Distribucion Electrica de Una Planta Industrial

Ing: La cruz Bernal Jaime

INTEGRANTES: Estupiñan Meléndez Stefany Guadalupe Fermín Suárez Suárez Anais !rena

2015

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL

DEDICATORIA:

Este

trabajo

se

lo

dedicamo dedicamoss a las personas personas que nos apoyan en cada momento, incentivándonos

a

seguir

adel adelan ante te,, tamb tambié ién n a aque aquellllos os prof profes esor ores es que que nos nos moti motiva van n y nos brindan día a día sus conocimientos.

2 Operaciones Unitarias


DEDICATORIA:

Este

trabajo

se

lo

dedicamo dedicamoss a las personas personas que nos apoyan en cada momento, incentivándonos

a

seguir

adel adelan ante te,, tamb tambié ién n a aque aquellllos os prof profes esor ores es que que nos nos moti motiva van n y nos brindan día a día sus conocimientos.



INDICE:

"E"I#AT$RIA:%%%%% "E"I#AT$RIA:%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% & IN"I#E:%%%%%%%%%%%%%%%%% IN"I#E:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ' INTR$"(##I$N:%%%%%%%%%%%%%%%% INTR$"(##I$N:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ) #A*IT($ I: MAR#$ TE$RI#$%%%%%%%%%%%%%%%%%%% TE$RI#$%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%+ %%%%%%%%%%%%+ ,% I(MINA#I-N%%%% I(MINA#I-N%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%+ %%%%%%%%%%%%+ &% AIMENTA"$RES%%%%%%% AIMENTA"$RES%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%. . '% #IR#(IT$ RAMA%%%%%%%%%%%%%% RAMA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%. . /% #$N"(#T$RES E0#TRI#$S%%%%%%%%%%%%%%%%% E0#TRI#$S%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 1 /%,% Aislamient! de l!s 2!ndu2t!res%%%%%%%%%%%%%%%% 2!ndu2t!res%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,3 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,3 /%&% #ali4re de l!s 2!ndu2t!res elé2tri2!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% elé2tri2!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,3 /%'% Sele22i5n del 2ali4re del 2!ndu2t!r%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 2!ndu2t!r%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,& /%/% #ali4re #ali4re mínim! y 2apa2id 2apa2idad ad de l!s 2ir2uit!s 2ir2uit!s ramales%%%%% ramales%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%,& %%%%%%%,& /%6% Sele22i5n del 2!ndu2t!r puest! a tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,& ,& 6% #analiza2i!nes y #a7as de pas!%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% pas!%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,' 6%,% Tu4erías%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% u4erías%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,' 6%&% 8ande7as para 2a4les%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 2a4les%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%,6 ,6 6%'% #a7as de pas! y 2a7etines%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 2a7etines%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,6 )% Sele22i5n de pr!te22i!nes%%%%%%%%%%%%%%%%% pr!te22i!nes%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,6 +% Ta4ler!s%%%%%%%%%%%%%%%%%% a4ler!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%,) ,) +%,% Ta4ler! de alum4rad! tip! NA8%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% NA8%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,) +%&% Ta4ler! de alum4rad! y distri4u2i5n NA8:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,) NA8:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,) +%'% Ta4ler! de alum4rad! y distri4u2i5n distri4u2i5n tip! N98%%%%%%%%%%%% N98%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,+ %%%%%%%%%%%%%%%%%%,+ +%/% Ta4ler! de distri4u2i5n distri4u2i5n tip! #E"AS ! #"E*,:%%%%%%%%%%%% #"E*,:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%,+ %%%%%%,+ .% #entr! de #!ntr!l #!ntr!l de M!t!res ;##M<%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ;##M<%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,+ %%%%%%%%%,+ 1% #uart! de medid!res%%%%%%%%%%%%%%%%%% medid!res%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,+ ,3%

*rin2ipi!s *rin2ipi!s 4ási2!s 4ási2!s de distri4u2i5 distri4u2i5n n de media tensi5n%%%%% tensi5n%%%%%%%%% %%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%,. %,.

,3%,%

A2!metida prin2ipal%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% prin2ipal%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,. %%%%%%%%%%%%%%,.

,3%&%

*r!te22i5n 2!ntra s!4re2!rriente%%%%%%%%%%%%%%%%% s!4re2!rriente%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%,. %%%%%%%%%,.

,3%'%

Transf!rmad!res de "istri4u2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% "istri4u2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%,. ,.


,,%


Sistemas de emer=en2ia%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ,1

,,%,%

8aterías%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &3

,,%&%

Grup! Generad!r%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&3

,,%'%

Fuente de alimenta2i5n interrumpi4le%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&,

,,%/%

A2!metida separada%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&,

,&%

*rin2ipi!s de puesta a tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &,

,&%,%

Ele2tr!d!s de tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &,

,&%&%

Re7illa ! red de tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &&

,&%'%

*la2a de tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&&

,&%/%

Anill! de tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&&

#A*IT($ II: MAN(A "E "ISTRI8(#I$N EE#TRI#A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&' ,% "es2rip2i5n de la planta%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &' &% Identi>2a2i5n de las z!nas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&' '% #lasi>2a2i5n de las z!nas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&/ '%,% ?!nas In@ama4les%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% &/ '%&% #lase de Temperatura%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&6 '%'% "etermina2i5n del niel de tensi5n de alimenta2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&6 '%/% Estima2i5n de la demanda%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&) '%6% "etermina2i5n de la distri4u2i5n y l!2a2i5n de l!s ta4ler!s elé2tri2!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'3 '%)% Sele22i5n del 2ali4re de l!s alimentad!res%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'& '%+% Sele22i5n del 2ali4re de l!s alimentad!res%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'' '%.% Sele22i5n de la 2analiza2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'/ '%1% Sele22i5n de l!s ta4ler!s elé2tri2!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%') '%,3%

Sele22i5n de l!s sistemas de transf!rma2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%')

'%,,%

Sele22i5n del sistema de emer=en2ia%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'+

#A*IT($ III: A*I#A#I-N "E A "ISTRI8(#I$N EE#TRI#A EN (NA *ANTA FARMA#E(TI#A%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'1 ,% "es2rip2i5n de la planta%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% '1 &% Identi>2a2i5n de las z!nas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/, '% #lasi>2a2i5n de las z!nas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/, /% "etermina2i5n del niel de tensi5n de alimenta2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/, 6% Estima2i5n de la demanda%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/& 6%,% Alum4rad!%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/& 6%&% Estima2i5n del sistema de t!ma2!rrientes%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/)



6%'% Estima2i5n del sistema de fuerza%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/. )% "etermina2i5n de la distri4u2i5n y u4i2a2i5n de l!s ta4ler!s elé2tri2!s /. )%,% Ta4ler! prin2ipal%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% /. )%&% Ta4ler!s se2undari!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 63

+% Sele22i5n del 2ali4re de l!s alimentad!res%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%63 +%,% #riteri! de 2apa2idad de 2!rriente%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 63 +%&% #riteri! de 2aída de tensi5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%63 +%'% Sele22i5n del 2ali4re del 2!ndu2t!r del neutr!%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6, +%/% Sele22i5n del 2ali4re del 2!ndu2t!r de puesta a tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%6, .% Sele22i5n de la 2analiza2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 6& 1% Sele22i5n de pr!te22i!nes%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 6& ,3%

Sele22i5n del ta4ler! elé2tri2!:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6&

,,%

Sele22i5n del sistema de transf!rma2i5n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6/

,&%

Sele22i5n del sistema de puesta a tierra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6/

,'%

Sele22i5n del sistema de pararray!s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6/

#A*BT($ IC REFEREN#IAS 8I8I$GRDFI#AS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%66



INTRODUCCION:

El presente trabajo es para darnos una visión de cómo está realizada una instalación eléctrica en una planta veremos las características, iluminación, voltajes, etc. Una instalación eléctrica es el conjunto de equipos y materiales que permiten transportar y distribuir la energía eléctrica partiendo desde el punto de coneión de la compa!ía suministro "asta máquinas y aparatos receptores para su utilización final, de una manera eficiente y segura, garantizando al usuario fleibilidad, comodidad y economía en la instalación. #ebido a que la presencia de la energía eléctrica significa un riesgo para el ser "umano, se requiere suministrar la máima seguridad posible para salvaguardar su integridad así como la de los bienes materiales, cada parte que integre la instalación eléctrica debe estar ubicada estratégicamente con el fin de lograr seguridad absoluta. $demás de esto el servicio de instalaciones eléctricas deberá ser eficiente y económico, integrando lo técnico y lo económico. #erivado de lo anterior, resulta indispensable asegurar un mantenimiento preventivo adecuado para garantizar que la instalación eléctrica aprovec"e al máimo su vida %til. &odo dise!o de una instalación eléctrica deberá estar bien basado en la física y tener su buen "istorial de casos de éito en la eperiencia operativa y por supuesto en la seguridad de la instalación eléctrica. 'ontar con un óptimo servicio de instalaciones eléctricas, contribuye a preservar su patrimonio y reducir costos a"orrando energía y evitando siniestros, prolongando la actividad y productividad de su negocio.



DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA PLANTA INDUSTRIAL CAPITULO I: MARCO TEORICO 1. ILUMINACIÓN El cálculo de la cantidad de luminarias a partir de la iluminancia requerida en determinado espacio se dise!a por el método del (umen el cual toma en cuenta las interrefleiones de luz en el interior de un cuarto. (a iluminación promedio sobre el plano de trabajo es igual al flujo luminoso incidente por unidad de área, y viene dado por)

E=

∅

A

En donde, E * +luminancia lu * /lujo luminoso lumen $ * 0rea m1(os l%menes que cubren el plano de trabajo son igual que los l%menes de lámpara (- multiplicados por el coeficiente de utilización 'U-. Este factor es una función de las dimensiones y acabado del cuarto, de la altura de montaje del aparato lumínico, de su tipo y de la altura del plano de trabajo.



