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PROYECTO DE INSTALACION ELECTRICA – BAJA TENSION Ing. Jorge Gutiérrez Tejerina Dormitorio Dormitorio Escritorio Cocina Sala Baño Baño C1 C2 C3 C4 TG a TM C5 Dormitorio Dormitorio Escritorio Sala Baño Baño CARACTERISTICAS PRINCIPALES • Toda instalación eléctrica cualquiera sea su naturaleza, dimensión e importancia debe cumplir con: • Seguridad. • Eficiencia. • Flexibilidad. • Facilidad de expansión. • Simplicidad. • Económica. • Cumplir con normas. • Seguridad.- En el diseño y operación de cualquier instalación eléctrica, debe primar siempre la seguridad de la instalación eléctrica, es decir el resguardo de las personas ante eventuales riesgos de electrocución, de los equipos eléctricos y evitar fallas que podría ocasionar interrupciones, incendios. • Eficiencia.- El diseño debe buscar lograr la menor posibilidad de interrupciones de operaciones de la instalación. • Flexibilidad.- Esta relacionado con el suministro de energía eléctrica, existen muchas instalaciones que requieren de fuentes de respaldo, hospitales, sistemas informáticos. 2 • Facilidad de Expansión.- Se debe prever espacios libres y circuitos futuros, tablero con espacio disponible para circuitos de reserva, las modificaciones se presentan en especial en instalaciones industriales. • Simplicidad.- El diseño de instalaciones eléctricas debe simplificar y facilitar la construcción, operación y manejo de los equipos, redundando esto en períodos de mantenimiento menos frecuentes, más sencillos y a más bajo costo, sin restringir espacios para la circulación del personal y de fácil acceso para su mantenimiento. • Economía.- Relacionado con la selección adecuada de los materiales, dimensión, calidad, selección de equipos de menor consumo y ahorro de potencia y energía eléctrica, gastos de operación y mantenimiento. Este punto fácilmente se puede lograr porque generalmente las instalaciones eléctricas el costo no es muy significativo con otras actividades como la construcción. • Cumplir con normas.- Deben de apegarse a la norma relativa a las Instalaciones destinadas al suministro y uso de la energía eléctrica. En nuestro país esta vigente desde al año 1900 la Norma de Interiores en Baja Tensión NB 777, si esta no contempla algunas necesidades particulares, exiten otra normas que podrían respaldar el desarrollo del proyecto de instalación eléctrica. 3 TIPOS DE INSTALACIONES • En baja tensión se pueden identificar los siguientes tipos de instalaciones eléctricas. • Vivienda (domiciliaria). • Edificio Multifamiliares (Condominios). • Edificio de administración. • Edificios comerciales. • Industria en general. • Campo de deportivo. • Hospitales. • Alumbrado Exterior de vías públicas. • Alumbrado de monumentos. • Alumbrado de fachadas. • Todas ellas presentan características particulares que permite realizar un proyecto con los requerimientos necesarios. 4 PLANO ELECTRICO • Un plano eléctrico es una representación gráfica de la configuración de los circuitos eléctricos, ubicación de materiales y equipos, conductores eléctricos, tablero general, tablero de distribución, etc. • Dependiendo de la complejidad y cantidad de circuitos y equipos, se pueden dibujar planos de: • Circuitos de iluminación. • Circuitos de tomacorrientes. • Circuitos de fuerza. • Circuitos complementarios. • Plano de elevación. • Todos los gráficos utilizados deberán ser previamente definidos como simbología. • A todos los planos anteriores, se acompaña el diagrama unifilar, cuadros de carga de cada uno de los tableros, cuadro de distribución de carga si la instalación es trifásica. 5 PLANO ELECTRICO Dormitorio Dormitorio Escritorio Cocina Sala Baño Baño C1 C2 C3 C4 TG a TM C5 SIMBOLOGIA DIBUJO DE LOS CIRCUITOS CARIMBO Circuito de iluminación Circuito de tomacorrientes Tablero de distribución “TD” Punto de luz incandescente adosado a la pared Interruptor de luz simple Interruptor conmutador de luz Placa de tomacorrientes doble 0.3 msns Placa de tomacorrientes doble 1.2 msns Placa de tomacorrientes interruptor 1.2 msns Tablero de servicios, Telefonía, TV, Internet Punto de luz incandescente Punto de fuerza, ducha, cocina Timbre y pulsador Placa para telefono, RJ 11 Placa para CTV Placa para Internet, RJ 45 SIMBOLO DESCRIPCION XP - Y(A) Interruptor automático, X polos, Y amperios M Electrodo de puesta de tierra, 0.5 (m) Tablero de medidor “TM” ESCALA 1:75 EDIFICIO FERTEL - EL ALTO INSTALACION ELECTRICA PROYECTISTA: ING. JORGE GUTIERREZ TEJERINA PLANO DE UBICACIÓN 1: 1000 6 Dormitorio Dormitorio Escritorio Sala Baño Baño PLANO ELECTRICO SIMBOLOGIA CUADRO DE CARGA DUCTO