Proyecto Electrico de Planta Industrial

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES

CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICISTA

TRABAJO FINAL

PROYECTO DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA

OBRA: PLANTA INDUSTRIAL DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

CHOUSA S.R.L.

PROYECTO: CARLOS DANIEL RODRIGUEZ

U.N.C. F.C.E.F.y N.

I.M.E. TRABAJO FINAL

Dedicado muy especialmente a Analia, Sofia y Facundo. Un profundo agradecimiento a mis Padres. ..... y a todas las personas que de una forma u otra hicieron posible esta meta. junio de 1998

WORD ’97 TESIS.DOC

2

Carlos Daniel Rodríguez

U.N.C. F.C.E.F.y N.


INDICE

CAPÍTULO

TEMA

PAG.

I

DOCUMENTACION INTEGRANTE

4

II

MEMORIA DESCRIPTIVA

6

III

CÁLCULO LUMINICO

8

IV

CÁLCULO DE POTENCIAS - PLANILLAS DE CARGA

25

V

CÁLCULO DE CAIDAS DE TENSIÓN - PLANILLA DE CONDUCTORES

27

VI

CÁLCULO DE CORTOCIRCUITO

30

VII

CÁLCULO Y SELECCIÓN DEL ALIMENTADOR DE MEDIA TENSIÓN

39

VIII

CÁLCULO Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y MANIOBRA

41

IX

CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

43

X

CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

50

XI

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

52

XII

CÓMPUTO Y PRESUPUESTO ANÁLISIS ECONÓMICO

72

XIII

BIBLIOGRAFÍA

74

XIV

PLANOS Y ESQUEMAS DE DISEÑO

75

ANEXO 1

ILUMINACIÓN

ANEXO 2

FUERZA MOTRIZ


3


U.N.C. F.C.E.F.y N.


CAPÍTULO I DOCUMENTACION INTEGRANTE

ARCHIVO

PLANO

07-PLG01.DWG

IE-PLG01

Planimetría General. Ubicación

07-PL001.DWG

IE-PL001

Sala de Celdas de M.T.

07-PL002.DWG

IE-PL002

Disposición de Equipos en Subestación Transformadora.

07-PL003.DWG

IE-PL003

Distribución de luminarias.

07-PL004.DWG

IE-PL004A

Distribución de bocas de iluminación y cañería. Sector de Producción.

07-PL004.DWG

IE-PL004B

Distribución de bocas de iluminación y cañería. Sector de Oficinas.

07-PL005.DWG

IE-PL005

Distribución de bocas de tomas y bandejas.

07-PL006.DWG

IE-PL006

Distribución de equipamiento. Lay Out de Planta.

07-MT001.DWG

IE-MT001

Instalación de Media Tensión.

07-PT001.DWG

IE-PT001

Sistema de Puesta a Tierra en Sala de Celdas de M.T.


DESCRIPCION

4


U.N.C. F.C.E.F.y N.


07-PT002.DWG

IE-PT002

Sistema de Puesta a Tierra General

07-EF01.DWG

IE-EF01

Tablero General de Baja Tensión (T.G.B.T.) Módulo de Potencia y de Distribución. Esquema unifilar.

07-EF02.DWG

IE-EF02

Tablero General de Baja Tensión (T.G.B.T.) Módulo de Servicios Generales. Esquema unifilar

07-EF001.DWG

IE-EF001

Tablero General de Baja Tensión (T.G.B.T.) Esquema Topográfico

07-EF002.DWG

IE-EF002

Tablero Panel de Alarmas (T.P.A.) Esquema Unifilar.

07-EF06.DWG

IE-EF06

Tablero de Bombas (T.S.B.) Esquema Unifilar.

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


0T138-M01 Celda tipo Cámara 13,2 kV. Alimentación transformador

5


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CAPÍTULO II MEMORIA DESCRIPTIVA El siguiente es un PROYECTO DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA de una Planta Industrial dedicada al servicio de tratamientos superficiales de piezas mecánicas perteneciente a la empresa CHOUSA S.R.L. ubicada en Camino a Pajas Blancas Km 7,5 de la ciudad de Córdoba. Dicha planta cuenta con 1.875 m2 de superficie cubierta ubicada en un predio de 11.000 m2 como puede observarse en la planimetría general (Plano IE-PLG01). El edificio consta de: un sector de oficinas compuesto de dos plantas (planta alta y planta baja); y el sector de producción o nave principal la cual cubre la mayor parte de la edificación, unos 1.750 m2. El tipo de construcción empleado es estructura premoldeada y pretensada de hormigón armado construida por PRETENSA S.A. El sector de producción es una nave de 70 m de longitud por 25 m de ancho y 7,00 m de altura promedio. Techo de corte trapezoidal y seis tragaluces de policarbonato ubicados cada 10 m aproximadamente. En cada muro lateral se prevé la ubicación de ventanas a una altura de no más de 4,00 m; y dos ventiladores de 0,90 m de diámetro en el muro posterior del edificio para la circulación forzada del aire, respondiendo a la necesidad de evacuar los gases y el calor, propios del proceso productivo. El cálculo lumínico dio como resultado, la necesidad de instalar en la nave principal de la planta 48 artefactos industriales en vapor de mercurio de alta presión HPLN 250W montados a una altura aproximada de 6,00 m. Para el sector de oficinas se proyectó instalar artefactos de diversos tipos y marcas de acuerdo a las necesidades de cada sector. Los niveles de iluminación requeridos van desde los 150 a los 500 lux. La planta consta del siguiente equipamiento: -

Rectificador Horno principal Horno de secado Baño electrolítico de cincado Desengrasadora

-

Dos granalladoras Compresor de aire Dos bombas de agua Grúa de pie

La potencia máxima simultánea estimada es del orden de los 600 kVA para la totalidad de la instalación, repartiéndose en 300 kVA para el horno principal y 300 kVA para el resto del equipamiento y la instalación general de la planta. La alimentación general al edificio por parte de la empresa prestataria del suministro eléctrico (E.P.E.C.), se realiza en media tensión (13,2 kV) con medición en baja tensión (380/220V -50 Hz). La acometida se efectúa desde una Cámara de Celdas de Maniobra; jurisdicción de E.P.E.C. mediante conductor armado subterráneo hasta la Subestación Transformadora de la planta (S.E.T.)


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La Subestación Transformadora está ubicada en el edificio principal a 80 m de la Sala de Celdas. Consta de un transformador en baño de aceite de 630 kVA; celda de Media Tensión con seccionador fusible y la canalización interna del cableado se realiza sobre bandeja portacable perforada y cincada. También aquí tenemos el punto de medición en baja tensión, diseñado según especificaciones de la E.P.E.C. El tablero general de baja tensión se encuentra ubicado en el muro sur de la planta, contiguo a la S.E.T. según se muestra en el plano IE-PL004A, y se denomina T.G.B.T. Desde el mismo saldrán los alimentadores a cada uno de los tableros seccionales. El sistema de Puesta a Tierra consiste principalmente de una malla construida con conductor de cobre desnudo, dispuesta a una profundidad de 1,00 m cubriendo la superficie de la S.ET. Juntamente con la malla se ubican jabalinas tipo coperweld unidas mediante soldadura cuproaluminotermica. Un conductor de cobre desnudo de la misma sección que el de la malla recorre el perímetro del edificio y seis jabalinas distribuidas en forma conveniente a lo largo del recorrido. Éstas se vinculan a su vez; con el sistema de protección contra rayos por medio de sus respectivas bajadas. Todas las vinculaciones son efectuadas con soldadura cuproaluminotermica. El sistema de pararrayos fue diseñado sobre la base del método de la “esfera rodante” de la norma NFPA 780. La aplicación del mencionado método dio como resultado un sistema de 18 pararrayos dispuestos en el techo del edificio. También se diseñó un sistema de protección y alarma para el transformador de potencia. Este sistema; concebido para detectar y prevenir fallas internas como ser cortocircuitos entre espiras; sobrecalentamiento provocado por un exceso de carga o una refrigeración insuficiente; está compuesto de un tablero panel de alarmas (T.P.A.) donde se reciben y procesan mediante una lógica discreta de relés las señales provenientes del relé de Buccholz y el relé de temperatura equipados en el transformador. De este modo tenemos un escalonamiento de la señalización; desde la señal visual (mediante un neón en el frente del panel), una señal audible, y por último la acción que se traduce en la apertura del seccionador de la celda en forma automática, primero del lado de la carga (baja tensión) y luego del lado de media tensión poniendo fuera de servicio el equipo para su reparación o reemplazo.


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CAPÍTULO III CÁLCULO LUMINICO El cálculo lumínico se encaró de la siguiente manera: •

Iluminación del sector de producción;

•

Iluminación del sector administración;

•

Iluminación exterior.

Los dos primeros se realizaron mediante el método del rendimiento de la iluminación, verificándose los resultados con el programa de Iluminación de interiores versión 2.1 de ANFA S.A. De este modo se determinó el número de artefactos en cada local de acuerdo al nivel de iluminación requerido en cada caso. Dichos niveles se obtuvieron de tablas de valores recomendados según DIN 5035 (Ver anexo 1, tabla 20-2) A su vez el cálculo de iluminación exterior consistió en: •

Iluminación perimetral;

•

Iluminación de fachada.

III-1 Iluminación del sector de producción. Datos del local:

L = 70 m Dimensiones b = 25 m H= 7m

Factor de Reflexión

Techo: gris claro Paredes: hormigón claro Piso: hormigón claro sucio

Nivel de iluminación requerido:

→ fr = 0,5 → fr = 0,5 → fr = 0,3

Em = 200 lux

Tipo de lámpara: Vapor de mercurio de alta presión HPLN 250 W. Flujo luminoso por lámpara: ∅L = 13000 lm Tipo de luminaria: Artefacto industrial con reflector de aluminio anodizado, cabeza portaequipo para lámparas de descarga. Marca ANFA, modelo I401. Curva de distribución luminosa A1.1 (según tabla 20-4;anexo 1).


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Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tendremos:

h’ = H – 1,00 = 6,00 m

Techo

Altura mínima:

artefacto

h = 2/3 h’ = 4,00 m

Altura aconsejable: h = 3/4 h’ = 4,50 m

h

H=7m

Altura óptima:

h = 4/5 h’ = 4,80 m

Tomamos:

h = 5,50 m

Indice de local: k = (L.b) / h.(L+b) k = (70.25) / 5,50 (70+25)

plano de trabajo

k = 3,35

1m nivel de piso

Rendimiento del local: de la tabla 20-4 curva de distribución luminosa A1.1 se obtiene:

ηR = 1,06

Fig. III-1

ηL = 0,7555

Rendimiento de la luminaria: Rendimiento de la iluminación:

η = ηR . ηL

Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:

→

η = 0,80

fm = 0,70

∅T = Em . S / η . fm ∅T = 200 . 70 . 25 / 0,80 . 0,70 = 625000 Lm

Número de luminarias necesarias:

NT = ∅T / n . ∅L = 781250 / 13000 = 48,077

(n: número de lámparas por luminaria)


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Lo que corresponde a:


NT = 48 luminarias

con lo cual, la distribución de los puntos de luz responde a la figura 1-1, es decir, 12 filas de 4 artefactos cada una. La distancia promedio entre luminarias es de 6 m y cumplen con la condición: d ≤ 1,2 h → 6 ≤ 1,2 5,5 = 6,6


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III-2 Iluminación del sector de Oficinas y Servicios Generales. El sector de oficinas y servicios generales consta de varios locales a saber: - Laboratorio - Recepción y entrega - Vestuarios - Baños - Comedor - Oficina de capacitación - Oficina principal - Ingreso de personal - Mantenimiento - Depósito - Sub-Estación Transformadora - Ingreso Principal III-2-1 Laboratorio Datos del local: L = 5,00 m Dimensiones b = 4,50 m H = 2,85 m Techo: blanco Paredes: blanco Piso: gris claro


→ fr = 0,8 → fr = 0,7 → fr = 0,4

luminancia media recomendada (según DIN 5035): Em = 500 lux Tipo de lámpara: Tubo fluorescente marca PHILIPS TLD 36W/33 blanco níveo. Flujo luminoso por lámpara: ∅L = 3100 lm. Tipo de luminaria: Artefacto fluorescente 2 x 36 W con louver marca ANFA, mod. TP1031 techo artefacto

Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tenemos que: h’ = H – 0,85 = 2,00 m

H = 2,85 m

Altura mínima:

h = 2/3 h’ = 1,33 m

Altura aconsejable: h = 3/4 h’ = 1,50 m plano de trabajo Altura óptima:

h = 4/5 h’ = 1,60 m

Tomamos:

h = 1,60 m

0,85 m nivel de piso

Indice de local:

k = (L.b) / h.(L+b)

Fig. III-2


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k = (5.4,5) / 1,5(5+4,5) k = 1,48 Rendimiento del local:

ηR = 0,776

Rendimiento de la luminaria:

ηL = 0,75

Rendimiento de la iluminación:

η = ηR . ηL

Factor de mantenimiento:

fm = 0,75

Flujo luminoso total necesario:

∅T = Em . S / η . fm

→

η = 0,5823

∅T = 500 . 5 . 4,5 / 0,70 . 0,75 = 25760 lm. Número de luminarias necesarias:

NT = ∅T / n . ∅L = 25760 / 2 . 3100 = 4,15

(n: número de lámparas por artefacto) Lo que corresponde a:

NT = 4 luminarias

III-2-2 Vestuarios Datos del local: L = 5,00 m Dimensiones b = 3,50 m H = 2,85 m


Techo: blanco Paredes: blanco Piso: gris claro

→ fr = 0,8 → fr = 0,7 → fr = 0,3

luminancia media recomendada (según DIN 5035): Em = 150 lux Tipo de lámpara: Tubo fluorescente marca PHILIPS TLD 36W/33 blanco níveo. Flujo luminoso por lámpara: ∅L = 3100 lm. Tipo de luminaria: Artefacto fluorescente 1 x 36 W sin louver marca ANFA, mod. TP1031


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Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tenemos que: h’ = H – 0,85 = 2,00 m techo

Altura mínima:

artefacto

h = 2/3 h’ = 1,33 m

Altura aconsejable: h = 3/4 h’ = 1,50 m

H = 2,85 m

plano de trabajo

Altura óptima:

h = 4/5 h’ = 1,60 m

Tomamos:

h = 1,60 m

Indice de local:

k = (L.b) / h.(L+b) k = (5.3,5) / 1,5(5+3,5)

0,85 m nivel de piso

k = 1,37 Fig. III-3 Rendimiento del local:

ηR = 0,7841


ηL = 0,75

Rendimiento de la iluminación: Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:

η = ηR . ηL

→

η = 0,588

fm = 0,75

∅T = Em . S / η . fm ∅T = 150 . 5 . 3,5 / 0,707 . 0,75 = 5951 lm.

