Edificio Diamons

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

DISEÑO INSTALACIONES ELECTRICAS DEL EDIFICIO DIAMOND ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

DISEÑO DE INSTALACION EDIFICIO DIAMOND

PRESENTADO A: ING. JAIME GALINDO

Diseño De Instalaciones Eléctrica Jorge Eduardo Serrano Serrano Cod:2032883 Edwin Fernando Ortiz Prada Cod:2032649 Frayan Andres Bernal Cod:2030451

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD FISICO MECANICAS ESCUELA INGENIERIA ELECTRICA, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BUCARAMANGA, SEPTIEMBRE 2010



TABLA DE CONTENIDO 1.

RESU RESUME MEN N GEN GENER ERAL AL DEL DEL PROY PROYEC ECTO TO.....................................................................................3

2.

DESC DESCRI RIPC PCIO ION N GENE GENERA RAL L DEL DEL PROY PROYEC ECTO TO..................... ................................ ..................... .................... ..................................4 ........................4 OBJETO..........................................................................................................................................................4 CARACTERISTICAS DE LA CARGA ........................................................................................................4 ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ....................................4 ..........................4 CIRCUITO ALIMENTADOR.................... REDES EN MEDIA TENSIÓN ....................................................................................................................5 DISEÑO DE LA SUBESTACIÓN ...............................................................................................................5 REDES BAJA TENSION..................... ............................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................................5 ......................5

2

MEMORIAS DE CÁLCULO.................... .............................. ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ......................................5 ............................5 ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...................................5 .........................5 PARAMETROS DE DISEÑO .................... ............................... ..................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ............................................7 .................................7 CALCULOS TIPO.................... Demanda máxima para apartamentos........................................................................................7 ............................... ..................... ..................... ..................... ..........................................7 ................................7 Apartamento tipo A (02-03) PISO 1 ....................

Calculo de la demanda máxima según NTC 2050..............................................................................8 Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005 (tabla 2-15 página 22)...............................9 Calculo de la corriente del apartamento tipo A...................................................................................9

............................... ..................... ..................... .................... ............................10 ..................10 Apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13 ..................... Tabla 4 Carga instalada apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13 ...............................11

Calculo de la demanda máxima según NTC 2050............................................................................11 Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005..........................................................................12

............................... ..................... .................... ..................... .............................14 ..................14 Apartamento tipo C (02-03) PISO 2 AL 12 .................... Pent House tipo D (PH 02-03) Piso 13 ........................................................................................17


Cuadro General Demanda Máxima y Carga Instalada.........................................................19 Regulación Apartamentos..................... ............................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... .....................................20 ...........................20

Apartamento tipo A (02-03)......................................................................................................................21 Apartamento tipo B (01-04)......................................................................................................................22 Apartamento tipo tipo C (02-03).....................................................................................................................24 Pent-house tipo D (02-03).........................................................................................................................26 Circuito Topológico Pent-house tipo D (02-03)..................................................................................26

............................... ..................... ..................... ..........................................27 ................................27 Demanda máxima Servicios Generales.....................

Calculo de la Carga instalada de Servicios Generales.....................................................................28 Calculo de la demanda máxima según NTC 2050-ESSA.................................................................29 NTC 2050.........................................................................................................................................................29 Según tabla 220-11 el factor factor de demanda para carga de alumbrado de zonas zonas comunes esta al 100% por lo cual: Dmax =Cinstalada=66.7 KVA................................................................29 Calculo de la corriente de Servicios Generales..................................................................................29

.............................. ..................... ..................... .................... ..................... ..................... .....................30 ...........30 Regulación de Servicios Generales....................

Generalidades................................................................................................................................................30 Ascensor..........................................................................................................................................................32 Bomba de Agua.............................................................................................................................................32 Bomba Hidroneumática..............................................................................................................................33 Puerta eléctrica.............................................................................................................................................34 Bomba contra incendio..............................................................................................................................34

DEMANDA MÁXIMA TOTAL DEL EDIFICIO EDIFICIO ..................... ............................... .................... ..................... ..................... ..............................35 ....................35



TABLA DE CONTENIDO 1.

RESU RESUME MEN N GEN GENER ERAL AL DEL DEL PROY PROYEC ECTO TO.....................................................................................3

2.

DESC DESCRI RIPC PCIO ION N GENE GENERA RAL L DEL DEL PROY PROYEC ECTO TO..................... ................................ ..................... .................... ..................................4 ........................4 OBJETO..........................................................................................................................................................4 CARACTERISTICAS DE LA CARGA ........................................................................................................4 ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ....................................4 ..........................4 CIRCUITO ALIMENTADOR.................... REDES EN MEDIA TENSIÓN ....................................................................................................................5 DISEÑO DE LA SUBESTACIÓN ...............................................................................................................5 REDES BAJA TENSION..................... ............................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................................5 ......................5

2

MEMORIAS DE CÁLCULO.................... .............................. ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ......................................5 ............................5 ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...................................5 .........................5 PARAMETROS DE DISEÑO .................... ............................... ..................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ............................................7 .................................7 CALCULOS TIPO.................... Demanda máxima para apartamentos........................................................................................7 ............................... ..................... ..................... ..................... ..........................................7 ................................7 Apartamento tipo A (02-03) PISO 1 ....................

Calculo de la demanda máxima según NTC 2050..............................................................................8 Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005 (tabla 2-15 página 22)...............................9 Calculo de la corriente del apartamento tipo A...................................................................................9

............................... ..................... ..................... .................... ............................10 ..................10 Apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13 ..................... Tabla 4 Carga instalada apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13 ...............................11


............................... ..................... .................... ..................... .............................14 ..................14 Apartamento tipo C (02-03) PISO 2 AL 12 .................... Pent House tipo D (PH 02-03) Piso 13 ........................................................................................17


Cuadro General Demanda Máxima y Carga Instalada.........................................................19 Regulación Apartamentos..................... ............................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... .....................................20 ...........................20

Apartamento tipo A (02-03)......................................................................................................................21 Apartamento tipo B (01-04)......................................................................................................................22 Apartamento tipo tipo C (02-03).....................................................................................................................24 Pent-house tipo D (02-03).........................................................................................................................26 Circuito Topológico Pent-house tipo D (02-03)..................................................................................26

............................... ..................... ..................... ..........................................27 ................................27 Demanda máxima Servicios Generales.....................

Calculo de la Carga instalada de Servicios Generales.....................................................................28 Calculo de la demanda máxima según NTC 2050-ESSA.................................................................29 NTC 2050.........................................................................................................................................................29 Según tabla 220-11 el factor factor de demanda para carga de alumbrado de zonas zonas comunes esta al 100% por lo cual: Dmax =Cinstalada=66.7 KVA................................................................29 Calculo de la corriente de Servicios Generales..................................................................................29

.............................. ..................... ..................... .................... ..................... ..................... .....................30 ...........30 Regulación de Servicios Generales....................