$dicionalmente, se considera un factor de pérdida de luz ((/ por sus siglas en inglés (ig"t (oss /actor- ya que los l%menes de las lámparas disponibles inicialmente pueden verse reducidos conforme el tiempo pasa debido al sucio acumulado, baja tensión y temperatura ambiente entre otros, de manera que la iluminación mantenida Em se epresa así) Em =

∅ ×CU

× LLF

4

2. ALIMENTADORES El alimentador son todos los conductores de un circuito entre el equipo de acometida, la fuente de suministro de un sistema derivado separadamente u otra fuente de suministro, y el %ltimo dispositivo de sobre corriente del circuito ramal.

3. CIRCUITO RAMAL El concepto de circuito engloba la idea de un sistema cerrado, que conecta eléctricamente la fuente de energía o de alimentación y el receptor de ésta, va entre el %ltimo dispositivo de sobre corriente que protege el circuito y lassalidas-. 2eg%n como lo define el 'ódigo Eléctrico 3acional, constituye el elemento básico de la instalación eléctrica ya que a partir de su dise!o, se estructura en pasos sucesivos todo el sistema eléctrico. $sí pues al estar ubicadas las cargas que se van a suplir se trazan lo circuitos ramales que alimentan las salidas agrupando las cargas de la forma más


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL conveniente y determinando así las necesidades que debe cumplir el sistema de alimentadores. Entre los componentes básicos del sistema eléctrico se encuentran los conductores, que es el elemento de enlace entre la fuente de alimentación y la carga, y las canalizaciones eléctricas que son los elementos que conducen a los conductores.

4. CONDUCTORES ELÉCTRICOS (os conductores están conformados por tres partes) 

El alma o elemento conductor, fabricado de cobre o aluminio4 seg%n su constitución puede ser) alambre o cable, seg%n el n%mero de conductores puede ser) monoconductor o multiconductor.



El aislamiento.



(as cubiertas protectoras, utilizadas para proteger la integridad del aislamiento y el alma conductora.

(os conductores eléctricos pueden tener diferentes formas) "ilos, barras rectangulares, barras circulares, etc. (os materiales de los conductores típicamente utilizados en las instalaciones eléctricas son el cobre y el aluminio por ofrecer una buena conductividad a un costo razonable. El

aluminio

posee

menor

conductividad

eléctrica

que

el

cobre

aproimadamente en un 567 y es más liviano, lo que resulta más económico al "acer un cálculo comparativo. $ pesar de estas diferencias el cobre es preferido en el mercado por sus propiedades mecánicas. 8ara la selección del conductor es importante tener en cuenta los agentes que influyen durante su funcionamiento, los más relevantes son) mecánicos, químicos y eléctricos. Entre los agentes mecánicos que pueden afectar se encuentran) presión mecánica, abrasión, elongación y doblez a 59:;, siendo los más comunes agentes eternos como el desempaque, manejo e instalación del conductor que le pueden causar da!o ocasionando fallas de operación al sistema.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL (os agentes químicos dependen directamente de los contaminantes que se encuentran en el lugar de la instalación y se clasifican en) $gua o "umedad, "idrocarburos, ácidos y álcalis. El aislamiento del conductor se determina seg%n las necesidades ante la acción de los contaminantes presentes, ya que estos pueden variar en espesor y capas de aislamiento.

4.1. Aislamient !e ls "n!#"t$es 8ara el aislamiento de los conductores las denominaciones varían dependiendo de su utilización o tipo de fabricante, por ejemplo el material termoplástico se identifica como tipo &, y su designación seg%n la norma U( Under=, &>>3, &&U. &ambién se encuentran los polímeros que se identifican como) ?, ?=, ?>=, ?>, ?>>. 8ara seleccionar el tipo de aislamiento de los conductores, se debe considerar la capacidad para resistir diversos aspectos a los que están epuestos en la instalación, como el tipo de lugar de la instalación) (ugares 2ecos y >%medos) (os conductores aislados y cables usados pueden ser de los tipos) /E8, /E8@, A&=, 8/$, ?>>, ?>=, ?>=B1, 2$, &>>3, &>=, &>=B1, &>>=, &>>=B1, &>=3, &>=3B1, &=, C>>, C>>=, =>>=B1 ó D=. (ugares Aojados) (os conductores aislados y los cables usados serán impermeables a la "umedad con forro metálico de los tipos) A&=, ?>=, ?>=B 1, &=, &>=, &>=B1, &>>=, &>>=B1, &>=3, &>=3B1, C>>=, C>>=B1, D=4 o de un tipo aprobado para el uso en lugares mojados. 'omo %ltimo aspecto se tienen los agentes eléctricos, las condiciones de operación de la instalación vienen determinadas por la rigidez dieléctrica del aislamiento de los conductores, debido a que determina la diferencia de potencial establecida por los límites de seguridad, el aislamiento de los conductores permite soportar sobrecargas transitorias o impulsos de corrientes por cortocircuito.

4.2. Cali%$e !e ls "n!#"t$es el&"t$i"s (os conductores se identifican por el n%mero del calibre que por lo general siguen el sistema de designación americano $= $merican =ire auge por sus siglas en inglés-. Encaso de tener un área mayor se emplea una unidad

Operaciones Unitarias

10

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL denominada circular mil sección de un círculo que tiene un diámetro de un milésimo de pulgada-. 8or ejemplo 5 mm1 * 5FGH 'A. En la tabla + se muestran en orden ascendente los calibres $= de uso com%n y su área correspondiente.

Ta%la I. '$ea !e ls "n!#"t$es "n "ali%$es A() 'alibre $=-

0rea mm1-

51

I.I5

5:

J.1G

9

9.IJ

6

5I.I:

H

15.1:

1

II.6:

5K:

JI.J

1K:

6G.H

HK:

5:G

Ta%la II. '$ea !e ls "n!#"t$es "n "ali%$es MCM

'alibre A'A-

0rea mm1-

1J:

516.6HH

IJ:

5GG.IJH

J::

1JI.IJH



4.3. Sele""i*n !el "ali%$e !el "n!#"t$ 2e emplean dos criterios para escoger el calibre adecuado para el conductor) 'apacidad de conducción de corriente) representa la máima corriente que puede circular por un conductor considerando las propiedades del mismo sin producir da!o. 'aída de tensión) cálculo que considera las pérdidas por el conductor. $demás de las dos condiciones necesarias para escoger el calibre del conductor el 'E3 recomienda considerar el calibre mínimo permitido seg%n su tensión nominal y tipo de instalación.

4.4. Cali%$e m+nim , "a-a"i!a! !e ls "i$"#its $amales (a capacidad máima del conductor se determina a través de la potencia, la cual está epresada por el producto de la tensión por la corriente. El calibre mínimo permitido para los circuitos ramales es el &>= L 51 $= de cobre o L 5: de aluminio recubierto de cobre. En la tabla I5:.56 del 'E3 que se muestra en el apéndice se indican las capacidades de corriente $- permisibles de conductores aislados de : a 1::: M y de 6: ; ' a F: ; ' no más de tres conductores activos en una canalización, cables o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de I: ; '.

4.. Sele""i*n !el "n!#"t$ -#est a tie$$a El conductor de puesta a tierra conecta el c"asis de los equipos, circuitos yKo canalizaciones al electrodo de puesta a tierra, para determinar dic"o calibre se emplea la tabla +M etraída del 'E3 referencia 1J:BFJ- que se muestra a continuación. El calibre se determina en función a la capacidad nominal del dispositivo automático de sobrecorriente ubicado del lado de la alimentación.



Tensi*n

Cali%$e

nminal !el

m+nim !el 5H #e 'obre 51 #e aluminio o

#e : a 1::: #e 1::5 #e 9::5 #e 5J::5 #e 19::5

a a a a

9 1 5 5K:

. Canali/a"ines , Ca0as !e -as (as canalizaciones se utilizan en una instalación eléctrica dependiendo del alcance a cubrir, para proteger el conjunto de conductores o alimentadores por razones climáticas, mecánicas o de seguridad. #ic"as canalizaciones pueden ser clasificadas de la siguiente forma) 

$ la vista.



Embutidas) Nculta en muros e inaccesible en forma directa.



Ncultas) 3o a la vista, pero accesible en toda su etensión.



2ubterráneas) @ajo tierra.

.1. T#%e$+as (as tuberías son uno de los elementos más importantes, se encargan de resguardar los conductores desde la fuente de alimentación "asta la carga, éstas puede ser de dos tipos) embutidas o a la vista. (as dimensiones de la tubería dependen directamente del n%mero de conductores que protege, considerando un espacio libre que se "abilita con la finalidad de disipar el calor de los alimentadores, por tal razón se dise!a una relación entre la sección del tubo y la de los conductores, llamada factor de relleno que viene dado por) Fr =

Ac A


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL en donde) /? * factor de relleno. $c * área total de los conductores. $ * área interior de la tubería. 5.1.1. Tuberías tipo EMT

El artículo IJ9 del 'E3 eplica todas las disposiciones generales respecto a este tipo de tuberías, tales como su uso, instalación y especificaciones de fabricación. eneralmente esta tubería metálica conocida como tipo EA& se utiliza en canalizaciones embutidas. El tama!o a utilizar oscila desde 5K1 pulgada "asta un máimo de H pulgadas. El área de las tuberías que puede ser ocupada por los conductores se encuentra en la tabla H del capítulo F del 'E3, #imensiones y área porcentual de los tubos y tuberías, igualmente en el apéndice + se encuentra la tabla que indica la cantidad de conductores máimos en los distintos tama!os de tuberías tipo EA&, de acuerdo al porcentaje de ocupación permisible. 5.1.2.