Número de luminarias necesarias: Lo que corresponde a:

NT = ∅T /∅L = 5951 / 3100 = 1,92 NT = 2 luminarias

III-2-3 Comedor


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Datos del local: L = 6,00 m Dimensiones b = 5,00 m H = 2,85 m


Techo: blanco Paredes: blanco Piso: gris claro

→ fr = 0,8 → fr = 0,7 → fr = 0,3

luminancia media recomendada (según DIN 5035): Em = 250 lux Tipo de lámpara: Tubo fluorescente marca PHILIPS TLD 36W/33 blanco níveo. Flujo luminoso por lámpara: ∅L = 3100 lm. Tipo de luminaria: Artefacto fluorescente 2 x 36 W sin louver marca ANFA mod. TP1031 Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tenemos que: h’ = H – 0,85 = 2,00 m Altura mínima:

h = 2/3 h’ = 1,33 m

Altura aconsejable:

h = 3/4 h’ = 1,50 m

Altura óptima:

h = 4/5 h’ = 1,60 m

Tomamos:

h = 1,60 m

Indice de local:

k = (L.b) / h.(L+b) k = (6.5) / 1,5(6+5) = 1,82

Rendimiento del local:

ηR = 0,7526


ηL = 0,75

Rendimiento de la iluminación:

η = ηR . ηL

Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:


→

η = 0,56445

fm = 0,75

∅T = Em . S / n . η . fm

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∅T = 300 . 6,5 . 5 / 0,728 . 0,75 = 21260 lm. Número de luminarias necesarias: Lo que corresponde a:

NT = ∅T /∅L = 21260 / 2 . 3100 = 3,43 NT = 4 luminarias

El siguiente cuadro es un resumen del método mostrado anteriormente en el cual se especifican los niveles lumínicos recomendados, tipo de artefactos a instalar, cantidad y consumo por local.

PLANTA BAJA LOCAL

NIVEL DE ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y (lux) POTENCIA NOMINAL

NÚMERO DE ARTEFACTOS

POTENCIA TOTAL (W)

Laboratorio

500

Fluoresente 2x36W

4 (cuatro)

288

Admisión y Entrega

500

Fluoresente 2x36W

4 (cuatro)

288

Ingreso

500

Artefacto redondo embutir HQIT 70W

3 (tres)

210

Recepción

150

Spot dicroico 12V - 50W

4 (cuatro)

200

Sanitarios

100

Incandescente 1x60W

4 (cuatro)

240

Vestuarios

150

Fluoresente 1x36W

2 (dos)

72

Baños

150

Fluoresente 2x36W

2 (dos)

240

Incandescente 2x60W

1 (uno)

Escaleras

50

para

195 Incandescente 1x75W

TOTAL

1 (uno) 1733 W

PLANTA ALTA


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NIVEL DE ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y (lux) POTENCIA NOMINAL Dulux 2x26W Oficina 200 Principal Dicroica 50W - 12V Dulux 2x26W Oficina de 200 Capacitació Dicroica 50W - 12V n LOCAL

NÚMERO DE ARTEFACTOS 4 (cuatro)

POTENCIA TOTAL (W) 408

4 (cuatro) 4 (cuatro) 408 4 (cuatro)

Pasillo

50

Dicroica 50W - 12V

4 (cuatro)

200

Comedor

250

Fluorescente 2x36W

4 (cuatro)

288

Dormitorio

150

Incandescente 2x60W

1 (uno)

120

Sanitario

50

Incandescente 1x100W

2 (dos)

200

TOTAL

1624 W

SECTOR DE PRODUCCIÓN NIVEL DE LOCAL ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y (lux) POTENCIA NOMINAL


POTENCIA TOTAL (W)

48

12000

Nave Principal

250

Artefacto Industrial HPLN 250W

Ingreso de Personal

50

Incandescente 2x60W

2 (dos)

240

Depósito

100

Fluorescente 1x36W

4 (cuatro)

144

Fluorescente 1x36W

4 (cuatro)

Mantenim.

S.E.T.

100

50

162 Fluor. 1x18W (emergencia)

1 (uno)

Fluorescente 1x36W

2 (dos)

TOTAL III-3 Iluminación Exterior


72 12618 W

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La iluminación exterior comprende el alumbrado perimetral del edificio y las luces de fachada. El primero se diseñó con un criterio de seguridad y obtener una iluminación mínima necesaria en este sector. En tanto, la iluminación de fachada responde a pautas de estética a los fines de destacar la imagen de la empresa.

III-3-1 Iluminación perimetral Para el cálculo de la iluminación perimetral se utilizó el Método del flujo luminoso necesario. Mediante este método se calcula el flujo luminoso para un tramo de la vía, aplicando la fórmula:

φT = en la cual

Emed ⋅ A ⋅ D f u ⋅ fc

φ T : flujo luminoso total necesario en lúmenes; Emed : iluminancia media en lux; A : ancho de la calzada en metros; D : distancia entre dos puntos de luz en metros (tabla 22-5; anexo 1); fu : factor de utilización, obtenido de la curva de utilización correspondiente a la luminaria y lámpara elegidas, y de las características de la vía a iluminar. fc : factor de conservación.

Si el flujo luminoso obtenido es igual o inferior al dado por las lámparas elegidas, en principio, la solución puede considerarse como válida. Dado que pretendemos iluminar el perímetro del edificio aplicaremos el método para cada uno de los lados del mismo. Comenzaremos con el muro norte. Según la tabla 22-1 se fija un nivel medio de iluminación sobre la calzada en servicio de Emed = 22 lux. Se adoptaron luminarias herméticas para alumbrado público de PHILIPS modelo HRC 502/400 montada sobre báculo de acero fijado al muro (fig. III-4). Las lámparas a utilizar son HPLN 400 W, a vapor de mercurio color corregido.

•

Muro Norte


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Datos -

Dimensiones:

Longitud total de la vía a iluminar Ancho de calzada

-

Características:

Vía formada por una calzada y una acera lateral sin vegetación pegada al muro.

L1 = 80 m A = 5,5 m

Fig. III-4

h=6 m

calle perimetral

v=1,5 m

4m

posterior

-

Factor de utilización:

anterior

De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relación anterior: A − v 5,50 − 1,50 = = 1,08 h 6,00 obtenemos el factor de utilización: f uA = 0,24 y con la relación posterior: v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,09

-

Factor de conservación:


Por lo tanto, obtenemos el factor de utilización total f u = 0,24 + 0,09 f u = 0,33 Para los tipos de lámpara y luminaria a emplear, y

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de acuerdo con la tabla 22-7 y 22-8 establecemos un valor de: f c = 0,64 Cálculos

-

Altura del punto de luz:

Según la tabla 22-4 para una potencia luminosa instalada de 23000 lúmenes corresponde una altura del punto de luz: h=6m

-

Separación entre puntos de luz:

De la tabla 22-5 se deduce que para una iluminación media de Emed = 22 lux, la separación entre puntos de luz será: D = R x h = 6,2 x 6 = 37 m. Tomamos D=35 m con lo cual se adoptan dos luminarias para el tramo considerado.

-

Disposición de los puntos de luz: De acuerdo con la tabla 22-6 la disposición será unilateral ya que se cumple la relación: 6 h = = 1,09 A 5,5

-


ΦT =

Emed ⋅ A ⋅ D 22 ⋅ 5,5 ⋅ 35 ⋅ = 20052 lúmenes = 0,33 ⋅ 0,64 f u ⋅ fc

Como la lámpara prevista tiene un flujo de 22000 lúmenes, el resultado obtenido es favorable y la solución puede considerarse válida.

•

Muro Este Datos

-

Dimensiones:


-

Características:


-


De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relación anterior: A − v 5,50 − 1,50 = = 1,08 6,00 h obtenemos el factor de utilización: f uA = 0,24 y con la relación posterior:


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L1 = 35 m A = 5,50 m


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v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,10 Por lo tanto, el factor de utilización total es: f u = 0,33 f u = 0,24 + 0,09 Cálculos

-



-


De la tabla 22-5 se deduce que para una iluminación media de Emed = 22 lux, la separación entre puntos de luz será: D = R x h = 3,2 x 6 = 25 m

-

Disposición de los puntos de luz: De acuerdo con la tabla 22-6 la disposición será unilateral ya que se cumple la relación: h 6 = = 0,92 A 6,5

-


ΦT =

Emed ⋅ A ⋅ D 22 ⋅ 5,5 ⋅ 35 ⋅ = 20052 lúmenes = 0,33 ⋅ 0,64 f u ⋅ fc

Dado que el flujo luminoso de la lámpara es de 22000 lm el resultado obtenido es satisfactorio. Por lo tanto se adopta un solo artefacto para el tramo en consideración. •

Muro Sur

En este caso efectuaremos el cálculo para dos tramos. Datos del tramo 1

-

Dimensiones:


-

Características:



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L1 = 55 m A = 5,5 m


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-



De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relación anterior: A − v 5,50 − 1,50 = = 1,08 h 6,00 obtenemos el factor de utilización: f uA = 0,24 y con la relación posterior: v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,10 Por lo tanto, el factor de utilización total es: f u = 0,33 f u = 0,24 + 0,09

-


Para los tipos de lámpara y luminaria a emplear, y de acuerdo con la tabla 22-7 y 22-8 establecemos un valor de: f c = 0,64

Cálculos

-



-



-


-


ΦT =

Emed ⋅ A ⋅ D 22 ⋅ 5,5 ⋅ 35 ⋅ = = 20052 lúmenes 0,33 ⋅ 0,64 f u ⋅ fc

Dado que el flujo luminoso de la lámpara es de 22000 lm el resultado obtenido es satisfactorio. Por lo tanto se adopta un solo artefacto para el tramo en consideración.


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U.N.C. F.C.E.F.y N.


Datos del tramo 2

-

Dimensiones:


-

Características:


-


De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relación anterior: A − v 5,50 − 1,50 = = 1,08 6,00 h obtenemos el factor de utilización: f uA = 0,24 y con la relación posterior:

L1 = 20 m A = 5,5 m

v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,09 Por lo tanto, el factor de utilización total es: f u = 0,24 + 0,09 f u = 0,33 -


Para los tipos de lámpara y luminaria a emplear, y de acuerdo con la tabla 22-7 y 22-8 establecemos un valor de: f c = 0,64

Cálculos

-



-



-



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Emed ⋅ A ⋅ D 22 ⋅ 5,5 ⋅ 35 ⋅ = = 11458 lúmenes 0,33 ⋅ 0,64 fu ⋅ fc Dado que el flujo luminoso de la lámpara es de 22000 lm el resultado obtenido es satisfactorio. Por lo tanto se optó por instalar un solo artefacto para este tramo. -


ΦT =

III-3-2 Iluminación de fachada Para la iluminación de la fachada se adoptó el alumbrado por proyección. Para el cálculo de este tipo de iluminación se utilizó el método del flujo luminoso (lúmenes) por medio del cual se calcula el número total de lúmenes, o sea, el flujo luminoso total dirigido hacia la fachada por todas las lámparas. Este total puede calcularse con la fórmula:

φ total = en la cual 3);

F ⋅E

η

E : iluminancia deseada en lux según valores recomendados por la IES * (tabla 21F : área de la superficie iluminada en m2.

η : factor de utilización que tiene en cuenta la eficiencia del proyector y las pérdidas de luz (eficiencia lumínica). Valor que oscila entre 0,25 a 0,35. El número de proyectores necesarios será: NP =

φ total

φ proyector

El edificio en estudio tiene una altura de 8 m por 30 m de frente. Es de hormigón pintado blanco mate. El nivel de iluminación recomendado en este caso es de 40 lux. Entonces:

φ total =

F ⋅E

η

=

8 ⋅ 30 ⋅ 40 = 38400 lm 0,25

El proyector seleccionado debe tener, por consiguiente, un flujo de por lo menos 40000 lm. Se opta por instalar dos proyectores marca PHILIPS modelo HLF400 con lámpara HPL-N a vapor de mercurio color corregido de 400 W, con un flujo luminico de 21800 lm.

*

Instituto Norteamericano de Iluminación


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ILUMINACIÓN EXTERIOR NIVEL DE SECTOR ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y POTENCIA NOMINAL (lux)


POTENCIA TOTAL (W)

Perimetral

22

Artef. de Alumbrado Publico 400 W

7 (siete)

2800

Fachada

40

Proyector 400 W

2 (dos)

800

TOTAL


3600 W

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CAPÍTULO IV CÁLCULO DE POTENCIAS – PLANILLAS DE CARGA

Las planillas de carga, se confeccionaron de acuerdo al siguiente esquema: Potencia Activa (Pi) por Circuito o Tablero

Cantidad de artefactos del circuito

TABLERO o CIRCUITO

DESCRIPCION DE LA CARGA

No de circuito o de tablero

CANT.

POT. (kW)

Factor de potencia

POT. TOTAL

COS ϕ

Potencia Aparente Si = Pi / cos ϕ

P. TOTAL (kVA)

FASE

INTENSIDAD (A) I (monof.) I (trif.)