Generalidades................................................................................................................................................30 Ascensor..........................................................................................................................................................32 Bomba de Agua.............................................................................................................................................32 Bomba Hidroneumática..............................................................................................................................33 Puerta eléctrica.............................................................................................................................................34 Bomba contra incendio..............................................................................................................................34

DEMANDA MÁXIMA TOTAL DEL EDIFICIO EDIFICIO ..................... ............................... .................... ..................... ..................... ..............................35 ....................35



Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005..........................................................................35

Seleccionamos un transformador de 150KVA, para la alimentación de la edificación..................... ............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ..................... ....................................36 .........................36

CALCULO DE LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN..................... ............................... ........................................36 ..............................36 Cálculos para el transformador de 150 KVA.......................................................................................37 Calculo de la corriente del secundario..................................................................................................37 Corriente de Falla:........................................................................................................................................37 Calculo de la corriente del primario del primario.......................................................................................................38

............................... ..................... .................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ...............................39 ....................39 Equipos de Medida .................... Planta de emergencia.................... .............................. ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ..................... ....................................39 .........................39

Apantallamiento…………………………………………………………….…………………….................... 40

CONCLUSIONES.........................................................................................................................................43 BIBLIOGRAFIA .................... ............................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................... ..................... ..................... ....................................44 ..........................44 BIBLIOGRAFIA



LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Resumen general del proyecto................................................................3 Tabla 2 Parámetros de diseño...................................................................................7 Tabla 3.1 Carga instalada apartamento tipo A (02-03) piso 1......................8 Tabla 4 Carga instalada apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13..........11 Tabla 5 Carga instalada apartamento tipo C (02-03) piso 2 a12...............14 Tabla 6 Carga total por área....................................................................................28 Tabla 7 Demanda equipos servicios generales.................................................28 TABLA 7 DEMANDA EQUIPOS SERVICIOS GENERALES


1


Introducción

A fin fin de apl aplicar icar los los co cono noci cimi mie entos ntos adqu adquiirido ridoss dura durant nte e curso urso de instalaciones eléctricas, planteamos un diseño de instalación residencial, realizando en el presente proyecto, los cálculos necesarios, congruentes y óptim óptimos, os, con lo contem contempla plado do en la Norma Norma Técnic Técnica a Col Colomb ombian iana a para para instal instalaci acione oness eléctric eléctricas, as, NTC 2050 2050 y lo estipul estipulado ado en la noma noma de la empresa empresa electrific electrificadora adora de Santander Santander ESSA, la cual es es aplicable aplicable para nuestro territorio y así de esta forma hallar los parámetros de diseño eléc eléctr tric ico, o, que que nos nos perm permit itan an sele selecc ccio iona narr los los co comp mpon onen ente tess que que constituirán toda la la toda la la instalación. instalación.


3


OBJETIVOS

•

•

Realizar el diseño de la Instalación Eléctrica de un edificio cumpliendo con la norma eléctrica colombiana (NTC-2050), la Norma Técnica de la Electrificadora de Santander (ESSA), y el reglamento técnico de instalaciones eléctricas (RETIE). Afianzar los conocimientos adquirido en el curso de instalaciones eléctricas, basados en planos con dimensiones reales tal como se efectúa en la vida profesional. Obtener el parámetro de diseño, tales como la regulación de tensión, la demanda máxima, las constantes regularizadas, cuando sean necesarias, de acuerdo con lo estipulado en la Norma para Diseño de Sistemas de distribución de la Electrificadora de Santander ESSA y el Código Eléctrico Colombiano Norma NTC-2050.

•

Calcular

la subestación, acometidas, tablero de contadores,

tablero general en baja tensión, tablero de servicios generales, conductores y protecciones para el edificio de interés. •

Realizar cálculos tipo por clase de apartamento para, la selección de los conductores, canalizaciones, protecciones y tablero necesario para caso.

1



1. RESUMEN GENERAL DEL PROYECTO

La edificación de interés tiene 50 apartamentos, distribuidos en 13 pisos, 2 sótanos para parqueaderos, zonas comunes, ascensor, bomba de agua entre otros servicios propios de una torre de de estas características. El transformador de la edificación estará alimentado, en su lado primario, por la red distribución, que opera a 13.2 kV, el cual le entregara potencia a la carga, que en este caso son todos los requerimientos, proyectados de acuerdo a la demanda máxima y a carga instalada en la edificación de interés. Tipo de servicio Residencial Estrato Socioeconómico 4

Apartamentos

50

Número de usuarios

Servicios Generales

1 51

Demanda máxima

Total 150 kVA 150 kVA

Transformador

13200/220-127 + 2 x 2.5% Conexión

Red

media

Dy5 tensión 16 m

canalizada subterránea Protecciones Planta de Emergencia

DPS primario 3*10kA 12kV Fusible 3*10A 15 kV Trifásica 220/127 60Hz 120 kw 50 Bifásicos trifilar para

energía

activa (apartamentos) Cantidad de contadores

1

Trifásico

tetrafilar

activa-reactiva

electrónico (totalizador) 1

Trifásico

tetrafilar

activa

electromecánico (planta de emergencia)


3


Tabla 1: Resumen general del proyecto

2. DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO OBJETO

Esta memoria se realiza con el objeto de mostrar los cálculos completos para el diseño de la instalación eléctrica de un edificio, incluyendo apartamentos y servicios generales, entre los cuales encontramos ascensor y bomba de agua entre otros. Se realiza el diseño de las instalaciones eléctricas para el Conjunto Residencial Edificio DIAMOND. Se presentara a continuación los cálculos y planos para el diseño de las instalaciones eléctricas del Edificio DIAMOND. CARACTERISTICAS DE LA CARGA

El proyecto tiene una carga que se compone básicamente de circuitos de iluminación y tomacorrientes para los apartamentos, salidas especiales para los motores de las bombas de agua, bomba contra incendio, sistema hidroneumático, puerta eléctrica y alimentación para el ascensor además de salidas de iluminación para los servicios generales. Se presentan los planos correspondientes al proyecto que consta de un edificio de 13 pisos con 50 apartamentos y servicios generales. CIRCUITO ALIMENTADOR


1


Para la alimentación del transformador de distribución que atenderá la carga del proyecto se tiene una disponibilidad de servicio en media tensión del circuito 2 Subestación Conucos.

REDES EN MEDIA TENSIÓN

De la red en media tensión de 13.2 kV aérea existente por un de la vía, se derivara un ramal subterráneo para alimentar el transformador de distribución en cable en una distancia aproximada de 16 m. (Ver plano localización).

DISEÑO DE LA SUBESTACIÓN Se proyecta el montaje de una subestación capsulada con un transformador trifásico con una capacidad de 150 KVA 13.2 kV/ 220/127 + 2x2.5% conexión Dy5. REDES BAJA TENSION Desde los bornes secundarios del transformador de 150 KVA saldrá la red de baja tensión por cárcamo en 4 conductores 1/0 XLP AWG 90 ○C en Cu. La red llega a un totalizador de 3x150 amperes, ubicado en el modulo de protección y medida, este alimentara un barraje general de 40*5 mm de donde saldrán las acometidas para cada breaker de protección ubicados en el modulo de contadores, de allí saldrán las acometidas en donde se conectaran

las

protecciones que alimentan cada tablero de distribución, incluyendo servicios generales.