Tuberías tipo PC

$l igual que las tuberías tipo EA&, estas tuberías también son utilizadas en canalizaciones embutidas, se clasifican como no metálicas y tienen la propiedad de ser autoetinguible, resistente al aplastamiento, "umedad y a ciertos agentes químicos. En cuanto a las tablas referenciales concernientes a la capacidad máima de ocupación de la canalización estas se encuentran en el apéndice +. 5.1.!. Tuberías tipo "Co#$uit% &IMC'

Estas tuberías se utilizan por lo general en instalaciones a la vista, las cuales requieren de diversos elementos de sujeción tales como, abrazaderas o estructuras de soporte. El artículo I6: del 'E3 eplica todas las disposiciones generales respecto este tipo de tuberías, tales como su uso, instalación y especificaciones de fabricación.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL (os diámetros de este tipo de tubería están establecidos dentro del mismo rango que para las tuberías tipo EA&. En el apéndice + se encuentra la información relacionada al área de ocupación porcentual de las tuberías y la cantidad máima de conductores de acuerdo a su calibre.

.2. an!e0as -a$a "a%les Un sistema de bandejas es un conjunto de unidades o secciones que junto a sus accesorios conforman una estructura rígida para soportar cables, eisten abiertas o cerradas modelo escalera con fondo de metal epandido o metálico, representando un elemento importante en las canalizaciones En cuanto al n%mero de conductores, el 'E3 indica en el artículo I66.6, que no tendrán más de I: conductores de potencia y que la suma de las secciones transversales de los conductores contenidos no supere el 1:7 de la sección transversal interior del canal metálico. (as etensiones de los canales metálicos con tapa se "arán con los siguientes tipos de tubo) metálico rígido, metálico fleible, metálico intermedio, eléctrico metálico EA&-, canalizaciones metálicas de superficie o cable metálico blindado.

.3. Ca0as !e -as , "a0etines 2on los elementos utilizados para prevenir derivaciones y empalmes de conductores de manera insegura, "acia las coneiones de éstos con las protecciones, interruptores para iluminación, tomacorrientes, maniobras. #ic"os elementos se ubican al final y en medio de los circuitos, en cuanto al material y dimensiones requeridas se encuentran especificadas en el 'E3 en la sección I5H. 8or lo general, las cajas deben tener un H:7 del espacio interior libre.

. Sele""i*n !e -$te""ines (os dispositivos de protección son necesarios para preservar la vida %til de los equipos e instalaciones eléctricas ante fallas que puedan ocurrir en el sistema, es por esto que "acer una correcta selección de éstos proporcionará un buen servicio y seguridad en el mantenimiento de los equipos. (as protecciones a utilizar son interruptores automáticos, están dise!ados para operar el circuito en circunstancias anormales de corriente, el disparo se


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL produce para un cierto valor de corriente. Eisten dos tipos de estos interruptores, electromagnéticos en aire y termomagnéticos en caja moldeada. (os interruptores electromagnéticos son utilizados en subestaciones y tableros4 y los termomagnéticos son instalados a nivel residencial, comercial, industrial, etc. (os termomagnéticos son dise!ados para un tiempo fijo de disparo.

. Ta%le$s (os tableros cumplen la función de recibir la energía eléctrica y distribuirla por medio de conductores a las cargas de los circuitos derivados, éstos se protegen individualmente para sobrecorrientes y cortocircuito por medio de fusibles o interruptores termomagnéticos. (os diferentes tipos de tableros son )

.1. Ta%le$ !e al#m%$a! ti- NLA Utilizado para la protección y corte de circuitos de iluminación, tomacorrientes y cargas menores como peque!os equipos de aire acondicionado, máquinas de oficinas, etc. 2us características principales son) •

@arras principales) 11J $ má

•

&ensión de trabajo) 1H: K 51: M$' O 6: >z

•

2ervicio) IP H "ilos-, 1P I "ilos- y 5P 1 "ilos-.

•

'apacidad de cortocircuito) 5: Q$ +cc ?A2- O 1H: M$'

•

3%mero de circuitos) 51, 59, 1H, I:, I6 y H1

G.1.

Ta%le$ !e al#m%$a! , !ist$i%#"i*n NA:

Utilizado para la protección y corte de circuitos de iluminación y peque!as cargas de alimentadores que posteriormente son protegidos por otros dispositivos, como arrancadores, seccionadores, etc. 3ormalmente alimentan circuitos ramales de) maquinarias de peque!as potencias, las cuales poseen en forma integrada su panel de control. 2us características principales son) •

N@arras principales) H:: $ má

•

o&ensión de trabajo) 1H: K 51: M$' O 6: >z

•

o2ervicio) IP H "ilos- y 1P I "ilos-

•

o'apacidad de cortocircuito) 6J Q$ +cc ?A2- O 1H: M$'


16

•

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL o3%mero de circuitos 51, 59, 1H, I:, I6 y H1

.3. Ta%le$ !e al#m%$a! , !ist$i%#"i*n ti- N 2u utilización y características son similares al tablero 3$@, lo que los diferencia es que éste trabaja con una tensión de H9:K1GG M$' y su capacidad de cortocircuito es de 1J Q$ +cc ?A2- O H9: M$' y de 59 Q$ +cc ?A2- O 6:: M$'.

.4. Ta%le$ !e !ist$i%#"i*n ti- CELDAS  CDEP51: 2u utilización, básicamente es la misma que las del 3>@, la diferencia es que la capacidad de corriente es muc"o mayor, las barras principales son de 6:: $ má, y su tensión de operación es H9: M$' O 6: >z.

6. Cent$ !e Cnt$l !e Mt$es 7CCM8 Es un tablero utilizado para instalar los componentes del alimentador de los motores y de sus circuitos derivados, además de sus protecciones correspondientes. Es importante para que los motores de una instalación o de una zona se alimenten en forma centralizada, de manera que un solo operador pueda controlar fácilmente todo un complejo donde se encuentran los mandos, protecciones e instrumentos de medición. 8ara dise!ar un ''A, se debe elaborar una lista indicando los siguientes datos de cada motor) potencia >8 o Q=-, total de unidades, demanda total, tensión de operación y corriente nominal a plena carga. 8ara corriente de arranque de motores el 'E3 especifica en su artículo HI: todo lo referente a este punto.

9. C#a$t !e me!i!$es (os cuartos de medidores son los espacios utilizados para la ubicación de los módulos de medición, que a su vez incluyen todos los equipos del sistema de medición y de protecciones necesarias del sistema eléctrico. 2e debe garantizar libre acceso para la compa!ía eléctrica encargada de realizar la medición. Estos centros deben estar separados de depósitos de basura, tuberías o centros de medidores de gas, depósitos de materiales combustibles, depósitos


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL de productos químicos inflamables, ambientes de alta contaminación industrial. 3o deben obstaculizar vías de escape o emergencia.

1.

P$in"i-is %;si"s !e !ist$i%#"i*n !e me!ia tensi*n

Un sistema de distribución está conformado por diversos componentes, la acometida principal de llegada de la compa!ía de servicio, las protecciones necesarias en todo el sistema, los transformadores distribuidos alrededor del inmueble para obtener la tensión a la que se desea realizar la distribución interna en baja tensión, en caso de tener sistemas preferenciales o de emergencia se debe considerar la utilización de plantas de emergencia para suplir la carga en caso de falla

1.1. A"meti!a -$in"i-al (a acometida principal es suministrada por la compa!ía de servicio y se encarga de entregar energía eléctrica desde un sistema de suministro eléctrico al sistema de cableado del centro de consumo. Estos conductores son de tipo subterráneo o aéreo y debe contar con el aislamiento de acuerdo al nivel de tensión de servicio además de la protección para las condiciones atmosféricas a las que se encuentre epuesto.

1.2. P$te""i*n "nt$a s%$e"$$iente 2eg%n el artículo 1I:.F: del 'E3 todos los conductores activos se deben proteger contra sobrecorrientes por cualquiera de estos procedimientos) R

?elé de sobrecorriente y transformadores de corriente) debe eistir como mínimo tres)

R

/usibles) debe "aber un fusible en serie con cada conductor activo.

R

&ambién en el artículo 1I:.G5 especifica los casos en que se utilizarán los siguientes dispositivos de interrupción de circuitos)

R

+nterruptores automáticos.

R

/usibles de potencia y portafusibles.

R

'ortacorrientes y fusibles de alta tensiónB tipo epulsión.

R

'ortacorrientes en aceite.

R

+nterruptores de carga.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 1.3. T$ans<$ma!$es !e Dist$i%#"i*n (os transformadores de distribución son transformadores reductores, convierten la tensión del sistema de distribución primario a un valor menor deseado, el cual se conoce como tensión de utilización. Estos se encuentran entre los alimentadores primarios en media tensión conectados a través

de

un

fusible

desconectar en caso de una falla en

primario,

que

se

encarga

de

el transformador o un cortocircuito, y

el sistema de distribución secundario circuito derivador- que puede estar protegido igualmente por un fusible o por interruptores de los circuitos secundarios. En la siguiente figura se ilustra el esquema del sistema eléctrico.

11.

Sistemas !e eme$=en"ia

Estos sistemas están dise!ados para suministrar energía automáticamente yKo mediante accionamiento voluntario a determinadas cargas críticas y equipos en caso de falla del suministro normal o en caso de falla de elementos del sistema dise!ado para suministrar, distribuir y controlar la fuerza e iluminación indispensables para la seguridad de la vida "umana. Entre los requisitos de estos sistemas, el suministro de energía debe ser tal que, en caso de falla del suministro normal de los suscriptores, el alumbrado, la energía de emergencia o ambos, estén disponibles dentro del tiempo requerido para tal aplicación, que en todo caso, no debe eceder de 5: segundos.



Eisten varios tipos de /uentes de alimentación entre las cuales se puede mencionar) @aterías, rupo enerador, /uente de alimentación +ninterrumpible, $cometida separada.