AMP. POLOS Φ "15 1 2 x Nº 14 AWG, TW, Cu C1 ILUMINACION 900,00 20 1 3/4 " 2 x Nº 124 AWG, TW, Cu Empotrado C2 ILUMINACION 420,00 30 1 3/4 " 2 x Nº 14 AWG, TW, Cu Empotrado C3 TOMACORRIENTES 2.600,00 15 1 3/4 " 2 x Nº 12 + 1 x Nº 12 AWG, TW, Cu Empotrado C4 FUERZA - DUCHA 4.500,00 30 1 3/4 " 2 x Nº 10 + 1 X Nº 10 AWG, TW, Cu Empotrado C5 FUERZA - DUCHA 4.500,00 30 1 3/4 " 2 x Nº 10 + 1 X 10 AWG, TW, Cu Empotrado C6 FUERZA - COCINA 3.000,00 30 1 3/4 " 2 x Nº 10 + 1 X 10 AWG, TW, Cu Empotrado POTENCIA INSTALADA 15.920,00 POTENCIA DEMANDADA 12.322,00 Co DESCRIPCION POTENCIA (VA) SISTEMA TN-S, 2 H, 1 F-N-PE, 230 (V) 50 (Hz) Safth CONDUCTOR ELECTRICO OBSERVACIONES 63 1 1 " 2 x Nº 6 + 1 X Nº 6 AWG, TW, Cu PROTECCIÓN DIAGRAMA DE ELEVACIÓN DIAGRAMA UNIFILAR CARIMBO Circuito de iluminación Circuito de tomacorrientes Tablero de distribución “TD” Punto de luz incandescente adosado a la pared Interruptor de luz simple Interruptor conmutador de luz Placa de tomacorrientes doble 0.3 msns Placa de tomacorrientes doble 1.2 msns Placa de tomacorrientes interruptor 1.2 msns Tablero de servicios, Telefonía, TV, Internet Punto de luz incandescente Punto de fuerza, ducha, cocina Timbre y pulsador Placa para telefono, RJ 11 Placa para CTV Placa para Internet, RJ 45 SIMBOLO DESCRIPCION XP - Y(A) Interruptor automático, X polos, Y amperios M Electrodo de puesta de tierra, 0.5 (m) Tablero de medidor “TM” ESCALA 1:75 EDIFICIO FERTEL - EL ALTO INSTALACION ELECTRICA PROYECTISTA: ING. JORGE GUTIERREZ TEJERINA PLANO DE UBICACIÓN 1: 1000 7 Tablero de medidores 4x1/0 AWG TW Cu Ø 4" ELECTROPAZ TD-1 TD-2 TD-3 TD-4 TD-5 TD-6 TD-7 TD-8 TD-9 TD-10 TDPT-2 TDPT-4 TDPT-6 TDPT-8 TDPT-10 TDPT-1 TDPT-3 TDPT-5 TDPT-7 TDPT-9 Planta Piso 1 Planta Piso 1 Planta Piso 1 Planta Piso 1 Planta Piso 1 DIAGRAMA DE ELEVA CIÓN DE TABLEROS TDS-ASC Planta Baja TD-PH M C1 R e d S e c u n d a ri a C2 C3 C4 1P-15 (A) 1P-63 (A) 1P-20 (A) 1P-30 (A) 1P-30 (A) I 30 (mA) 2 x Nº 14 AWG TW Cu Φ3/4" 2xNº12 +1xNº 12 AWG TW Cu Φ3/4" 2xNº10 +1xNº 10 AWG TW Cu Φ3/4" 2xNº10 +1xNº 10 AWG TW Cu Φ3/4" 1 x 5/8" 1x8 AWG Cu 3x4 AWG Cu TW INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS 8 TELEFONOS LOCAL COMERCIAL - 1 OFICINA - 1 Planta Piso - 1 Departamento PH -1 80PxNº 22 AWG a COTEL TABLERO DE TELEFONOS OFICINA - 3 OFICINA - 5 OFICINA - 7 OFICINA - 9 OFICINA - 2 OFICINA - 4 OFICINA - 6 OFICINA - 8 OFICINA - 10 LOCAL COMERCIAL - 2 LOCAL COMERCIAL - 3 LOCAL COMERCIAL - 4 LOCAL COMERCIAL - 5 LOCAL COMERCIAL - 6 LOCAL COMERCIAL - 7 LOCAL COMERCIAL - 8 LOCAL COMERCIAL - 9 Planta Piso - 2 Planta Piso - 3 Planta Piso - 4 Planta Piso - 5 DIAGRAMA DE ELEVA CIÓN DE TELEFONOS Planta Sotano OFICINA - 2 OFICINA - 4 OFICINA - 6 OFICINA - 8 OFICINA - 10 Planta Piso - 1 Planta Piso - 2 Planta Piso - 3 Planta Piso - 4 Planta Piso - 5 OFICINA - 1 OFICINA - 3 OFICINA - 5 OFICINA - 7 OFICINA - 9 TABLERO DE TV - CABLE a TV Cable DIAGRAMA DE ELEVACION TV - CABLE Planta Sotano TV POR CABLE ESCALA 1:75 EDIFICIO FERTEL - EL ALTO INSTALACION ELECTRICA PROYECTISTA: ING. JORGE GUTIERREZ TEJERINA PLANO DE UBICACIÓN 1: 1000 • 1.- Instalación vivienda (domiciliaria). • Se constituye en el proyectode instalación eléctrica mas sencillo donde generalmente se consideran los siguientes circuitos. • Circuito de iluminación, puntos de luz. • Circuitos de tomacorrientes. • Circuitos de fuerza, ducha, cocina eléctrica, lavarropas. • Circuitos complementarios de telefonía. • Circuitos complementarios de intercomunicación. • Circuitos complementarios para TV por cable, Internet. • Instalación de puesta de tierra. • Tablero para medidor. • Tablero de protección. • Acometida generalmente conectada a la red de baja tensión directa. • Establecer protección especial en especial en las duchas, estableciendo distancias de seguridad e interruptores de corriente diferencial. 9 • 2.- Instalación de Multifamiliares (Condominios). • Tienen todos los circuitos anteriores de viviendas, adicionalmente los siguientes circuitos de servicios generales. • Circuitos de iluminación de parqueo, gradas, exterior. • Circuito de Ascensor, si el edificio es mayor a 5 pisos. • Circuito para bomba de agua. • Circuitos de la administración y vigilancia del edificio. • Malla de puesta de tierra. • Tablero de Medidores para cada uno de los departamentos. • Centro de transformación si la potencia es igual o mayor a los 50 (kVA). • Acometida conectada a la red primaria de distribución si tiene centro de transformación. • Circuito complementario para portero eléctrico. • Para la instalación de los conductores, dependiendo de la cantidad de departamentos se debe prever una espacio para la instalación “SHAF” 10 • 3.