7 DISEÑO DE INSTALACION EDIFICIO 2-2012.pptx

TEMA 5 Diseño de la Instalación Eléctrica de un edificio

Por Ing. Juan Quispe

A Cálculos Luminotécnicos

1. Elegir los tipos de luminaria para cada ambiente de la instalación

2. Elegir de las tablas de la norma boliviana NB777 el nivel de iluminación

correcta para cada ambiente

3. Calcular la altura óptima donde estarán ubicados las luminarias en cada

ambiente.

4. Calcular el número de luminarias necesarias para obtener el nivel de

iluminancia (Iluminación) que recomienda la norma boliviana NB777 en cada

ambiente (sugerencias puede realizarlo manualmente o utilizar software

de cálculo luminotécnico)

5. Distribuir las luminarias calculadas en los planos respectivos

Los cálculos Luminotécnicos corresponden al Tema 1

B Instalaciones Eléctricas En Baja Tensión

1. Ubicación del tablero de distribución de cada departamento y los tableros para

servicios generales del edificio (la cantidad es según requerimiento de

edificación)

2. Calcular las cantidad de puntos de iluminación por cada ambiente indicando en

el plano la ubicación del elemento del control (Interruptor o conmutador).

3. Calcular la cantidad de puntos de Toma corrientes de uso general necesarios

por cada ambiente.

4. Calcular la cantidad de puntos de toma corrientes de uso específico necesarios

por ambiente.

5. Calcular la capacidad en BTU/hr de los acondicionadores de aire necesarios en

algunos ambientes y calcular la potencia de cada uno de los A. Aire


6. Calcular la cantidad de circuitos de iluminación de cada tablero de distribución

7. Calcular la cantidad de circuitos de T.C. de uso general de cada tablero de

distribución

8. Calcular la cantidad de circuitos de T.C. de uso especifico de cada tablero de

distribución

9. Calculo de la demanda de potencia de cada circuito

10. Realice en el plano el recorrido de los ductos y conductores de cada uno de los

circuitos, indicando la cantidad de conductores que van en los ductos (Fase, Neutro,

Retorno, Tierra)

11. Calcular de la sección de los conductores de cada circuito.

12. Calcular la caída de voltaje en porcentaje de cada circuito


13. Calcular el diámetro de los ductos para cada circuito (por tramos)

14. Calcular la potencia instalada y demandada de cada tablero

15. Determine la capacidad en Amperios del disyuntor termomagnetico de

cada circuito

16. Determine la capacidad en Amperios del disyuntor termomagnetico

principal (general) de cada tablero

17. Detrmine la capacidad en [A] del disyuntor Diferencial en los circuitos que

vea conveniente

18. Elabore el diagrama unifilar de cada uno de los tableros de distribución

Los cálculos Eléctricos en baja tensión corresponden al Tema 4

C) ALIMENTADORES A LOS TABLERO DE DISTRIBUCION

1. Ubicación del tablero de medición

2. Calculo la potencia instalada y demandada de cada tablero de distribución

3. Calculo de los alimentadores entre:

- el transformador y tablero medición.

- entre el tablero de medición y tablero de distribución servicios generales.

- entre el tablero de medición y tablero de distribución de cada departamento.

- entre el tablero de distribución de cada departamento y sub tablero de distribución

(en caso que requiera)

En cada uno de los casos se debe calcular:

a) Tipo de sistema (monofásico o trifásico)

b) Trazo y recorrido del alimentador (aéreo o subterráneo)

c) Calculo de la sección de los conductores del alimentador

d) Calculo del diámetro de los ductos

4. Elaborar un cuadro de cargas de cada tablero en el que se indique: la potencia,

corriente que consume, caída de voltaje, conductor utilizado, ducto utilizado,

capacidad en [A] del disyuntor utilizado en cada circuito.

5. Elabora un cuadro de cargas del tablero general de medición, indicando los

mismos requerimientos que en anterior numero.

1 Ubicación del tablero de medición

En el siguiente plano se muestra la ubicación del panel de medición de un edificio.