11.1. ate$+as (as baterías instaladas como fuente de alimentación para sistemas de emergencia deben ser de régimen y capacidad adecuados para suministrar y mantener la carga total, durante un periodo de por lo menos una "ora y media, sin que la tensión eléctrica aplicada a la carga caiga por debajo de 9G,J7 de lo normal. (as baterías, ya sean de tipo ácido o alcalino, deben estar dise!adas y construidas para servicio de emergencia, sólo en el caso de las baterías plomoácido que necesitan la adición periódica de agua, deben estar provistas de envases transparentes o transl%cidos4 las baterías de uso automotriz no están calificadas para esta utilidad. $dicionalmente, se debe proveer un medio de carga automática de las baterías y ser compatibles con el tipo de cargador de la instalación particular.

11.2. )$#- )ene$a!$ El rupo enerador debe poseer los medios necesarios para el arranque automático de la fuerza motriz cuando falle el servicio normal, y para la transferencia y operación automática de todos los circuitos eléctricos requeridos, en caso de que la planta de emergencia tarde más de diez5:segundos para generar energía se provee una fuente auiliar que alimente los servicios críticos "asta que ésta asuma la carga. 'uando se use como fuerza motriz un motor de combustión interna, debe proveerse la cantidad suficiente de combustible para el funcionamiento del sistema por un lapso no menor de dos "oras a plena carga, ya que no debe depender eclusivamente del servicio p%blico para la alimentación de combustible, o de la fuente de agua municipal para el enfriamiento del sistema.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 2e deben proveer medios para transferir automáticamente de un suministro de combustible a otro, cuando se use doble alimentación. $rreglo básico de enerador de Emergencia y 2
11.3.

>

#ente !e alimenta"i*n inte$$#m-i%le Estos equipos U82- deben cumplir con las condiciones establecidas para las baterías y grupo generador.

11.4. A"meti!a se-a$a!a En el caso de que la empresa suministradora de energía lo permita se puede utilizar una acometida eléctrica para uso de emergencia de tipo aérea o subterránea, y debe estar suficientemente separada de la acometida del servicio normal para disminuir la posibilidad de una interrupción simultánea del suministro.

12.

P$in"i-is !e -#esta a tie$$a.

Este sistema se basa en la coneión física entre las partes metálicas de un equipo eléctrico y tierra, de esta forma se limita la tensión en las partes metálicas de los equipos para evitar que alcancen valores peligrosos para la vida de un ser "umano, además de evitar el acumulamiento de cargas electrostáticas que podrían provocar eplosiones. $dicionalmente, la coneión de puesta a tierra crea un camino de baja impedancia para el drenaje de la corriente, en el caso que se presente falla de aislamiento del equipo. Eisten varios tipos de puesta a tierra)


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 12.1 12 .1.. Ele" Ele"t$ t$! !s s !e tie tie$$ $$aa @arra conductora enterrada usada para reunir o disipar la corriente a tierra, la cual debe poseer no menos de 1,H m de longitud y sección comercial JK9 pulgadas 5J,G9 mm de diámetro- y el etremo superior del electrodo debe quedar quedar a nivel del piso a menos que esté esté protegido protegido contra contra da!o físico. físico. (os electrodos de "ierro o acero deben tener una superficie eterior galvanizada o revestida de cualquier otro metal que lo proteja contra la corrosión.

12.2.. Re 12.2 Re0il 0illa la  $e! $e! !e !e tie$ tie$$a $a Es un arreglo "orizontal de electrodos interconectados que proporciona un punto com%n de tierra para dispositivos eléctricos o estructuras m etálicas

12.3.. Pla" 12.3 Pla"aa ! !ee ttie ie$$ $$aa 'onsiste en una lámina sólida metálica que a menudo se coloca en sitios pocos profundos encima de una red de tierra o en otra parte de la superficie, con el propósito de obtener una medida etra de protección minimizando el da!o de la eposición a altas tensiones de paso y de contacto en áreas críticas de operación o en áreas que son frecuentemente transitadas. Una forma com%n de la placa de tierra es una malla de cable puesta directamente bajo la piedra picada, cada electrodo de placa debe tener una superficie %til de contacto con el suelo de al menos :,1 m1. (os electrodos de "ierro o de placa de acero serán de un espesor mínimo de 6 mm, mientras que los electrodos de metales no ferrosos serán de un espesor mínimo de 5.J mm.

12.4.. Anill 12.4 nill  !e !e tie$ tie$$a $a Un anillo de tierra consiste en un conductor de cobre desnudo no menor al calibre 3S 1, de longitud no menor a 6 m, enterrado enterrado en contacto directo con el suelo a no menos de 9: cm del nivel del terreno y que rodee el inmueble o estructuraB En cuanto a las tuberías metálicas de gas y los electrodos de aluminio no están permitidos para ser utilizados como electrodos de puesta a tierra.



CAPITULO II: MANUAL DE DISTRIUCION ELECTRICA (os requerimientos de dise!o varían seg%n el tipo de instalación proyectada ya sea residencial, comercial e industrial. En este manual se plantean los criterios de dise!o a considerar en una instalación eléctrica industrial para el desarrollo de un proyecto nuevo o remodelación. El manu manual al cons consta ta de form formul ular ario ioss que que perm permititen en reco recopi pila larr la info inform rmac ació ión n necesaria para aplicar los criterios de dise!o que se se!alan en el mismo. $dicionalmente se desarrolló una "erramienta básica con el soft
1. Des Des"$i "$i-"i -"i*n *n !e !e la -lan -lanta ta Es nece necesa sario rio iden identitific ficar ar la prod produc ucci ción ón de la plan planta ta para para esta establ blec ecer er las las necesidades y las limitantes o restricciones en cuanto al dise!o del sistema eléctrico. $demás se requiere conocer el uso de los ambientes, la ubicación geográfica y las dimensiones de la construcción. 2e debe contar con el plano del dise!o arquitectónico, en el que se muestra la estruc estructur tura a

de la planta planta,, ésta puede puede sectoriz sectorizar ar en líneas líneas genera generales les de la

siguiente manera) un área de producción, control de calidad, almacén, oficinas,


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL servicios básicos, servicios críticos, áreas eteriores y otras áreas comunes como pasillos, etc., pero esto dependerá eclusivamente del plano con el dise!o arquitectónico Una vez que se conocen los equipos a utilizar y su ubicación dentro de la planta se establecen las necesidades del servicio eléctrico.

2. I!enti
3. Cla Clasi< si
3.1.

?nas In
El resumen de la clasificación de las zonas seg%n las sustancias inflamables pres presen ente tess en un espa espaccio se pres presen enta ta en la tabl tabla a M que que se mues muestr tra a a continuación)

Clasi
Clase I 7)ases8

Clase II 7Pls8

$cetileno. >idróg >idrógeno eno,, Tido Tido de Etilen Etileno, o, ter, 2ulfuro de >idrógeno.


ELECTRICA DE UNA LANTA Tem-e$at#$ DISTRIBUCION Clase !e INDUSTRIAL a M;Bima Tem-e$at#$a Aetanol, $cetona, @encina, # HJ: &5 I:: &1 E 8olvos metálicos todos los 19: &1$ 16: &1@ / 8olvos carboreos) carbón, asfalto, 1I: &1' 8olvos no conductores) grano, 15J &1#  1:: &I 59: &I$ #ivisión 5) Dona de alto riesgo, ambiente en el cual eisten condiciones de 56J &I@ 56: &I' inflamabilidad con alta frecuencia. 5IJ &H 51: &H$ 5:: &J 9J &6

3.2. Clase !e Tem-e$at#$a (os equipos serán marcados con la clase de temperatura con referencia a una temperatura ambiente de H: S' mostrada en la tabla J::.9@- del 'E3-. (os equipos para 'lase + y ++ serán marcados con la temperatura máima de operación segura determinada por la eposición simultánea a las condiciones 'lase + y 'lase ++. &emperatura 'lase +) (a marcación de temperatura especificada en J::.9@- no debe eceder la temperatura de ignición del gas o vapor específico que pueda encontrarse.

3.3. Dete$mina"i*n !el niel !e tensi*n !e alimenta"i*n En función de la ubicación geográfica de la industria se establece la empresa suplidora de energía y el nivel de tensión ofrecido. (a tensión de distribución se establece considerando que para entregar la misma potencia se puede variar la


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL tensión y la corriente, siendo lo mas recomendable subir el nivel de tensión para disminuir la corriente y en consecuencia el calibre del conductor, reduciendo los costos en el dise!o dado que el a"orro en conductores a ser dispuestos como alimentadores es considerable. El nivel de tensión más com%n es de 1:9K51: M y el siguiente es H9:K1GG M. Es importante tomar en cuenta los tomacorrientes para uso general establecidos en 51: M y las tomas de uso especial en función de las cargas a conectar. En caso de que eista alg%n equipo que requiera otro nivel de tensión, se sugiere distribuir a una tensión elevada para evitar mayores perdidas en el conductor, pues la relación viene dada por el producto de la resistencia del mismo por el cuadrado de la corriente ?  +1-, y utilizar un equipo de transformación para cumplir con el nivel requerido.

3.4. Estima"i*n !e la !eman!a 2e puede registrar de la siguiente manera realizando la estimación de la carga por sistema) !.(.1.

A)u*bra$o

8ara la estimación de la demanda, se precisan las especificaciones de las luminarias seg%n el tipo, los cuales se muestran en la tabla M+++ y se destacan entre las más comunes del tipo fluorescente e incandescente4 siendo altamente recomendadas para el alumbrado interior las lámparas fluorescentes con balastos electrónicos. &ambién se se!ala la tensión de alimentación a la cual funciona, potencia consumida y dimensiones. 8or lo general las luminarias deben tener un alto rendimiento en l%menes por vatios y alta eficiencia para el a"orro de energía.