Corriente Monofásica Ii = Si / U

Potencia por artefacto (PN)

Sumatoria de Potencias PT = Σ Pi

Corriente Trifásica

S I =

Sumatoria de Potencias Aparentes ST = Σ Si

i

U 3

TOTAL

Potencia Activa Total P = PT . C S

Coef. de simultaneidad

POTENCIA TOTAL SIMULTANEA

kW

=

C. S.

Potencia Aparente Total

Factor de Potencia Global cos ϕ = PT / ST

POTENCIA TOTAL EN kVA

S = P / cos ϕ

cos ϕ

kVA

=

Corriente Total

CORRIENTE NOMINAL I =

S

Amp.

U 3

Basándonos en la cantidad de equipos y cargas eléctricas en juego tanto de iluminación como de fuerza motriz; se armaron los distintos circuitos que integran el TGBT. En las planillas de carga se vuelcan estos datos obteniéndose la potencia y la corriente totales que servirán luego para dimensionar cables y protecciones. Para nuestro caso se confeccionaron, una planilla de carga para el módulo de Potencia y Distribución; y otra para el módulo de Servicios Generales del TGBT.


25


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Del análisis de las planillas de carga se desprende que la potencia total instalada llega a 550 kW; lo que representa unos 600 kVA con un cos ϕ = 0,90. Se prevé una simultaneidad para el total de la planta del 60 %. Por lo tanto la potencia total simultanea será de 330 kW (365 kVA) obteniéndose una corriente total de 554 A. Para hacer frente a dicha demanda de potencia, se cuenta con un transformador de 630 kVA con lo cual se tiene una reserva de: R = STr − S = 630 − 365 = 265 kVA Esta reserva de potencia nos servirá para controlar la simultaneidad y hacer frente a futuras ampliaciones.


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CAPÍTULO V CÁLCULO DE CAIDAS DE TENSIÓN - PLANILLA DE CONDUCTORES

Para comprobar si los alimentadores elegidos en función de su capacidad de carga cumplen con las condiciones relativas a la caída de tensión, se confeccionó una planilla de cálculo que nos da estos valores para cada uno de los conductores. Consideramos que la caída de tensión no puede sobrepasar; en ningún caso; el valor de 3% de la tensión de línea en todo el tramo, desde la subestación transformadora hasta la carga. Teniendo en cuenta que el TGBT se encuentra muy próximo al transformador; puede darse como válido considerar despreciable la caída de tensión de dicho tramo. Los datos característicos de los cables empleados fueron tomados de catálogos de IMSA adjuntados al final del presente trabajo. En la planilla puede observarse que en ningún caso la caída de tensión supera el 3%. El caso mas crítico es el alimentador del horno, el cual presenta una caída de 2,11%. A continuación tomaremos este último caso como ejemplo de cálculo de caída de tensión. Datos de la carga Tablero Potencia Factor de potencia

TS4 – Horno Dacromet P = 300 kW cos φ = 0,95

Datos del conductor Longitud Sección Tipo Resistencia específica Reactancia específica Corriente admisible Temperatura ambiente Instalación Agrupación de conductores

l = 60 m 3(1x185 mm2) subterráneo unipolar XLPE r’ = 0,128 Ω/km x’= 0,139 Ω/km IA = 567 A ta = 40ºC ft = 1,00 Sobre bandeja perforada fi = 0,87 Cables unipolares en plano fa = 1,00

Los factores de corrección fi, ft y fa fueron obtenidos de las tablas del fabricante (ver anexo 2). Corriente de cálculo: I=

P = 3 ⋅ U ⋅ cos φ

300 kW 3 ⋅ 0,38 kV⋅ 0,95

= 479,79 A

Capacidad de carga real: IA’ = IA. ft . fi .fa = 567.0,87 = 493,29 A


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Se verifica que: IA’ > I Caída de tensión en Volt:

; por lo tanto el alimentador es apto en cuanto a capacidad de carga.

ΔU = 3 ⋅ I ⋅ l ( r ' ⋅ cos φ + x ' ⋅ sen φ ) = Caída de tensión en %: ΔU % =

3 ⋅ 479,79 A⋅

60 (0,128 ⋅ 0,95 + 0,139 ⋅ 0,31) = 8,24 V 1000

ΔU 8,21 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 2,17 % 380 UN

Se cumple la condición: ΔU% < 3 % por lo tanto el alimentador es apto en cuanto a caída de tensión. Otro ejemplo para analizar es el caso del tablero seccional de Granalladoras. Datos de la carga Tablero Potencia Factor de potencia

TS3 – Granalladoras P = 50 kW cos φ = 0,85

Datos del conductor Longitud Sección Tipo Resistencia específica Reactancia específica Corriente admisible Temperatura ambiente Instalación Agrupación

l = 85 m 1(3x35/16 mm2) Subterráneo tetrapolar PVC r’ = 0,650 Ω/km x’= 0,081 Ω/km IA = 138 A ta = 40ºC ft = 0,87 Sobre bandeja perforada fi = 0,92 Cable tertrapolar (6 sistemas) fa = 0,93

Corriente de cálculo: I=

P = 3 ⋅ U ⋅ cos φ

50 = 89,37 A 3 ⋅ 0,38 kV⋅ 0,85

Capacidad de carga real: IA’ = IA. ft . fi = 138 . 0,87. 0,92. 0,93 = 102,72 A

Se verifica que:


IA’ > I

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Caída de tensión en Volt: ΔU = 3 ⋅ I ⋅ l ( r ' ⋅ cos φ + x ' ⋅ sen φ ) = Caída de tensión en %: ΔU % =


3 ⋅ 89,37 A⋅

85 (0,650 ⋅ 0,85 + 0,081⋅ 0,53 ) = 7,83 V 1000

ΔU 7,83 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 2,06 % 380 UN

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CAPÍTULO VI CÁLCULO DE CORTOCIRCUITO

Debido a que los efectos de un cortocircuito constituyen un peligro tanto para las personas como para las instalaciones, es necesario evaluar y conocer los valores de la intensidad de la corriente de cortocircuito por dos motivos fundamentales: - selección de los elementos de protección y maniobra de acuerdo a su capacidad de ruptura; - diseño de barras y soportes con relación a los esfuerzos dinámicos a que se verán sometidos en tales condiciones. Estadísticamente la falla que se produce con más frecuencia es el cortocircuito unipolar a tierra. No obstante, es el cortocircuito tripolar en el que SEA S”k = 107 MVA generalmente se establecen las corrientes de Cerro cortocircuito de mayor intensidad en el punto defectuoso considerado. Por lo tanto este valor es decisivo a la hora de dimensionar las Línea de transmisión instalaciones. 13,2 kV cond. desnudo Al 50 mm2 simple napa l = 4 km.

Sala de celdas de Media Tensión de EPEC l = 60 mts. 3x25mm2 subterráneo Transformador 13,2 / 0,4

El sector de la planta está alimentado desde la SEA CERRO a unos 4 ó 5 Km. a través de una línea aérea de M.T. en conductor de aluminio de 50 mm2 en simple napa.

S.E.T.

2[3(1x150mm2)]+ 1x150+T l = 5m 0,22 / 0,38 kV

Las fórmulas y conceptos que a continuación se emplean fueron tomados de las directrices para determinar la corriente de cortocircuito publicadas por la Asociación de Electrotécnicos Alemanes (Veband Deustcher Elektrotechniker, VDE).

Ik

Según información de la EPEC, la potencia de cortocircuito trifásico en la SEA es de 107 MVA. La impedancia de la red está dada por:

1

ZQ = T.G.B.T.

ZQ =

, ⋅ U N2 11 S k"

, ⋅ 13,2 2 kV 2 11 107 MVA

= 1,791 Ω

Si consideramos que: RQ ≅ 0,1 XQ


30


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ZQ =

RQ2 + X Q2 = (0,1 X Q ) 2 + X Q2 ZQ = 1,005 XQ

XQ = ZQ / 1,005 = 1,791 / 1,005 = 1,782 Ω En forma vectorial obtenemos:

ZQ = (0,1782 + j 1,782) Ω

La impedancia de la línea está dada por:

Zka1 = l (r’+ j x’)

Donde: l, es la longitud de la misma r’, es la resistencia específica en Ω/Km. x’, es la reactancia inductiva en Ω/Km. El valor de r’ se obtiene de la siguiente tabla (ver SPITTA pág. 99) TABLA 1: Valores de la resistencia óhmica r’ a 50 Hz para cables de líneas aéreas fabricadas según DIN 48204 Y 48206 SECCIONES NOMINALES 2 qN/qNS (mm )

RESISTENCIA ÓHMICA (r’ ) Al / acero Aldrei / acero Ω/Km Ω/Km

SECCIONES NOMINALES 2 qN/qNS (mm )

RESISTENCIA ÓHMICA r’ Al / acero Ω/Km

Aldrei / acero Ω/Km

16/2,5

1,8792

2,180

105/75

0,2733

0,3170

25/4

1,2027

1,395

120/20

0,2374

0,2754

35/6

0,8353

0,9689

120/70

0,2364

0,2742

44/32

0,6566

0,7616

125/30

0,2259

0,2621

50/8

0,5946

0,6898

150/25

0,1939

0,2249

50/30

0,5644

0,6547

170/40

0,1682

0,1952

70/12

0,4130

0,4791

185/30

0,1571

0,1822

95/15

0,3058

0,3547

210/35

0,1380

0,1601

95/55

0,2992

0,3471

210/50

0,1363

0,1581

qN es la sección nominal de las capas de aluminio ó aldrei; qNS es la sección nominal del núcleo de acero.

Tomamos de esta tabla:

r’= 0,5946 Ω/Km

La reactancia inductiva de la línea será:

x’ = 2.π.f.L.10-3

Donde f es la frecuencia del sistema (50 Hz) y L, la inductancia de la línea. Esta última se calcula de la siguiente manera: L = kL + 0,46 log (2.DMG /dc) Donde kL es un coeficiente que depende del número de alambres que conforman el conductor (ver tabla 2); dc es el diámetro del conductor en mm y DMG es la distancia media geométrica y se obtiene de la fórmula siguiente:


31


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dc DMG = 3 a . a 2 = 3 800 .1600 2 = 1008 mm 2 1

dc = 2

A

π

2

=2

50

π

a1 a2

= 7,98 mm

Distribución en simple napa

TABLA 2: Factor KL para cables de líneas aéreas de transmisión de energía NÚMERO DE HILOS ELEMENTALES QUE FORMAN EL CONDUCTOR

kL

NÚMERO DE HILOS ELEMENTALES QUE FORMAN EL CONDUCTOR

kL

7

0,0640

24

0.0543

11

0,0588

27

0,0539

12

0,0581

28

0,0537

14

0,0571

30

0,0535

16

0,0563

32

0,0532

19

0,0554

37

0,0528

20

0,0551

42

0,0523

Por lo tanto:

L = 0,0554 + 0,46 log (2.1008 / 7,98) = 1,16 Hy / Km. x’ = 2.π.50.1,16.10-3 = 0,364 Ω/Km

La reactancia inductiva es: Impedancia de la línea:

Zka1 = l (r’+ j x’) = 3 Km (0,565 + j 0,364) Ω Zka1 = 1,695 + j 0,546

La impedancia del alimentador está dada por:

Zka2 = l (r’+ j x’)

Los valores de r’, están especificados en la planilla de datos garantizados. En dicha planilla se observan tres valores de resistencia específica; esto es uno por cada fase: R (castaño):

0,723 Ω/km

S (negro):

0,721 Ω/km

T (rojo):

0,718 Ω/km r' =

El promedio nos da:

0,723 + 0,721 + 0,718 = 0,720667 Ω / km 3

Aumentando este valor un 12% por efectos de uniones y empalmes: r’ = 0,80 Ω/km Siendo la longitud del alimentador de 80 m; obtenemos:


32


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Zka2 = 0,08.0,8 = 0,064 Ω

(se considera x’ despreciable)

Por lo tanto la impedancia del conjunto red – línea – alimentador será: Zα = ZQ + Zka1 + Zka2 = 0,1782 + 2,37 + 0,064 + j(1,782 + 1,456) Zα = 2,6122 + j 3,238 La cual referida al secundario del transformador queda: Zα = Zα ( '

U NUS 2 0,38 2 ) = Zα ( ) = Z α 8,2874 .10 −4 13,2 U NOS

Z’α = (2,6122 + j 3,238).8,287. 10-4 Z’α = (2,165 + j 2,6835).10-4 Para calcular la impedancia del transformador necesitamos conocer los valores de las componentes de la tensión de cortocircuito. La componente reactiva se obtiene de la siguiente expresión: 2 2 uxT 1 = ukT 1 − urT 1

De la planilla de datos garantizados del fabricante obtenemos la tensión de cortocircuito ukt1; y su componente resistiva urT1. Por lo tanto: uxT 1 = 4 2 − 1,252 % = 3,8 %

Con estos datos calculamos las componentes de la impedancia del transformador: RT' 1 =

2 urT 1 ⋅ U NUS 1,25 ⋅ 0,38 2 kV 2 = = 2,865 ⋅ 10 −3 Ω 100 % S NT 1 100 % 630 kVA

X T' 1 =

2 uxT 1 ⋅ U NUS 3,8 ⋅ 0,38 2 kV 2 = = 8,71 ⋅ 10 −3 Ω 100 % S NT 1 100 % 630 kVA

Entonces la impedancia del transformador es:

Z’T1 = (2,865. 10-3 + j 8,71. 10-3 ) Ω

La impedancia del cable hasta las barras del T.G.B.T. es: Z ka 3 = l ( r '+ j x ') = 0,005 (0,122 + j 0,173) = 6,1 ⋅ 10 −4 + j 8,65 ⋅ 10 −4


33


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La impedancia total (red, línea, alimentador, transformador y cable hasta T.G.B.T.) será: Z’k = Z’α + Z’T1 + Zka3 Z’k = 2,165.10-3 + 2,865. 10-4 + 6,1. 10-4 + j (2,6835.10-3 + 8,71. 10-4 + 8,65. 10-4 ) Ω Z’k = (3,06.10-3 + j 4,42.10-3) Ω Z k' =

2

2

Rk' + X k' = (3,06 ⋅ 10 −3 ) 2 + (4,42 ⋅ 10 −3 ) 2 = 5,376 ⋅ 10 −3 Ω

Por lo tanto la corriente permanente de cortocircuito será: I k máx 3 pol =

U NUS

3⋅Z

' k

=

0,38 kV 3 ⋅ 5,376 ⋅ 10 −3

= 40,8 kA

Impulso de la corriente de corto circuito: I s máx 3 pol = χ ⋅ 2 ⋅ I k máx 3 pol

El valor de χ se obtiene del gráfico 1.3/23 del anexo 2 siendo la relación:

χ = 115 ,

R ' k 3,06 ⋅ 10 −3 = = 0,692 X ' k 4,42 ⋅ 10 −3

I s máx 3 pol = 115 , ⋅ 2 ⋅ 40,89 = 66,35 kA

El valor obtenido tiene una importancia fundamental puesto que sobre la base de éste se dimensionará el interruptor de corte general del TGBT. Además, se podrá obtener el esfuerzo dinámico a que estarán sometidas las barras TGBT ante una falla de cortocircuito.

