Preferend Ratings and Related Requeriments for low-Voltaje Power Circuit Breakers and AC Power Service Protectors.
15. Concordancia Internacionales.
con
Normas
Esta especificación no concuerda con ninguna Norma Internacional.
Herramientas especiales.
El fabricante debe cotizar las herramientas que considere necesarias para el montaje, operación y mantenimiento del equipo que cubre esta norma, sobre todo si son especiales y de no fácil adquisición en el mercado.
12.
Bibliografía.
Empaque y embarque.
El equipo y componentes del mismo deben ser empacados de tal modo, que no se dañen durante el transporte. Debe tenerse especial cuidado con las partes removibles.
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16.
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Cuestionario.
e) Tensión de control _________ VCA.
El fabricante debe anexar a su cotización técnica el siguiente cuestionario TOTALMENTE CONTESTADO y en el orden que se indica.
f) Corriente requerida para la operación del mecanismo de disparo _______ amps.
Los datos que suministre el fabricante, deben ser usados en el procedimiento de evaluación. La falta de cumplimiento de este requerimiento será motivo de RECHAZO DE LA OFERTA TÉCNICA.
h) Unidades de disparo ajustable tipo estático.
16.1 Gabinete NEMA _____ autosoportado y ensamblado en un solo frente ___ si, ____no. Alambrado NEMA: Clase _______________ tipo. Sistema de distribución________3F-3H____3F-4H 16.2
Barras de cobre:
g) Sensores de _________ amps.
_________________________________________ modelo y/o tipo ____________________________
16.4
Interruptores termomagnéticos:
a) Capacidad interruptiva asimétrica mínima de 25,000 amps. _________ sí ________ no. b) Tipos de marcos usados en este CCM:____________________________________
a) Principales _________ amps. continuos.
16.5
dimensiones _________ pulg., __________ cms.
a) Tipos ________________________________
b) Derivados _________ amps. continuos.
b) Protección térmica ______________________
dimensiones _________ pulg., _________ cms.
c) Capacidad continua de los contactos auxiliares ______________ amps. a 120 Volts CA.
c) Neutra ___________ amps., continuos.
Arrancadores magnéticos:
d) Cumple con los contactos auxiliares extras solicitados:
dimensiones _________ pulg., __________cms.
_______ sí ________ no.
d) De tierra a todo lo largo del CCM. ___amps. continuos, dimensiones___pulg.__cms.
e) Combinaciones NEMA 4.
e) Densidad de corriente_____amps./cm2.
_______ sí ________ no.
f)
f)
Elevación de temperatura _________ K.
g) Conexiones plateadas en las uniones de las barras. (sí o no) ________. h) Material aislante del soporte de las barras. ________________________________________ i) Capacidad interruptiva simétrica_______amps. 16.3
a) Capacidad interruptiva simétrica_______amps.
hasta
tamaño
Bobinas magnéticas:
Para cada tipo usado en este CCM, describir lo siguiente: tipo ______ operación ______ VCA, arranque VA, sellado ______ VA. 16.6
Interruptores electromagnéticos:
removibles
Transformadores:
a) De medición: a.1) Corriente: relación ____/5 amps., tipo ______
b) Marco de ____________ amps. c) Modelo y/o tipo _________________________ d) Tipo de mecanismo _____________________
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clase y potencia de precisión: ________________ a.2) Potencial: relación ____ /120 VCA, tipo _____
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clase y potencia de precisión: ________________ b)
De control:
Tipo _____, real. tranf. ________VCA, ____fases. VA mínimos para arrancadores (incluyendo luces piloto) tamaños: NEMA 1 y 2 ______ VA, NEMA 3 y 4 _______ VA, NEMA 5 __________________ VA. 16.7
Dimensiones del CCM.
El fabricante debe presentar un croquis sencillo dimensionado (en planta y elevación, del equipo que ofrece, peso aprox. _________ kg. 16.8
Accesorios diversos:
a) Ampérmetro, Vóltmetro, Wattmetro, Watthorímetro, indicar sus características: bobina, rango, tipo, marca. b) Conmutadores de 4 posiciones, tipo ________ marca. ___________________________________ c) Otros
17.
Cotizaciones y condiciones de pago.
17.1 El fabricante debe presentar invariablemente cotización técnica y comercial por separado. 17.2 Las condiciones de pago serán las establecidas por la Subdirección de Finanzas de Pemex.
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