MEMORIAS DE CALCULO ELECTRICO BODEGA

MUNICIPIO DE MOSQUERA DISEÑO ELÉCTRICO

PROPIETARIO LEASING BANCO DE COLOMBIA TECNODISEÑO LTDA. APODERADO LUIS JAVIER RUIZ S. PROYECTO BODEGA TECNODISEÑO LTDA. ZONA FRANCA DE OCCIDENTE

CALCULÓ ING. JAIRO E.TORRES BONILLA

JA I RO TO TOR RRES BONILLA

PLANTAS ELÉCTRICAS CENTROS DE CONTROL DE MOTORES CONTROL DE ENERGÍA REACTIVA DISEÑO E INSTALACIÓN INDUSTRIAL ASESORÍA ELÉCTRICA.

SEPTIEMBRE DE 2012

JA IRO TORRES BONILLA


MEMORIAS DE CÁLCULO DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS PROYECTO BODEGA TECNODISEÑO LTDA. SEPTIEMBRE DE 2012

1. CRITERIOS DE DISEÑO SISTEMA ELÉCTRICO . a. GENERALES: i. Asegurar cumplimiento de las normas eléctricas vigentes. ii. Brindar un sistema seguro, confiable y de fácil mantenimiento. iii. Incluir opción de crecimiento del sistema. b. SUMINISTRO DE ENERGIA: i. Empresa: Zona franca de occidente ZFO. ii. Características del sistema: sistema radial trifásico tres hilos 11400V, 60HZ. c. INSTALACIONES ELECTRICAS INTERIORES

i. Las instalaciones eléctricas de iluminación y fuerza cumplirán con lo establecido en la última revisión de la norma NTC 2050 código eléctrico colombiano y el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE.

ii.

Características del sistema: sistema radial trifásico cuatro líneas 208/120 V 60 HZ, factor de potencia: 0.95 en adelanto, máxima caída de tensión permitida: 3%.

iii.

Cableado: en general el cableado consiste en cables de cobre con aislamiento THHN o aluminio serie 8000 aislado instalado en tuberías eléctricas metálicas EMT o en tuberías eléctricas n o metálicas PVC.

d. COORDINACION DE PROTECCIONES: el sistema de distribución requiere cálculo de corto circuito para asegurar una coordinación apropiada de los dispositivos de protección. e. UPS. Se seleccionará una ups para equipos de cómputo.

f. PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS: en el diseño se debe establecer la necesidad o no de instalar el equipo de protección contra descargas atmosféricas.

g. ILUMINACION: el diseño de la iluminación interior y exterior cumplirá con las siguientes recomendaciones para niveles de iluminación de acuerdo con RETILAP:



ESPACIO

NIVEL DE ILUMINACION RECOMENDADO

UGR

Bodega área activa. Se asume trabajo de montaje maquinaria pesada

300 lx

25

Oficinas

500 lx

19

Escaleras

150 lx

25

Parqueadero área de parqueo

20 lx

h. SISTEMA DE INFORMACION: el diseño dejara previsto la infraestructura (canalizaciones y espacios para equipos) para la implementación de una red de voz y datos.

2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA . El proyecto consiste de una bodega ubicada en el lote 56 B de la zona franca de occidente con las siguientes características: Numero de pisos: 3 Conformación piso 1: zona de bodega con uso para logística área aproximada de 640m2 y local con área aproximada de 62 m2. Para un total de 702 m2 Piso 2: oficinas con área de 144 m2. Piso 3: oficinas con área de 144 m2 Área total de la bodega 990 m2. • •

• • •

La zona franca de occidente suministra energía a nivel de tensión de 11.4 kV. Para obtener el nivel de tensión requerido de 220/120 V se emplea una subestación tipo pedestal radial con capacidad de alimentar la carga de la bodega.

3. ANALISIS DE CARGAS.

a. CARGAS DE ILUMINACION GENERAL: De acuerdo con la norma NTC 2050 Tabla 220-3b) la carga por iluminación general para edificios industriales y comerciales es de 22 VA/m2, de donde tenemos: Carga por iluminación = 22 VA/m2 X 990 m2 = 21780 VA

b. CARGAS EQUIPOS DE OFICINA: Computadores piso 1: Computadores piso 2:

1000VA 3000VA



Computadores piso 3: Otros equipos de oficina:

3000VA 3000VA

c. CARGAS FUERZA OFICINAS Y BODEGAS: Salidas trifásicas bodegas (6000VA X 3): Tomas piso 1 (180VA X 10): Tomas piso 2 (180VA X 14): Tomas piso 3 (180VA X 10):