1



2

MEMORIAS DE CÁLCULO

PARAMETROS DE DISEÑO

Estrato socio-económico Factor de demanda (ESSA)

4 Carga aparato mayor potencia al 100%

tabla 2.15, página 22

Resto al 40%

Apartamentos Motores al 100% Servicios generales Resto al 60% Factor de la demanda (NTC) 2050) Tabla 220-11 página 56

Alumbrado: Primeros 3000 VA o menos al 100% De 3001 VA a 120000 VA al 35%

Apartamentos

Salida especial cocina: Tabla 220-19 Alumbrado: Primeros 20000 VA o menos al 50% De 20001 a 100000 40% Motores al 100%

Servicios generales Nivel de tensión primario Nivel de tensión secundario

13200 V 208/120 V (FFN) para apartamentos 208/120

V

(FFFN)

para

servicios

Regulación de tensión

generales 3 % Acometida y alimentador (hasta

(según ESSA)

tablero de distribución de cada apartamento)

Regulación de tensión

2 % Circuito ramal al punto más desfavorable 3 % Motores a plena carga y 12.5% en el

2



Red en media tensión

arranque Canalizada en conductor Cu XLPE calibre

Redes en baja tensión

No 2 Conductores #8 AWG en Cu THW para apartamentos

y

2/0

para

servicios

generales Factor de potencia (sector 0.95 en atraso residencial Factor

de

potencia 0.9 en atraso

(servicios generales) Impedancia máxima

de 20 Ω

puesta a tierra en redes de BT Impedancia puesta

máxima a

de 10 Ω

tierra

en

subestación- distribución Tabla 2 Parámetros de diseño CALCULOS TIPO

Los cálculos se realizaran para 3 tipos de apartamentos, el penthouse, y para los servicios generales. Todos los cálculos se hacen basados en la Norma Técnica Colombiana NTC 2050, y también siguiendo especificaciones de la Norma para cálculo y diseño de la Electrificadora de Santander ESSA, adoptando para el diseño los cálculos que representen una mayor economía. Demanda máxima para apartamentos

Existen tres tipos de apartamentos desde el piso primero hasta el duodécimo piso además un tipo de penthouse en el décimo tercer piso.


1


Con mira a obtener los resultados esperados en los diferentes cálculos de regulación y el balanceo de cargas, se realizará la rotación de fases en cada uno de los circuitos de los apartamentos diseñados, así como para las acometidas. Apartamento tipo A (02-03) PISO 1

El apartamento tipo A tiene un área de 68.73 m2. Se utilizaron las fases A y B. Carga instalada del apartamento tipo A Carga Instalada (tabla 32

VA m

2

. m

∗ 68 73

220-3

Según 2050

Según ESSA

2199.36VA

2199.36VA

b)

2

pagina 53) 2 Circuito Para pequeños aparatos de cocina Artículo 220-4 b) pág. 55 3000 VA

3000 VA

y articulo 220-16 a) pág. 57. Lavadora + planchado Artículo 220-4 c) pág. 55 y articulo 1500 VA 220-16 b) pág. 57 Total pequeños aparatos 6699.36 VA Horno Eléctrico 5000 VA Total de grandes aparatos 5000 VA Cocina Eléctrica Articulo 220-19 8000 VA pág. 58 y tabla 220-19 columna a CARGA TOTAL INSTALADA 19699.36VA

1500 VA 6699.36VA 5000 VA 5000 VA 3000 VA 14699.36VA

Tabla 3.1 carga instalada apartamento tipo A (02-03) piso 1 Calculo de la demanda máxima según NTC 2050

Pequeños aparatos (tabla 220-11 pagina 56 NTC 2050)


1


Dmxpa = 3000 + 0 .35 ( 6699

36

3000 )

∗−

D mxpa

=

.

4294 77 VA

.

Aparatos especiales Cocina (tabla 220-19 pagina 59 columna A NTC 2050)

Horno (tabla 220-19 pagina 59 columna C NTC 2050)

Total grandes aparatos

Demanda máxima

Dmxt o = Dmxpa + Dmxgap

Dmxto =

D mxto

=

42947 7

.

+ Dmscoci na

+ 4000 + 8000

16294 77 VA

.

Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005 (tabla 2-15 página 22)

3



Dmxt o = 5000 + 0 .4 ( 1 4699

36

5000 )

∗ −

D mxto

=

.

8879 74 VA

.

Calculo de la corriente del apartamento tipo A

I

D mxto

=

V L

Según el código colombiano NTC 2050 I =

Dmxt o V L

=

1 6294 .77

= 78.39 Aº

12 0 ∗ 3

Según la norma ESSA I =

Dmxt o V L

=

8879.74 120

3 ∗

= 42 .72 A

Nota: se escoge los cálculos de la ESSA ya que representan un factor confiable y permitido, sin sobredimensionar el proyecto con lo cual lo hace más económico y por lo tanto

más viable. Según su carga

amperimétrica y ya que cumple con regulación se escogen dos conductores por fase 8 AWG THHW a 75º en Cu, un neutro # 8AWG THNN 75º en Cu, y para tierra #10 AWG en Cu desnudo, protecciones 2x50 y ducteria en 1¨ según tabla c11 pág. 1031 NTC 2050

Circuito para tomas e Iluminación De acuerdo al plano, utilizaremos 1 circuitos bifilares de 15

[ A]

Iluminación, para los tomacorrientes 2 circuitos de 20 [A], con


1


conductor # 12 Cu THW (según tabla 210-24, Pág. 45). Protección de 1x15

Circuito Para Pequeños Artefactos De Cocina 2 Circuitos bifilares de cada uno, con conductor # 12 Cu 2 0 [ A] THW (según tabla 210-24, Pág. 45).Protección de 1x20.

Circuito Para Plancha y Lavadora 1 Circuito bifilar de , con conductor # 12 Cu THW (según 20 [ A] tabla 210-24, Pág. 45). Protección de 1x20.

Circuito Para Horno 1 circuito bifásico trifilar de

, con conductor # 10 Cu THW 60

[ A]

(según tabla 210-24, Pág. 45). Con protección de 2x30 A.

Apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13 El apartamento tipo B tiene un área de 68.82 m2. Carga instalada del apartamento tipo B Carga Instalada (tabla 32

VA m

2

68 ∗

.82 m

pagina 53) 2Circuitos

2202.24VA

2202.24 VA

3000 VA

3000 VA

1500 VA

1500 VA

aparatos

cocina Artículo 220-4 b) pág. 55 y articulo 220-16 a) pág. 57 Lavadora + planchado

Según ESSA

220-3 b)

2

pequeños

Según 2050


1


Artículo 220-4 c) pág. 55 y articulo 220-16 b) pág. 57 Total pequeños aparatos 6702VA Horno Eléctrico 5000 VA Total grandes aparatos 5000 VA Cocina Eléctrica Articulo 220-19 8000 VA pág. 58 y tabla 220-19 columna CARGA TOTAL INSTALADA 19702VA

6702VA 5000 VA 5000 VA 3000 VA 14702 VA

Tabla 4 Carga instalada apartamento tipo B (01-04) PISO 2 AL 13 Calculo de la demanda máxima según NTC 2050


Dmxpa = 3000 + 0 .35

D mxpa

=

( 6702

3000

)

∗−

4295 7VA

.




Demanda máxima


1


Dmxt o = Dmxpa + Dmxgap

Dmxto =

D mxto

=

+ Dmscoci na

429 5 7+ 4000+ 8000

.

16295 7 VA

.

Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005

Dmxto = 5000+ 0.4∗ ( 1 4702 − 5000 )

8880.8VA D mxto

=

Calculo de la corriente del apartamento tipo B

I

D mxto

=

V L


Dmxto V L

=

16295.7 120

3 ∗

= 78.4A

Según la norma ESSA I =

Dmxt o V L

=

8880.8 12 0

3 ∗

= 42 .72 A

Nota: se escoge los cálculos de la ESSA ya que representan un factor confiable, y no sobredimensiona tanto el proyecto con lo cual lo hace más económico y por lo tanto


2



amperimétrica y ya que cumple con regulación se escogen dos conductores por fase #8 AWG THW a 75º en Cu, un neutro # 8 AWG THW 75º en Cu, y para tierra #10 AWG en Cu desnudo, protecciones 2x50 y ducteria en 1¨ según tabla c11 pág. 1031 NTC 2050


[ A]

Iluminación, para los tomacorrientes 2 circuitos de 20 [A], con conductor # 12 Cu THW (según tabla 210-24, Pág. 45). Protección de 1x15





[ A]




Apartamento tipo C (02-03) PISO 2 AL 12 El apartamento tipo C tiene un área de 74.72m2. Carga instalada del apartamento tipo C Carga Instalada

Según 2050

Según ESSA

2391.04VA

2391.04VA

3000 VA

3000 VA

Artículo 220-4 c) pág. 55 y articulo 1500 VA

1500 VA

220-16 b) pág. 57 Total pequeños aparatos 6891.04VA Horno Eléctrico 5000 VA Total grandes aparatos 5000 VA Cocina Eléctrica Articulo 220-19

6891.04VA 5000 VA 5000 VA

pág. 58 y tabla 220-19 columna A 8000 VA

3000 VA

NTC 2050, CARGA TOTAL INSTALADA

14891.04VA

(tabla 32

VA m

2

.72 m

74 ∗

pagina 53) 2 Circuitos

220-3

b)

2

pequeños

aparatos


19891.04VA

Tabla 5 Carga instalada apartamento tipo C (02-03) piso 2 a12. Calculo de la demanda máxima según NTC 2050


Dmxpa = 3000 + 0 .35 ( 6891

04

3000 )

∗−

D mxpa

=

4361

. 86VA

.

1


1





Demanda máxima Dmxt o = Dmxpa + Dmxgap

+ Dmscoci na

Dmxto = 4361 8 . 6 + 4000 + 8000

16381.86VA D mxto

=


Dmxt o = 5000 + 0 .4 ( 1 4891

04

5000 )

∗ − .

8956.42VA D mxto

=

Calculo de la corriente del apartamento tipo C

3



I

D mxto

=

V L


Dmxt o V L

=

16381 .86 12 0

= 80.622 A

3 ∗

Según la norma ESSA

I =

Dmxt o V L

=

89564 .2 120

3 ∗

= 43.09 A

Nota: se escoge los cálculos de la ESSA ya que representan un factor confiable, y no sobredimensiona tanto el proyecto con lo cual lo hace más económico y por lo tanto


amperimétrica y ya que cumple con regulación se escogen dos conductores por fase #8 AWG THW a 75º en Cu, un neutro # 8 AWG THW 75º en Cu, y para tierra #10 AWG en Cu desnudo, protecciones 2x50 y ducteria en 1¨ según tabla c11 pág. 1031 NTC 2050


[ A]

Iluminación, para los tomacorrientes 2 circuitos de 20 [A], con conductor # 12 Cu THW (según tabla 210-24, Pág. 45). Protección de 1x15



1





[ A]


Pent House tipo D (PH 02-03) Piso 13 El Penthouse tipo D tiene un área de 85.82 m2.Carga instalada del apartamento tipo D según Carga Instalada

Según 2050

Según ESSA

2746.24VA

2746.24VA

3000 VA

3000 VA

Artículo 220-4 c) pág. 55 y articulo 1500 VA

1500 VA

(tabla 32

VA m 2

.

8582 ∗

m

pagina 53) 2 Circuitos

220-3

b)

2

pequeños

aparatos


220-16 b) pág. 57 Total pequeños aparatos 7246.24VA Horno Eléctrico 5000 VA Total medianos aparatos 5000 VA Cocina Eléctrica Artículo 220-19 8000 VA pág. 58 y tabla 220-19 columna a

7246.24VA 5000VA 5000VA 5000 VA


1


CARGA TOTAL INSTALADA

20246.24VA

17246.24VA

Tabla 6 Carga instalada Penthouse tipo D (02-03)

Calculo de la demanda máxima según NTC 2050 Pequeños aparatos (tabla 220-11 pagina 56 NTC 2050)

. Dmxpa = 3000 + 0 .35 ( 7246 24

3000 )

∗−

D mxpa

=

4486 18 VA

.

Medianos aparatos (tabla 220-19 pagina 59 columna B, NTC 2050) 5000 Dmxma = 0 .8 ∗

4000VA D mxma

=


Demanda máxima Dmxt o = Dmxpa + Dmxma + Dmscoci na

Dmxto =

D mxto

=

448618

.

+ 4000 + 8000

16486 18

.

VA


1



. Dmxt o = 5000 + 0 .4 ( 1 7246 24

5000 )

∗ −

9970.5VA D mxto

=

Calculo de la corriente del Penthouse tipo D I =

Dmxto 3 ∗V L


D mxt o

=

16486 .18

3 ∗ V L

= 82 .97 A

12 0 ∗ 3

Según la norma ESSA

I =

Dmxt o

=

V L 3 ∗

9970 .5

= 47.97 A

120∗ 3

Nota: Se escoge los cálculos de la ESSA ya que representa un factor confiable y no sobredimensiona tanto el sistema lo cual lo hace más económico y viable. Se escoge un conductor #8 THW Cu, neutro en #8 THW, puesto a tierra en #10 Cu desnudo, Protección 2x50A y ducteria de 1” según Tabla C11 Pág. 1031 NTC 2050.

Circuito para tomas e Iluminación

1



De acuerdo al plano, utilizaremos 1 circuitos bifilares de 15

[ A]

Iluminación, para los tomacorrientes 3 circuitos de 20 [A], con conductor # 12 Cu THW (según tabla 210-24, Pág. 45). Protección de 1x15 para iluminación, y 3x20 para tomas.





[ A]


Cuadro General Demanda Máxima y Carga Instalada Apto Tipo A B C PH D

Según NTC 2050 Según Norma ESSA Carga Demand Corrient Carga Demand Corrient instalad a e [A] instalad a e a Máxima a Máxima [A] 19699.3 16294.7 78.39 14699.3 8879.74 42.72 6 7 6 19702 16295.7 78.4 14702 8880.8 42.72 19891.0 16381.8 80.622 14891.0 8956.42 43.09 4 6 4 20246.2 16486.1 82.97 17246.2 9970.5 47.97 4 8 4 Tabla 7. Cuadro comparativo ESSA-NTC 2050

Acometida seleccionad a ( ESSA) 2*50 A 2*50 A 2*50 A 2*50 A


3


Se escoge los cálculos de la ESSA ya que representa un factor confiable, legal y no sobredimensiona el sistema, lo cual lo hace más económico y viable.