E
+ncandesce >aló enas /lourescentes 'om actas Aercurio $lta 8resión Aetal >alide (uz Aita


ia 5: B 1: G,J B 55 59 B 11 I9 B F5 V J: B 91 H: B 6I V GJ B FJ V 5F B 19 V

P$me!i !e i!a til 5.::: 1.::: 51.J:: 5:.::: 1H.::: 51.::: 51.:::

Tiem- !e En"en!i! B

B

1 B I se 5 se JBG HB6 IBH

26

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 2odio @a a 8resión 5:: B 59I 59.::: 1BH G: B 5I: 2odio $lta 8resión 1H.::: IBH V- * Utilizan equipos auiliares  @alastos, 'ondensadores e +gnitores (os detalles del cuarto que se precisan son las dimensiones) alto, largo y anc"o, lo que incluye a su vez área de la superficie. 2e recomienda dividir el espacio en áreas rectangulares para lograr una mejor aproimación.

Ta$eas , Clases !e L"al Donas enerales de Edificios Dona de 'irculación, 8asillos Escaleras, ?operos, (avabos, $lmacenes y

Il#minan"ia Me!ia en Aíni J: 5::

?ecomen 5:: 5J:

1:: J:: 5.::

I:: GJ: 5.J::

Nficinas

Nficinas 3ormales, Aecanografiado, 2alas de randes Nficinas, 2alas de #elineación, '$# K

+ndustrial En eneral &rabajos con ?equerimientos &raba os con ?e uerimientos &raba os con ?e uerimientos V- +luminancia media por zona

Misuales Misuales Misuales

>$m#la$i -a$a el ";l"#l !e l#mina$ias -$ /na



!.(.2. To*a+orrie#tes

(a estimación de las salidas de tomacorrientes y su ubicación se clasificarán seg%n su uso de acuerdo a lo mencionado en la sección 15:.J1 del 'ódigo Eléctrico 3acional. 

0rea de cocina

En el área de cocina y comedor está estipulado dos o más circuitos de 1: $ $rtículo 11:.H @- 'E3- para las salidas de tomacorrientes de peque!os artefactos a las que se refiere el artículo 15:.J1 $- y '- y adicionalmente para los equipos de refrigeración. Eiste una ecepción a dic"o artículo que permite que la salida para los equipos de refrigeración reciba corriente de un circuito ramal independiente de 5J $ nominales o más. 

'uartos de ba!o

2e debe instalar por lo menos una salida para tomacorrientes en pared, cerca de cada lavamanos, éstas deben estar alimentadas al menos por un circuito ramal de 1: $. Estos circuitos no tendrán otra salida y deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor contra fallas a tierra.




DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 0rea de lavandería

En esta área se debe instalar como mínimo una salida para tomacorrientes para lavadora y se considera no menos de 59: M$ por cada tomacorriente simple o m%ltiple. 

8asillos

#eben tener por lo menos una salida por cada tres I- metros de longitud del pasillo sin pasar por ninguna puerta. (os circuitos ramales para tomacorrientes serán de 5J, 1:, I:, H: y J: $ y dependerá de

la capacidad amperimétrica del conductor seleccionado,

apartado 15:.I W5X. (os circuitos ramales mayores a I: $ serán destinados para industrias o comercios, no deben ser utilizados para unidades de vivienda. $ ecepción de lo epuesto anteriormente para los circuitos ramales para peque!os artefactos, el cálculo para tomacorrientes se "ace considerando no menos de 59: M$ por cada tomacorriente simple o m%ltiple, cuando son más de cuatro tomacorrientes en una pieza se considera como mínimo F: M$ por tomacorriente, apartado 11:.I@-F- W5X. $dicionalmente se considera una carga unitaria de 55 M$ por cada metro cuadrado para salidas de tomacorriente de uso general cuando se desconozca el n%mero real de tomacorrientes. (a ubicación de los tomacorrientes, cuando se considere poco probable el uso simultáneo de ciertos n%mero de artefactos, será asumida una separación de 5,J m entre las salidas, en cambio cuando la posibilidad sea alta, las salidas se ubican cada longitud de I: cm seg%n lo indicado en el artículo 11:.I @-9- W5X. 2abido esto a continuación se presenta un formulario en el que se especifica la cantidad de tomacorrientes por área seg%n las necesidades de la zona y tomando en cuenta los equipos a conecta !.(.!. Car,as ese#+ia)es

8or ser cargas de vital importancia es imprescindible mostrar el grado de continuidad de servicio requerido. (a determinación de las cargas esenciales en una planta industrial va directamente relacionada con los procesos o actividades que no pueden interrumpir su servicio, para los tableros de 1:9K51:


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL M tenemos las siguientes) &omacorrientes de uso general, tomacorrientes para computadoras, tomacorrientes de uso especial dedicados a equipos específicos, nevera, microondas. 8ara los tableros en H9:K1GG M se toman en cuenta las cargas especificadas a continuación) iluminación de emergencia con sus respectivos balastos, unidades de manejo de aire y transformadores de servicios preferenciales entre otros.

3.4.3.1.

Il#mina"i*n !e eme$=en"ia

(a iluminación de emergencia es un factor fundamental en toda instalación y debe cumplir con ciertos criterios establecidos por el 'ódigo Eléctrico 3acional, deben estar incluidas las siguientes cargas, la iluminación de emergencia de pasillos y escaleras, iluminación de las salidas de emergencia, se!ales luminosas de salidas, y demás luces que se consideren necesarias para garantizar la seguridad de la instalación, seg%n apartado G::B56 del 'E3. 8or lo general se utiliza la tercera parte de los circuitos de iluminación general para emergencia, de ser así es importante conocer el tipo de luminaria a utilizar, la cual fue establecida anteriormente, para verificar el tiempo mínimo de encendido, ya que seg%n las normas

del 'E3 se eige que sea antes de 5:

segundos y en algunos casos por ejemplo las luminarias del tipo metal "alide requieren de un tiempo mínimo para volver a encender, superior al indicado. 8or tal razón, si el sistema de iluminación normal consta de lámparas de descarga de gran intensidad, tales como las de vapor de sodio o mercurio de alta y baja presión o las de "alógenos, el sistema de iluminación de emergencia debe funcionar "asta que se restablezca totalmente la iluminación normal. (as luminarias de emergencia se consideran como servicio crítico por lo que necesitan fuente de alimentación alterna como baterías, planta generadora o sistema de potencia inBinterrumpible. !.(.(. Reser-as

2e especifica la carga estimada para reserva, tanto actual como para epansión futura, incluyendo el tipo de carga. Esta previsión garantiza que las revisiones "ec"as posteriormente sean sencillas, y las reformas no acarreen un


30

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL incremento en el costo inicial calculado para la instalación, dado que es frecuente la modificación de los datos de la carga por compra de equipos determinados con valores nominales diferentes a los asumidos en un principio. 8or lo general en cada tablero de distribución se deja 1:7 de la carga total en amperes destinada para salidas de reserva.

3.. Dete$mina"i*n !e la !ist$i%#"i*n , l"a"i*n !e ls ta%le$s el&"t$i"s (a ubicación de los tableros se debe establecer seg%n el tipo de tablero, tablero principal y secundario, siempre considerando las condiciones ambientales del lugar ya que debe ser un lugar seco, en caso contrario debe cumplir con el grado de protección +8 seg%n las condiciones en las que se encuentre, en el apartado H:9.F del 'E3 se indica que los tableros utilizados en lugares "%medos o mojados son los '/# para cumplir con lo establecido en I51.1$-. En el apéndice + se encuentra una tabla con las especificaciones de este tipo de tablero. Ntra consideración, cuando están ubicados cerca de materiales fácilmente combustibles, deben ser instalados donde se reduzca la probabilidad de propagar fuego a materiales combustibles adyacentes y cuando éste no sea totalmente cerrado conservar una distancia desde la parte superior del gabinete "asta cualquier tec"o combustible no inferior a F:: mm I pies-, ecepto si se instala una pantalla no combustible entre el gabinete y el tec"o, apartado H:9.G y H:9.9$-. 8or otro lado, debe ser un espacio de fácil acceso y alejado de otras instalaciones como la del agua, gas o teléfono. (os tableros deben estar identificados como mínimo con los siguientes datos) fabricante responsable, nivel de tensión e intensidad de corriente de cortocircuito máima4 así mismo los circuitos del tablero y las modificaciones de los circuitos deben ser identificados de manera legible en cuanto a su finalidad o uso, en un directorio situado en la parte frontal o interior de la puerta de un panel de distribución y en cada suic"e si se trata de tableros de distribución. !.5.1. Tab)ero pri#+ipa)

#ebe estar cerca de la acometida principal de alimentación, en un cuarto con las condiciones adecuadas de seguridad.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL El cuarto donde se encuentre el tablero principal debe cumplir con ciertos requisitos mínimos, dimensiones del local y el n%mero de salidas, la puerta del cuarto debe abrir "acia fuera del mismo para no ser un obstáculo en su interior y estar identificada con caracteres de fácil visualización, así mismo el nivel de iluminación mínima debe ser de 1:: lu a un plano de trabajo de 5 m del nivel del piso, y el sistema de iluminación debe considerarse como un sistema de energía de emergencia. El n%mero de salidas del cuarto vienen dadas por el largo del tablero el cual está identificado por la letra YaZ y se calcula de la siguiente forma) $cceso frontal * aKJ- [ 5 $cceso frontal y posterior * 1 aKJ-

!.5.2.

Tab)eros se+u#$arios

Estos tableros deben estar ubicados en lugares de fácil localización y en una locación central cerca del punto de concentración de la carga para reducir los niveles de caída de tensión en los circuitos derivados, así como también por medida de seguridad a la "ora de cualquier incidente. En el caso de que el espacio más adecuado sea un pasillo por la cercanía a las cargas, debe tener en la parte frontal del tablero un espacio mayor o igual a 5 m para que permita realizar maniobras.

3..