18.000VA 1800VA 2520VA 1800VA

Para alimentar las diferentes cargas de forma eficiente se agrupan por área y funcionalidad de acuerdo al siguiente cuadro. Las cargas de iluminación son modificadas de acuerdo con los resultados arrojados por los cálculos de iluminación:

CARGA EN VA FUERZA ESPACIO BODEGA

NORMAL

ILUMINACION

REGULADA

18000

5000

LOCAL Y EXTERIORES

1800

2000

2000

OFICINA P2

2520

4000

1000

OFICINA P3

1800

4000

1000

25120

10000

9000

TOTALES

De acuerdo a esta clasificación de carga se establece el siguiente diagrama unifilar para el proyecto:





4. SELECCIÓN DE TRANSFORMADOR. Para la selección del transformador se tienen en cuenta las cargas instaladas y los factores de demanda: Carga Continua (100%): Alumbrado: Fuerza regulado (equipo de computo): TOTAL CARGA CONTINUA

9000 VA 10000 VA 19000 VA

Carga No continua (80%): Fuerza Normal: 25120 al 80% TOTAL CARGA NO CONTINUA

20096 VA 20096 VA

RESERVA:

6000 VA

CARGA TOTAL DEL TRANSFORMADOR:

45096 VA

Se selecciona transformador tipo pedestal con terminales de frente muerto en MT, fusibles de bayoneta y limitador de corriente potencia 45 kVA., 11.400/208-120 V, en aceite, Dy5 Zcc = 3%. La subestación es una subestación de pedestal tipo radial.

5. DISTANCIAS DE SEGURIDAD Las distancias mínimas de seguridad para una subestación tipo pedestal de acuerdo con el RETIE se muestran en las siguientes graficas.



La subestación de la bodega esta ubicada a 20 metros de la construcción en una zona verde y por lo tanto se cumple las condiciones de distancia de seguridad.

6. SELECCION DE CONDUCTORES EN MT Para alimentar la subestación por media tensión se selecciona conductor de cobre aislamiento XLPE aislado a 15 kV. La distancia de la acometida en media tensión no supera los 40 metros. La regulación en el lado de media tensión esta dada por: TRAMO CONDUCTO LONGITUD (m)CARGA (KVA) k (conductor) REGULACION (% ACOMETIDA M CU No 2 40 45 4,55E-07 0,00081882

7. ANALISIS DE CORTO CIRCUITO Y FALLA A TIERRA De acuerdo con los parámetros de la red de MT y el transformador seleccionado tenemos:



Tension Vp

=

11400

V

Vs

=

208

V

Rel. de Transformacion

Transformador Zcc

45

=

KVA

Tipo ACEITE

0,03

0,01825

=

CORRIENTES MT Icc(MT)

In(MT)

=

IN(MT) Zcc

=

=

kVA Vp.√3

=

=

IN(BT) Zcc

=

=

kVA Vs. √3

=

kVA /√ 3.Vp Zcc 45 19745,37921

=

2,27901422 0,03

=

75,97

=

2,27901422

=

2,28

=

124,9111743 0,03

=

4163,71

=

124,91

CORRIENTES BT Icc(BT)

In(BT)

Protección a Utilizar

kVA /√ 3.Vs Zcc 45 360,266568

=

Breaker Seleccionado

156,13

124,9075102

150

A

TIPO

Schneider I/Ir

=

27,76

A

CORRIENTE A GRAFICAR EN LA PROTECCION DE BT

FUSIBLE NOR MALIZADO A USAR Trafo (p) 630 kVA

HH =

Pedestal Bay-O-Net Limitador

Protección Trafo 34.5/ 11.4 kV

6 30

NH = Dual = Convension al=

Redes BT NH =

8. COORDINACION DE PROTECCIONES. Para la selección y coordinación de las protecciones en media tensión (fusible tipo bayoneta y fusible de respaldo) se utiliza el programa en línea de los fabricantes de fusible COOPER “TransFusion™ Coordination Program”

(http://www.coopertransfusion.com/Calc). Y se obtiene los siguientes resultados:



Se selecciona fusible bayoneta “current sensing” de 6 A y fusible de respaldo ELSP de 30 A. De acuerdo con el análisis de cortocircuito la corriente secundaria es de 123 A y de acuerdo con la norma 2050 la corriente de conductor debe ser 1,25 veces In, es decir 153 A. Se selecciona un interruptor de 150 A 25 kA de cc regulable como protección principal. Tenemos la siguiente tabla con los valores de corriente referidos a MT.



