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PROYECTO DE ELECTRIFICACIÓN SUBTERRÁNEA EN 4.16 KV INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGI CO “ LU IS FELIPE D E LAS CASAS GRIEVE”
1. MEMORIA DESCRIPTIVA1.1. GENERALIDADES
1.1.1. OBJETIVOS
1.1.2. GEOGRAFÍA1.2. ALCANCE DEL PROYECTO1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
1.3.1. RED PRIMARIA1.3.2. CASETA DE TRANSFORMACIÓN1.3.2. RED SECUNDARIA
1.4 CARGAS ELÉCTRICAS1.5 BASES DE CALCULO1.6 PLANOS
II. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES
2.1 RED PRIMARIA2.1.1 DERIVACION
A.- CONECTORB.- SECCIONADOR UNIPOLAR
2.1.2 BAJA DE LINEA EN POSTEA.- TERMINAL TRIPOLAR TERMOCONTRACTILB.- CINTA BAND-ITC.- CONDUCTORD.- CINTA SEÑALIZADORAE.- EXCAVACIONES
2.2 TRANSFORMACIÓN2.2.1. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
A.- SECCIONADOR UNIPOLARB.- FUSIBLESC.- CABEZA TERMINAL PARA CABLE
2.2.2 TRANSFORMADOR DE POTENCIA2.2.3 CONDUCTORES
A.- CONDUCTOR DE ENTRADAB.- CONDUCTOR DE SALIDA
2.2.4 VARILLAS DE COBRE2.2.5 AISLADORES PORTA-BARRAS
2.2.6 TABLERO DE DISTRIBUCIÓNA.-GABINETEB.- BARRAS DE COBREC.- AISLADORES PORTABARRASD.- INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOSE.- POZO DE PUESTA A TIERRAF.- OBRAS CIVILES
2.3 RED SECUNDARIA2.3.1 CONDUCTOR2.3.2 CINTA SEÑALIZADORA
2.3.3 EXCAVACIONES
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III. CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS ELÉCTRICOS3.1 CALCULO DE DEMANDA MÁXIMA3.2 CALCULO POR INTENSIDAD3.3 CÁLCULO POR CAÍDA DE TENSIÓN3.4 CALCULO DE INTENSIDAD EN CORTO CIRCUITO3.5 DISEÑO DE BARRAS EN 4.16 KV
3.5.1 CALCULO DE CORRIENTE NOMINAL3.5.2 CALCULO DE ESFUERZOS3.5.3 CALCULO POR EFECTOS TÉRMICOS3.5.4 CALCULO POR RESONANCIA
3.6 CALCULO DE PUESTA A TIERRA
VI PROPUESTA ECONÓMICA- METRADO- PRESUPUESTO- LISTADO DE MATERIALES- COSTOS UNITARIOS
VI PLANOS
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PROYECTO DE ELECTRIFICACIÓN SUBTERRÁNEA EN 4.16KVINSTI TUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO “LUIS FELI PE DE LAS CASAS GRIEVE”
I. MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1. GENERALIDADES
1.1.1. OBJETIVOS
La Municipalidad del distrito de Marcona, en su política de
asistencia técnica y ayuda a la población ha elaborado el expediente de
suministro de energía en alta tensión para el INSTITUTO SUPERIOR
TECNOLÓGICO “LUIS FELIPE DE LAS CASAS GRIEVE”
El proyecto en mención esta concebido para la alimentación
elèctrica del Instituto arriba mencionado, dar energía eléctrica a todos los
ambientes existentes y por construir, por lo que se hizo un estudio de
consumo de cargas estimado a futuro.
1.1.2. GEOGRAFÍA
El Instituto Superior Tecnológico “Luis Felipe De Las Casas
Grieve” esta ubicado en la región de la costa, en el departamento de Ica al
sur, en la provincia de Nazca, distrito de San Juan de Marcona en la Zona
Industrial, con una altura de 22 msnm, es de clima ligeramente húmedo de
alrededor de 85% HR, llega a alcanzar una temperatura de 30°C y baja
hasta 15°C aproximadamente.
1.2. ALCANCE DEL PROYECTO
La elaboración del proyecto comprende desde el diseño de la línea primaria
en el punto de derivación del sistema de 4.16 KV, de sus elementos de
transmisión y transformación como son los conductores en forma subterránea, eltransformador de fuerza en caseta, accesorios, estructuras y sus dispositivos de
mando y protección, para alimentar una carga de 245 Kw., líneas de alimentación
también subterráneas necesarias para el accionar todos los sistemas divididas en:
· Taller de Maquinas Herramientas (existente)
· Aulas Taller (existente)
· Pabellones:
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o Pabellón 01 (existente)
o Pabellón 02 (proyectado)
o Pabellón 03, y
o Luces externas (proyectado)
La medición se hará en baja tensión, para lo cual se ha previsto la
instalación de un equipo de medición con su respectiva caja portamedidor, y
accesorios.