Sele""i*n !el "ali%$e !e ls alimenta!$es

8ara la selección del calibre se debe considerar el tipo de aislamiento del conductor, los más utilizados en el interior son tipo &>= &"ermoplastic vinyl insulated building

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL para ser instalados en ambientes secos o "%medos, colocados dentro de tubos embutidos o sobrepuestos o directamente sobre aisladores. Ntro tipo de conductores muy utilizados son los &&U por sus siglas en inglés &"ermoplastic +nsulation, &"ermoplastic \acQet, Underground-, en su mayoría son instalados en eteriores, en ambientes "%medos, especialmente en líneas subterráneas, en tuberías, bandejas portacables o directamente bajo tierra, en agua y a la intemperie sin eponerse a los rayos solares. 2e pudo observar que en el 'E3 no aparece listado, siendo un conductor de alta preferencia en el mercado actual por sus propiedades. Este tipo de cable está certificado por la norma U( 5J95 2tandard for /leible Aetal 'onduit- de Under
'uando se alimenta a un motor en forma individual la capacidad de conducción de corriente de los conductores del circuito debe ser al menos 51J7 de la corriente a plena carga o nominal del motor. En el caso de que se alimente más de un motor la capacidad de corriente del conductor es la suma de 5,1J veces la corriente a plena carga del motor mayor más la suma de las corrientes a plena carga del resto de los motores.r. !..2. /uer0a 

$ire $condicionado y Mentilación) #ado que este sistema representa por lo general un porcentaje alto de la carga total de la instalación, es importante incluir las características


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL eléctricas tensión, n%mero de fases, etc.- y el lugar donde se encuentra ubicado. 8ara estos equipos el factor de demanda es del 5::7. 

Equipos >idroneumáticos) 8ara estos equipos además de indicar todos lo motores que integran el sistema, es conveniente mostrar el régimen de trabajo a fin de determinar la simultaneidad del funcionamiento en los equipos.

$ continuación se muestra el formulario para la estimación de la carga de los equipos de fuerza y se procede de igual forma que para los casos anteriores aplicando los factores de demanda que corresponda.

3.. Sele""i*n !el "ali%$e !e ls alimenta!$es 8ara la selección del calibre se debe considerar el tipo de aislamiento del conductor, los más utilizados en el interior son tipo &>= &"ermoplastic vinyl insulated building

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 8ara la selección del calibre de los alimentadores se deben considerar dos criterios para realizar el cálculo, el criterio de ampacidad y el de caída de tensión. Una vez arrojado el resultado por cada uno de estos se debe escoger el calibre que cumpla con estas eigencias de manera que no se viole ning%n requerimiento. !..1.

Criterio $e +apa+i$a$ $e +orrie#te

'uando se alimenta a un motor en forma individual la capacidad de conducción de corriente de los conductores del circuito debe ser al menos 51J7 de la corriente a plena carga o nominal del motor. En el caso de que se alimente más de un motor la capacidad de corriente del conductor es la suma de 5,1J veces la corriente a plena carga del motor mayor más la suma de las corrientes a plena carga del resto de los motores.

3.6. Sele""i*n !e la "anali/a"i*n (os tipos de canalizaciones más empleadas son las tuberías, las bandejas portacables y los ductos. !..1. Tuberías

(a instalación de estas canalizaciones puede ser de dos tipos, embutidas o a la vista. El factor fundamental para seleccionar la tubería es el espacio libre necesario para disipar el calentamiento de los conductores, éste viene dado por el factor de relleno que se epresa en la tabla CCM tabla 5 del capítulo F del 'E3- y establece una relación entre el área transversal del conductor y la tubería.

N !e 5 2

más de 1 !..2.

P$"enta0e !e JI7 31%

H:7

Se)e++i3# $e prote++i3# para *otores

(o concerniente a la selección de protecciones para motores de cumplimiento obligatorio está especificado desde la sección HI:.5 a la HI:.5HJ del 'E3. (os dispositivos de protección contra sobrecarga protegen a los motores y sus componentes asociados, contra una sobrecorriente de funcionamiento que si


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL se mantiene por un período de tiempo suficientemente largo podría causar un calentamiento ecesivo yKo da!os en el aparato. $ continuación se presenta una tabla resumen para los distintos tipos de motores, capacidad y características para determinar su dispositivo de protección contra sobrecarga.

Ti- !e

Ca$a"te$+sti"as

C$$iente !e

mt$ ,

dise!o Aotores con factor de servicio no

2ervicio continuo

menor a 5.5J 'orriente nominal-

] 5 >8

Aotores con temperatura no mayor

+d * 51J7 +n +d * 51J7 +n

de H: ;' 'on protector térmico 'on arranque automático

&odos los demás motores Aotores con corriente no mayor de Aotores con corriente entre F y 1: Aotores con corriente mayor de 1: Aotores con factor de servicio no Aotores con temperatura menor de &odos los demás motores

+d * 55J7 +n +d * 5G:7 +n +d * 5J67 +n +d * 5H:7 +n +d * 51J7 +n +d * 51J7 +n +d * 55J7 +n

^ 5 >8

C$$iente !e !iseF !el !is-siti !e -$te""i*n "nt$a s%$e"a$=a !el mt$

3.9. R

Sele""i*n !e ls ta%le$s el&"t$i"s

'ada tablero debe tener una capacidad nominal no menor que la capacidad mínima del alimentador.

R

Es importante considerar para los tableros eléctricos espacios de reserva a la razón de uno por cada cinco circuitos en uso o fracción.

R

Una limitante eistente para los tableros es el n%mero máimo de dispositivos de sobrecorriente permitidos que resulta ser H1.

R

(os tableros se pueden clasificar seg%n la protección que ofrecen, en el


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL apéndice + se presenta la tabla con la clasificación 3EA$. En la tabla CCM+++ se presenta la "oja de tableros que posee las especificaciones del mismo.

3.1. Sele""i*n !e ls sistemas !e t$ans<$ma"i*n En las instalaciones eléctricas usualmente se tienen transformadores de distribución que por lo general poseen tipo de aislamiento en aceite conocidos como 8ad Aounted que son los encargados de alimentar el circuito secundario4 y los transformadores de baja capacidad que están destinados a cubrir los sistemas que operan a una tensión diferente del circuito secundario como tomacorrientes

o

cargas

particulares,

para

este

caso

se

utilizan

transformadores del tipo seco cuyo mecanismo de enfriamiento es el aire. 'om%nmente el nivel de tensión que manejan estos transformadores es en el lado primario es de H9: K1GG M y en el secundario 1:9 K 51: M.

3.11. Sele""i*n !el sistema !e eme$=en"ia Un factor importante a considerar a la "ora de escoger el tipo de fuente de alimentación es el tiempo de respaldo requerido seg%n la clase de servicio que se necesite y el grado de confiabilidad del sistema de suministro de energía de emergencia. En cualquier caso el sistema debe poseer los medios automáticos para transferir en caso de que falle la energía de la red.



Ta%la GGGII. Ti-s !e Sistemas !e Eme$=en"ia , s#s "nsi!e$a"ines &iempos Aínimos ?equeridos 8otencia +ninterrumpida

@aterías

rupo enerador 2istema

$cometida separada

&iempo de respaldo_ F: min

_ F: min

&iempo de interrupción

` 5: seg

B B


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 2i el sistema de emergencia escogido supera el tiempo mínimo de interrupción del servicio se requiere una fuente auiliar "asta que el equipo tome la carga. Usualmente cuando el tiempo de respaldo requerido es alto y la carga a respaldar es elevada se recomienda un grupo generador el cual se dimensiona seleccionando la carga crítica y se escoge el siguiente valor normalizado aproimando "acia arriba. 2i es necesario se coloca un U82 2istema de 8otencia +ninterrumpida- para respaldar las cargas más críticas en las que el tiempo de interrupción deba ser menor a 5: segundos.

CAPITULO III: APLICACIÓN DE LA DISTRIUCION ELECTRICA EN UNA PLANTA >ARMACEUTICA 1. Des"$i-"i*n !e la -lanta El objetivo del caso estudio es ilustrar los criterios de dise!o utilizados en el manual de instalaciones eléctricas industriales con fines prácticos.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL (a planta industrial farmacéutica ME3/$?8$ está destinada a la producción de fluidos terapéuticos. El edificio está ubicado en la zona industrial de (a /ría, estado &ác"ira y posee un área total de G.15J m1 conformado por dos plantas) 

8lanta baja) posee una superficie de H.H5J m1

y se encuentra

estructurada con las siguientes áreas) producción, oficinas, control de calidad yKo laboratorios, servicios básicos y almacenes, siendo este %ltimo de doble altura y con una superficie de 5.6:: m1, mientras que el resto de las áreas poseen sólo un nivel. 

8iso 5) se encuentran las áreas de servicios críticos, oficinas, descanso y entrenamiento, las cuales poseen un área de 1.9:: m1. (a ubicación de dic"as áreas está representada en la figura H para la planta baja y en la figura J para el piso 5.

$dicionalmente posee un entrepiso de 6: cm de alto destinado para la distribución de los servicios básicos de la planta.

Dist$i%#"i*n !e las ;$eas !e EN>ARPA H Planta a0a El área de producción posee una superficie total de 5.::: m1 que está destinada a la elaboración del producto final, por tal razón se encuentran ubicados la mayoría de los equipos y se cataloga como área limpia 'leanrooms-, ya que tiene un nivel controlado de contaminación que se


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL especifica por la cantidad y el tama!o de las partículas presentes en el aire seg%n la clasificación +2N +2NJ  +2N 9-. El área de almacenes tiene una superficie de 5.6:: m1 a doble altura y está destinada para el acopio tanto de la materia prima como del producto terminado. En el área de servicios básicos se encuentran los siguientes sistemas) agua potable, compresor de aire, compresor de agua purificada y caldera. $demás se incluye un espacio para el cuarto de tableros de alimentación principal del sistema eléctrico. El área de servicios críticos contempla el sistema de agua purificada, aire acondicionado, etracción y ventilación.