Tiempo (Seg)

I/ Ir

RT

I Referida a MT

1000

1,10

54,8

3,0

500

1,15

54,8

3,1

300

1,20

54,8

3,3

100

1,30

54,8

3,6

50

1,40

54,8

3,8

30

1,50

54,8

4,1

10

1,70

54,8

4,7

5

1,85

54,8

5,1

1 0,1

3,00 10,00

54,8 54,8

8,2 27,4

0,01 0,008

10,00 40,00

54,8 54,8

27,4 109,5

Al referir todas las curvas a media tensión tenemos las siguientes curvas de coordinación:

b



Para el presente diseño según el estudio de coordinación de protecciones y acorde a la normatividad y los criterios técnicos de diseño en caso de falla opera primero la protección en BT luego la protección en MT (fusible tipo bayoneta) y por último la protección de respaldo en caso de falla interna del transformador. 9. CALCULO DE CONDUCTORES Y DUCTOS EN BT Acometida general en B.T. (45 kVA, 30 metros, trifásica 208 V)



Alimentación

Tipo de Carga W

Monofasica

HP Trifásica A VA

Calibre Calculo de Alimentador Datos de la Carga Carga nominal: 45000 VA Tension del sistema: 208 V Fp: 0,9 Eff: 100 % Factor de diseño: 125 % Corrient e: 124, 91 A

Temperatura del cable 60 °C

75 °C

90 °C

Temperatura ambiente °C

Datos del Conductor Calibre: 1/0 AWG/MCM Capacidad nominal: 170 A Factor correcion Temp: 1 Capacidad Total: 170,00 A

Comprobación por regulación: Regulación Max. 3%

5%

Caída de tensión sistemas Trifasico (Conductor de Cobre) Carga: Longitud del circuito: Tensión del sistema FP: Calibre del Cable: Material de la tubería: R: X:

45000 VA 30 m 208 V 0,9

Distancia

45 kVA

0 k =

1/0

1

(r × cosθ + x × senθ ) 105 × kV

0

2

Cond. por fase

k=0,0009 0,39 OHM/kM 0,144 OHM/kM

Caída de tensión: Voltaje Final:

∆V (% )= (k VA× m) × k

∆V(%) = 1,29 205,31 V 1000

V3.2.3

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 3x1/0+1x2+1x4T THHN. Ducto 2” PVC.



Acometida TDG a Tablero bodega en B.T. (23 kVA, 10 metros, trifásica 208 V) Alimentación

Tipo de Carga W

Monofasica

HP Trifásica A VA

Calibre Calculo de Alimentador Datos de la Carga Carga nominal: 23000 VA Tension del si stema: 208 V Fp: 0,9 Eff: 100 % Factor de diseño: 125 % Corriente: 63,84 A


75 °C

90 °C


Datos del Conductor Calibre: 4 AWG/MCM Capacidad nominal: 95 A Factor correcion Temp: 1 Capac idad Tot al: 95, 00 A Tabla 310,16

Comprobación por regulación: Regulación Max. 3%

5%

Caída de tensión sistemas Trifasico (Conductor de Cobre) Carga: Longitud del circuito: Tensión del s istema FP: Calibre del Cable: Material de la tubería: R: X:

23000 VA 10 m 208 V 0,9

Distancia

23 kVA

0 k =

4

1

( r × cosθ + x × senθ ) 105 × kV

0

2

Cond. por fase

k=0,0022 1,02 OHM/kM 0,157 OHM/kM


∆V (% )= (kV A× m) × k

∆V(%) = 0,52 206,9 V 1000

V3.2.3

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 3x4+1x6+1x8T THHN. Ducto 1-1/2” PVC. Protección 3x75A Acometida TDG a Tablero Local en B.T. (5.8 kVA, 10 metros, monofásica 120 V) Alimentación Monofasica

Tipo de Carga W HP

Trifásica A VA

Calibre Calculo de Alimentador Datos de la Carga Carga nominal: 5800 VA Tension del s istema: 120 V Fp: 0,9 Eff: 100 % Factor de diseño: 125 % Corriente: 48,33 A

60 °C

75 °C



Comprobación por regulación:




Regulación Max.