1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Se proyecta derivar una línea de alta tensión de 4.16 KV hasta una caseta
de transformación, luego proyectar las alimentaciones de energía a los diferentespuntos a energizar; la red eléctrica diseñada en 4.16 KV consta de las siguientes
fases:
1.3.1. RED PRIMARIA
La red primaria se inicia con una derivación del punto de alta
tensión ubicada a unos 31 mts del lugar donde esta destinada la caseta que
es dentro de los perímetros del IST de sistema subterráneo con una
profundidad de 1.00 mts. y cinta señalizadora de seguridad.
LÍNEA
· Tensión : 4.16 KV
· Sistema : Subterráneo
· Numero de fases : 3
· Demanda máxima : 133.64 Kw.
· Numero de ternas : 1
· Conductor : N2XSY 3-1x16 mm2
· Longitud de la red : 48.5 metros
1.3.2. CASETA DE TRANSFORMACIÓN
Será de material noble, en una ubicación de acceso libre, dotado
de ventilación y de seguridad respectiva, en ella se ubicaran las celdas de
llegada con sus accesorios de control y seguridad, transformación con el
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transformador de potencia de 160 KVA y tablero de distribución en el que
estarán las barras de cobre y sus respectivos interruptores
termomagnéticos para cada circuito:
SUB-ESTACIÓN (CASETA)· Transformador de Potencia : 160 KVA
· Tensión nominal Primaria : 4.16 KV
· Tensión nominal Secundaria : 440-220 v
· Sistema : Subterráneo
· Fases : Trifásica
· Estructuras : Const. Noble
· Tablero de Distribución General : Tipo gabinete c/barras de Cu,Interruptor Termomagnético,
medidor, accesorios de
maniobra y protección
1.3.2. RED SECUNDARIA
Entrega de energía eléctrica por medio de conductores de cobre
electrolítico blando del tipo NYY
LÍNEAS
· Tensión : 440-220 v
· Sistema : Subterráneo
· Numero de fases : 3
· Demanda máxima
· Maquicentro : 66.46 Kw.
· Aulas Taller : 22.86 Kw.
· Pabellones : 44.32 Kw.
· Numero de ternas : 1
· Conductor : NYY
· Longitud de la red : 133 metros totales de línea
· Tableros de distribución de tipo gabinete inc/interruptores
termomagnéticos
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1.4 CARGAS ELÉCTRICAS
Las carga eléctricas a satisfacer son:
Taller de Maquicentro
Maquinas Herramientas.-
Se tomarà en cuenta las potencias de los equipos existentes y por instalar(proyectarse), las que sumaron 49.26 KW (ver cuadro de calculo)
Iluminación.-
Según el CNE para locales industriales de tomara 20 W/m² por área techada,
lo que dan 5.14 KW (ver cuadro de calculo)
Cargas móviles.-Se asumió cargas de taladros, amoladoras, etc., y resulto 0.98 KW (ver
cuadro de calculo)
Aulas Taller
Para el calculo de consumo según el CNE es 20 W/m², es 3.80 KW, las
cargas principales por equipos de soldadura serán de 15.25 KW (ver cuadro
de calculo)
Pabellones
Para los pabellones según el CNE será de 25w/m² por área 14.77 KW y
por cargas especiales de 8.0 Kw. (ver cuadro de calculo)
Para futuras construcciones se asumió 01 pabellones de 13.40 Kw. y la
Iluminación externa será 0.77 Kw. (ver cuadro de calculo). A estos
consumos reales se le aplicara un factor de servicio del 1.20%.
1.5. BASES DE CALCULO
El presente estudio se elaboro teniendo en cuenta las normas vigentes en
como el C.N.E. Tomo IV – Suministro y Tomo V Utilización, D.L. 25844 Ley de
concesiones, Reglamento del D.L. 25844, Norma DGE-044-B-P-1/1984
“Elaboración y Conformidad de Proyectos de sistemas de Utilización a tensión de
distribución primaria a cargo de terceros”, y se inicio con los parámetros
generales:
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· Tensión Nominal : 4.16 KV
· Caída de tensión : 3.5% Vn
· Factor de Potencia : 0.85
· Demanda Máxima : 133.64 KW
· Potencia nominal : 160 KVA
1.6 PLANOS
En el presente proyecto se adjuntan los planos siguientes:
· Plano de Distribución, localización DL-01
· Plano de Instalaciones eléctricas IE-02
· Plano de Detalles Dt-03· Plano de Detalles Dt-04
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II. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES
2.1 RED PRIMARIA
2.1.1 DERIVACION
A.- CONECTOR
Será de aleación de cobre y estaño conformado en "C" declase UDC Tipo II, 16-16 mm² y conductor de cobre desnudo
diámetro de 16 mm²
B.- SECCIONADOR UNIPOLAR
Características técnicas
Tensión nominal de trabajo : 15 KV
Corriente nominal : 300 ATensión máxima de servicio : 4.16 KV
Accionamiento : Sin carga, con pértiga.