#istribución de las áreas de ME3/$?8$  8iso 5

2. I!enti


3. Clasi
4. Dete$mina"i*n !el niel !e tensi*n !e alimenta"i*n El nivel de tensión ofrecido por la empresa que abastece de energía a la planta, en este caso '$#$/E, es de 5I,9 QM4 la distribución se realizará en H9: M configuración estrella con neutro puesto a tierra, lo que corresponde a 1GG M fase neutro, para las cargas de iluminación, sistemas de fuerza y algunos tomacorrientes de uso específico, el otro nivel de tensión a utilizar es 1:9K51: M para tomacorrientes de uso general y ciertos equipos que se alimentan a ese nivel de tensión.

. Estima"i*n !e la !eman!a (a estimación de la demanda clasificando la carga por sistema se presenta a continuación)

.1. Al#m%$a! (as especificaciones de las luminarias seg%n la zona a utilizar son las siguientes)

?na

Ti-

Clas

Niel

Tensi

Pten

s

!e

e

!e

*n

"ia

U%i"a"

l;m/luoresc

se=#$i +

-$te"" J

78 1G

7(8 I

H

G

I1

1

1G

I

5

G

I1

$lmacen es Nficinas

ente /luoresc

+

ente 8roducci

/luoresc

ón 2ervic

ente

ios

/luoresc ente

+

6 G

+

1 5

1G G 1G G

H

L@me nes IIJ: IIJ: 5I::

5G I

IIJ:

I1


(aborator ios 2ervic ios

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL + J I IIJ: /luoresc 1G ente /luoresc

+

H

G

I1

J

1G

I

H

ente

G

IIJ:

I1

básic os @a!o sK

/luoresc

+

ente

1 :

1G G

1

59::

16

Esclu sas

>$m#la$i !e leantamient !e es-e"i
$ continuación se presenta un ejemplo del cálculo realizado para determinar el n%mero de luminarias por área seg%n el método del (umen.

>$m#la$i -a$a !ete$mina$ el n@me$ !e l#mina$ias en la /na !e P$!#""i*n en el ;$ea !e Llena!



Canti!a! !e l#mina$ias e inte$$#-t$es en el ;$ea !e P$!#""i*n Canti!a! C*!i= ID

?na: P$!#""i*n

!e

Inte$$#-t

l#mina$ia

$es

s 4B1( 1GGM B 5

1

I vías

v 51 5I 5H 5J 56 5G 59 5F 1:

Esclusa de 8ersonal acceso a Esclusa de Aateria 8rima + Esclusa de Aateria 8rima ++ 8esada Auestreo Esclusa de acceso de ersonal a 0rea de #istribución de 8ersonal Dona de Aezcla /ormulación. 'uarto de lavado de Aezcla Esclusa de acceso de 8ersonal a

5 5 5 1 1 H 1I 5 1

5 5 5 5 5

1 1 1 1


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL Esclusa de acceso de 8ersonal a 1 0rea de (lenado 5H 5 Dona de (avado 8re aración. 11 5 Esclusa de Aateria 8rima +++ I 5 8asillo de almacén "acia Esclusa 6 Dona de ?ece ción de frascos F 5 Dona de $utoclaves 1 8asillo aralelo a $utoclaves 1 Dona de ?ece ción de /rascos 5I Dona de +ns ección Misual 5: 5 Esclusa de Aateria 8rima +M 5 5 Dona de Embala e 59 @a!os #amas B zona de cambio 1 @a!os #amas B zona sanitarios I @a!os #amas B zona de cambio 1 5 @a!os #amas  lavamanos 5 @a!os #amas B Esclusa de 5 5 @a!os 'aballeros B zona de 1 @a!os 'aballeros B zona sanitarios H @a!os 'aballeros B zona de 1 @a!os 'aballerosBEsclusa de 5 5 @a!os 'aballeros  lavamanos 5 (avandería I 5 (ava Ao as 5 5 8asillo erimetral de circulación $ G 8asillo erimetral de circulación @ F 5 8asillo erimetral de circulación ' 5: 8asillo erimetral de circulación # I 5

15 11 1I 1H 1J 16 1G 19 1F I: I5 I1 II IH IJ I6 IG I9 IF H: H5 H1 HI HH HJ$ HJ@ HJ' HJ#

1

1 1 1 1 1 1 5 5 1 1 5 5 5 5 1

Una vez definido la cantidad de luminarias por zona se puede realizar el cálculo de la demanda, en la siguiente tabla se da el resumen de los Q= estimados)

Estima"i*n !e la !eman!a !el Sistema !e Il#mina"i*n NJ

?na

!e

l#mina$ias

I9 Nficinas 8@

9

Nficinas 3ivel 5

5:5 15


Pten"ia

Pten"ia

-$

ttal

l;m-a$a

7(8

I  I1 = 1  16 = I  I1 = 1  16 =

I.6H H56 F.6F 5.:F

45

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL JF I  I1 = J.66 65 H:: = 1H.H $lmacenes 5I I  I1 = 5.1H 1  16 = 5:H 1 (aboratorios 8roducción 5F: H  5G = 51.F 5I I  I1 = 5.1H 1  16 = 16: J Aantenimiento I  I1 = 5.JI 2ervicios 56 2ervicios

H:

I  I1 =

Pten"ia ttal !el Sistema !e Il#mina"i*n

I.9H

. 2

El factor de demanda aplicable al sistema de iluminación seg%n lo indicado en la tabla del 'E3 es del 5::7, por lo tanto la carga total de iluminación estará definida por) QM$+lum * 66Q=K:,F *GI,H5IQM$

.2. Estima"i*n !el sistema !e tma"$$ientes 8ara estimar la cantidad de tomacorrientes se asignan por área un n%mero determinado en función de las necesidades de la zona considerando los equipos a instalar. #e igual forma que se "izo el cálculo para el sistema de iluminación el resumen con la cantidad de tomacorrientes por zonas, en este caso se asume para los tomacorrientes con tensión superior a 51: M, I:: M$ por tomacorriente.

Canti!a! !e tma"$$ientes -a$a !i
?na: P$!#""i*n Esclusa de 8ersonal acceso a esada Esclusa de Aateria 8rima + Esclusa de Aateria 8rima ++ 8esada Auestreo


51:M 5 5 5 5

Canti!a! !e 1:9M 1:9M H9:M

5

46

5 5 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I I I I I I I I I I H H H H H H H H H

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL Esclusa de acceso de ersonal a 1 0rea de #istribucion de 8ersonal 1 5 Dona de Aezcla /ormulación. I 1 I 'uarto de lavado de Aezcla 5 5 Esclusa de acceso de 8ersonal a 5 Esclusa de acceso de 8ersonal a 5 0rea de (lenado 1 5 5 Dona de (avado 8re aración. I I I Esclusa de Aateria 8rima +++ (avado 5 5 8asillo de almacen "acia Esclusa de I 5 Dona de ?ece ción de frascos "acia 1 5 5 Dona de $utoclaves 5 8asillo aralelo a $utoclaves Dona de ?ece ción de /rascos desde I 5 1 Dona de +ns ección Misual Eti uetado 1 5 5 Esclusa de Aateria 8rima +M Embala e 5 Dona de Embala e H H 1 @a!os #amas B zona de cambio calle 5 @a!os #amas B zona sanitarios 5 @a!os #amas B zona de cambio 1 @a!os #amas B lavamanos 5 @a!os #amas B Esclusa de entrada a 5 @a!os 'aballeros B zona de cambio 5 @a!os 'aballeros B zona sanitarios 5 @a!os 'aballeros B zona de cambio 1 @a!os 'aballerosBEsclusa de entrada a 5 @a!os 'aballeros B lavamanos 5 (avandería I 1 (ava Ao as 5 8asillo erimetral de circulación $ H 1 8asillo erimetral de circulación @ H 1 8asillo erimetral de circulación ' H 1 8asillo erimetral de circulación # 5 5

5

5 5

5 5 1

Estima"i*n !e la !eman!a !el Sistema !e tma"$$ientes NJ ?n a

Tensi*

!e

n

tma"$

!el

Nficinas 8@ Nficinas 3ivel 5

I1 51 H5 51

51:M 1:9M 51:M 1:9M

Pten"ia A -$ TC

B B B B

59: I:: 59: I::

ttal 7A8 J.G I.6 G.I I.6


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL I5 51:M B 59: J.J $lmacenes 5: 1:9M B I:: I.: 51:M B 59: 5.6 F (aboratorios 1:9M B I:: 5.J J 6: 51:M B 59: 5:. 1G 1:9M B I:: 9.5 5H 1:9M B I:: H.1 8roducción H9:M B I:: 1.5 G 5I 51:M B 59: 1.I Aantenimiento 1:9M B I:: 5.J J 51:M B 59: F:: J 1:9M B I:: 5.J J 1:9M B I:: 5.1 H 2ervicios H9:M B I:: 5.1 H 51:M B 59: I6: 1 2ervicios 1:9M B I:: I:: 5 Pten"ia ttal !el Sistema !e . $plicando el factor de demanda de la tabla 11:B5I del 'E3 se obtiene lo siguiente)

Deman!a !e ls tma"$$ientes 8ara los primeros 5: QM$

5:.:::

?esto sobre los 5: QM$

19.51:

Deman!a

36.12

!e

ls

$sí pues, los QM$&K' son igual a I9,51 QM$.

.3. Estima"i*n !el sistema !e <#e$/a (a estimación de la demanda de los equipos proviene de demandas genéricas utilizadas en proyectos similares, tabla C(. #e manera que la potencia total de los equipos de fuerza es de F5H,F5 Q= lo que equivale a una potencia activa de 5.:56,JG QM$ considerando un factor de potencia de :,F.


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 'onsiderando que para la carga de aire acondicionado se toma el factor de demanda al 5::7 y tomando en cuenta para el resto del sistema de fuerza :,94 se tiene que la demanda total es de 99G,9J QM$ para los equipos de fuerza.