- Edificios de Administración General o edificios públicos. • Circuitos de iluminación, diferentes niveles de iluminación de acuerdo al tipo de ambiente, diferentes tipos de lámparas y calculo luminotécnico para determinar la cantidad de luminarias. • Circuitos de tomacorrientes, de acuerdo a requerimientos, generalmente para computadoras. • Circuito para los ascensores. • Circuito para bomba de agua. • Circuitos de iluminación de emergencia y señalización. • Centro de transformación para potencias mayores o iguales a 50 (kVA). • Conexión a la red primaria de distribución si tiene centro de transformación. • Malla de puesta de tierra. • Dependiendo de la importancia se puede prever un grupo electrógeno de emergencia. 11 • 4.- Edificios comerciales. • Circuitos de iluminación donde prima la iluminación localizada con diferentes niveles de iluminación. • Circuitos de tomacorrientes. • Tableros individuales en cada uno de los lugares o tiendas del edificio. • Tableros de medidores. • Centro de transformación si la potencia es mayor o igual a 50 (kVA). 12 • 5.- Instalaciones Industriales.- • Circuitos de iluminación, diferentes niveles de iluminación de acuerdo al tipo de ambiente, diferentes tipos de lámparas y calculo luminotécnico para determinar la cantidad de luminarias. • Circuitos de iluminación y señalización de emergencia. • Circuitos de tomacorrientes de placa, de acuerdo a requerimientos, tomacorrientes trifásicos con IP de acuerdo a los tipos de ambientes de instalación. • Circuitos de fuerza o potencia de motores eléctricos. • Circuitos de automatización o control de los motores eléctricos. • Centro de transformación MT/BT. • Dependiendo del tipo de proyecto, puede tener bancos de condensadores para mejorar el factor de potencia. • Uso particular del equipamiento y materiales de acuerdo al tipo de ambiente, ambientes con riesgos de incendio, contaminación. • Mallas de puesta de tierra. • Protección contra sobretensiones y descargas atmosféricas. • Grupo electrógeno de emergencia. 13 PLANO ARQUITECTONICO • Da información del tipo de ambiente y a partir de esta información definimos: • Nivel de iluminación (E) en lux. • Tipo de luminaria y tipo de lámpara que se utilizara. • Ubicación de las luminarias o lámparas. • Circuito de conexión de la lámpara. • Ubicación del interruptor, simple, doble, conmutador. • Ubicación de tomacorrientes • Circuito de los tomacorrientes. • Determinamos los puntos de fuerza, ubicación. • Circuitos complementarios como, teléfono, CTV, conexión de red y otros. 14 DESCRIPCION DEL SISTEMA ELECTRICO • 1.- En las instalaciones de vivienda o domiciliarias, los circuitos son monofásicos. • 2.- En edificios de departamentos o condominios, las cargas de los departamento son monofásicas, se combina con cargas trifásicas para los ascensores. • Por los rangos de potencia, para viviendas las acometidas se conectan directamente a la red de baja tensión monofásica, en edificios el alimentador principal es trifásico de donde se derivan los circuitos monofásicos. • 3.- En edificios con potencia mayor a 50 (kVA), la acometida es trifásica conectada a la red primaria de distribución. En general los circuitos son monofásicos, la tensión trifásica es para los ascensores. • 4.- Las instalaciones conectadas a la red primaria necesitan de un centro de transformación cuyas dimensiones son de acuerdo a las exigencias particulares de las empresas de distribución. 15 CARACTERISTICAS DEL SISTEMA ELECTRICO • La corriente eléctrica generalmente es en corriente alterna, frecuencia de 50 (Hz) y de acuerdo a la región de nuestro país la tensión monofásica y trifásica es 220/380 (V) ó 230/400 (V), el último en la ciudad de la Paz. F1 F2 F3 N RS PE Modo de conexión TN-C Sistema Trifasico Estrella RS F1 F2 F3 N RS PE Modo de conexión TN-C RS F1 F2 F3 N PE F1 F2 F3 R C RC F1 F2 F3 PE PE Sistema Trifasico Delta Modo de conexión IT 16 SIMBOLOGÍA • Es la representación gráfica de conductores, conexiones, aparatos, instrumentos, y otros elementos que ocupan un circuito eléctrico. • En nuestro país esta vigente la simbología NB 152001-1 al 152001-13, propuesto por el IBNORCA. • Dependiendo del tipo de esquema que estamos utilizando, el símbolo es simple o mediante la representación unifilar o multifilar. Circuito de iluminación Circuito de tomacorrientes Tablero de distribución “TD” Punto de luz incandescente adosado a la pared Interruptor de luz simple Interruptor conmutador de luz Placa de tomacorrientes doble 0.3 msns Placa de tomacorrientes doble 1.2 msns Placa de tomacorrientes interruptor 1.2 msns Tablero de