Montaje : Exterior
2.1.2 BAJA DE LÍNEA EN POSTE
A.- TERMINAL TRIPOLAR TERMOCONTRACTIL
También se incluirá tubos contráctiles por fases, para sección
25mm² tipo 3M o similar, aprobado según norma CI-7-714,
hermético, a prueba de humedad y filtraciones con aislamiento de 6
KV. y soportes.
B.- CINTA BAND-IT
Será de acero inoxidable de 19 mm de ancho, no magnético,
acabado liso y sin bordes cortantes, espesor 0.3 mm.
C.- CONDUCTOR
El conductor de alimentación primaria será de cobre
electrolítico recocido blando, cableado concéntrico, redondo y
comprimido. Cinta semi-conductora o compuesto semi-conductor
extruido sobre el conductor, aislamiento de Polietileno Reticulado
(XLPE) con chaqueta exterior de PVC, tipo N2XSY 3x1x16mm²
3.6/6KV
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Características técnicas
Tipo : N2XSY
Sección : 16 mm²
Tensión de servicio : 3.6 - 6 KV
Conformación : Unipolar
N° de hilos : 7Temp. de operación : 90°C
Temp. de sobre carga : 130°C
Temp. en corto circuito : 250°C
Resistencia a 90°C : 0.9280 ohm/Km
Reactancia a 90°C : 0.2914 ohm/Km
Intensidad enterrado : 121 Amp.
D.- CINTA SEÑALIZADORAEsta será de polietileno de alta resistencia a los ácidos de color
rojo con las siguientes características:
Características técnicas
Ancho : 125 mm
Espesor : 0.10 mm
Elongación : 250%Color : Rojo Brillante
Inscripción : "PELIGRO DE MUERTE 10000 VOLTIOS" EN
LETRAS NEGRAS.
E.- EXCAVACIONES
Se efectuara una excavación de 0.60 x 1.10 metros de
profundidad se colocara un colchón de arena gruesa de espesor de 10
cm, se tenderán los cables en forma recta, estirándolos, se colora otra
capa de arena gruesa unos 20 cm, se pondrá ladrillos comunes a todo
lo largo, se rellena con tierra cernida unos 20 cm y luego se coloca la
cinta señalizadora, estirada a todo lo largo de la zanja, para después
cubrir la zanja con material propio libre de pedregones, compactado
por capas.
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2.2 TRANSFORMACIÓN
2.2.1. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
A.- SECCIONADOR UNIPOLAR
Características técnicas
Tensión nominal de trabajo : 15 KVCorriente nominal : 300 A
Tensión máxima de servicio : 4.16 KV
Accionamiento : Sin carga, con pértiga.
Montaje : Interior
B.- FUSIBLES
Características técnicasTensión nominal de trabajo : 6 KV
Corriente nominal : 25 A
Poder de ruptura : 800 MVA
C.- CABEZA TERMINAL PARA CABLE
Características técnicas
Tensión Nominal : 6 KV
Tensión de Servicio : 4.16 KV
2.2.2 TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Características técnicas
Potencia Nominal : 160KVA
Intensidad nominal en B.T. : 243 Amp.
Fases : 3
Frecuencia : 60 Hz
Relación de Transformación : 4.16/0.44-.022 KVA
Conexión : Dyn5
Regulación : 2.5% - 5%
Perdidas con carga : 3.10 KW
Perdidas sin carga : 0.60 KW
Perdidas totales : 3.70 KW
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2.2.3 CONDUCTORES
Los conductores de alimentación y salida al tablero serán de cobre
blando, con aislamiento de Polietileno Reticulado (XLPE) con chaqueta
exterior de PVC, que soporten las intensidades respectivas con respecto al
transformador:A.- CONDUCTOR DE ENTRADA
El conductor de alimentación al transformador será el mismo
que el de derivación N2XSY 3x1x16 mm²
Características técnicas
Tipo : N2XSY
Sección : 16 mm²Tensión de servicio : 3.6 - 6 KV
Conformación : Unipolar
N° de hilos : 7
Temp. de operación : 90°C
Temp. de sobre carga : 130°C
Temp. en corto circuito : 250°C
Resistencia a 90°C : 0.9280 ohm/Km
Reactancia a 90°C : 0.2914 ohm/Km
Intensidad enterrado : 121 Amp.