Cable subterráneo unipolar 3(1x185 mm2) 60 m.

TS4


A continuación se efectuará el cálculo de corto circuito a los bornes de la carga más importante que tenemos en la instalación; el Horno principal (TS4: 300 kW). La corriente ce corto circuito a los bornes del TS4 está dada por: I k máx 3 pol =

U NUS

3 ⋅ Z k'

Donde Z’k es la impedancia de los medios de servicio al paso de la corriente hasta el TS4.

34


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Este valor, como ya se vio anteriormente estaba dado por la suma de las impedancias de la red, línea, alimentador de M.T., transformador y cable hasta el T.G.B.T. Sumando a estos la impedancia del alimentador del horno obtendremos el valor buscado. Z ka 4 = l ( r '+ j x ') = 0,06 (0,128 + j 0,139) = 7,68 ⋅ 10 −3 + j 8,34 ⋅ 10 −3 Z’k = (Z’α + Z’T1 + Zka3)+ Zka4

La impedancia total será ahora:

Z’k = (3,06.10-3 + j 4,42.10-3) + (7,68.10-3 + j 8,34.10-3) Z’k = (1,074.10-2 + j 1,276.10-2) Z k' =

2

2

Rk' + X k' = (1,074 ⋅ 10 −2 ) 2 + (1,276 ⋅ 10 −2 ) 2 = 1,668 ⋅ 10 −2 Ω

Por lo tanto la corriente permanente de cortocircuito será: I k máx 3 pol =

U NUS

3⋅Z

' k

=

0,38 kV 3 ⋅ 1,668 ⋅ 10 −2

= 13,154 kA

Impulso de la corriente de corto circuito: I s máx 3 pol = χ ⋅ 2 ⋅ I k máx 3 pol

χ = 110 ,

R ' k 1,074 ⋅ 10 −2 = = 0,842 X ' k 1,276 ⋅ 10 −2

I s máx 3 pol = 110 , ⋅ 2 ⋅ 13,154 = 20,463 kA

VI-1 Esfuerzos dinámicos de cortocircuito en las barras del TGBT

Las barras que consideramos son las que van montadas desde el interruptor general al interruptor del horno. Se trata de barras de cobre de 50x10mm separadas entre sí unos 13mm. La fuerza F (en Newton) que actúa entre los conductores de longitud l, los cuales están separados una distancia a (en cm.) al momento de circular la corriente de cortocircuito Is, está dada por la siguiente expresión: l F = 0,2 ⋅ I s2máx 3 pol ⋅ a


35


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Para este caso tendremos que:

INTERRUPTOR GENERAL

F = 0,2 ⋅ (66,5 kA) 2 ⋅ i1

F1

i2

i3

F2

F1

1N = 0,102 kg. F = 371,5 kg.

F2 350mm

F1 son las fuerzas de atracción y las F 2 son las de repulsión, de acuerdo al sentido de flujo de la corriente eléctrica en el instante considerado.

Barras de cobre 50x10mm

85mm

85mm

Dichas fuerzas se consideran aplicadas al centro de la barra. Por lo tanto los extremos tendrán que soportar la mitad del esfuerzo generado y constituyen las reacciones a la misma. Según se muestra en el esquema siguiente. Las fuerzas rA y rB equilibran a la fuerza F. A y B son los puntos de sujeción de la barra y deberán resistir el esfuerzo de corte que le impone la fuerza F y las reacciones rA y rB.

INTERRUPTOR HORNO

F

A

B

rA

350 = 3642 N 85

rB

Bulón cincado ∅ 11mm

rA = rB = F / 2 = 186 kg.

F rB

Resistencia de los bulones al corte: R=τ.s

τ = 1200kg/cm2

s = π.∅2/4 = π.(1,1cm)2/4 = 0,95 cm2

INTERRUPTOR HORNO

INTERRUPTOR GENERAL

B BARRA DE COBRE

A

R = 1200.0,95 = 1140 kg.


36


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V-2 Solicitaciones térmicas de los alimentadores en el cortocircuito

Las expresiones que a continuación se presentan están basadas en la energía térmica almacenada en el conductor y en el límite máximo de temperatura tolerada por la aislación. El calentamiento del conductor viene determinado por el valor eficaz y la duración de la corriente de cortocircuito. Debido a que la falla, es de corta duración y solamente se produce en casos excepcionales de perturbación, son admisibles en el conductor temperaturas considerablemente más elevadas en caso de cortocircuito que las de servicio normal. Sin embargo, el calentamiento del conductor con estas condiciones se puede mantener dentro de los limites admisibles eligiendo una sección adecuada. Conductor

Fórmula

(

Cobre

Ik 2 T + 234 ) ⋅ t = 115679 ⋅ log[ 2 ] s T1 + 234

(

Aluminio

Ik 2 T + 228 ) ⋅ t = 48686 ⋅ log[ 2 ] s T1 + 228

Ik : corriente de cortocircuito en A; 2 s : sección del conductor en mm ; t : tiempo de duración del corto en seg.; o T1 : temperatura máxima admisible en el conductor en operación normal en C; o T2 : temperatura máxima admisible en el conductor en cortocircuito C.

Desde el punto de vista termodinámico, si se considera al conductor como un sistema, el proceso se realiza sin intercambio de calor con el medio; dada la rapidez del mismo. Es decir, es un proceso adiabático, representado por las expresiones que figuran en el cuadro precedente. Sin embargo, estas fórmulas pueden simplificarse conociendo las temperaturas T1 y T2, las cuales son datos proporcionados por el fabricante del conductor. De este modo obtenemos el siguiente cuadro: Fórmulas basadas en la máxima temperatura de cortocircuito

TIPO DE CABLE

T1 o C

Conductor de Cobre Conexiones Prensadas Conexiones Soldadas

T2 C

Fórmula

o

T2 C

Fórmula

o

Conductor de Aluminio Conexiones Prensadas Conexiones Soldadas T2 C

Fórmula

o

T2 C

Fórmula

-

o

PAYTON PVC

80

160

I k ⋅ t = 114 ⋅ s

-

-

160

I k ⋅ t = 75 ⋅ s

-

PAYTON XLPE

90

250

I k ⋅ t = 142 ⋅ s

160

I k ⋅ t = 92 ⋅ s

250

I k ⋅ t = 93 ⋅ s

160


37

I k ⋅ t = 65 ⋅ s


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Para nuestro caso tenemos: Tramo 1-2: Transformador

Conductor Conexiones prensadas Temperatura adm. Normal Temperatura adm. en C-C

1 2[3(1x150)]+ 1x150+T

Ik = 40 kA

T1 = 90 oC T2 = 250 oC

I k ⋅ t = 142 ⋅ s

2

TGBT

Payton XLPE 150 mm2

de donde se obtiene: t=( 3(1x185)+ 1x95+T

142 ⋅ s 2 142 ⋅ 2 ⋅ (150) 2 ) =( ) = 11342 , seg Ik 40000

Ik = 2,5 kA

Tramo 2-3: 3 Horno

Conductor Conexiones prensadas Temperatura adm. Normal Temperatura adm. en C-C t=(

Payton XLPE 185 mm2 T1 = 90 oC T2 = 250 oC

142 ⋅ s 2 142 ⋅ 185 2 ) =( ) = 4 seg Ik 13154

Los valores obtenidos, son los tiempos máximos que pueden soportar los cables, la solicitación térmica de un cortocircuito. A partir de estos valores, deben calibrarse las protecciones que deberán tener los aparatos de maniobra de la instalación. El cálculo precedente es sólo un ejemplo del procedimiento empleado. En la planilla No 5, se especifican los datos de los alimentadores y el tiempo máximo de exigencia térmica al cortocircuito.


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CAPÍTULO VII CÁLCULO Y SELECCIÓN DEL ALIMENTADOR DE MEDIA TENSIÓN

La acometida eléctrica se realiza con un alimentador subterráneo para M.T. tripolar armado como a continuación se describe. La corriente que circulará en este tramo viene dada por: I=

P = 3 ⋅ U ⋅ cos ϕ

Donde:P: potencia total simultanea en kVA U: tensión de línea en kV cos ϕ: factor de potencia

630 = 30,6 A 3 ⋅ 13,2 ⋅ 0,95

(1)

Por corriente admisible preseleccionamos un conductor tripolar subterráneo tipo PAYTON XLPE para media tensión, categoría II IRAM 2178 de 3x25 mm2 armado marca IMSA (ver planilla de datos garantizados del fabricante en el ANEXO 2) El cable será instalado directamente enterrado a 70 cm de la superficie. Datos del conductor Longitud Sección Tipo Resistencia específica Reactancia específica Corriente admisible Temperatura del terreno Instalación

l = 60 m 1(3x25 mm2) Subterráneo tetrapolar XLPE 13,2 kV r’ = 0,72 Ω/km x’= 0,18 Ω/km IA = 152 A ta = 25ºC ft = 1,14 Directamente enterrado fi = 0,78

Capacidad de carga real: IA’ = IA. ft . fi = 152 . 1,14. 0,78 = 135 A Se verifica que: IA’ > I

; por lo tanto el alimentador es apto en cuanto a capacidad de carga.

Por caída de tensión tenemos que: (1 )

La potencia “P” que figura en el cálculo de corriente, es la máxima posible, ya que es el valor nominal del transformador. De este modo la selección de dicho alimentador resulta con algún sobredimensionamiento, lo cual nos otorga un margen de seguridad.


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ΔU = 3 ⋅ I ⋅ ΔU = 3 ⋅ 30,6 ⋅

ΔU % =

l ⋅ r ' ⋅ cos ϕ + x ' ⋅ sen ϕ 1000

60 ⋅ 0,72 ⋅ 0,95 + 0,18 ⋅ 0,31 = 2,35 V 1000

ΔU 2,35 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 0,018 % UN 13200

En conclusión, el cable seleccionado responde a las condiciones de capacidad de carga y caída de tensión. Para verificar el conductor al cortocircuito debemos averiguar la corriente de falla (Ik3pol) a los bornes de MT del transformador. Para ello recordemos que: I k máx 3 pol =

U NUP

3 ⋅ Zα

Zα es la impedancia de los medios de servicio al paso de la corriente; hasta los bornes de MT del transformador (red, línea de MT, alimentador subterráneo. Ver pág. 32) Z α = (2,6122) 2 + (3,238) 2 = 4,16 Ω

Z α = 2,6122 + j 3,238 I k máx 3 pol =

13,2 = 1,83 kA 3 ⋅ 4,16

Solicitación térmica al cortocircuito Conductor Conexiones prensadas Temperatura adm. Normal Temperatura adm. en C-C

t=(


Payton XLPE 25 mm2 13,2 kV

T1 = 90 oC T2 = 250 oC 142 ⋅ s 2 142 ⋅ 25 2 ) =( ) = 3,75 seg Ik 1832

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CAPÍTULO VIII CÁLCULO Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Y MANIOBRA

De acuerdo con los valores de corriente de cortocircuito y los tiempos máximos de desconexión calculados anteriormente (ver planilla No 5) se eligieron los elementos de protección y maniobra que forman parte de la instalación.

Ik = 1,83 kA Transformador 630 kVA

1-Interruptor ABB-Sace 1250 A -50kA Ik = 40,8 kA

El criterio de diseño empleado se basó, principalmente en la selectividad cronométrica. Es decir, teniendo en cuenta el escalonamiento de tiempos de funcionamiento de los interruptores.

Barra TGBT

2-Interruptor ABB-Sace 800 A – 35 kA

El corte general es un interruptor en caja moldeada marca ABB modelo Isomax S7S de corriente nominal 1250 A. Está provisto de relé electrónico PR211, el cual puede regular las funciones “I” y ”L”, según se muestra en el catálogo adjunto (ver anexo 2). Según las curvas tiempo – corriente, el interruptor puede ser calibrado para actuar a los 0,025 seg (función ”I”). El interruptor del Horno es un ABB – Isomax S6N de 630 A, también provisto de relé electrónico PR211, al cual se ha regulado el tiempo de actuación a los 0,01 seg. Por lo tanto tenemos un escalonamiento de tiempo en la actuación de las protecciones correspondientes, como se representa en la siguiente figura.

t

4

3

L

I In


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La siguiente es un listado de los interruptores que se encuentran en el módulo de Distribución del T.G.B.T. posconectados al interruptor principal, y surge de la observación y la superposición de las curvas tiempo – corriente del interruptor principal y las correspondientes a cada uno de los interruptores posconectados. Designación

Interruptor Modelo Calibración (A)

Tiempo máximo de C-C (seg)

Tiempo de apertura (seg)

Capacidad de ruptura (kA)

TS2 Rectificador TS3 Granalladoras TS4 Horno Principal TS5 Aire Acondicionado TS6 Compresor TS7 Cincado TS8 Mantenimiento TS9 Horno de Secado TS10 Desengrasadora

ABB-SACE isomax S1N – 63 A ABB-SACE isomax S1N – 100 A ABB-SACE isomax S6S – 800 A ABB-SACE isomax S1N – 50 A ABB-SACE isomax S1N – 100 A ABB-SACE isomax S1N – 40 A ABB-SACE isomax S1N – 50 A ABB-SACE isomax S1N – 100 A ABB-SACE isomax S1N – 80 A

0,121

0.015

25

1,024

0.015

25

4,191

0.015

35

0,119

0.015

25

0,961

0.015

25

0,150

0.015

25

0,015

0.015

25

0,103

0.015

25

0,664

0.015

25

Obsérvese que el tiempo máximo de cortocircuito admisible, calculado anteriormente (ver planilla No 5) es en todos los casos superior al tiempo de desconexión calibrado en los interruptores. Con este mismo criterio fueron seleccionados todos los elementos posconectados a cada interruptor. Las curvas de disparo de estos elementos se encuentran en el anexo 2.