Regulación Apartamentos

Para calcular la regulación de cada tipo de apartamento se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones: Alturas medidas desde el piso (pág. 38 ESSA) Aparatos Habitaciones/ár Cocina/baños/rop Closet/t eas 0.3 m

1,20 m

v 1.1 m

campana

---

1.7 m

---

extractora Tomacorriente encendido

---

0.5 m

---

horno Luz de Aplique Luz de Aplique otras áreas Interruptor y sensores Botón pulsador Campana timbre Tablero de distribución

2m --0.95 m 1.1 m -----

----1.2m --1.9 m 1.5 m

-------------

Tomacorriente normal y GFCI Tomacorriente

as

Tabla 8 Localización de Aparatos

(Basado en cumplimiento requerimientos ESSA tabla 3-8 Pág. 38)

Apartamento tipo A (02-03) Se calcula la regulación para el punto más desfavorable, el cual se encuentra ubicado al final del circuito 2, también se toma un factor de potencia de 0.95. A continuación se muestra el tramo del Ckto.

Circuito Topológico Tipo Apartamento A (02-03)


3


6 2

.

. 4 7

2

. 8

2

3 1

.

2

2 .4 8

.

2 4 2

2 2

7

.

2 .8 2

2 .7 0

Topológico Circuito 1 (Regulación) para el circuito 2. 0.10.95*[1*2,26+0.3*2+2*2.48+0.3*2+3*0.47+0.3*2+4*2.42+0.3*2+5 *2.7+0.3*2+6*2.27+0.3*2+7*0.82+0.3*2+8*2.82+0.3*2+9*0.3+2.13+ 1.5]= MS =13.758 KVA*m δ

=

fc·Kg·MS V 2 L

Partiendo de: Regulación en por ciento, Según tabla 2.3 página 12 ESSA δ


3


Factor de corrección, Según tabla 3.26 página 50 ESSA fc

Constante de regulación para conductores de cobre aislado en ducto Kg

no metálico (Baja tensión Tabla 3.25 página 49) Momento eléctrico MS

Tensión de línea V L

Kg =

δ % * V

L2

fc ∗ MS

=

2

∗

2

2 08

6 ∗ 1 3.758

= 1 048.2

Para un valor de K G de 1189

se busca en la tabla 3.25 (norma ESSA)

donde para un fp de 0.95 se tiene K G=886.377, que corresponde al conductor cobre aislado #14 AWG. Pero por norma se tiene que el conductor mínimo debe ser de cobre aislado #12 AWG con K G=559.367 Calculamos la regulación: δ=

6 ∗ 559. 367∗ 1 3.758 2 08^ 2

= 1 .0673

Todas las tuberías van con conductor de puesta a tierra # 14 desnudo en Cobre. Apartamento tipo B (01-04)

Se calcula la regulación para el punto más desfavorable, el cual se encuentra ubicado al final del circuito 2, también se toma un factor de potencia de 0.95. Circuito Topológico Tipo Apartamento B (01-04)

3



2 70

.

4 4 . 2

2 .67

.2

2

2 48

7

.

7 6 .

.4 7

.6

1

8

6 2

.

2

Topológico Circuito 2 (Regulación) Momento 0.10.95*[1*2,26+0.3*2+2*2.48+0.3*2+3*0.47+0.3*2+4*2.44+0.3*2+5 *2.7+0.3*2+6*2.27+0.3*2+7*0.67+0.3*2+8*2.67+0.3*2+9*0.3+1.68+ 1.5]= Ms = 13.103 KVA*m δ

=

fc·Kg·MS V 2 L

Regulación en por ciento, Según tabla 2.3 página 12 ESSA δ




3




Kg =

δ % * V

L2

fc ∗ MS

=

2

2

∗ 2 08

= 1 1 0 0.6

6 ∗ 1 3.1 0 3

Para un valor de K G de 1100.6 se busca en la tabla 3.25 (norma ESSA) donde para un fp de 0.95 se tiene K G=886.377, que corresponde al conductor cobre aislado #14 AWG. Pero por norma se tiene que el conductor mínimo debe ser de

cobre aislado #12

AWG con

K G=559.367. Calculamos la regulación: δ=

6 ∗ 5 59. 367∗ 1 3.1 0 3 2

2 08

= 1 .0165

Todas las tuberías van con conductor de puesta a tierra # 14 desnudo en Cobre. Apartamento tipo C (02-03)

Se calcula la regulación para el punto más desfavorable, el cual se encuentra ubicado al final del circuito 2, también se toma un factor de potencia de 0.95. Circuito Topológico Tipo Apartamento C (02-03)

1



8 8

6 2

.

2

.

. 4 7

2

.8

2

2 2

2 .4 8

7

.

.

2 4 4

2 8 2

.

2 1 . 6

2 .7 0

Topológico Circuito 4 (Regulación) Momento 0.10.95*[1*2,26+0.3*2+2*2.48+0.3*2+3*0.47+0.3*2+4*2.44+0.3*2+5 *2.7+0.3*2+6*2.27+0.3*2+7*0.82+0.3*2+8*2.82+0.3*2+9*1.62+(0.3* 2)+10*0.3+2.88+1.5]= MS =17.073 KVA*m Partiendo de: Regulación en por ciento, Según tabla 2.3 página 12 ESSA δ





1



Kg =

δ % * V

L2

=

fc ∗ MS

2

2

∗ 2 08

= 844.69

6 ∗ 1 7.073


cobre aislado #12

AWG con

K G=559.367. Calculamos la regulación: δ=

6∗ 559. 367∗17.073 2

2 08

= 1 . 3244

Todas las tuberías van con conductor de puesta a tierra # 14 desnudo en Cobre.

Pent-house tipo D (02-03) El punto más desfavorable se encuentra ubicado al final del circuito 2, también se toma un factor de potencia de 0.95.


1


Circuito Topológico Pent-house tipo D (02-03)

8 8 . 3

1 2

.

2

. 4 7

.7

8

2 2

2 .4 8

7

.

.

2 4 4

2 .8 2

2 . 7 0

Topológico Circuito (Regulación) 0.10.95*[1*2,21+0.3*2+2*2.48+0.3*2+3*0.47+0.3*2+4*2.44+0.3*2+5 *2.7+0.3*2+6*2.27+0.3*2+7*0.78+0.3*2+8*2.82+0.3*2+9*3.88+0.3+ 1.5= Ms =15.389 KVA*m Partiendo de: Regulación en por ciento, Según tabla 2.3 página 12 ESSA δ




1



Tensión de línea V L Kg =

δ % *V

2

L2

fc ∗ MS

=

2 ∗ 2 08

6∗15.389

= 9 37.1 2


cobre aislado #12

AWG con

K G=559.367. δ=

6 ∗ 5 59. 367∗ 1 5. 389

V

= 1 .1 938

L2

Para las acometidas internas de los apartamentos se utilizara un ducto de ½”. Demanda máxima Servicios Generales

Se calcula el área a iluminar para servicios generales y se multiplicar por el valor de

, (Tabla 220-3.b, cargas de alumbrado general por tipo de VA m

2

ocupación) de la norma NTC 2050.