B.- CONDUCTOR DE SALIDA
El conductor de alimentación al transformador será el mismo que
el de derivación THW 3x95 mm²
Características técnicas
Tipo : THW
Sección : 95 mm²
Tensión de servicio : 0.6 KV
Conformación : Unipolar
N° de hilos : 7
Temp. de operación : 75°C
Intensidad enterrado : 230 Amp.
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2.2.4 VARILLAS DE COBRE
Características técnicas
Varillas : Cu Electrol. 99.9%
Dimensiones : 3 unidades de 3.20x10 mm.
Intensidad de corriente en C.C. : 520 A
2.2.5 AISLADORES PORTA-BARRAS
Características técnicas
Material : Resina epóxica, troncocónica
Tensión Nominal : 12KV
Soporte de ángulo e= 3/16” : 1 ½” x 1 ½!
Línea de fuga : 200 mmResistencia a rotura : 750 Kg
2.2.6 TABLERO DE DISTRIBUCIÓN
Será provisto de barras de cobre al 99.9% soportado sobre
aisladores de campana, de donde saldrán las alimentaciones a los
interruptores termomagnéticos para cada ambiente seleccionados de
acuerdo a la intensidad de consumo:
A.- GABINETE
Material : Madera o Metálico
Dimensiones : 1.20 x 1.00 x 0.30 m
Plancha metálica e= 1/8” : 1.00 x 0.80 m
B.- BARRAS DE COBRE
Características técnicas
Platinas : Cu Electrol. 99.9%
Dimensiones : 800 x 40 x 5 mm.
Intensidad de corriente en C.C. : 520 A
C.- AISLADORES PORTA-BARRAS
Características técnicas
Material : Resina epóxica, troncocónica
Tensión Nominal : 6 KV
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Plancha metálica e= 1/8” : 1.00 x 0.80 m
Línea de fuga : 200 mm
Resistencia a rotura : 750 Kg
D.- INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOSSe instalaran dos Interruptores termomagnético caja moldeada:
MAQUICENTRO AULAS TALLER PABELLÓN DE AULAS
Intensidad Nominal (A)
N° de Polos
Poder de ruptura KA
Para 240 V
Para 480 V
125
3
18
14
60
3
18
14
100
3
18
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E.- POZO DE PUESTA A TIERRA
Para la protección del personal se efectuara un pozo de puesta a
tierra uno en el lado de alta tensión y otro en el lado de baja tensión.
Serán construidos cavando un agujero de 80 x 80x 260 metros de
profundidad, con:
Tierra cernida y carbón vegetal,
Aditivos de electro-químicos (Thorgel o similar)
Varilla de Cooperweld de 16 mm de diámetro x 2.40 metros
Terminal tipo AB para conexión
Cable ce cobre desnudo de 25 mm²
Todas las partes metálicas de las celdas, transformador,
seccionadores, etc., serán conectadas al pozo tierra de Alta tensión.
Los valores de resistencia deberán ser inferiores a 25 y 15 ohmios
para los pozos de alta y baja tensión respectivamente.
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G.- OBRAS CIVILES
Será de material noble de 5.0 x 3.0 x 3.20 mts de altura, de tipo
convencional, con ventilación y puerta de perfiles de fierro de 1” x 1” x
1/8” y plancha LAF de 2 mm de espesor, con chapa de seguridad, el
piso soportara una carga de 4000 kg/cm², los ambientes de las celdasserán; la celda de llegada de 1.30 mts de ancho por 1.20 mts de
profundidad al igual que la celda de distribución, la celda de
transformación tendrá 2.00mts de ancho por 1.30 mts de profundidad y
estará provista de rieles de soporte al transformador de 2” x 2” x 3/16”
(ver detalles)
2.3 RED SECUNDARIA2.3.1 CONDUCTOR
El conductor de Alimentación secundaria será de cobre
electrolítico recocido blando, cableado concéntrico, redondo y comprimido.
Aislamiento de cloruro de polivinilo (PVC) y protección con una chaqueta
de PVC color negro, tipo NYY con tensión de servicio 1 KV. ,
temperatura de operación 80°C
CARACTERÍSTICAS
TÉCNICASMAQUICENTRO AULAS TALLER
PABELLÓN
DE AULAS
Tipo
Sección mm²
Tensión de servicio KV
N° de hilos
Temp. de operación °C
Inten. Enterrado Amp.