servicios, Telefonía, TV, Internet Punto de luz incandescente Punto de fuerza, ducha, cocina Timbre y pulsador Placa para telefono, RJ 11 Placa para CTV Placa para Internet, RJ 45 SIMBOLO DESCRIPCION XP - Y(A) Interruptor automático, X polos, Y amperios M Electrodo de puesta de tierra, 0.5 (m) Tablero de medidor “TM” 17 Interruptor Interruptor Bipolar Interruptor de tirador Interruptor doble Conmutador Conmutador de cruzamiento Pulsador Regulador Interruptores de persianas MECANISMO Unifilar Multifilar Nombre I I I I I I I I I I I I I I Interruptor automático 1P Interruptor automático bipolar 1P+N Interruptor automático bipolar 2P Interruptor automático tripolar 3P Interruptor automático tetrapolar 4P Interruptor diferencial bipolar 2P Interruptor diferencial tetrapolar 4P 18 DIBUJO DEL PLANO ELECTRICO Y POTENCIA DE LOS CIRCUITOS Dormitorio Dormitorio Escritorio Cocina Sala Baño Baño C1 C2 C3 C4 TG a TM C5 Dormitorio Dormitorio Escritorio Sala Baño Baño 19 CALCULO DE LA POTENCIA • Circuitos de Iluminación. • El dibujo de los circuitos de iluminación comprende la información de: • Cantidad y ubicación de los puntos de iluminación. • Cantidad y ubicación de los interruptores simples, dobles, conmutadores, sensores en especial para la iluminación de gradas. • Cantidad de conductores o cables en cada un de los tramos que conformar el circuito, dos, tres, cuatro conductores dependiendo en especial de la ubicación de los interruptores o conmutadores. • La cantidad de puntos de iluminación se determina asignando un nivel de iluminación (lux) para cada ambiente y utilizando el cálculo luminotécnico determinamosla cantidad de lámparas y luminarias. • Para ambientes pequeños de viviendas, habitaciones, salas de estar, baños, pequeños pasillos, se puede utilizar las recomendaciones de la norma NB 777, potencia por metro cuadrado. • Las lámpara mas utilizadas son las incandescentes, fluorescentes. • Calibre de conductor como mínimo Nº 14 AWG o 2.5 mm2. 20 • Circuitos de Tomacorrientes. • El dibujo del circuito debe mostrar la cantidad y ubicación de cada uno de los tomacorrientes. • Según la norma NB 777, se debe asignar una potencia de 200 (VA) a cada punto, simple o doble tomacorriente. • Debido al uso generalizado de equipos electrónicos que necesitan la conexión con los sistemas de tierra, se recomienda usar tomacorrientes de tres polos para la conexión con la fase, neutro y cable de protección, denominados como euroamericano o universal. • Cada tramo debe tener dos o tres conductores de calibre como mínimo Nº 12 AWG o de 4 mm2. • La instalación generalmente es a 30 (cm) sobre el nivel de pisos salvo casos particulares a 1.2 (m). 21 CALCULO DE LA POTENCIA • Potencia Instalada.- Suma de la potencia de todos puntos de iluminación, tomacorrientes, fuerza. • Potencia Demandada.- Es la potencia que efectivamente consume o demanda en un punto del sistema eléctrico y siempre es menor a la potencia instalada. • Para determinar esta potencia se utiliza los factores de demanda: • Potencia instalada Factor de demanda Los primeros 3 000 VA 100% De 3 001 VA a 8 000 VA 35% De 8 001 VA ó más 25% FACTOR DE DAMANDA CIRCUITOS DE ILUMINACION y TOMACORRIENTES 22 Numero de puntos de fuerza Factor de demanda 2 ó menos 100% 3 a 5 75% 6 ó más 50% FACTOR DE DEMANDA CIRCUITOS DE FUERZA • La demanda máxima de la vivienda será la suma directa de las máximas demandas de iluminación, tomacorrientes y circuitos de fuerza. • Iluminación: 8x 100 (VA) = 800 (VA). • Tomacorrientes: 16 x 200 (VA) = 3.200 (VA). • Circuitos de fuerza: 2 x 4500(VA)+0.75 x 4500(VA) = 12.375 (VA). • Potencia instalada: 800+3200+3*4500 = 17.500 (VA) • Potencia máxima demanda = 3000 + 0.35 x 1000 + 12.375 = 15.725 (VA). )Fuerza(dFuerza.Inst)tomaIlum(d)tomaIlum.(InstDem.Max FPFPP DIMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTORES • Los alimentadores se constituyen los conductores de fase (A, B, C) y el conductor neutro (N), para potencias menores o iguales a 50 (kVA) se pueden conectar directamente a la red secundaria de distribución (acometida) y para potencias mayores la conexión será del secundaria del transformador hasta el tablero general. • Son dos los criterios más utilizados para dimensionar el calibre de un conductor. – Capacidad de Conducción. – Caída de Tensión. • La metodología permite determinar el Calibre de los alimentadores, mediante un número ( Nº AWG - American Wire Gage) utilizando la galga americana, o la sección en mm2 si corresponde al sistema métrico. • Para cada uno de los criterios se obtiene un calibre. • El calibre seleccionado será el mayor de los anteriores