Localidad Pasillos y Escaleras

Área (m2) 460

(VA/m2) 5

Carga Total (VA) 2300

Parqueadero

1070

5

5350

Cuarto de Maquinas

20.5

2.5

51.25

45

32

1440

Portería

1



TOTAL

1595.5

9141.3

Tabla 6 Carga total por área

Conductor Para La acometida del tablero de alumbrado general, para I= (9141.3/(raíz (3)*208))=25,38 A, como es de uso continuo

If =

I*1,25=31,71 A. Conductor # 8 AWG THW con capacidad de 50 A. Sumando los valores de la tabla nos da que la demanda requerida para servicios generales del edificio es de 9141. (VA). Ahora tenemos en cuenta las otras cargas que necesitamos para servicios generales como lo son: ascensor, bombas de agua, bomba hidroneumática y puertas eléctricas (basado en tabla 430-150 NTC 2050 Pág. 448).

Cantid Servicio

Carga

Corriente

Carga

ad 1

Ascensores

(HP) 12

(A) 37

(kVA) 13,33

1

Bombas H2O

5

16,7

6,01

1

Puerta Eléctrica

0,5

2,4

0.864

1

B. Hidroneumática

3

10,6

3,82

1

Bomba Incendio

24,2

8,72

TOTAL

Contra 7,5 58

Tabla 7 Demanda equipos servicios generales

Calculo de la Carga instalada de Servicios Generales

32,75


1


C iSG = 32,75k VA

Calculo de la demanda máxima según NTC 2050-ESSA NTC 2050 Según tabla 220-11 el factor de demanda para carga de alumbrado de zonas comunes esta al 100% por lo cual: Dmax =Cinstalada=66.7 KVA

ESSA Según tabla 215 (pág. 22), iluminación al 60%, motores 100% y solo una bomba ya que no trabajan al tiempo, se toma entonces la de mayor valor. Dmaxsg = (9.1413 * 0.6) + (13.3) + (0.864)+ (8,72)+ (6,01)) = 34,47 KVA Calculo de la corriente de Servicios Generales

DmxSG I = L 3 ∗V

I =

34, 47kVA 3 ∗ 2 08V

= 9 6, 31 7( A)

Entonces la protección de la acometida de SG será de:

3 x 100 A

Acometida de Servicios Generales – Tabla 310-16 Pág. 182 Seleccionamos el conductor de acometida por capacidad amperimétrica. Sirve 1/0 THW en Cu Soporte 125 A a 60°,

para el conductor neutro

utilizamos 2 en Cu THW 60º y para el conductor puesto a tierra sirve 6 AWG desnudo en cobre según tabla 250-95 NTC 2050. Nueva capacidad Instalada de SG para la protección.


1


C iSG =

3 ∗ V L ∗ I protección

=

3 ∗ 2 08 ∗ 1 00 = 36kVA

Contador Servicios Generales. Para servicios generales es necesario utilizar un contador electrónico, como medidor de protección activa y reactiva, además de utilizar PT`s y CT`s para ajustar según medidor. Diámetro del ducto S.G. Ecuación para el diámetro de la tubería Diámetro de la tubería, según NTC 2050 Tabla 5 (Pág. 921). Dt ≥ 1 .58

dj

2

= 1 .58

2

3* ( 1 3. 5mm)

2

+ (1 0. 5)^ 2 + ( 7.7mm) = 42 .2 86mm ≈ 2 ´´

Según el cálculo se podría utilizar un tubo de 1 ½ “ sin embargo para evitar el calentamiento excesivo de los conductores debido a que los servicios generales se usan continuamente se escoge una tubería de 2”. Según la Tabla 4 Pág. 919 NTC tenemos: Tubería de 2`` en PVC Tipo A. Por tanto escogemos el ducto de 2 `` PVC Tipo A

Regulación de Servicios Generales Generalidades

Los circuitos para iluminación de parqueaderos, portería y zonas comunes, las luces, tomacorrientes de escaleras y puntos fijos se encuentran en el tablero del primer piso de la torre (TP) que se derivan del tablero de servicios generales que se encuentran en la subestación.

Para pasillos y escaleras se tienen 3 luces por piso además de toma corriente para uso general por cada nivel. (3*13+1*13)*180=9360 KVA.


3


Con lo cual se utilizaran 4 circuitos ramales de 1*20 A cada uno de los cuales estará conformado por 13 salidas por lo tanto sirve para la fase #12 THW 75º. .La regulación para el punto más desfavorable será δ

=

f c . K G . Ms V

2

L

0.10.95*[1*2,04+2,6256+2*2,04+2,6256+3*2,04+2,6256+4*2,04+2,62 56+5*2,04+2,6256+6*2,04+2,6256+7*2,04+2,6256+8*2,04+2,6256+ 9*2,04+2,6256+10*2,04+2,6256+11*2,04+2,6256+12*2,04+2,6256+1 3*2,04+2,6256]=44.692 Ms = 44.692 KVA*m

M = 44. 692 K VA ∗ m 10

Kg =

δ % * V

L2

fc ∗ MS

=

2

2

∗ 2 08

6 ∗ 44.693

Sirve el #10

= 32 3

Cu THW ya que para este el

Kg= 337,15 Calculamos la regulación para ver si cumple con el 3%, exigido por la ESSA en la tabla 3.25 página 49 Kg = 337,15 δ=fc*Kg*MsVl2=6*337,15*44,6922082=2,09 %

La regulación es menor del 3%


1


Por lo tanto se utilizara conductores #10 AWG THW 60 ºC para la fase; #10 AWG THW 60 ºC para el neutro y #12 AWG Cu desnudo para la tierra. La tubería para 4 conductores corresponderá a: dj 2

Dt ≥ 1 .58

2

2

= 1 .58 2( 5,2 m) +1( 4.6mm) = 1 3,705mm

Sirve 1/2 “ PVC Rígido Tipo A. Ascensor

I ASC = 1 .2 5× I Nasc = 1 .2 5× ( 37 ) = 46,2 5(A)

El conductor que soporta esta corriente # 8 Cu THW, con protección termo

magnética de 60 (A). Según los conductores se utiliza una ducteria PVC de 2”.

Se encuentra ubicado en el último piso de la torre a una distancia de 40,85 metros y a una distancia del tablero general de distribución de 9,6 metros. Calculamos el calibre del conductor por regulación Mas= (50.45*13.33)=672,5 KVA*m Calculan el calibre del conductor por regulación sirve: K g =

V ·δ L2

MS ∗ fc

2

=

2 08 ∗ 3 1 ∗ 672, 5

= 1 9 2, 3

Según la tabla 3.25 de la norma de la ESSA sirve el #8 AWG THW 75 ºC, pero debido a la capacidad de corriente y que se opera continuamente, para puesta a tierra #8 Cu desnudo según 321 NTC 2050. Para un fp=0.95.

3



Protección de 3 x 45 A. Tubería en PVC Tipo A de 1 1/2” Según tabla 4 pág. 919 NTC 2050.