NYY
25
0.6
7
80
137
NYY
16
0.6
7
80
110
NYY
16
0.6
7
80
110
2.3.2 CINTA SEÑALIZADORA
Esta será de polietileno de alta resistencia a los ácidos de color
rojo con las siguientes características:
Ancho : 125 mm
Espesor : 0.10 mm
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Elongación : 250%
Color : Rojo Brillante
Inscripción : "PELIGRO DE MUERTE 10000 VOLTIOS" EN
LETRAS NEGRAS.
2.3.3 EXCAVACIONES
Se efectuara una excavación de 0.60 x 0.80 metros de profundidad
se colocara un colchón de arena gruesa de espesor de 10 cm, se tenderán los
cables en forma recta, estirándolos, se colora otra capa de arena gruesa unos
15 cm, luego se coloca la cinta señalizadora, estirada a todo lo largo de la
zanja, para después cubrir la zanja con material propio libre de pedregones,
compactado por capas.
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III. CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS ELÉCTRICOS
Los cálculos desarrollados en el proyecto se ajustan a las Normas de la
Dirección General de Electricidad del Ministerio de Energía y Minas, Código Nacional
de Electricidad y a la Ley de Concesiones Eléctricas y su Reglamento
3.1 CALCULO DE DEMANDA MÁXIMA
Para el calculo de la demanda a satisfacer se tomo en cuenta las
disposiciones del CNE y demás reglamentos de electricidad en cuanto a las
potencias a considerar, por equipos, iluminación cargas especiales, etc.
Pot. 1 Pot. 2 Pot. 3 Pot. 4
01 M7232B/1 0.550 0.250 3.000 18.500 22.30002 MQ8260 0.550 7.500 0.125 0.550 8.72503 T8115-1 1.100 1.10004 T8210 0.550 0.55005 3M9814 0.746 0.746 0.373 1.86506 T716B 2.200 0.750 2.95007 12PSD100 0.373 0.373 0.74608 - - - 7.600 7.600
09* - - - 0.560 0.56010* - - - 0.560 0.56011* - - - 0.560 0.560
12* - - - 0.746 0.74613* - - - 1.000 1.000
POTENCIA TOTAL EN MAQUINAS HERRAMIENTAS 49.261
* EQUIPOS A INSTALAR A FUTURO, POTENCIAS ASUMIDAS
ILUMINACIÓNCU W/m² P.I W Fd
20 5137 100%
CARGAS MÓVILESf.s. POTENCIA
2% 49.261
RESUMEN DE POTENCIAS 55.38 Kw.FACTOR DE SERVICIO 20% 11.08 Kw.
POTENCIA CONSUMIDA 66.46 Kw.
SUB-TOTAL
AMOLADORAS, TALADROS
MANUALES, ETC 0.985
CEPILLO
ÁREA m² D.M. Kw.
256.85 5.137
TORNO #1TORNO #2TORNO #3
TORNO FUNDERO #4
PULIDORA DE CILINDROSRECTIFICADORA VERTICALRECTIFICADORA VERTICALBCO. DE PRUEBAS P/M. DIESEL
PULIDORA DE PRECISI NRECTIFICADORA DE CIGÜEÑALBARRENADORA DE METALESRECTIFICADORA DE BIELAS
CARGAS TALLER MAQUICENTRO
ÍTEM MAQUINA HERRAMIENTA MODELO MOTORES POT Kw.
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ILUMINACIÓNÁREA m² CU W/m² P.I W Fd D.M. (Kw.)
190.15 20 3803 100% 3.803
CARGAS MÓVILESCANT. P.I W f.s. D.M. (Kw.)
MAQ. SOLDA 3 10000 0.5 15.000ESMERIL 2 250 0.5 0.250
15.250
RESUMEN DE POTENCIAS 19.05 Kw.FACTOR DE SERVICIO 20% 3.81 Kw.
POTENCIA CONSUMIDA 22.86 Kw.
CARGAS AULAS TALLER
CARGAS PABELLÓN 01
ILUMINACIÓN PABELLÓN EXISTENTE (02 PLANTAS)ÁREA m² CU W/m² P.I W Fd D.M. (Kw.)
590.556 25 14763.9 100% 14.764
CARGAS ESPECIALES
ÍTEM UNIDAD P.I W Fd D.M. (Kw.)C. COMPUTO. 12 500 100% 6.000
LABORATORIO 1 2000 100% 2.000
8.000
RESUMEN 22.76 Kw.
CARGAS PABELLÓN 02
ILUMINACIÓN PABELLÓN FUTURO (02 PLANTAS)ÁREA m² CU W/m² P.I W Fd D.M. (Kw.)
536 25 13400 100% 13.400
CARGAS POR ILUMINACIÓN EXTERNAUNIDADES P.I W Fd D.M. (Kw.)