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CAPÍTULO IX CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Lo primero que se hizo para el cálculo y dimensionamiento del sistema de puesta a tierra fue efectuar la medición de la resistividad del terreno. Se efectuaron cuatro mediciones con el telurímetro las que arrojaron los siguientes valores:

R1 = 210 Ω; R2 = 200 Ω; R3 = 190 Ω; R4 = 200 Ω Valor promedio: R = (R1 + R2 + R3 + R4) / 4 = (210+200+190+200) / 4 = 200Ω La resistividad viene dada por:

ρ=

R ⋅ 2π ⋅ L 4L ln ( )

φ

donde: ρ : resistividad del terreno en Ω R: resistencia medida (con telurímetro) en Ω L: longitud de la jabalina de medición en m φ: diámetro de la jabalina en m

ρ=

200 ⋅ 2π ⋅ 0,30 = 78,745 Ω 4 ⋅ 0,30 ) ln ( 0,01

IX-1 Malla de puesta a tierra de la sala de celdas de E.P.E.C. El sistema de puesta a tierra de la sala de celdas de EPEC consiste en una malla de 2,5 x 5,5 m de lado con una cuadricula de 0,50 x 0,50 m en conductor de Cu desnudo de 50 mm2 de sección. Las uniones se realizan con soldadura cupro-aluminotérmica y se disponen de 6 (seis) jabalinas de 2 m de longitud por 5/8” de diámetro repartidas en forma conveniente. Todo el conjunto se dispone a una profundidad de 1,10 m bajo el nivel del piso terminado. IX-1-1 Corriente máxima de falla a tierra Ik =

S k" 3 ⋅U

Sk”: potencia de C-C monofásica a tierra en [MVA] U: tensión nominal (13,2kV)


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S k"

Ik =

3 ⋅U

6,5 = 284 A 3 ⋅ 13,2

=

IX-1-2 Sección del conductor s = Ik / σ

σ: densidad de corriente en A/mm2 Tomando σ = 114 A/mm2 para no sobrepasar los 180oC

s = 284 / 114 = 2,5 mm2. Adoptamos 50 mm2 de sección.

IX-1-3 Resistencia de la malla Rm =

ρ 2d

+

ρ Lm a = 5,50m

d = (4A / π)1/2

d: diámetro equivalente de la malla:

b =2,50m A = a x b = 16,5m2

A: área de la malla d = ( 4 x 16,5 / π)1/2 = 4,18 m Lm = 6 x 5,50 + 12 x 2,50 = 63 m

Rm =

78,745 78,745 + = 10,67 Ω 2 ⋅ 4,18 63

IX-1-4 Resistencia de jabalina

Rj =

ρ 2π ⋅ L j

⋅ ln (

4 ⋅ Lj

φj

)

ρ: resistividad del terreno Lj: longitud de la jabalina a instalar ∅j: diámetro de la jabalina a instalar Rj =

78,745 4⋅2 ⋅ ln ( ) = 38,94 Ω 2π ⋅ 2 0,016

Se instalarán 6 (seis) jabalinas dispuestas en forma conveniente. Por lo tanto la resistencia total de las jabalinas es: RJ = Rj / N

siendo N el número total de jabalinas.

RJ = 38,94 / 6 = 6,49 Ω


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IX-1-5 Resistencia total RT =

Rm ⋅ RJ 10,67 ⋅ 6,49 = = 4,035 Ω Rm + RJ 10,67 + 6,49

IX-1-6 Corriente a dispersar por la malla IM = Ik . RT / Rm = 284 x 4,035 / 10,67 IM = 107 A

IX-1-7 Corriente a dispersar por las jabalinas IJ = Ik - IM = 284 - 107 IJ = 177 A

IX-1-8 Verificación de la Tensión de Contacto UC =

0,7 ⋅ ρ ⋅ I M 0,7 ⋅ 78,745 ⋅ 107 = Lm 63

UC = 93,62 V < 125 V verifica

IX-1-8 Verificación de la Tensión de Paso UP = (h: profundidad de la malla)

0,16 ⋅ ρ ⋅ I M 0,16 ⋅ 78,745 ⋅ 107 = Lm ⋅ h 63 ⋅ 110 ,

UP = 19,45 V < 125 V verifica

IX-2 Cálculo de la malla de puesta a tierra de la S.E.T. Esta malla de 2,10 m x 5,60 m de lado está formada por cuadriculas de 0,70 x 0,70 m en conductor de Cu desnudo de 50 mm2 de sección. Se dispone a una profundidad de 0,70 m por debajo del nivel de piso terminado, cubriendo la superficie de la S.E.T.


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Las uniones se realizan con soldadura cupro-aluminotérmica y se disponen de 4 (cuatro) jabalinas de 2 m de longitud por 1/2 ” de diámetro repartidas en forma conveniente. Adoptaremos para los cálculos el valor de corriente de falla a tierra obtenido anteriormente: 284 A. Por lo tanto, tomamos una sección de conductor de malla de 50 mm2.

IX-2-1 Resistencia de la malla Rm =

ρ 2d

+

ρ Lm a = 5,60m

d = (4A / π)

d: diámetro equivalente de la malla:

1/2

b = 2,10m 2

A: área de la malla

A = a x b = 11,76 m

d = ( 4 x 11,76 / π)1/2 = 3,87 m Lm = 4 . 5,50 + 8 . 2,50 = 42 m Rm =

78,745 78,745 + = 12,048 Ω 2 ⋅ 3,87 42

IX-2-2 Resistencia de jabalina Rj =

ρ 2π ⋅ L j

⋅ ln (

4 ⋅ Lj

φj

)

donde: ρ: resistividad del terreno Lj: longitud de la jabalina a instalar ∅j: diámetro de la jabalina a instalar Rj =

78,745 4⋅2 ) = 40,39 Ω ⋅ ln ( 2π ⋅ 2 0,0127

Se instalarán 6 (seis) jabalinas dispuestas en forma conveniente. Por lo tanto la resistencia total de las jabalinas es: RJ = Rj / N

siendo N el número total de jabalinas.

RJ = 40,39 / 6 = 6,73 Ω


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IX-2-3 Resistencia total RT =

Rm ⋅ RJ 12,048 ⋅ 6,73 = = 4,318 Ω Rm + RJ 12,048 + 6,73

IX-2-4 Corriente a dispersar por la malla IM = Ik . RT / Rm = 284 . 4,318 / 12,048 IM = 101,78 A

IX-2-5 Corriente a dispersar por las jabalinas IJ = Ik - IM = 284 - 102 IJ = 182 A

IX-2-6 Verificación de la Tensión de Contacto UC =

0,7 ⋅ ρ ⋅ I M 0,7 ⋅ 78,745 ⋅ 102 = Lm 42

UC = 134 V > 125 V NO verifica IX-2-7 Verificación de la Tensión de Paso UP = (h: profundidad de la malla)

0,16 ⋅ ρ ⋅ I M 0,16 ⋅ 78,745 ⋅ 102 = Lm ⋅ h 42 ⋅ 0,70

UP = 43,71 V < 125 V verifica

La condición de tensión de contacto no se verifica; por lo tanto debemos disminuir dicho valor. Para ello optamos por agregar dos jabalinas mas con lo cual el número aumenta a 8 y la resistencia de jabalina nos queda: RJ = 40,39 / 8 = 5,05 Ω La resistencia total será: RT =

Rm ⋅ RJ 12,048 ⋅ 5,05 = = 3,56 Ω Rm + RJ 12,048 + 5,05

La corriente a dispersar por la malla es: IM = Ik . RT / Rm = 284 . 3,56 / 12,048 = 83,88 A


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La tensión de contacto: UC =

0,7 ⋅ ρ ⋅ I M 0,7 ⋅ 78,745 ⋅ 83,88 = Lm 42

UC = 110 V < 125 V verifica

IX-3 Cálculo de la puesta a tierra perimetral. Para mejorar las condiciones de seguridad en cuanto a las corrientes de falla que deben ser derivadas a tierra, se dispone de un conductor de cobre enterrado que rodea al edificio. Este cumplirá también la función de dispersar a tierra las corrientes provenientes de las descargas atmosféricas mediante jabalinas que están unidas solidariamente al mencionado conductor perimetral por cuanto formará parte del sistema de protección de rayos. El valor de resistencia a lograr no deberá sobrepasar los 2 Ω. El dimensionamiento de la puesta a tierra perimetral se basa en las siguientes expresiones: Rt c =

2L 2ρ ln ( c ) π Lc dc

Rt j =

4L j ρ ln ( ) 2π L j dj

donde: Rtc : resistencia de tierra del conductor en Ω;

ρ : resistividad del terreno en Ω/m; Lc : longitud del conductor en m; dc : diámetro del conductor en m; Rtc : resistencia de tierra de la jabalina Ω; Lj : longitud de la jabalina en m; dj : diámetro de la jabalina en m; Para nuestro caso tenemos que: Rt c =

2 ⋅ 78,745 2 ⋅ 235 ln ( ) = 2,34 Ω 0,008 π ⋅ 235

Rt j =


78,745 4⋅2 ln ( ) = 37,86 Ω 2π ⋅ 2 0,019

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El valor total será el paralelo de estas dos resistencias, cuya expresión es: RTT = (

N j −1 1 + ) Rt c Rt j

donde: RTT : resistencia total de tierra en Ω; Rtc : resistencia de tierra del conductor en Ω; Rtj : resistencia de tierra de la jabalina Ω; Nj : número de jabalinas instaladas; Por lo tanto se obtiene: RTT = (

1 6 −1 + ) = 1,7 Ω 2,34 37,86

Valor que está dentro del estipulado por normas.


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CAPÍTULO X CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

El sistema de protección contra rayos fue concebido sobre la base de la normativa norteamericana NFPA * 780: Standard for the installation of Lighting Protection Systems. Concepto de la esfera rodante: establece que la zona de protección debe ubicarse debajo del espacio delimitado por el arco de una esfera imaginaria, entre los puntos de tangencia del suelo y el primer pararrayos del edificio a proteger. A medida que la esfera avanza sobre el edificio la zona de protección está formada por el arco de circunferencia entre dos puntas de los pararrayos. Dicho arco no debe tocar en ningún momento al edificio.

El radio de la esfera es de 150 pies (unos 46 m aproximadamente). En la fig.1 se muestra cómo se determina la zona de protección haciendo uso del concepto de la esfera rodante. Con el siguiente cálculo estableceremos la altura de los pararrayos a instalar, como así también distancias entre ellos y cantidad. En primer lugar se llevará a cabo el cálculo de la altura mínima del pararrayos, para lo cual debe tenerse en cuenta una distancia mínima de seguridad (dS) entre la esfera y el edificio. Para este caso adoptaremos dS = 1,50 m en sentido horizontal. Ver fig. 2. y = R - he cosα =

tan α =

y R − he = R R

hp

α = arccos(

R − he ) R

hp = d ⋅ tan α = (d s + 0,40) ⋅ tan[arccos(

d

hp = (1,50 + 0,40) ⋅ tan[arccos( Adoptamos para obtener un margen de seguridad:

R − he )] R

46 − 8 ) = 1,29 m 46

hp =1,50 m

Con la altura del pararrayos estamos en condiciones de obtener la distancia entre ellos. Para ello nos remitimos a la figura 3. y = R – hp tan α =

*

x x = y R − hp

National Fire Protection Association


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y = R . cos α x = (R – hp) . tan α R − hp hp y α = arccos( ) = arccos( ) = arccos(1 − ) R R R x = ( R − hp ) ⋅ tan[arccos(1 − x = (46 − 1,50) ⋅ tan[arccos(1 − La distancia máxima longitudinal entre puntas será:

hp R

)]

1,50 )] = 11,65m 46 dPmax = 2 . x = 2 . 11,65 m = 23,30 m

Para esta distancia se obtiene el siguiente número mínimo de puntas a distribuir en sentido longitudinal del edificio: N P min =

LL d P max

+1=

75 m + 1 = 4,22 23,30 m

Adoptamos NP = 6 puntas con lo cual se obtiene un margen de seguridad del 70 % aproximadamente. La distancia definitiva entre puntas en sentido longitudinal es entonces: dP =

LL 75 m = = 15 m NP −1 6 −1

Sin embargo, esta distancia no es posible respetarla siempre ya que el techo está formado en algunos sectores por tragaluces de policarbonato. En el sentido transversal del edificio el número mínimo de puntas a instalar será: N P min =

LT d P max

+1=

31 m + 1 = 2,33 23,30 m

Se adoptan NP = 3 puntas quedando distanciadas: dP = 15,5 m En las páginas siguientes se muestran los gráficos explicativos de este método.


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CAPÍTULO XI ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Este capítulo contiene una descripción detallada de los elementos que componen la instalación. Al final de cada ítem se confeccionó una lista de los materiales que forman parte del mismo. XI-1

Alimentación y medición.