δ=

fc·Kg·MS V

=

2

1 ∗ 1 44,6∗ 672, 5 2

2 08

= 2 ,2 47

L

Bomba de Agua Para las bomba de agua predomina la característica de corriente ya que están ubicadas en el cuarto de maquinas. I B = 1 .2 5× I N = 1 .2 5× ( 1 6,7 ) = 2 1(A)

Sirve el conductor 10 # AWG Cu THW

In = 35 A

a 75° K G =

302,87 para un fp = 0.85 δ=

fc·Kg·MS V

=

L2

1 ∗ 302 ,87∗ ( 6,01 *1 2 ) 2

2 08

=0, 5

(12) m l bom

=

Se utilizan: 3 conductores por fase #10 AWG THW 75 ºC Cu y el conductor a tierra #8 AWG Cu desnudo. 1.58*3*5.22+6,82=17.84 mm2 La ducteria 1” PVC tipo A. Según tabla 4 pág. 919 NTC 2050 Protección 3 x 30 A


1


Bomba Hidroneumática Para las bomba hidroneumática predomina la característica de corriente ya que están ubicadas en el cuarto de maquinas. I BH = 1 .2 5× I N = 1 .2 5× ( 1 0.6 ) = 1 3,2 5(A)

Sirve entonces el conductor # 12 AWG a 75° THW Kg= 476,467 con un fp=0.85 Calculo de regulación: [(12)*3,81=45,72 KVA*m M bh

δ=

=

fc·Kg·MS 1 ∗ 476,467∗ ( 45,72 ) = =0, 503 V 2 08 2

2

L

Con lo cual sirve #12, pero para evitar sobrecalentamiento del conductor utilizamos un conductor # 10 AWG THW 75 ºC Cu para los conductores de fase, puesta a tierra #8 Cu desnudo. Ducteria de 1“ Según tabla 4 pág. 919 NTC 2050.

Puerta eléctrica I PE = 1 .2 5× I N = 1 .2 5× ( 2 ,4 ) = 3(A)

Se busca un conductor que soporte esta corriente sirve el # 12 AWG THW A 75° Calculo de regulación:

Ms=[28*0,864]= 24,2KVA*m

δ=

fc·Kg·MS 1 ∗ 476,467∗ ( 2 4,2 ) = =0,2 6 2 08 V 2

2

L


3


Sirve el #12 AWG THW 75 ºC

Cu para los conductores de fase, #8 Cu

desnudo para puesta de tierra. 1.58*3*4,62+6,82=16,55mm2 Ducteria de 3/4“ Según tabla 4 pág. 919 NTC 2050

Bomba contra incendio

I BCI = 1 . 2 5× I N = 1 .2 5× ( 2 4,2 ) = 30,2 5(A)

Calculo de regulación: Mbinc=((16)*8,72=139,52kVA/m K G =

2

δ %·V L f C ⋅ MS

=

3∗ 2 08

1 ∗ ( 1 39, 52 )

= 9 30,2 8

Con un fp=0.85 para cumplir con la regulación Sirve el conductor # 10 AWG Cu THW Con un Kg = 320.14.

δ=

fc·Kg·MS 1 ∗ 32 0,1 4∗1 39, 52 = = 1,03 2 08 V 2

2

L

Por lo tanto se escoge #10 AWG THW 75 ºC en Cu y la puesta a tierra en #8 AWG Cu desnudo según tabla 321 NTC 2050. 1.58*3*5,22+6,82=17,83mm2 Ducteria de 3/4“ Según tabla 4 pág. 919 NTC 2050

1



Demanda máxima total del edificio Apto Tipo

Según NTC 2050 Carga Demand instalada a Máxima

A

19633.3 6 19702 19891.0 4 20246.2 4

B C PH D

Corrien te [A]

16294,77 78.39 16295.7 78.4 16381.86 80.622 16486.18 82.97

Según Norma ESSA Carga Demand Corrient instalada a e Máxima [A] 14699.3 6 14702 14891.0 4 17246.2 4

8879.74

42.72

Acometid a selecciona da ( ESSA) 2*50 A

8880.8 8956.42

42.72 43.09

2*50 A 2*50 A

9970.5

47.97

2*50 A

Para todos los apartamentos la acometida es: dos conductores #8 AWG THW 60 grados Cu, para cada fase, un #10 AWG THW 60 grados Cu para el conductor neutro y un conductor #10 AWG desnudo en Cu, para la puesta a tierra. Calculo de la demanda máxima según ESSA 2005 Demand #aptos = a Máxima 8879.74 2 17759 8880.8 24 213139.2 8956.42 22 197041.2 4 9970.5 2 19941

447881

Total=

50

Para la acometida de la subestación hasta el tablero general de distribución para la carga de los apartamentos se tiene. T= Tableros de contadores. T1= 2 A + 12 B = 2*8880+12*8880=124.32kva Con un factor de diversidad de fdiv14usu=10.2+0.8*e1-146=3,429 Tendría entonces una corriente de IT1=124.32 k208*3*3.429=100.6 A Se toma entonces el conductor # 1 AWG THW con capacidad de 130 A a 75°. Protección 3 x 100 A


3


T2= 12 B + 6 C = 12*8880 +6*8957 =160,3kva Con un factor de diversidad de fdiv14usu=10.2+0.8*e1-186=4,047 Tendría entonces una corriente de IT1=160,3 k208*3*4,047=109.9 A Se toma entonces el conductor # 1 AWG THW con capacidad de 130 A a 75°. Protección 3 x100 A T3= 16 C + 2D= 16*8957 + 2*9971 =163,3kva Con un factor de diversidad de fdiv14usu=10.2+0.8*e1-186=4,047 Tendría entonces una corriente de IT1=163,3 k208*3*4,047=112 A Se toma entonces el conductor # 1 AWG THW con capacidad de 130 A a 75°. Protección 3 x100 A DmxTO =

Dmxj ∑ +D

mxS G

F div

res

1

F d iv =

1

0 2+ 0 8

.

.

N

− ∗ 6

e

1

= F d iv =

1

0 2+ 0 8

.

.

50

=

4 994

.

− ∗ e

6

= 124,2KVA DmxTO =

Dmxj ∑ +D

mxS G

F div

res

Seleccionamos un transformador de 150KVA, para la alimentación de la edificación. Calculo de la relación de transformación Vp =13.2 KV Uz=3 Vse = Vds

( 1 + (

u z + δ

∗

100

)) = 208 ( 1 +

3+ 3

∗

100

) = 220. 48 V


3


V sec = 220V tensión normalizada. REFERENCIA DEL TRAFO TRIFASICO Dy5 150KVA 13200/220-127 V+2*2.5%

Cálculos para el transformador de 150 KVA Calculo de la corriente del secundario Is =

S

3

Vl ∗

S

3

= 3

3 ∗ V sec( 1 −

u z

1 50 KVA

= )

1 00

3 ∗ 2 2 0 ∗ ( 1 −

3

= 405.83 A )

1 00

Ipro= 1 .2 5∗ Is = 508 A

Como se aprecia la corriente en lado secundario, es alta y si vemos los calibres en la tabla 310-16 serviría un conductor calibre 350 AWG a 90° XLP, el cual aumentaría costos así como la dimensiones de la tubería, por tanto nos parece conveniente, aumentar el número de conductores por fase, para disminuir la capacidad amperimétrica de cada conductor así como el calibre de los mismos. Por las razones expuestas se optara por disponer 4 conductores por fase, de donde se calculara la corriente por cada conductor y de esta el calibre asociado, así:

It=Ipromn*fφ*fm=5084*1*0.8=158,75

Se utilizan 4 conductores 1/0 XLP AWG 90 ○C en Cu por cada fase y un conductor de 1/0 XLP THW 90○C en Cu para el neutro, protecciones de 3x400 A valor normalizado y conductor # 1/0 Cu desnudo para la tierra. Tubería de 3”

Corriente de Falla: 1 00* I N

I K

=

I K

=

I K

=17

X

( µ Z % ) 1 00* 508

( 3)

[ kA]


2


Se seleccionan protecciones con capacidad de 20 KA

Calculo de la corriente del primario

Ip =

S 2 3 ∗1 3.2

=

1 50 KVA 3 ∗1 3.2kV

= 6,57 A

Io = 3∗ I p = 3∗ 6, 57= 1 9,71 A

Según la tabla 450-3 a), Se colocan fusibles de 3x10 A 15KV tipo H.