NA 77 10 77 100% 0.770
RESUMEN DE POTENCIAS 36.93 Kw.FACTOR DE SERVICIO 20% 7.39 Kw.
POTENCIA CONSUMIDA 44.32 Kw.
CARGAS POR PABELLÓN
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POT. Kw.
TALLER MAQUICENTRO 66.46
TALLER AUTOMOTRIZ 22.86POR PABELLONES 44.32
POTENCIA TOTAL DE DISEÑO 133.64
POTENCIA PARA SELECCIÓN DE TRANSFORMADOR
POTENCIA DE DISEÑO 133.64 Kw.FACTOR DE POTENCIA 0.85
POTENCIA DE SELECCIÓN 157.23 KVA
INTENSIDAD DE CONSUMO 206.31 Amp
CUADRO DE POTENCIAS DE SERVICIOAMBIENTE
CALCULO DE CARGAS EN LA ENTRADA
3.2 CALCULO POR INTENSIDAD
Para el calculo de intensidad, se debe tener en cuenta que el sistema essubterráneo y que se emplea factores de corrección que norma el C.N.E.; un factor
de potencia de 0.85 y un voltaje de consumo de 440-220 voltios
· Factor de corrección temperatura (Ft)
· Factor de corrección resistividad térmica (Frt)
· Factor de corrección aproximación de cables (Fapc)
· Factor de corrección profundidad de terreno (Fpt)· F. Corrección total (Fc)
Donde:
Fc = Ft x Frt x Fapc x Fpt
Luego:
Potencia (KW)I = -----------------------------------------------------
√3 x Tensión (KV) x factor de Pot. (Cos )
Entonces:
IIDISEÑO = -------------
Fc
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SELECCIÓN DE CONDUCTOR POR CAPACIDAD PARA MAQUICENTROCALCULO DE INTENSIDAD (AMP)SEGÚN EL C.N.E. PARA INSTALACIONES SUBTERRÁNEAS:
* F. CORREC. TEMPERATURA 0.96 (COND. 80°C-25°C)* F. CORREC. RESISTIVIDAD TÉRMICA 0.95 (Hasta 25 mm²-120°Cxcm/W)* F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.00* F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.98 (80cm)
* F. CORRECCIÓN TOTAL 0.89
CONDICIONES DE CALCULO
Potencia Kw. 66.46F. Potencia 0.85Tensión Kv 0.44
INTENSIDAD (AMP) 102.60
INT. DE DISEÑO (AMP) 114.79 LUEGO: NYY 3x1x25 mm², 137 amp
SELECCIÓN DE CONDUCTOR POR CAPACIDAD PARA AULAS TALLERCALCULO DE INTENSIDAD (AMP)SEGÚN EL C.N.E. PARA INSTALACIONES SUBTERRÁNEAS:
* F. CORREC. TEMPERATURA 0.96 (COND. 80°C-20°C)* F. CORREC. RESISTIVIDAD TÉRMICA 0.95 (Hasta 25 mm²-120°Cxcm/W)* F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.00* F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.98 (80cm)
* F. CORRECCIÓN TOTAL 0.89
CONDICIONES DE CALCULO
Potencia Kw. 22.86F. Potencia 0.85Tensión Kv 0.44
INTENSIDAD (AMP) 35.30
INT. DE DISEÑO (AMP) 39.49 LUEGO: NYY 3x1x16 mm², 110 amp
SELECCIÓN DE CONDUCTOR POR CAPACIDAD PARA PABELLON CALCULO DE INTENSIDAD (AMP)SEGÚN EL C.N.E. PARA INSTALACIONES SUBTERRÁNEAS:
* F. CORREC. TEMPERATURA 0.96 (COND. 80°C-20°C)* F. CORREC. RESISTIVIDAD TÉRMICA 0.95 (Hasta 25 mm²-120°Cxcm/W)* F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.00* F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.98 (80cm)
* F. CORRECCIÓN TOTAL 0.89
CONDICIONES DE CALCULO
Potencia Kw. 44.32F. Potencia 0.85Tensión Kv 0.44
INTENSIDAD (AMP) 68.42
INT. DE DISEÑO (AMP) 76.55 LUEGO: NYY 3x1x16 mm², 110 amp
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SELECCIÓN DE CONDUCTOR POR CAPACIDAD PARA RED PRIMARIACALCULO DE INTENSIDAD (AMP)SEGÚN EL C.N.E. PARA INSTALACIONES SUBTERRÁNEAS:
* F. CORREC. TEMPERATURA 0.96 (COND. 90°C-25°C)* F. CORREC. RESISTIVIDAD TÉRMICA 0.95 (Hasta 25 mm²-120°Cxcm/W)* F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.00* F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.96 (1.00m)
* F. CORRECCIÓN TOTAL 0.88
CONDICIONES DE CALCULO
Potencia Kw. 133.64F. Potencia 0.85Tensión Kv 4.16
INTENSIDAD (AMP) 21.82
INT. DE DISEÑO (AMP) 24.92 LUEGO: N2XSY 3-1x16 mm²; 121 amp
3.3 CÁLCULO POR CAÍDA DE TENSIÓNSe ha efectuado el cálculo de caída de tensión en los circuitos de
Maquicentro, Aulas Taller y el de Pabellón. Para la caída de tensión, los
conductores deben seleccionarse de manera que los valores obtenidos en los
puntos más alejados no exceden el 3.5% de la tensión nominal del sistema.