La alimentación general al edificio se realiza desde un recinto ubicado en la línea municipal llamado SALA DE CELDAS DE MEDIA TENSIÓN (ver plano PL001) y constituye la acometida de energía eléctrica al predio por parte de la E.P.E.C. En éste recinto se alojan tres celdas de seccionamiento. Dos de ellas destinadas al cierre de anillo y la tercera a la alimentación de la planta. Tanto el proyecto de obra civil como el electromecánico, se realizaron de acuerdo a especificaciones de la E.P.E.C. La puesta a tierra de este edificio consiste en una malla que cubre el área de edificación; dispuesta a 1,00 m de profundidad conectada a su vez a 6 (seis) jabalinas de Ø 5/8¨ x 2,00 m. ubicadas en los vértices y al centro de los laterales. La cuadricula de la malla es de 0,50 x 0,50 m realizada en cable de cobre desnudo de 50 mm2 y uniones en soldadura cuproaluminotermica. A esta malla se encuentran vinculados todos los elementos metálicos no sometidos a tensión. (ver cálculo de la malla de p.a.t. en pag. 33) Desde la sala de celdas de acometida sale el cable alimentador principal, recorriendo 60 m en forma subterránea hasta la Sub-Estación Transformadora (S.E.T.). La instalación de dicho alimentador se realizó según normas. Se tendió el conductor en una zanja de 70 cm de profundidad por 50 cm de ancho, sobre un lecho de arena de 10 cm de espesor. Luego se tapó nuevamente con 30 cm de arena. A continuación se dispusieron ladrillos de forma transversal cubriendo la totalidad del recorrido para la protección mecánica del cable. Seguidamente se rellena con tierra común y se Lecho de manto de procede a un compactado. Según el cálculo de Arena arena selección, (ver pág. 31) el conductor a instalar conductor es un cable armado tripolar subterráneo de 3 x 25 mm2, categoría II para tensión de servicio de 13,2 kV. Todos los terminales de la instalación de M.T. son de tipo termocontraible para cables de aislación seca, de uso interior. Este material es homologado por le E.P.E.C. Nivel de Suelo

tierra compactada

ladrillo

El cable subterráneo ingresa a la S.E.T. por el lado sur y llega a la celda seccionadora del transformador. La S.E.T. se encuentra ubicada en el edificio principal en un recinto de 2,60 x 6,00m. (ver plano IE-PL002). El tipo de celda a emplearse será metálica tipo interior modular autoportantes de acuerdo a especificaciones y reglamentaciones de la EPEC.


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La Celda tendrá como función alimentar en media tensión a la S.E.T. llevará en su interior un seccionador marca NERTEC modelo LVP/VR 400 A comando frontal con comando a disco con reenvío y manija extraible. La celda posee dos módulos: el módulo de ingreso, por donde hace su entrada el alimentador principal; y el módulo del seccionador propiamente dicho, donde se aloja el seccionador bajo carga. En el módulo de ingreso se encuentran los detectores capacitivos que se utilizan para dar señal luminosa de presencia de fase a través de tres lámparas de neón de 220 V ubicadas en el frente. El seccionador es de accionamiento manual con la alternativa de automatizar la apertura por medio de un relé de 220 V. Posee también dos juegos de contactos NA y NC para señalización y/o automatismo. También se realiza la apertura ante una falla de cortocircuito por medio de los fusibles HHC 40 A. El transformador es de refrigeración natural (ONAN) en baño de aceite de 630 kVA con tensión primaria nominal de 13200 V; tensión secundaria nominal 400 / 231 V y arrollamientos de cobre del tipo circular en capa. Viene provisto de relé de Buccholz, termómetro y respectivos contactos para comando y señalización. Deberá proporcionar servicio continuo y seguro, teniendo en cuenta las sobretensiones de maniobra en las redes, particularmente las originadas por la apertura de circuitos. La conexión a tierra del núcleo deberá ser apta para conducir la corriente de cortocircuito. Los arrollamientos tendrán alta resistencia a los esfuerzos eléctricos y mecánicos. Para prevenir contactos accidentales se dispone de una reja desmontable de alambre tejido entre el transformador y el resto del recinto. La celda tiene un sistema de cierre de los módulos de tal manera de hacer inaccesible las partes con tensión. De todas maneras la S.E.T. se mantendrá bajo llave, la cual estará en poder del jefe de mantenimiento o el departamento de seguridad industrial. Toda la instalación de media tensión fue proyectada de acuerdo a normas de E.P.E.C. y homologada por la misma, ya que se debió enviar dicho proyecto para su aprobación. El acabado de las superficies de la Celda responderá a la E.T. 23 y respecto a la pintura a la E.T. 56 de la EPEC. Los transformadores estarán provistos de borneras, dispuestas sobre las bobinas de M.T. y sobre el frente del transformador. Sobre el yugo superior del transformador se dispondrán cáncamos de izaje del mismo. Sobre el yugo inferior se colocará el borne de puesta a tierra. El transformador tendrá en su base dos pares de ruedas orientables en ambas direcciones, que permitirán el desplazamiento de la unidad en forma eficaz y segura. La chapa de características será construida de materiales inoxidables, con inscripción indeleble, pesos y medidas en sistema métrico decimal. Dicha chapa será colocada en forma visible sobre el transformador. Los elementos constituyentes de la instalación de Media Tensión son los siguientes:


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• Cable de cobre tripolar subterráneo de potencia, aislado en XLPE (polietileno reticulado) y vaina de PVC, armado, categoría II. Marca I.M.S.A. tipo PAYTON XLPE según norma IRAM 2178. Tensión nominal 13,2 kV; sección 3 x 25mm2. • Celda de seccionamiento, fabricante BAUEN S.A., con seccionador bajo carga marca NERTEC LVP/VR 400 A, fusible HHC 40 A, detectores capacitivos DCT-113 EPOXIFORMAS, señalización presencia de tensión LSG-110 EPOXIFORMAS, relé de apertura 220 V. • Transformador de potencia 630 kVA 13,2 / 0,4-0,231 kV. Grupo de conexiones Dyn11 + regulación primaria: /- 2 x 2,5 %. Refrigeración natural ONAN. Fabricante: TADEO CZERWENY S.A. • Terminales termocontraibles para cables de aislación seca, de uso interior (VDE 0278, IEEE 48) para 13,2 kV 50 Hz. TTMI 16/70-15 marca MARCOTEGUI.

Ensayos Se realizarán según la Norma IRAM 2276 y 2277 sobre las unidades, en el siguiente orden: • Verificación dimensional • Medición de la resistencia de los arrollamientos en todas las tomas y referencia de valores obtenidos a 75 ºC. • Medición de la relación de transformación en todas las tomas y derivaciones, verificación de polaridad y grupo de conexión. • Ensayo de vacío para la determinación de pérdidas de vacío y corriente de excitación • Ensayo de cortocircuito para la determinación de pérdida y tensión de cortocircuito; los valores se referirán a la temperatura de 75ºC • Medición de resistencia de aislación con megóhmetro de no menos de 2.500 V • Ensayo dieléctrico, con excepción del ensayo de tensión con onda de impulso. • Ensayo de descargas parciales según Norma IRAM 2203.


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XI-2


Tablero General de Baja Tensión (T.G.B.T.)

El T.G.B.T. está ubicado en el muro sur de la nave principal contiguo a la sub-estación transformadora (ver planos PL002 y PL005). Esta ubicación responde a un criterio de seguridad ante eventuales fallas en el tramo considerado ya que de dicho alimentador depende la potencia de toda la instalación. Diseñado para soportar la totalidad de la carga, sus elementos fueron seleccionados basándose en tensión y corriente nominales, potencia nominal, corriente de cortocircuito, esfuerzos dinámicos y estáticos, etc. Está dividido en tres módulos: -Módulo de Potencia -Módulo de Distribución -Módulo de Servicios Generales Cada uno de ellos tiene 1600 mm de altura por 750 mm de ancho y 350 mm de profundidad. Los módulos central y derecho corresponden a la alimentación de los tableros seccionales y alojamiento del Interruptor General, respectivamente. El módulo izquierdo es el destinado a los Servicios Generales del edificio (iluminación interior, iluminación exterior, tomas de planta, extractores de aire, bombas, oficinas, etc.). En el módulo derecho se encuentra también el interruptor del Horno cuya potencia (300 kW) representa alrededor del 50 % de la potencia instalada. Es por ello que se adoptó una solución de compromiso a la hora del diseño, ya que la alimentación debe efectuarse a través de barras de cobre de 50x10mm pintadas debido a lo cual se lo ubicó justo debajo del Interruptor General (Ver plano IE-EV02). La medición de corriente se realiza en forma indirecta mediante un amperímetro analógico de montaje sobre panel. Tres transformadores de medición montados sobre las barras justo después del Interruptor General y antes de la derivación al módulo central sirven para censar la totalidad de la corriente por fase por medio de un selector R-S-T. En tanto que, la medición de tensión se hace en forma directa tomando la medición desde las barras en un punto entre el interruptor general y el interruptor del Horno Principal con un voltímetro que da la lectura de tensión de línea a través de un selector RS-ST-RT. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS • Gabinete de chapa BWG # 16 1600 x 2250 tres puertas exteriores (con acrílico) e interiores caladas, contrafondo y soportería. Fabricante: EXIMET • Interruptor Compacto en caja moldeada marca ABB-SACE modelo S7 In:1250A, regulación programable, bobina de apertura, contactos auxiliares. • Interruptor Compacto en caja moldeada marca ABB-SACE modelo S6 In:800A, regulación fija, programable posteriores.


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• Voltímetro marca NOLLMAN, hierro móvil, frente panel, medición directa, clase 1,5. • Amperímetro NOLLMAN, h. móvil, frente panel, medición indirecta, rel.:1200/5, clase 1,5. • Transformadores de Intensidad marca SIEMENS relación: 1200/5, potencia: 25VA. • Selector amperimétrico marca VEFBEN (R-S-T) • Selector voltimétrico marca VEFBEN (RS-ST-TR)

El módulo central o de Distribución consta principalmente de un juego de cuatro (4) barras colectoras de 30x5 mm, montadas sobre un soporte escalera de epoxi. Aquí llega la alimentación desde la barra que vincula el interruptor general con el interruptor del Horno Principal (módulo derecho) con una terna de cables de 95 mm2 mas un cable de 70 mm2 (fases y neutro respectivamente). Desde este juego de barras salen los cables respectivos a los ocho (8) interruptores en caja moldeada destinados a proteger los alimentadores de los tableros seccionales. Una tira de borneras componibles montadas en riel DIN simétrico es ubicada en la parte superior del contrafondo donde llegan los cables provenientes de los interruptores y desde donde parten hacia su carga respectiva. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS • Interruptores Compactos en caja moldeada marca ABB-SACE. Regulación fija. Calibres indicados en planos. • Portabarras escalera epoxi tetrapolar. Cantidad dos (2) marca TETEM. • Bornes componibles UKM4, UKM10, UKM16 y UKM25 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. • Conductor flexible unipolar color negro IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA. El módulo de Servicios Generales está comandado por un interruptor tripolar en caja moldeada de 100 A; alimentado desde el módulo central por una terna de cables de 25 mm2 de sección. Desde el mismo se alimenta un juego de barras de cobre de 30x5 mm. De ésta se alimentan los distintos circuitos que están comandados por sus respectivos interruptores termomagnéticos. Éstos se ubican al centro del panel montados sobre riel DIN formando dos tiras que asoman sobre la puerta interna a través de respectivas caladuras.


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ELEMENTOS CONSTITUTIVOS • Interruptor Compacto en caja moldeada marca ABB-SACE modelo S1 In:100A. Regulación fija. • Interruptores termomagnéticos formato DIN marca TUBÍO calibres indicados en planos. • Contactor tetrapolar 9A marca ABB modelo S9 • Portabarras escalera epoxi tetrapolar. Cantidad dos (2) marca TETEM. • Bornes componibles UKM4, UKM10, UKM16 y UKM25 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. • Conductor flexible unipolar color negro IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA.


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XI-3


Tableros Seccionales

La ubicación de estos se indica en el plano IE-PL006. Los detalles de diseño y esquemas unifilares están especificados en plano IE-EF01. Para su diseño y selección de elementos constitutivos se siguieron los mismos criterios usados en el TGBT. Es decir, teniendo en cuenta: corriente y tensión nominal, potencia nominal, corriente de corto circuito, cálculos de caída de tensión.

ELELMENTOS CONSTITUTIVOS • Gabinetes en chapa BWG # 18 marca EL SOL • Interruptores manuales bajo carga INTERPACT marca MERLIN GERIN • Interruptores termomagnéticos formato DIN marca TUBÍO calibres indicados en planos. • Contactores tetrapolares marca ABB modelos y calibres indicados en planos. • Relés auxiliares 4 contactos inversores con base marca TELEMECANIQUE. • Fusibles tipo “tabaquera” formato DIN marca TELEMECANIQUE. • Piloto luminoso neón directo 220 V Ø 22 mm marca TELEMECANIQUE. • Portabarras escalera epoxi tetrapolar, marca TETEM. • Bornes componibles UKM 4 - 10 - 16 - 25 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. • Conductor flexible IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA.