indicados. CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN • Para utilizar este criterios se debe determinar o calcular la corriente del proyecto o corriente de la carga. • Para el circuitos trifásicos. • Para circuitos monofásicos. • Si las carga son lineales, las corrientes de las ecuaciones anteriores se utilizan para seleccionar el calibre del conductor. • En el caso de conductor neutro, se debe considerar si las cargas No son lineales, las corrientes poliarmónicas, en especial el Tercer Armónico utilizando el factor o tasa de distorsión armónica THD. V3 )VA(MáximaDemanda I aargC V )VA(MáximaDemanda I aargC • Conocida la corriente eléctrica y utilizando información técnica de los catálogos se procede a seleccionar el calibre del conductor, estableciendo como requisito que; )conductordeladmisiblecorrientemáxima(I)aargc(I FACTORES DE CORRECCION • Entre los factores que se deben tomar en cuenta al utilizar el criterio de máxima corriente esta la corrección por: • La temperatura ambiente. • Factor de agrupamiento (formas de instalación) • TEMPERTURA AMBIENTE. atemperatur aargc ficticia k I I PVC EPR o XLPE PVC EPR o XLPE 10 1,22 1,15 1,1 1,07 15 1,17 1,12 1,05 1,04 20 1,12 1,08 1 1 25 1,06 1,04 0,95 0,96 30 1 1 0,89 0,93 35 0,94 0,96 0,84 0,89 40 0,87 0,91 0,77 0,85 45 0,79 0,87 0,71 0,8 50 0,71 0,82 0,63 0,76 55 0,61 0,76 0,55 0,71 60 0,5 0,71 0,45 0,65 65 - 0,65 - 0,6 70 - 0,58 - 0,53 75 - 0,5 - 0,46 80 - 0,41 - 0,38 Temperatur a en ºC Ambiente Suelo FACTORES DE CORRECCION POR TEMPERATURA 30 ºC • FACTOR DE AGRUPAMIENTO. • El factor de agrupamiento esta en función de cantidad de conductores que ocupan el mismo conduit o sistema de instalación. • Considerando la corrección por temperatura y agrupamiento, la corrección final sería. • Con el valor de esta corriente se procede a seleccionar el calibre del conductor. Numero de conductores instalados Factores de corrección 4 a 6 0,8 7 a 9 0,7 10 a 20 0,5 21 a 30 0,45 31 a 40 0,4 Mas de 41 0,,35 FACTOR POR AGRUPAMIENTO Calentamiento entre conductores Calentamiento por efecto Joule I *R 2 Calentamiento por accion exterma toagrupamien aargc ficticia k I I toagrupamienatemperatur aargc ficticia kk I I CONDUCTOR NEUTRO • En los alimentadores monofásicos, el calibre del conductor neutro es igual al de la fase. • Si el circuito es trifásico y tiene carga lineales, el calibre del conductor neutro puede dimensionado tomando en cuenta la siguiente recomendación Sección del conductor de fase (mm 2 ) Sección mínima del conductor neutro (mm 2 ) S 25 S 35 25 50 25 70 35 95 50 120 70 150 70 185 95 240 120 300 150 400 240 500 240 630 400 800 400 1 000 500 • Para dimensionar el conductor neutro, se debe observar la influencia del 3er. Amónico. CONDUCTOR NEUTRO CON CARGAS NO LINEALES Para dimensionar los conductores de un sistema trifásico se utiliza como parámetro la corriente del conductor neutro. IN = 3 * I3(%) * I1 F1 F2 F3 N IN = ΣI (corriente desfase 120º) + Σ I er armónico = 0 + 3xI tercer armónico • Para dimensionar el conductor neutro, se debe observar la influencia que tiene las armónicas. • Para el dimensionamiento solo se consideran la influencia del 3er armónico. CONDUCTOR NEUTRO CON CARGAS NO LINEALES Selección en base a la I de Línea Selección en base a la I del Neutro 15 (%) 1,00 15 < (%) 33 0,86 33 < (%) 45 0,86 > 45% 1,00 FACTOR DE CORRIENTECONTENIDO DEL 3er ARMONICO EN LA CORRIENTE PRINCIPAL (%) Para dimensionar los conductores de un sistema trifásico se utiliza como parámetro la corriente del conductor neutro. IN = 3 * I3(%) * I / Factor de corriente CONDUCTOR DE PROTECCIÓN (PE) • El conductor de protección es dimensionado en función del calibre del conductor de fase. • Si el conductor es PEN, el calibre será el mismo que el de fase, o caso contrario seguir las recomendaciones de conductor por donde circulan los corrientes de 3er armónico. 32 Sección de los conductores de fase de la instalación S (mm 2 ) Sección mínima de los conductores de protección S PE (mm 2 ) S ≤ 16 S 16 < S ≤ 35 16 S > 35 S/2 Conductores del mismo material MAXIMA CAIDA DE TENSION • Con este criterio también dimensionamos el calibre o simplemente verificamos la caída de tensión en los circuitos. • La norma NB 777 recomienda tomar en cuenta los siguientes límites. • Alimentador primario: 2% • Circuitos derivados, iluminación, tomacorrientes, fuerza: 3% • TOTAL: 5%. M Diagrama único usuario Instalación interna 2% 3% Acometida BT TDTM )(2 senIXCosIRV L V CosIL S 2 V1 V2 Rl Xl Fuente Carga I I V2 V1 ΔV = R*I*COS(f )+X*I*Sen(f ) X*I V R*I • INSTALACIONES ELECTRICAS CON TENSION TRIFASICA • En la ecuación anterior, si la temperatura es mayor a 20 ºC, se debe corregir el valor de laresistividad. • α = 0.00393 (1/ºC) Transformador 5% TDG TD M TC Instalación Industrial 2% 3% 1.5% )(3 senIXCosIRV L V CosIL S 3 )t1(Cº20 ALIMENTADOR - EDIFICIO • En aquellos edificios, en el que el tablero de medidores se encuentra en la planta baja o sótano, los alimentadores para cada una de los departamentos se independiente (radial y en estrella). 