En al realización de los cálculos se han tomado en cuenta las siguientes
características para diversos circuitos:
Maquicentro Aula Taller Pabellones R.Primaria
Potencia a consumir (KW) 66.46 22.86 44.32 133.64
Amperaje a consumir (Amp) 114.79 39.49 76.55 24.92
Longitud (m) 42.00 15.50 75.50 48.50
Sección (mm²) 25 16 16 16
* Valor del factor de potencia (Cos Φ ) : 0.85
* Valores de temperatura
- De oper. Conductores NYY : 80 °C.
- De oper. Conductores N2XSY : 90 °C.
* Voltaje de consumo:
- De Red secundaria (V) : 440 - 220
- De Red primaria (V) : 4,160
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* Valores de Factores de corrección
· Factor de corrección temperatura (Ft)
· Factor de corrección resistividad térmica (Frt)
· Factor de corrección aproximación de cables (Fapc)
· Factor de corrección profundidad de terreno (Fpt)· F. Corrección total (Fc)
Fc = Ft x Frt x Fapc x Fpt
Potencia (KW)I = -----------------------------------------------------
√3 x Tensión (KV) x factor de Pot. (Cos )
IIDISEÑO = -------------
Fc
Long. (metros) x IDISEÑO (amp) x FCT∆V = ----------------------------------------------
Secc. (mm²)
FCT = √3 (R Cos Φ + X Sen Φ ) ≈ 0.0309 para cobre en sistema
trifásico subterráneo
Donde:
R : Resistencia del conductor a la temperatura máxima de operación(será considerado a 90°C).
X : Reactancia de los conductores.
TEMP. OPERACIÓN : 80.0 °C CAÍDA DE TENSIÓN : 3.5 %
TENSIÓN NOMINAL : 440 v C.D.T. M XIMA : 1.14 % ...Cumple!
F. POTENCIA : 0.85 F. SIMULT. : 1.00F. CORREC. TEMPERATURA 0.960 F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.000
F. CORREC. RESISTIVIDAD TÉRMICA 0.950 F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.980F. CORRECCIÓN TOTAL 0.894
TALLER MAQUICENTRO 114.794 41.50 25.00 5.005 1.138
AULAS TALLER 39.492 15.50 16.00 1.005 0.228
SELECCIÓN POR CAÍDA DE TENSIÓN-SALIDA
CÁLCULOS ELÉCTRICOS (CAÍDA DE TENSI N)
MODULOCARGA
AMPCARGA DE
DISEÑOLONG.MTS.
SECCIÓNmm²
F.C.T. VOLT.VOLT.
ACUMUL.%
102.598 0.001051
35.296 0.001642
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TEMP. OPERACIÓ : 80.0 °C CAÍDA DE TENSIÓN : 3.5 %
TENSI N NOMINA : 440 v C.D.T. M XIMA : 1.61 % ...Cumple!
F. POTENCIA : 0.85 F. SIMULT. : 1.00F. CORREC. TEMPERATURA 0.960 F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.000F. CORREC. RESIST. TÉRMICA 0.950 F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.980F. CORRECCIÓN TOTAL 0.894
PABELLÓN 01 47.183 76.554 44.50 16.00 5.592 5.592 1.271PABELLÓN 02 29.370 29.370 31.00 16.00 1.495 7.087 1.61126.2501 0.001642
VOLT.ACUM.
VOLT.ACUM.
%
42.1705 0.001642
SELECCIÓN POR CAÍDA DE TENSIÓN-SALIDA
CÁLCULOS ELÉCTRICOS (CAÍDA DE TENSIÓN)
MODULO CARGA AMPCARGA
DEDISEÑO
AMP.ACUMUL.
LONG.MTS.
SECCIÓNmm²
F.C.T. VOLT.
TEMP. OPERACIÓN : 90.0 °C CAÍDA DE TENSI N : 3.5 %TENSIÓN NOMINAL : 4160 v C.D.T. M XIMA : 0.05 % ...Cumple!