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XI-4


Cableado y canalizaciones

Cableado Se proveerán y colocarán los conductores de acuerdo a las secciones indicadas en planos. La totalidad de los conductores será de cobre. a) Conductores para instalación en cañerías Serán de cobre, flexibles, con aislación de material plástico antillama apto para 1000 VCA, con certificado de ensayo en fabrica a 6000 V para cables de hasta 10 mm2 y a 2500 V, luego de inmersión en agua para secciones mayores. Responderán en un todo a la norma IRAM 2183. Serán VN 2000 de Pirelli o similar, de IMSA, INDELQUI, CIMET o AP provistos en su envoltura de origen, no permitiéndose el remanente de otras obras o de rollos incompletos. En obra los cables serán debidamente conservados, no permitiéndose la instalación de aquellos cuya aislación de muestras de haber sido mal acondicionados, sometidos a excesiva tracción o exposición prolongada al calor y humedad. Los conductores se tenderán recién cuando se encuentren totalmente terminados los tramos de cañerías, colocados los tableros, perfectamente secos los revoques y previo sondeo de las cañerías para eliminar el agua que pudiera existir por condensación o que hubiera quedado del colado del hormigón o salpicado de las paredes. El manipuleo y la colocación serán efectuados en forma apropiada, pudiendo exigir la D.O. que se reponga todo cable que presente signos de violencia o maltrato, ya sea por roce contra boquillas, caños o cajas defectuosas o por haberse ejercido excesiva tracción al efectuar el tendido. Todos los conductores serán conectados a los tableros y aparatos de consumo mediante terminales o conectores aprobados, colocados a presión mediante herramientas adecuadas, asegurando un efectivo contacto de todos los alambres y en forma tal que no ofrezcan peligro de aflojarse por vibración o tensiones bajo servicio normal. Cuando deban efectuarse uniones o derivaciones, estas se realizarán únicamente en las cajas de paso mediante conectores colocados a presión que aseguren una junta de resistencia mínima. Se utilizarán terminales y uniones a compresión preaislados del tipo AMPLIVERSAL o similar equivalente. En todos los casos se colocarán los conductores con colores codificados a lo largo de toda la obra, para su mejor individualización y permitir una rápida inspección o control de las instalaciones, a saber: Circuitos de corriente continua o alterna monofásica. Polo con tensión contra tierra: rojo (fase, +) Polo sin tensión contra tierra: azul (neutro, –) Circuitos de corriente alterna trifásica Fase R: castaño o marrón Fase S: negro Fase T: rojo Neutro : celeste


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Tierra : bicolor, verde/amarillo Retornos: azul (u otros colores no indicados) b) Cables Autoprotegidos Serán de cobre con aislación de policloruro de vinilo, goma etilén propilénica o polietileno reticulado, en construcción multipolar con relleno y cubiertas protectoras de policloruro de vinilo antillama. Responderán a la norma IRAM 2178 o equivalentes extranjeras, exigiéndose en todos los casos los ensayos especificados en las mismas. Donde abandonen o entren a un tablero, caja, caños o aparatos de consumo, lo harán mediante un prensacable de aluminio que evite deterioro del cable, a la vez que asegure la estanqueidad de los conductos. En general su colocación se realizará en bandeja o rack en montante vertical, debiéndose sujetar cada 1,5 m manteniendo la distancia mínima de 1/2 diámetro del cable mayor sección adyacente. También se utilizará este tipo de cable para las instalaciones exteriores. Cuando la poca cantidad de cables o dificultades de montaje lo aconsejen, se colocará con caño camisa. Asimismo se utilizará caño camisa en todas las acometidas a motores o tramo vertical que no estén protegidos mecánicamente. Se deberá usar para todas las secciones una misma marca y el mismo color de cubierta. Todos los ramales se efectuarán en un solo tramo. En caso de que sea necesario un empalme, este deberá ser autorizado por la D.O. y se realizará con conjuntos marca RAYCHEM o SCOTCHAST. En la acometida a motores a la intemperie, se ingresará con prensacables si la caja del motor es lo suficientemente grande para efectuar la apertura del cable dentro de la caja, caso contrario se deberá utilizar un terminal tipo Scotchcast serie 92-R. c) Cables TPR (tipo Taller) El uso de este tipo de conductores se limitará a los tendidos de circuitos de iluminación dentro de perfiles tipo C y/o bandejas portacables y sobre cielorraso. Serán de cobre, construidos con alambres recocidos cableados, formación flexible, según norma IRAM 2158. Los conductores serán aislados mediante extrusión con un compuesto de policloruro de vinilo (PVC), apto para una temperatura máxima de 70 ºC en forma permanente. Los conductores aislados serán reunidos mediante cableado helicoidal y con envoltura exterior de PVC. Serán Pirelli o similar equivalente de IMSA, CIMET, INDELQUI o AP. Cuando estos cables abandonen las bandejas o perfiles para continuar en cañerías serán tipo IRAM 2183, la transición se realizará dentro de cajas de paso de dimensiones adecuadas, las cuales llevarán incorporados bornes del tipo componible en cantidad necesaria. El cable ingresará a la caja mediante prensacable.

Los conductores fueron seleccionados de acuerdo a su capacidad de carga y caída de tensión. El cableado en cañería es con cable flexible unipolar de secciones indicadas en planos. Mientras que


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sobre bandeja el cableado se realiza con cables tipo taller o subterráneo de secciones especificadas en planos. Para la alimentación a cada uno de los tableros seccionales se prevé instalar conductores marca IMSA seleccionados sobre la base del cálculo de corriente admisible y caída de tensión. TABLERO SECCIONAL

ALIMENTADOR

LONGITUD (mts.)

-T.S.1: OFICINAS (30 kW)

Conductor tipo subterráneo tetrapolar 2 PAYTON 4x10 mm

20

-T.S.2: RECTIFICADOR (30 kW)


30

-T.S.3: GRANALLADORA (50 kW)

Conductor tipo subterráneo tetrapolar 2 PAYTON 3x25/16 mm

85

-T.S.4: HORNO (300 kW)

Conductor tipo subterráneo unipolar 2 PAYTON 3(1x150 mm )

60

-T.S.5:AIRE ACONDICIONADO (12kW)


30

-T.S.6: COMPRESOR DE AIRE (30 kW)


85

-T.S.7:LINEA DE CINCADO (15 kW)

Conductor tipo taller tetrapolar 2 PLASTIX R 4x6 mm

35

-T.S.8: MANTENIMIENTO (20 kW)

Conductor flexible unipolar 2 PLASTIX CF 4(1x10 mm )

7

-T.S.9: HORNO DE SECADO (40 kW)


25

-T.S.10: DESENGRASADORA/GRÚA (12 kW)


70

-T.S.B.: TABLERO DE BOMBAS (9 kW)

Conductor tipo taller tetrapolar 2 PLASTIX R 4x6 mm

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Cañería


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En la nave principal, la cañería debe ser con caño semipesado cincado (tipo conduit) debido a la producción de vapores corrosivos en el proceso productivo. Los diámetros indicados en planos fueron tomados de acuerdo a la cantidad de cables. Para ello se adoptó el criterio de que la sección de todos los cables contenidos sea el 30% de la sección del caño (ver tabla 7.1). Las bocas de iluminación se realizan en cajas semipesadas cincadas octogonales. Las cajas de paso de derivación son cuadradas cincadas de 10x10 cm. Para la instalación en plenos formados por cielorrasos suspendidos, se utilizará para la distribución caño semipesado fabricado conforme a norma IRAM 2005 hasta 2" nominales (diámetro interior 46 mm). Para dimensiones mayores, se utilizará caño de HºGº de dimensiones adecuadas o PVC extrarreforzado bajo piso. La sección mínima a utilizar será 3/4" (diámetro interior 15,4 mm), el resto de las medidas será de acuerdo a lo indicado en planos o establecido por reglamentaciones. Todos los extremos de cañerías serán cortados en escuadra con respecto a su eje, escariados, roscados no menos de 5 hilos y apretados a fondo. Las curvas y desviaciones serán realizadas en obra mediante máquina dobladora o curvador manual. Las cañerías aún cuando no se vean por los cielorrasos se instalarán paralelas o en ángulo recto con las líneas del edificio. Las cañerías serán continuas entre cajas de pases o cajas de salida y se fijarán a estas en todos los casos con boquillas de aluminio y contratuercas en forma tal que el sistema sea eléctricamente continuo en toda su extensión. Todos los extremos de cañerías serán taponados adecuadamente a fin de evitar la entrada de objetos extraños durante la construcción. Todos los tramos de un sistema, incluidos gabinetes y cajas de pase, deberán estar colocados antes de pasar los conductores. Los tramos verticales y horizontales de cañería, se sujetarán con abrazaderas de un solo agujero de hierro maleable; con silletas de montaje para su separación de la pared, o mediante sistemas aprobados, con bulones y anclas de expansión. Se deberá tener especial cuidado en los tramos verticales a fin de evitar esfuerzos sobre las cajas de pases. Todos los soportes serán de hierro cadmiado o galvanizado en caliente. En instalaciones a la intemperie o en cañerías cuyo último tramo se encuentre a la intemperie, o en contrapiso, o donde se indique expresamente, los caños serán HºGº SCH 40, con medida mínima de 1/2". Las cañerías que vayan total o parcialmente bajo tierra o donde se indique expresamente, serán de PVC extrarreforzado, con uniones realizadas con cuplas y cemento especial. Cajas a) Cajas de paso y derivación


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Serán de medidas apropiadas a los caños y conductores que lleguen a ellas. Las dimensiones serán fijadas en forma tal que los conductores en su interior tengan un radio de curvatura no menor que el fijado por reglamentación para los caños que deban alojarlos. Para tirones rectos, la longitud mínima será no inferior a 6 veces el diámetro nominal del mayor caño que llegue a ella. El espesor de la chapa será de 1,6 mm para cajas de hasta 20 x 20 cm, 2 mm para hasta de 40 x 40 cm y para mayores dimensiones, serán de mayor espesor o convenientemente reforzadas con hierro perfilado. Las tapas cerrarán correctamente y a ras de la caja en todo su contorno, llevando tornillos en número y diámetro que aseguren el cierre. Estos estarán ubicados en forma simétrica en todo su contorno, a fin de evitar dificultades en su colocación. Las cajas serán protegidas contra oxidación mediante cincado cuando la instalación sea embutida, o mediante galvanizado por inmersión cuando sea a la vista. b) Caja de salida para instalación embutida En instalaciones embutidas en paredes o cielorraso suspendidos, las cajas para brazos, centros, tomacorrientes, llaves, etc., serán del tipo reglamentario, estampadas en una sola pieza de 1,5 mm de espesor. Las cajas para brazos serán octogonales chicas de 75 mm de diámetro, para centros se utilizarán octogonales grandes y cuadradas 10 x 10 cm para mas de cuatro caños y más de ocho conductores. Las cajas para centros y brazos serán provistas de ganchos para colocar artefactos, del tipo especificado en la norma IRAM 2005. Las cajas de salida para brazos se colocarán salvo indicación en contrario a 2,10 m del nivel de piso terminado y perfectamente centradas con el artefactos o paño de pared que deban iluminar. Las cajas para llaves y tomacorrientes serán rectangulares 100 x 55 mm para hasta 2 caños y/o 4 conductores y cuadradas 100 x 100 mm. Salvo indicaciones especiales, las cajas para llaves se colocarán a 1,20 m sobre el nivel del piso terminado y a 10 cm del marco de la puerta del lado que esta abre. Las cajas para tomacorrientes se colocarán a 0,30 m sobre el nivel del piso terminado en habitaciones y oficinas y a 1,20 m en los locales industriales y en los locales con revestimiento sanitario.

Bandejas portacables En las bandejas portacables se utilizarán exclusivamente cables del tipo autoprotegidos, con cubierta dura de PVC o cables del tipo TPR. Serán del tipo perforada de no menos de 50 mm de ala, construidas en chapa de hierro de 2 mm de espesor, galvanizada, suficiente para resistir el peso de los cables, con margen de seguridad igual a 3,5 sin acusar flechas notables, ni deformaciones permanentes. Los tramos rectos serán de tres metros y llevarán no menos de dos suspensiones. Los tramos especiales, curvas planas o verticales, puentes, desvíos, empalmes, etc., serán de fabricación normalizada y provenientes del mismo fabricante (de tal forma de poder lograr las uniones sin ninguna restricción), no admitiéndose modificaciones en obra. Todos los elementos serán galvanizados en caliente.


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Sobre las bandejas se dispondrán los cables en una sola capa, con una separación igual a medio diámetro del cable adyacente de mayor sección, a fin de facilitar la ventilación. Se sujetarán a los transversales mediante la utilización de lazos de material no ferroso a distancias, no mayores a 2 metros. Se deberá tener extremo cuidado en la provisión y montaje de curvas cuando éstas lleven cables de sección importantes, debiéndose respetar los radios mínimos de curvatura de los cables. Las bandejas se sujetarán con ménsulas y un perfil desde la losa, evitando su movimiento tanto longitudinal como transversal. En todas las bandejas deberá existir como mínimo un 10 % de espacio de reserva, una vez considerado el espaciamiento entre cables. Se proyectó la canalización en bandeja perforada ala 60 a una altura de montaje de 6,50 m que recorre la nave principal como se muestra en plano IE-PL005. Se prevén cajas de transición rectangulares cincadas 5x10 cm con borneras tripolares para la alimentación a los tomacorrientes de planta. Las especificaciones de estos materiales son las siguientes: • Cable de cobre unipolar flexible, aislado en PVC resistente a la llama, tensión nominal de servicio 1000 V, tipo PLASTIX CF (IRAM 2183). • Cable de cobre multipolar flexible, aislado en PVC resistente a la llama y vaina del mismo material para tensión nominal de servicio 500 V, tipo PLASTIX R (IRAM 2158). • Cable subterráneo, aislación y vaina de PVC, para tensión nominal de servicio 1,1 kV, tipo PAYTON PVC (IRAM 2178). • Caños galvanizados semipesados (espesor de pared 1,2 mm) tipo “conduit” fabricante ORTIZ y Cía. diámetros indicadas en planos. • Cajas pesadas cincadas en caliente tipo MOP dimensiones indicadas en planos. • Bandejas portacables de chapa cincada en caliente tipo perforada ala 64 mm dimensiones indicadas en planos, fabricante SAMET.

Llaves y Tomas


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Las llaves y tomacorrientes serán del tipo VIMAR, línea IDEA PERSONALIZADA de embutir. Previo a la cotización se confirmará con el comitente el empleo de la línea mencionada. Serán de una capacidad mínima de 16 A, tanto las simples como las agrupadas, al igual que los tomacorrientes. Estos últimos llevarán siempre toma de tierra; los tomas de embutir serán dobles 2 x 10 A con toma de tierra de patas planas, más uno bipolar de 10 A de espiga redondas. Tanto los bastidores autoportantes como los accesorios en sí, serán de color a elección de la D.O. En los sectores con instalaciones a la vista las tapas serán las que se proveen con las cajas de fundición de aluminio. En salas de máquinas en general, S.E.T. y piso técnico se colocarán tomacorrientes dobles en cajas de aluminio fundido con tapa volquete, con un tomacorriente monofásico de 15 A + T y un tomacorriente trifásico de 30 A +T, del tipo PAYRA C3DF. (Salas de maquinas en general, piso técnico y SET.). Para el sistema de tensión estabilizada cada puesto de trabajo contará con un mínimo de dos tomas 2 x 16 A con conexión lateral de tierra, de la línea SCHUKO, en caja de poliamida cuando no pueda ser embutida.