Caída de tensión sistemas Monofasicos (Conductor de cobre) Carga: Longitud del circuito: Tensión del sis tema FP:

3%

5%

Calibre del Cable:

5800 VA 10 m 120 V 1

Distancia

5,8 kVA

0 k =

6

1

(r × cos θ + x × senθ ) 5 × kV 2

Cond. por fase k=0,0223

Material de la tubería: R: X:

1,61 OHM/kM 0,167 OHM/kM


∆V (% )= (k VA× m) × k

∆V(%) = 1,29 118,44 V 1000

V3.2.3

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 2x6+1x8T THHN. Ducto 1” PVC. Protección 1x63A Acometida TDG a Tablero Oficina P2 en B.T. (7.5 kVA, 15 metros, monofásica 120 V) Alimentación Monofasica

Tipo de Carga W HP

Trifásica A VA

Calibre Calculo de Alimentador Datos de la Carga Carga nominal: 7500 VA Tension del sistema: 120 V Fp: 0,9 Eff: 100 % Factor de diseño: 125 % Corriente: 62,50 A


75 °C

90 °C



Comprobación por regulación: Regulación Max.

3%

5%

Caída de tensión sistemas Monofasicos (Conductor de cobre) Carga: Longitud del circuito: Tensión del sis tema FP: Calibre del Cable: Material de la tubería: R: X:

7500 VA 15 m 120 V 1

7,5 kVA

0 k =

4

Distancia

1

(r × cos θ + x × senθ ) 5 × kV 2




∆V (% )= (k VA× m) × k

∆V(%) = 1,59 118,08 V 1000

V3.2.3

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 2x4+1x8T THHN. Ducto 1-1/4” PVC. Protección 1x75A



Acometida TDG a Tablero Oficina P2 en B.T. (6.8 kVA, 18 metros, monofásica 120 V) Alimentación Monofasica

Tipo de Carga W HP

Trifásica A VA



75 °C

90 °C



Comprobación por regulación: Regulación Max.

3%

5%

Caída de tensión sistemas Monofasicos (Conductor de cobre) Carga: Longitud del circuito: Tensión del sistema FP: Calibre del Cable: Material de la tubería: R: X:

6800 VA 18 m 120 V 1

Distancia

6,8 kVA

0 k =

6

1

(r × cos θ + x × senθ ) 5 × kV 2




∆V (% )= (kV A× m) × k

∆V(%) = 2,73 116,71 V 1000

V3.2.3

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 2x6+1x8T THHN. Ducto 1” PVC. Protección 1x63A Acometida TDG a Tablero UPS en B.T. (10 kVA, 18 metros, trifásica 208=120 V) Alimentación Monofasica

Tipo de Carga W HP

Trifásica A VA


60 °C

75 °C


Datos del Conductor Calibre: 10 A WG/MCM Capacidad nominal: 40 A Factor correcion Temp: 1 Capac idad Tot al: 40, 00 A Tabla 310,16

Comprobación por regulación:




Regulación Max. 3%

5%

Caída de tensión sistemas Trifasico (Conductor de Cobre) Carga: Longitud del circuito: Tensión del sistema FP: Calibre del Cable: Material de la tubería: R: X:

10000 VA 10 m 208 V 0,9

Distancia

10 kVA

0 k =

10

1

( r × cosθ + x × senθ ) 105 × kV

0

2

Cond. por fase

k=0,0082 3,9 OHM/kM 0,164 OHM/kM


∆V (% )= (k VA× m) × k

∆V(%) = 0,82 206,27 V 1000

V3.2.3

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 3x10+1x10T THHN. Ducto 1” PVC. Protección 3x40A 10. CALCULO MALLA A TIERRA

Para el dimensionamiento de la malla de puesta a tierra se siguió el método expuesto en la norma IEEE 80. Se adjunta estudio completo en documento independiente 11. ANALISIS DE RIESGOS CONTRA RAYOS Para el análisis de riesgos contra rayos se utiliza la hoja de cálculo de la empresa seguridad eléctrica Ltda. Los resultados arrojados son:

Los datos ingresados aparecen en las siguientes graficas:







Como se observa en los datos de entrada es necesario realizar los siguientes trabajos con el fin de mitigar los riesgos rayo. Cablear y realizar puesta a tierra de acuerdo con la norma NTC 2050 e IEEE 100 Equipotencializar la estructura a nivel del piso. Se recomienda utilizar cable de cobre No 2/0 AWG. Equipotencializar todas las estructuras metálicas, sistemas internos, partes conductoras externas, acometidas de servicios y líneas conectadas a la estructura a proteger. • •

•

12. CALCULOS DE ILUMINACION Para los cálculos de iluminación se toman los valores de acuerdo con retilap y se utiliza el programa dialux. Los resultados son:

MEMORIAS DE CALCULO ELECTRICO BODEGA

Recommend Documents