35 P I I ,I F 1 1 A1 R1 p1 P I I ,I F 2 2 A2 R2 p2 P I I ,I F 3 3 A3 R3 p3 P I I ,I F N N AN RN pN L N L 3 L2 V1 V 2 3 N V4 L1 V O 1 2 VN P I I ,I F 4 4 A4 R4 p4 4L4 V3 • En este caso particular, la verificación de la caída de tensión se realiza utilizando las siguientes ecuaciones. iiii CosIL S 2 V iiii CosIL V 2 S ALIMENTADOR RADIAL - EDIFICIO • Cuando existe un único alimentador, formándose en un alimentador radial, la verificación de la máxima caída de tensión se realiza utilizando las siguientes ecuaciones, con los momentos de las corrientes o potencias. 0 P I I ,I F 1 1 A1 R1 p1 P I I ,I F 2 2 A2 R2 p2 P I I ,I F 3 3 A3 R3 p1 P I I ,I F N N AN RN pN Barra principal LN L3 L2 V1 V2 3 N V 3 L1 VO 1 2 VN iii CosIL V 1 S iii CosIL S 1 V iii f 1 CosIL V(%)e 200 S iii3 CosIL V(%)e 100 3S DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN • PROTECCION CONTRAS SOBRECORRIENTES. – Ic ≤ In ≤ Iz. – If ≤ 1.45 Iz • Ic; corriente del proyecto o carga del circuito. • In; corriente nominal del dispositivo de protección. • Iz; máxima corriente admisible del conductor. • If: corriente de funcionamiento. • PROTECCICON CONTRA CORTOCIRCUITOS. – I2t ≤ K2S2 • I; corriente de falla (A). • t; tiempo de interrupción por el dispositivo de protección. • K; constante de acuerdo al tipo del material aislante. • S; sección del conductor. 37 CONDICIONES DE PROTECCIÓN CONDUCTORES ELECTRICOS • PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTES • La Norma NB 777 previene, salvo situaciones particulares que los conductores deben estar protegidos con dispositivos de corte contra sobrecorrientes, antes que el conductor presente un excesivo calentamiento que pueda dañar el aislamiento reduciendo su tiempo de vida, cumpliento las siguientes reglas. • (1)……….. Ic ≤ In ≤ Iz • (2)………...If ≤ 1.45 Iz • Ic; corriente del proyecto o carga. • In; corriente nominal del interruptor automático. • Iz; máxima corriente admisible permanente del conductor eléctrico. • If; corriente de funcionamiento del interruptor automático. • CASOS EN LOS QUE SE PUEDE OMITIR ESTA PROTECCION. • a) Conductores que son derivados de alimentadores protegidos contra las sobrecargas, con dispositivos adecuados que garantice también la protección de los conductores derivados. • b) Conductores que alimentan cargas que no pueden dar lugar a corrientes de sobrecarga. IZ1 IZ3 I N IZ4IZ2 4ZN3ZN2ZN1ZN II;II;II;II I1 I3 IN I4I2 4321N IIIII • CASOS EN LOS QUE SE PUEDE OMITIR ESTA PROTECCION. • c) Conductores que alimentan equipos con su propio dispositivo de protección que garantizan la protección de los conductores de alimentación. • Combinar las curvas de funcionamiento del relé de sobrecorriente e interruptor de protección contra cortocircuitos. • d) Conductores que alimentan motores, cuya corriente demandada a la línea con rotor bloqueado, no supera la capacidad de conducción Iz del propio conductor. IN M IR IN M ZCC II • e) Conductores que alimentan varios circuitos derivados, protegidos contra sobrecargas, cuando la suma de las corrientes de las cargas no superen la capacidad Iz de los conductores principales. IN1 IN IN2 IN3 IN4 IC1 IC2 IC3 IC4 IZ 4C3C2C1CZ IIIII • PROTECCION CONTRA CORTOCIRCUITOS. • Se constituye en un balance entre la energía que deja pasar el dispositivo de protección y la energía que puede el cable soportar sin perder sus características eléctricas. • (3)………. I2 t ≤ K2 S2 • I; es la corriente de falla (A). • t; tiempo que tarda en interrumpir la corriente de falla (s). • K; constante del conductor que depende del tipo de aislamiento. • S; sección del conductor eléctrico. IN ICC S(mm ) 2 L(m) DIAGRAMA UNIFILAR • Un diagrama unifilar es una representación en forma simbólica y por medio de una sola línea de todos los equipos y elementos que forman parte de las redes de la instalación. Por medio de un diagrama unifilar se determina de una mejor forma los elementos que integran las instalaciones. • Tablero o cuadro de distribución TD o del medidor TM. • Designación mediante un número o nombre del circuito. • Dispositivo de protección, cantidad de polos y corriente nominal. • Calibre del conductor eléctrico. • Calibre y cantidad de las barras de cobre para la conexión. • Puesta de tierra. M TD 1P - 15 (A) 2 x Nº 14 AWG, TW, Cu 1P - 20 (A) 1P - 30 (A) 2 x Nº 12 + 1 x Nº 12 AWG, TW, Cu 2 x Nº 10 + 1x Nº 10 AWG, TW, Cu 1P - 63 (A)TM C1 C2 C3 C4 2 x Nº 6+ 1x Nº 6 AWG, TW, Cu E L E C T R O P A Z 1P - 30 (A) 2 x Nº 10 + 1x Nº 10 AWG, TW, Cu B a rr a s d e c o b re : 3 x 1 0 0 ( A ) 43 • A.