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XI-5


Iluminación

• Iluminación de Planta Según el cálculo luminico efectuado (pag. 7) se prevé instalar en la nave principal 48 artefactos industriales marca ANFA modelo I415 con cabezal portaequipo para lámparas de descarga. En este caso se colocarán lámparas de vapor de mercurio tipo HPLN 250W. El artefacto se compone de pantalla reflectora de aluminio pulido y anodizado brillante. Portaequipo procesado en chapa de hierro, preparado para alojar en su interior al equipo auxiliar. En la parte superior posee un dispositivo especial que permite roscar directamente un caño de ∅ 7/8” de la instalación eléctrica.. Cono de protección del equipo auxiliar realizado en aluminio anodizado. Portalámparas de porcelana E40, rosca con freno y contacto central a presión. Cable siliconado para alta temperatura 1x1,5 mm2. El artefacto es colgado con cadena tipo nudo cincada dejando la pantalla a una altura de 6,50 m. del piso terminado. La cadena se sujeta al techo por medio de un conjunto soporte galvanizado. • Iluminación de Oficinas La iluminación del sector de administración se efectúa con diversos artefactos teniendo en cuenta el nivel luminico requerido para cada sector a saber: PLANTA BAJA SECTOR

Laboratorio

Vestuarios

Recepción / entrega

Ingreso

Sanitarios

Escaleras

ARTEFACTO Marca y modelo

CANTIDAD

FACALÚ Mod.555CL Fluorescente 2x36W FACALÚ Mod.555SL Fluorescente 1x36W GEWISS Hermético Fluorescente 2x36W

4 (cuatro)

FACALÚ Mod.555CL Fluorescente 2x36W

4 (cuatro)

2 (dos) 2 (dos)

Artefacto p/embutir SICA-REGIANI HQIT 70W LUMENAC Modelo 5001 Incandescente 1x60W LUMENAC Modelo 5002 Incandescente 2x60W Aplique difusor Cono 30A Incandescente 1x75W

3 (tres)

4 (cuatro)

3 (tres) 1 (uno)

PLANTA ALTA


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SECTOR

Oficina Principal

Oficina Capacitación

ARTEFACTO ROHA Modelo Dulux 2x26W Artefacto p/dicroica orientable 50W - 12V ROHA redondo p/embutir c/lámparas Dulux 2x26W Artefacto p/dicroica fijo 50W - 12V

CANTIDAD

4 (cuatro) 4 (cuatro) 4 (cuatro) 4 (cuatro)

Comedor

FACALÚ Mod.555 fluorescente 2x36W

4 (cuatro)

Dormitorio

LUMENAC Modelo 5002 Incandescente 2x60

1 (uno)

Sanitarios

LUMENAC Modelo 10DIN Incandescente 1x100W

1 (uno)

• Iluminación exterior Mediante artefactos marca PHILIPS; modelo HRC 502/400 con lámparas de vapor de mercurio HPLN 400 W en el perímetro del edificio; instalados en los muros (según detalle en pag. 17) con brazo curvo a 15o. Para la iluminación de fachada se prevén dos artefactos para exterior marca PHILIPS modelo HNF400 con lámparas de vapor de mercurio HPLN de 250 W y equipo auxiliar (balasto, ignitor y capacitor) para exterior.


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XI-6


Puesta a Tierra

El sistema de Puesta a Tierra adoptado se compone de una malla de cobre y un conjunto de 5 (cinco) jabalinas; todo instalado debajo de la Sub-Estación Transformadora y cubriendo la superficie de ésta a una profundidad de 1m del nivel del piso terminado. La malla es de 2,10 m x 5,60 m de lado con una cuadricula de 0,70 m x 0,70 m en conductor de Cu desnudo de 35 mm2 de sección. Serán vinculados a esta malla de tierra todos los elementos no sometidos a tensión tanto de la S.E.T. como de la instalación en general mediante cable de cobre desnudo o forrado bicolor verde-amarillo. Las uniones se realizarán con soldadura cupro-aluminotérmica y se dispondrán de 5 (cinco) jabalinas de 2,00m x M 1/2 ” repartidas en forma conveniente. El valor de resistencia de tierra se obtuvo por medio de un instrumento transistorizado marca METRA PU 430 con las siguentes características: Marca / modelo: METRA PU-430 Categoría de precisión: 2,5 Gama de medición: 0-10Ω; 0-100Ω; 0-1000Ω Longitud de la escala: 70 mm Fuente de tensión de medición: transformador de voltaje transistorizado 75V ± 5% -135 Hz Corriente de medida: 20mA Alimentación: 2 pilas cuadradas de 4,5V Campo de temperatura: -5 a +40oC Dimensiones (mm): 200 x 110 x 75 Peso: 1,4 kg. con pilas

conductores Ω

nivel del suelo jabalinas de medición ∅10 mm x 300 mm

TELURÍMETRO

Pto. de prueba 20 m

20 m

El valor obtenido de resistencia de tierra fue de 79 Ωm (ver cálculo en pag. 30)


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XI-7


Sistema de protección contra descargas atmosféricas.

Este sistema fue diseñado basándose en la norma norteamericana NFPA 780: Instalaciones para Sistemas de Protección contra Rayos - edición 1995. Esta norma especifica un método para determinar la zona de protección del sistema de pararrayos denominado Método de la Esfera Rodante. Este concepto se fundamenta en la creación de una esfera de 46 m de radio, la cual hacemos rodar sobre el edificio al que ya ubicamos las puntas o pararrayos. La esfera en ningún momento debe tocar al edificio. De este modo la zona de protección está delimitada por los arcos de circulo obtenidos de la rodadura de la esfera sobre las puntas de los pararrayos. Este método aplicado a nuestro edificio en cuestión resultó en la disposición de 20 pararrayos cada uno compuesto por una bayoneta con cuerpo y punta de bronce trefilado; extremo (púa) de acero inoxidable antimagnético, este conjunto roscado a un mástil de hierro galvanizado soportado en la base por una planchuela de 30x30x0,5 cm. de hierro galvanizado con niple roscado para fijar el pararrayos con rosca 1/2” W-gas. Todo este conjunto se fija a su vez a una baldosa de 60x60x3 a través de cuatro bulones pasantes. Todos los pararrayos están rígidamente vinculados entre sí y a tierra mediante cable de cobre desnudo de 50 mm2 de sección y seis bajadas a dispersores efectuados con jabalinas de ∅ 5/8” por 2,00 mts. de longitud. ESPECIFICACIÓN DE MATERIALES • Punta para mástil tipo bayoneta modelo G1.

Fabricante OLIVERO & RODRÍGUEZ

• Grapa c/ aislador para sujeción de cables de bajada modelo I OLIVERO & RODRÍGUEZ • Cable de cobre desnudo 50 mm2 19 hilos

marca IMSA

• Morsetos para cables de cobre desnudo modelos diversos marca METAL CE • Jabalinas tipo Coperweld ∅ 5/8” por 2,00 mts fabricante EXOAL • Soldadura cuproaluminotermica CADWELD.


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XI-8


Sistema de protección y alarma del Transformador. Tablero Panel de Alarmas (T.P.A.)

El transformador de Potencia viene provisto de una serie de elementos que nos brinda señales posibles de ser utilizadas para diseñar un sistema de protección. Dichos elementos son: • Relé de Buccholz: proporciona una señal de desenganche • Termómetro: da una señal de alarma por temperatura y otra de desenganche por alta temperatura. Estas señales son recogidas desde una caja de borneras ubicadas a un costado del transformador y llevadas a elementos específicos del sistema. El esquema unifilar del sistema puede verse en el plano IE-EF002. La lógica de funcionamiento es la siguiente: 1) SEÑAL DE ALARMA POR TEMPERATURA: el termómetro del transformador detecta un aumento de temperatura ya sea por un exceso de carga o por problemas internos del equipo. La señal es tomada por un relé ubicado en el Panel de Alarmas (T.P.A.) el que da habilitación a la alarma acústica y a la señal luminosa ubicada en el frente del panel. Por medio de un selector manual con llave es posible desconectar la alarma acústica quedando señalizada tal situación. 2) SEÑAL DE DESENGANCHE POR ALTA TEMPERATURA: en el caso que la temperatura del transformador siga creciendo o de que el gradiente de temperatura, es decir, el incremento de temperatura por unidad de tiempo (ΔT/Δt) sea elevado; el termómetro proporciona una señal de desenganche la cual es procesada en el T.P.A. De este proceso resulta la actuación del relé de apertura del interruptor general del T.G.B.T. para luego realizar la actuación del relé de apertura del seccionador de M.T. sacando, de esta forma de servicio el transformador. En este caso también resulta la habilitación de la alarma acústica y la correspondiente señalización luminosa. Cabe destacar que aún sin energía presente en toda la planta el T.P.A. sigue señalizando ya que para estos casos utiliza una unidad de alimentación autónoma o U.P.S. la que entra en forma automática cuando falta la alimentación de línea. 3) SEÑAL DE DESENGANCHE POR BUCCHOLZ: en este caso la falla es por cortocircuito entre espiras de los arrollamientos internos del transformador. Por ello es necesario sacarlo de servicio cuando actúa el relé de Buccholz. La lógica de funcionamiento es idéntica a la anterior. Primero la apertura del interruptor general del T.G.B.T. y luego la apertura del seccionador de M.T. También la habilitación de la alarma y señalización luminosa.

ELEMENTOS CONSTITUTIVOS • Gabinete en chapa BWG # 16 400x600 mm c/puerta int. y ext. c/acrilico marca EL SOL • Interruptores termomagnéticos formato DIN marca TUBÍO calibres indicados en planos. • Alarma acústica 80 dB 12V • Llave selectora con cerrojo c/contactos NA y NC marca AEA.


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• Relés auxiliares 4 contactos inversores con base mod. RXN 41G11B8 marca MERLIN GERIN •

UPS 300 VA modelo LM marca LUNAR

• Fusibles tipo “tabaquera” formato DIN marca MERLIN GERIN. • Piloto luminoso neón directo 220 V Ø 22 mm marca MERLIN GERIN • Bornes componibles UKM 4 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. • Conductor flexible IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA.


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CAPITULO XII CÓMPUTO Y PRESUPUESTO - ANÁLISIS ECONÓMICO

El cómputo de materiales y el presupuesto de la obra se realizó de acuerdo a los valores de mercado correspondientes a las cotizaciones de los distintos proveedores de la empresa. El siguiente es un listado de proveedores de esta obra en particular. • • • • • • • • • • • • • •

IMSA S.A. ABB – SACE RICHETTA y Cía. S.R.L. BAUEN S.A. CEMECOR EVEREST INGENIERÍA DISTRIBUIDORA AMERICANA MORSECOR ORTIZ y Cía. GATTI PEUSSO ANFA S.A. FEM S.A. CORMATIC

Conductores eléctricos Interruptores termomagnéticos Soldaduras cupro; terminales de M.T., etc. Celda de proyección y maniobra de M.T. Gabinete del TGBT Gabinetes de tableros Iluminación de Administración Cincado de cajas y soportería Caños galvanizados Extractores de aire Bandejas portacables Artefactos de iluminación de nave principal Artefactos de iluminación vial Electroválvulas

Como puede observarse, las planillas de cotización adjuntas, fueron confeccionadas discriminando los precios de materiales de los de mano de obra. De este modo se tiene un control más completo sobre los costos de estos rubros. En principio, se le ofreció al cliente varias alternativas de marcas y modelos de interruptores; como puede verse. En cuanto a la incidencia del costo de la instalación eléctrica sobre el precio total de la obra diremos que, según informaciones de la empresa encargada de la obra civil (PRETENSA S.A.) la obra total terminada rondaría los quinientosmil pesos ($ 500.000). Como puede verse en la Planilla Resumen, el precio total de la instalación eléctrica es de cincuenta y dos mil quinientos veinte pesos ($ 52.520); lo que representa alrededor de un 10 por ciento del monto total de obra.

MATERIALES


MANO DE OBRA

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$5,935

$5,985

$8,000

$4,840

$6,000

$6,881

$7,660

$10,000

$238

$91

$68

$51

$426

$148

$82 $631

$1,312

$51

$1,574

$2,202 $1,089 $1,386

$108

$314

$251

$870

$0

$156

$288

$669

$1,048

$2,000

$1,036

$1,808

$2,459

$2,863

$4,000

ILUMINACIÓN (48 x 250 HPLN + 6 X 250 NAV)

CANALIZACIONES- bandejas

CANALIZACIONES - caños- cajas y accesorios

CABLEADO

TABLERO GENERAL Con Interrupt. ABB- SACE

TOMAS

ALIMENTADOR en Media Tensión

ILUMINACIÓN PERIMETRAL

TABLEROS SECCONALES

SUB-ESTACIÓN TRANSFORMADORA

EXTRACTORES DE AIRE

TABLERO HORNO DE SECADO (TS9)

ALIMENTACIÓN HORNO DE SECADO

ALIMENTACIÓN CINCADORA

TABLERO BOMBAS DE AGUA (TSB)

ILUMINACIÓN SECTOR DE ADMINISRACIÓN

CAPITULO XIII


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BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA

1. Manual de Luminotecnia - ASOCIACIÓN ARGENTINA DE LUMINOTECNIA 2. Manual de Luminotecnia - PHILIPS 3. Manual de Baja Tensión - SIEMENS 4. Manual de Instalaciones Eléctricas - SPITTA 5. Norma de instalación de Sistema de Protección Contra Rayos - NFPA 780 (1995) 6. Manual de instaladores eléctricos - MERLIN GERIN-GROUPE SCHNEIDER 7. Normas de EPEC 8. Catálogo de IMSA conductores eléctricos – Capítulo Técnico 9. Apuntes de la Cátedra de Electrotecnia


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CAPITULO XIV

PLANOS Y ESQUEMAS DE DISEÑO


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ANEXO 1 - ILUMINACIÓN


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ANEXO 2 – FUERZA MOTRIZ


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Proyecto Electrico de Planta Industrial

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