F. POTENCIA : 0.85 F. SIMULT. : 1.00F. CORREC. TEMPERATURA 0.960 F. CORREC. APROXIMACIÓN DE CABLES 1.000F. CORREC. RESISTIVIDAD TÉRMICA 0.950 F. CORREC. PROFUNDIDAD DE TERRENO 0.960F. CORRECCIÓN TOTAL 0.876
LÍNEA PRIMARIA 24.924 48.50 16.00 1.984 0.048
SELECCIÓN POR CAÍDA DE TENSIÓN-LÍNEA PRIMARIA
C LCULOS EL CTRICOS (CA DA DE TENSI N)
MODULO CARGA AMPCARGA DE
DISEÑOLONG.MTS.
SECCIÓNmm²
F.C.T. VOLT.VOLT.
ACUMUL.%
21.822 0.001642
Luego de los cálculos de caída de tensión realizados se comprueba que la
selección de cables es optima.
3.4 CALCULO DE INTENSIDAD EN CORTO CIRCUITO
Se procederá al cálculo de intensidad máxima de corto circuito del conductor
con el sistema;
Pcc √t SIm = --------- x V , S = Im x ---------- , Ik = -----------
√3 110 10 x √t
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Potencia en corto circuito (Pcc) : 150 MVADuracion del corto circuito (t) : 0.05 segTensión nominal : 4.16 KVSección del conductor : 16 mm²Intensidad de corto circuito permanente : ImIntensidad maxima de corto circuito : Ik
luego: Im = 3.60 KAS = 7.32 mm² 16 > 7.32 ...OK!
Ik = 7.16 KA 7.16 > 3.60 ...OK!
3.5 DISEÑO DE BARRAS EN 4.16 KV
3.5.1 CALCULO DE CORRIENTE NOMINAL
KVAIn = Fk x ---------------
√3 x V
Potencia en corto circuito (Pcc) : 150 MVAPotencia nominal a transmitir (Pot) : 160 KVATensión nominal (V) : 4.16 KVFactor de seguridad (fk) : 1.2Distancia entre barras (d) : 0.2 mtsDistancia entre apoyos (L) : 2.0 mts
luego: In = 26.65 A
3.5.2 CALCULO DE ESFUERZOS
Ich = τ x √2 x Im, Intensidad máxima en corto circuito en lasbarras
τ = 1.8
Ich = 9.17 KA
El esfuerzo entre barras que produce la corriente máxima de corto
circuito de choque viene dado por:
M0W0 = ------------, M0 = Momento flector
K0 K0 = Esfuerzo permisible del material 1200 kg/cm2
LM0 = F x --------, F = Fuerza de tracción localizada en el punto
16 medio de la barra.
IchF = 2.04 x -------- x L x 10-2, L = D/2 = 100
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d
b2 x hWb = ---------, b = ancho = 4 cm, h = espesor = 0.5 cm
6
F = 8.58 kgf
Mo = 107.24 kgf-cm
Wo = 0.089 cm3
Wb = 1.333 cm3 1.333 > 0.089 ...OK!
3.5.3 CALCULO POR EFECTOS TÉRMICOS
∆O = K(q2) x Im x (t + ∆ t) x 100
∆ t = (Ich x Y )/Im
O = Aumento de temperatura al corto circuito
∆O = Variación de temperatura al CC
K = Constante de material (Cu = 0.058)
q = Sección de barra 2.0 cm2
t = Tiempo de apertura de protección 0.02seg
∆ t = Tiempo adicional para tener en cuenta el calentamiento producido
por la corriente de CC de choque
Y = Valor para CC bipolar, 0.60
Om = Temperatura previa al corto circuito 90°C
T = Sobre elevación de temperatura, 150°C
? t = 1.527 °C Tiempo Adicional
? O = 12.933 °C Variación de temp. al CC
O = 102.933 °C 150 > 102.933 ...OK!
3.5.4 CALCULO POR RESONANCIA
Para que no se produzca resonancia entre las barras de cobre estas
no deben estar dentro de ±10 de la frecuencia del sistema que es de 60Hz.
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E x J 1/2
FM = 112 x ------------- , J = (h x b)3 /12W x L4
E = Modulo de elasticidad 1265000 kg/cm²J = Modulo de inercia
W = Peso de la barra 0.0178 kg/cm
L = Longitud entre apoyos 200 cmb = ancho de la barra 4 cmh = espesor de la barra 0.5 cm
J = cm4
FM = HzLuego
38.55
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Como el circuito esta en serie se tendrá:
RT = (Rc x Re)/(Rc + Re)
RT = 3.60 ohm 3.60 < 5.00 ..OK!