- Diagrama de una instalación que tiene interruptor diferencial junto al interruptor principal de la instalación. En este sistema el interruptor diferencia incluso protege fallas de corriente diferencial en los tomacorrientes. • B.- El interruptor diferencial solamente protege la zona húmeda del baño. 44 2P - 40 (A) 2P - 16 (A) Iluminación Tomacorriente Fuerza I 30 (mA) In 40 (A) 2P - 20 (A) 2P - 32 (A) 45 P =P + +P +Ser. Gen P I.Ext.P PA B P : Potencia Demanda Fd : Factor de Demanda de iluminación y tomacorrientes Fd : Factor de Demanda circuitos de fuerza D P : Potencia Instalada de iluminación y tomacorrientes P : Potencia Instalada circuitos fuerza I IF I+T F Potencia Instalada Factor de Demanda Potencia Demanda Factor de Simultaneidad Máxima Demanda Servicios Generales Potencia TransformadorNº de viviendas unifamiliares Nivel de consumo mínimo y medio Nivel de consumo elevado 2 - 4 1,0 0,8 5 - 15 0,8 0,7 16 - 25 0,6 0,5 Mayor a 25 0,4 0,3 FACTOR DE SIMULTANEIDAD - VIVIENDAS Numero de puntos de fuerza Factor de demanda 2 ó menos 100% 3 a 5 75% 6 ó más 50% CIRCUITOS DE FUERZA FACTOR DE DEMANDA P =P . Fd +P . FdD I I+T IF F P = P . Fs + MAX Σ Dem. Viv. PSev. Gen. P: Portaría A: Ascensor I. Ext: Iluminación Exterior B: Bomba agua Niveles de consumo de energía Demanda máxima Elevado mayor a 1000 kWh/mes Mayor a 7,0 kVA NIVEL DE CONSUMO y DEMANDA MAXIMA Mínimo hasta 500 kWh/mes 3,7 kVA Medio hasta 1000 kWh/mes 7,0 kVA Potencia instalada Factor de demanda Los primeros 3000 VA 100% De 3 001 VA a 8000 VA 35% De 8001 VA ó más 25% CIRCUITOS ILUMINACION TOMACORRIENTES FACTOR DEMANDA 46 CUADRO DE CARGA • Representa la cuantificación de la carga, por circuito, dimensionamiento de los dispositivos de protección, conductores, tubos. • La información depende del tipo de instalación y características de la carga. 47 DEPARTAMENTO PH - PISO 6 Circuitos monofásicos 230 (V), PE IN (A) Nº Polos C1 ILUMINACION 10 650 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" C2 ILUMINACION 10 650 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" C3 ILUMINACION 10 650 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" C4 TOMACORRIENTES 10 2.000 20 1 2x N° 12 (2x3.30 mm2) 3/4" C5 TOMACORRIENTES 16 3.200 20 1 2x N° 12 (2x3.30 mm2) 3/4" C6 COCINA 1 5.000 30 1 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5,27 mm2) 3/4" C7 CALEFON 1 1.500 30 1 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5,27 mm2) 3/4" C8 LAVARROPAS 1 1.412 20 1 2x N° 12+1x N° 12 (2x5.27 mm2+1x5,27 mm2) 3/4" Pi = 15.062 (VA) Pd = 9.341 (VA) Cant. Potencia (VA) OBSERVACIONESCo Descripcion DUCTO Ø" 50 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+1x13,58 mm2) 1" PROTECCION. (A) 1T O T A L CONDUCTOR (AWG TW Cu) 15.062 SERVICIOSGRAL. (AREAS COMUNES) Instalación Trifásica 400/230 (V), PE, 50 Hz. F1 F2 F3 IN (A) Nº Polos Cc1 ILUMIN. GRADAS - PASILLOS (5 PISOS) 10 720 0 0 720 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" Cc2 ILUMIN. PASILLOS (P.B.) LOC. COMERCIALES 7 1.008 0 1.008 0 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" Cc3 ILUMIN. PARQUEO (SOTANO) 8 1.152 0 0 1.152 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" Cc4 ILUMIN. BAULERAS (SOTANO) 10 550 0 500 0 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" Cc5 ILUMIN. JARDINERAS 6 600 600 0 0 15 1 2x N° 14 (2x2.09 mm2) 3/4" Cc6 MOTOR- PORTON AUTOMATICO 2 500 0 500 0 20 1 2x N° 12+1x N° 12 (2x5.27 mm2+1x2.09 mm2) 3/4" Cc7 BOMBA AGUA 1 1.300 1.300 0 0 20 1 2x N° 12+1x N° 12 (2x5.27 mm2+1x2.09 mm2) 3/4" Cc9 ASCENSOR 1 5.294 1.765 1.765 1.765 20 3 3x N° 12+1x N° 12 (3x8.35 mm2+1x5.27 mm2) 3/4" Pi = 11.124 (VA) Pd = 11.124 (VA) CT T O T A L 3.665 3.773 3.63711.124 POTENCIA (VA)Potencia (VA) DUCTO Ø" CONDUCTOR (AWG TW Cu)Cant. PROTECCION (A) DESCRIPCIONCo 40 4x N° 6+1x N° 8 (4x13.58 mm2+1x13.58 mm2) 2"3 OBSERVACIONES • Detalle de un tablero general de una instalación. 