Calculo de los pararrayos La red de media tensión es tipo B (trifásica trifilar sólidamente aterrizada) El voltaje de línea máximo según la IEEE para redes de 13.2 KV es 14.5 KV Fpt = 0.8 Vp = Fpt * V Lmax = 0.8 * 14.5 = 11.6 KV por tanto: Pararrayos de oxido de zinc tipo distribución 12 KV – 10 KA Diseño de redes de baja tensión y protección general Para el bajante del pararrayos según la tabla 3.21 de la ESSA tomamos #4 Cu desnudo, en tubo de ½ galvanizado.

Sistema de media tensión Para el sistema de media tensión se puede utilizar un solo ducto de entrada puesto que los conductores tienen el mismo tipo de aislamiento.


2


Para el ducto. Utilizamos 21/2’’ Dt

> 1 .58

3* 21 8 .

2

= 59 ,659 mm

Se utiliza el conductor XLPE blindado para media tensión para 3 #2 XLPE en Cu.

Equipos de Medida Para cada apartamento se utilizara un contador electromecánico de 2*50 (A) trifilar; un contador de servicios generales electrónico que mida potencia activa y reactiva de 3*5 A Trifásico tetrafilar con CT´s de relación 200/5. Para la planta de emergencia se utilizara contador activo y reactivo de 3 * 5 A trifásico tetrafilar con CT´s 200/5.

Planta de emergencia Tomando una carga de 2000 VA por apartamento y el 100% de la carga de los servicios generales. Demanda máxima servicios generales : 34,47 KVA Carga por apartamento : 2000 VA No apartamentos : 50 Potencia planta : 134,7 KVA Factor de potencia para la maquina : 0.8 Potencia planta en KW : 120 KW Corriente : 134,7 / (0.208 * √3) = 373,9 A. Corriente conductor : 1.25*373,9=467,4 A Capacidad de corriente # 600 Cu AWG XLP : 455 A Debido a que es un conductor muy grande se dispone varios conductores x fase: It=Ipromn*fφ*fm=4554*1*0.8=142,2

No de conductores por fase Conductor seleccionado Cu

:4 : conductor Calibre # 1 Cu AWG XLP


3


Por cada fase en cárcamo Se selecciona una planta de emergencia con capacidad nominal de 120KW. El consumo de energía suministrado por la planta de emergencia se registrara con un equipo de medida que consta de un medidor de energía activa trifásico tetrafilar de 5 A en conexión semidirecta a través de transformadores de corriente de 200/5 A. Acometida planta de emergencia con tres conductores de cobre THW Calibre # 1 Cu AWG XLP Cu , uno por cada fase en canalización, un conductor neutro calibre 300 AWG en cobre XLP y un conductor de puesta a tierra cobre THW calibre 1 AWG. Protección 3 x 450 A.

APANTALLAMIENTO A RAYOS DEL EDIFICIO Largo 37.853[m]

Ancho 30.5 [m]

Fondo 12.1 [m]

• JAULA DE FARADAY: El sistema consiste en la recepción del rayo a través de un conjunto de puntas captadoras unidas entre sí por cable conductor, formando una malla, y derivarla a tierra mediante una red de conductores.

Tenemos corriente del Rayo 24[KA]


1


Tendremos 8 puntas captadoras, 1 en cada esquina del edificio y una sobre cada esquina del cuarto donde tendremos las bombas. Lo anterior lo seleccionamos teniendo en cuenta la siguiente tabla para localización de puntos de impacto del rayo en una estructura:

Localización del Impacto

Porcentaje de Ocurrencia[%]

Puntas y esquinas Bordes horizontales Bordes verticales Superficies planas

>80 <10 <5 <1

Tendremos 4 bajantes por las esquinas del edificio, debido a que la red enmallada debe ser diseñada de tal manera que la corriente de rayo siempre encuentre mínimo 2 vías de evacuación de la corriente. Calculamos la corriente de descarga por bajante: I=24*103# bajantes=24*1034 I=6000A

El método mallado recomienda las siguientes dimensiones en el techo de la estructura para los diferentes niveles de protección. Nivel de protección Malla[m] I II III IV

5x5 10x10 15x15 20x20

De acuerdo con las medidas de nuestro edificio y seleccionando el nivel de protección II tomaremos una malla de 10x10[m]. El calibre de la malla lo hacemos con conductor 1/0 AWG.

Sistema Captor Emplearemos puntas franklin de 50[cm] de altura, para el sistema de captación aérea. Sistema de Bajantes


1


Debemos cumplir tres requisitos: Existencia de varios caminos paralelos para la corriente La longitud de los caminos para la corriente debes ser la mínima Equipotencialización de partes conductoras de la estructura • • •

Para el sistema de bajantes emplearemos varillas de cobre la cual tiene las siguientes características: Material

Configuración

Minia área[mm2]

Comentario

Cobre

Trenzado

50

1.7[mm] mínimo de diámetro por hilo

Los Bajantes tendrán una longitud de 36[m] El empalme con el conductor de puesta a tierra lo haremos a 1.5[m] de altura sobre el suelo.

Conexiones y Uniones Emplearemos soldadura exotérmica entre los electrodos de puesta a tierra y el conductor de puesta a tierra ya que la norma lo permite y emplearemos abrazaderas con tornillos para unir el conductor de puesta a tierra con los bajantes. Conductor de Puesta a Tierra Emplearemos el conductor que recomienda la norma para puestas a tierra el cual es 4/0 AWG.


3


CONCLUSIONES Con la elaboración del proyecto comprobamos lo importante que es unir la práctica a la teoría, para las asignaturas que son de vital desarrollo en nuestra profesión, que como las instalaciones eléctricas, tiene un enfoque profesional inmediato, además de situarnos y familiarizarnos como estudiantes, en el plano laboral, por medio de la identificación de los diferentes componentes de una instalación eléctrica, como lo son las dimensiones de los equipos usados, la topología, la simbología, los calibres, las potencias, e inconvenientes que se pueden tener al formular un diseño en los tópicos referentes a las instalaciones. Comprobamos la importancia de tener documentos bases legales como son las normas, en las cuales el diseñador se pueda soportar, para llevar a cabo su trabajo y no llegar a sobredimensionar, pues esto podría acarrear desde pérdidas económicas, llevándonos así a dimensionar un sistema correctamente un sistema confiable y seguro evitando riegos y hasta pérdidas de vidas animales y humanas, o accidentes que comprometieran toda una instalación eléctrica y nuestro desempeño como ingenieros laboralmente. Por ende la experiencia, es un buen logro en la aplicación de las normas y tener claros los conceptos involucrados con las variables eléctricas, harán de nosotros estudiantes un buen profesional además de sumarle la responsabilidad legal que tiene el diseño de estas instalaciones hoy día, dejando ver la ética profesional, resultando de esto un excelente ingeniero.

Edificio Diamons

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