El panel de medidores tiene una capacidad para 35 medidores



Cuando un edificio requiere transformador el Panel de medidores debe ubicarse cumpliendo:

a) la distancia entre el transformador y tablero de medidores no debe ser mas de 10 m)

b) Ubicación en lugar accesible para la lecturacion

2. potencia instalada y demandada de cada tablero

En el siguiente cuadro se muestra la potencia instalada y demanda de cada departamento de un edificio que tiene 23 Dptos y 24 medidores:

La metodología de calculo de potencia instalada y demanda ya se avanzo en el capitulo anterior.

2 potencia instalada y demandada de cada tablero

Descripción Pot. Instal.

Pot.Dem.

en KVA en KVA M-1 Servicios Generales 30 16

M-2 Departamento 1 14.6 10











POTENCIA INSTALADA EN KVA 365.8


Pot.Dem.

en KVA en KVA M-13 Departamento 12 14.6 10












2. potencia instalada y demandada de cada tablero

3 Calculo de los Alimentadores

En el siguiente plano se muestra los alimentadores entre el panel de medición y cada departamento.

La metodología de calculo de cada alimentador ya se vio en el tema anterior

a) Calculo de alimentadores a cada Dpto

2 Calculo de los Alimentadores

Alimentadores entre tablero de medición y

tableros de distribución

b) Calculo del alimentador entre transformador y T.M.

Datos: Demanda de PotenciaS= 131 kVAL = 10 mcos = o,8

Solución: 1) Elección del tipo de Alimentador:Pa una potencia demanda mayor a 10000 VA el alimentador tiene que ser trifásico

2) Calculo de la sección del conductor

a) Calculo por capacidad de conducción de corriente:

1. Calculo de corriente que circula por el alimentador

2. En tabla elijo que conductor puede llevar 202 A en un ducto con 5 conductores (3F+1N+1T)

El conductor elegido para en circuito es de 120 mm² conduce hasta 208 A

][2023803

133000A

V

VAI

b) Calculo por Calibre mínimo permitido por Norma:

1. El calibre mínimo permitido para alimentadores es el conductor:

de 10 mm² conduce hasta 44 A

][3

AV

SI

FF

c) Calculo por Caída de voltaje:

Solución:

1. Calculo de corriente que circula por el circuito

2. La sección del conductor por caída de voltaje se determina por

Remplazando Valores

3. En tabla elijo que conductor de sección comercial

El conductor elegido para el alimentador es de 10 mm² conduce hasta 44 A²][

100%)(

3mm

VVIL

AFF

CU

²][8

1003802

²0171,0202103

mmV

mmm

AmA

][2023803

133000A

V

VAI

Resumen de Cálculos

Método Sección del conductor

a) Calculo por capacidad de conducción de corriente 120 mm²

b) Calculo por Calibre mínimo permitido por Norma: 10 mm²

c) Calculo por Caída de voltaje: 10 mm²

El conductor elegido será el que da mayor valor de los cálculos de a,b y c o sea el de 120 mm ²

Calculo del Ducto para el alimentador:Para 4 conductores de 120 mm ² el ducto a utilizar de el de D 4”

4. cuadro de cargas de cada Dpto

En el siguiente cuadro se muestra un cuadro cargas de un departamento, note que ademas tiene otras informaciones adicionales.

4 cuadro de cargas de cada Dpto

Ejemplo:cuadro de cargas de un Departamento

Descripción cant Pot. I R I S I T V%

condmm²

ductoPulg

Disyu-ntor

en VA [A]