. Dete$mina"i*n !e la !ist$i%#"i*n , #%i"a"i*n !e ls ta%le$s el&"t$i"s (a distribución de los tableros será de la siguiente manera)

.1.

Ta%le$ -$in"i-al

El tablero principal está ubicado en uno de los sectores de la zona de 2ervicios @ásicos, 'uarto de &ableros, siendo éste el punto más cercano a la acometida de alimentación de la planta. 8osee dos salidas, un acceso frontal y otro posterior

Ca$=a estima!a !e ls eK#i-s !e <#e$/a a instala$. ?na

EK#i-

Canti

Ca-a"i

Ca-a"i!a!

@omba 5

5

J Q=

J


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL @omba 1 J Q= 5 J (lenadota 5 5: Q= 5: 5 (lenadota 1 5: Q= 5: 5 (lenadota I 1: Q= 1: 5 $utoclave 5 G.J Q= G. 5 $utoclave 1 G.J Q= G. 5 $utoclave I J Q= 5 J Etiquetadora G.J >8 J. 5 Encajonadora 1: Q= 1: 5 &ermo 1: Q= 1: 5 8aletizadora 5: >8 G. 5 8roducción (avadora 1.6 Q= 1. 5 'ampana 5 I >8 1. 5 'ampana 1 I >8 1. 5 F6 $ G5 5 $gua potable 5: >8 G. 5 'aldera 1I Q= H6 1 'ompresor de 2ervicios 55 1 'ompresor GJ >8 básicos I: >8 19 5 $gua 5: 5: >8 GH Mentilador 5: 1: >8 5H ?esistencia 5: 51 >8 9F Mentilador 5: I$ K 11 'ontrol 5G 9 Etracci 11 Q= 2ervicios G.J Q= G. 5 @omba I críticos

.2. Ta%le$s se"#n!a$is (os tableros están ubicados en las siguientes zonas) •

8roducción.

•

Dona de Aezclado y /ormulación. Equipos en H9: M y 1:9 M-


50

•

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL Dona de (avado y 8reparación.

•

Dona ?ecepción de frascos desde $utoclaves.

•

8asillo #.

•

2ervicios básicos.

•

2ervicios críticos.

•

Nficinas nivel planta baja.

•

$lmacén de 8roductos terminados.

. Sele""i*n !el "ali%$e !e ls alimenta!$es (os alimentadores utilizados para todas las instalaciones son cables de conductor de cobre, trenzado revestido, con tipo de aislamiento &>=.

.1. C$ite$i !e "a-a"i!a! !e "$$iente 8ara el criterio de capacidad de corriente se considera que los calibre 5H, 51 y 5: soportan un máimo de corriente de 5J, 1: y I: $, respectivamente, ya que eiste una ecepción en la tabla de capacidad de corriente que no permite que los dispositivos de protección para dic"os calibres superen el valor mencionado anteriormente.

Sele""i*n !el "n!#"t$ -$ el "$ite$i !e am-a"i!a! !el Sistema !e <#e$/a en la ?na !e P$!#""i*n

U%i"a"i*n 7ID8

EK#i- Dats !el Dats !el eK#i- C$$iente !e !iseF 7A8

Cali%$e



Ti- C#  Al Aislamient T(  T( Tensi*n 78 Pten"ia 7(8 C$$iente nminal 7A8

Aezcla 59@omba 5 'u &>= H9:

5:,:: 5I,I6 56,G5 51

Aezcla 59@omba 1 'u &>= H9:

5:,::


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 5I,I6 56,G5 51

(lenado 11(lenadora 5 'u &>= H9:

5:,:: 5I,I6 56,G5 51

(lenado 11(lenadora 1 'u &>= H9:

5:,:: 5I,I6 56,G5 51

(lenado 11(lenadora I 'u &>= H9:

1:,:: 16,GI II,H5 9

(avado 1I $utoclave 5


53

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL 'u &>= H9:

5J,:: 1:,:J 1J,:6 5:

$utoclaves 1G $utoclave 1 'u &>= H9:

5J,:: 1:,:J 1J,:6 5:

$utoclaves 1G $utoclave I 'u &>= H9:

J,:: 6,69 9,IJ 5H

Etiquetado I:Etiquetadora 'u &>= H9:

J,6: G,H9


54

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL F,IJ 5H

Embalaje I1Encajonadora 'u &>= H9:

1:,:: 16,GI II,H5 9

Embalaje I1&ermo encogible 'u &>= H9:

1:,:: 16,GI II,H5 9


U%i"a

EK#i-

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL C$$i Ln=i  A.m > Cali%

Aezcla

@omba 5

56

5

96,F

:

1

5H

Aezcla

@omba 1

56

5

5:5,I

:

1

5H

(len

(lenador

56

1

5HH,

:

1

5H

(len

(lenador

56

1

5HH,

:

1

5H

(len

(lenador

II

1

19F,

:

1

51

(avado

$utoclav

1J

5

5I:,

:

1

5H

$utocl

$utoclav

1J

5

5J1,

:

1

5H

$utocl

$utoclav

9,

5

J:,6

:

1

5H

Etiquet

Etiquetad

F,

6

1H,I

:

1

5H

Emba

Encajona

II

5

5GI,

:

1

5H

Emba

&er

II

5

1:1,

:

1

5H

8rod.&er

8aletizad

51

1

51F,

:

1

5H

(avado Aues

(avadora

1J

6

6J,5

:

1

5H

'ampan

9,

5

J1,I

:

1

5H

Aues

'ampan

9,

5

J1,I

:

1

5H

8rod. &ermin 5:8aletizadora 'u &>= H9:

G,H6 F,FG 51,H6 5H

(avado 1I(avadora 'u


56

DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL &>= H9:

5J,:: 1:,:J 1J,:6 5:

Auestreo 5J'ampana 5 'u &>= 1:9

1,1H 6,F: 9,6I 5H

Auestreo 5J'ampana 1 'u &>= 1:9

1,1H 6,F: 9,6I 5H

.2. C$ite$i !e "a+!a !e tensi*n 8ara realizar los cómputos de la caída de tensión se necesita la longitud del conductor la cual se determinó calculando la distancia lineal desde el equipo "asta el tablero de distribución para la zona, adicionalmente se considera 5 m de distancia desde el tablero "asta el tec"o ya que el recorrido del cableado se "ará por el entrepiso del edificio, igualmente a la llegada del equipo se agrega 5 m más.



.3. Sele""i*n !el "ali%$e !el "n!#"t$ !el ne#t$ 2e escogió el mismo calibre que se utiliza para las fases considerando el calibre mayor resultado de aplicar los dos criterios anteriores, para unificar y facilitar la instalación del cableado.

.4. Sele""i*n !el "ali%$e !el "n!#"t$ !e -#esta a tie$$a #ado que la selección depende de la capacidad del dispositivo de protección, en el siguiente formulario se presenta el cálculo de la corriente de la protección y el valor comercial del dispositivo para determinar el calibre del conductor de puesta a tierra. $dicionalmente, está el resumen de los calibres escogidos. 2elección del calibre de los conductores de fase, neutro y tierra

6. Sele""i*n !e la "anali/a"i*n (a canalización de los alimentadores se "ará mediante bandejas portacables ya que se dispone de un entrepiso que facilita el transporte de los mismos, además que reduce los costos de la instalación. (as dimensiones de las bandejas serán de 6: cm tipo escalera o ventilada. 8ara los circuitos ramales se escogieron tuberías metálicas que van desde los tableros secundarios a los equipos utilizando Z para calibres 3S 51 y 5:.

9. Sele""i*n !e -$te""ines El cálculo de las protecciones se realizó para obtener el calibre de los conductores de puesta a tierra los cuales se muestran en la tabla C(+++.



1.

Sele""i*n !el ta%le$ el&"t$i":

$ continuación se presenta el formulario con los datos de un tablero eléctrico, en el que se especifica el nombre del proyecto y fec"a de levantamiento, adicionalmente se presentan los datos del alimentador, interruptor principal, carga conectada por fase y tipo de carga.



11.

Sele""i*n !el sistema !e t$ans<$ma"i*n

8ara dimensionar el transformador de acuerdo al valor obtenido de las demandas antes mencionadas FFF,IF QM$ en total, se busca el valor normalizado por encima para su selección. 2e obtiene un transformador tipo pedestal de capacidad 5J:: QM$ a una tensión de 5I,9K:,H9 QM con impedancia de J,GJ 7. El cálculo del nivel de cortocircuito del lado de baja tensión se


DISTRIBUCION ELECTRICA DE UNA LANTA INDUSTRIAL muestra a continuación, la selección de las protecciones correspondientes le concierne a la empresa suplidora de energía. +cc * 5J::QM$ 

Icc=

12.

1500 kVA

√ 3 × 480 V × 0.0575

=31.41 KA RM Simetricos

Sele""i*n !el sistema !e -#esta a tie$$a

8ara el sistema no se emplea un anillo de puesta a tierra sino que se aplica un arreglo en forma de triángulo formado por barras 'opper
13.

Sele""i*n !el sistema !e -a$a$$a,s

2e realiza considerando los siguientes aspectos) índice @) estructura de concreto armado con tec"o metálico4 índice ') industrias con contenido vulnerable al fuego4 índice #) localizado en un área de inmuebles o árboles de la misma altura4 índice E) planicie y piedemonte, altitud 51G msnm4 índice /) altura de la estructura 6 m4 e índice ) n%mero de días de tormenta por a!o de I a 6. ?esulta que la colocación es opcional ya que el índice de riesgo se encuentra en el rango de : a I:.

CAPTULO I RE>ERENCIAS ILIO)R'>ICAS 

W'T#+N

E('&?+'N

3$'+N3$(.

'NME3+3

1::)1::H

Gma

?EM+2+T3-. 'aracas 1::H. 

8enissi, Ns

Distribucion Electrica de Una Planta Industrial

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