48 TABLERO GENERAL DE DISTRIBUCION FASE 1 FASE 2 FASE 3 IN (A) Nº Polos TDL - 1 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 1 ----------- ----------- 1.640 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 2 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 2 ----------- ----------- 1.640 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 3 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 3 ----------- ----------- 960 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 4 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 4 1.230 ----------- ----------- 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 5 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 5 ----------- ----------- 1.230 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 6 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 6 ----------- ----------- 960 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 7 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 7 ----------- ----------- 1.370 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 8 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 8 ----------- ----------- 1.230 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDL - 9 TAB. DE DISTRIBUCION LOCAL 9 ----------- ----------- 1.370 30 1 1" 2x N° 10+1x N° 10 (2x5.27 mm2+1x5.27 mm2) TDPT-"A" - 1 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "A" - PISO 1 9.090 ----------- ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"B" - 1 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "B" - PISO 1 ----------- 9.090 ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"A" - 2 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "A" - PISO 2 ----------- ----------- 9.090 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"B" - 2 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "B" - PISO 2 9.090 ----------- ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"A" - 3 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "A" - PISO 3 ----------- 9.090 ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"B" - 3 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "B" - PISO 3 ----------- ----------- 9.090 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"A" - 4 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "A" - PISO 4 9.090 ----------- ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"B" - 4 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "B" - PISO 4 ----------- 9.090 ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"A" - 5 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "A" - PISO 5 ----------- ----------- 9.090 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TDPT-"B" - 5 TABLERO DISTRIB. DEPTO. "B" - PISO 5 9.090 ----------- ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TD-PH TABLERO DISTRIB. DEPTO. "PH" - PISO 6 ----------- 9.341 ----------- 50 1 1 1 /2" 2x N° 6+1x N° 6 (2x13.58 mm2+13,58 mm2) TS-SERV TABLERO PLANTA SOTANO - SERVICIOS 3.615 3.993 3.517 40 3 1 1 /2" 4x N° 6+1x N° 8 (4x13.58 mm2+1x13.58 mm2) Pd = 123.000 (VA) Pmd = 96.562 (VA) 3 FASES 400/230(V), PE, 50 Hz. 4" 4xN° 1/0 AWG ALIMENTADOR 4x#1/0 AWG TW Cu (4x5.49 mm2) POTENCIA (VA) PROTECCION 3 DUCTO Ø" DESCRIPCIONTDx -Xo OBSERVACIONES T T O T A L E S 41.207 40.605 41.188 150 CONDUCTOR (AWG) SISTEMA DE PUESTA DE TIERRA • El sistema de tierra esta construido por uno o varios electrodos enterrados en un terreno. • El valor de la resistencia de tierra depende del tipo de instalación y los requerimientos que tiene los equipos eléctricos. • Posteriormente el sistema de tierra conectado a un conductor de cobre desnudo se conecta a la barra de tierra de la instalación eléctrica. 49 SISTEMA DE PUESTA DE TIERRA • La resistencia de puesta de tierra puede ser calculada mediante al siguiente ecuación. • ρ; resistividad del suelo (Ω-m) • L; longitud de la varilla (jabalina) (m). • d; diámetro equivalente de la varilla (m) 50 CABLE DE CONEXION ARQUETA DE CONEXION AC-RP 40 ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA TIERRA MEZCLADA CON PROTEGEL d L4 Ln L2 RT L R T TABLEROS • Los tableros se constituyen en un componente importante de la instalación eléctrica, una falla provoca que toda la instalación no tenga energía eléctrica. • Frecuencia nominal: 50 Hz • Tensión máxima de diseño: 400 V • Tensión de aislamiento a frecuencia industrial entre parte viva y cualquier parte metálica perteneciente al tablero: 10 kV • Resistencia de aislamiento: Mínima 5 MΩ • Grado de protección IP 43 51 MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN TABLEROS • Alternativa 1: La envolvente exterior fabricada de chapa metálica de acuerdo a lo establecido en las normas NB 148001 y 148002, con un acabado de acuerdo con lo establecido en la norma NB 148003. • Alternativa 2: La envolvente exterior fabricada de poliéster reforzado con fibra de vidrio auto extinguible debe contar con protección contra rayos ultravioletas y tener una resistencia mecánica equivalente a chapa metálica de la alternativa 1. ACOMETIDA
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