C-1 Iluminación General 22 2200 10 0,2 2,5 3/4" 16-1P

C-2 T.C. Dormitorios y sala 13 3000 13,6 0,3 2,5 3/4" 16-1P

C-3 T.C. cocina 4 1600 7,3 0,1 4 3/4" 20-1P

C-4 T.C. baños 13 600 2,7 0,3 4 3/4" 20-1P

C-5 Lavadora secadora de Ropa 12 2500 11,4 0,3 4 3/4" 20-1P

C-6 A. Aire dormi 1 (9000 BTU/hr) 1 1125 5,1 0,3 4 3/4" 20-1P

C-7 . Aire dorm 2 (9000 BTU/hr) 1 1125 5,1 0,5 4 3/4" 20-1P

C-8 A. Aire Sala de 18000 BTU/hr 1 2250 10,2 0,2 4 3/4" 20-1P

C-9 Ducha Eléctrica 1 3300 15 0,6 6 3/4" 32-1P

POTENCIA INSTALADA 17700

POTENCIA DEMANDADA 12265 18,6 18,6 18,6 0,5 10 1½” 40-3P

5. cuadro de cargas de todo el edificio

Ejemplo:cuadro de cargas de un Edificio

Descripción Pot. I R I S I T V%

condmm²

ductoPulg

Disyu-ntor

en VA [A]

M-1 Servicios Generales 16000 25 25 25 0,2 16 1½" 50-3P

M-2 Departamento 1 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P

M-3 Departamento 2 10000 15,2 15,2 15,2 0,1 10 1½" 40-3P

M-4 Departamento 3 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P

M-5 Departamento 4 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P

M-6 Departamento 5 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P

…..

...

M-24 Departamento 23 3300 15,2 15,2 15,2 0,6 10 1½" 40-3P

POTENCIA INSTALADA

POTENCIA DEMANDADA 131000 196 196 196 0,5 120 4” 200-3P

6. Diagrama unifilar de un edificio

En el siguiente esquema se muestra el diagrama unifilar general de un edificio, note que allí esta la información de:

- cantidad de medidores y tableros eléctricos- la sección del conductor de cada alimentador- el diámetro de los ductos de cada alimentador,- dispositivo de protección (termomagnetico) de cada dpto- Potencia del transformador- Otras informaciones importantes

6. Diagrama unifilar general de un edificio

D) PUESTA A TIERRA DEL EDIFICIO

1. Calculo del conductor de tierra para los diferentes circuitos (Ilum., T.C. de uso

general y uso especifico

2. Calculo del conductor de tierra entre los tableros de distribución y la cámara de

puesta a tierra

3. Diseño y esquema en planos del sistema de puesta a tierra

1. Conductor de tierra para los circuitos (Alum., T.C. de uso general y uso

especifico

-Ejemplo: Calcular la sección de conductor de tierra de los circuitos de:

iluminación (2 cond de 2.5 mm²)T.C. uso Gral (2 cond de 4 mm²)T.C. uso Especifico (2 cond de 4 y 6 mm²)

Solución: Según las normas Bolivianas la sección del conductor de tierra para circuitos de Iluminación y T.C. debe ser de 1.5 mm²

2. Conductor de tierra entre los tableros y la cámara de puesta a tierra

Ejemplo de calculo de cable de puesta a Tierra de un alimentador a un Dpto que tenia un alimentador monofásico donde la sección de las fases es de 10 mm²Solución: El conductor a tierra para el alimentador entre el tablero del Dpto y el Panel de Medidores será. De 10 mm²

3. Diseño y esquema en planos del sistema de puesta a tierra

Jabal inas de Cu. de 3 m d 3/4 "

Cable de Cu. desnudo 35 mm ² el c ua l puede

ser· tam bién conectado a l Fe. de las estructuras

Cám ar a de aterramiento

de m anposteria de ladrillo 35x35x35 c m

Plano de sistema de puesta a tierra de un

edificio

E) INSTALACIONES ELECTRICAS EN MEDIA TENSION

1.Calcular la demanda de potencia total del edificio.

2.Calcular la potencia del transformador para el edificio

3.Dimensionar el tipo de puesto de transformación (en cabina, a la intemperie o en postes)

a)En caso de ser un puesto de transformación en cabina, indique en el plano el lugar donde

se instalará la cabina según normas de CRE y Dimensionar el tamaño de la local que alojara

al transformador, o sea:

- las dimensiones del local

- el tamaño de la puerta:

- el tamaño de las ventanas

- la cámara de drenaje de aceite:

- la altura del local

- colocar todos los elementos en un plano vista en planta y vista en corte de la misma

b) en caso de ser una subestación de tipo intemperie , Dimensionar el tamaño del

enmallado, el tamaño de la puerta, la altura del enmallado, colocar todos los elementos en un

plano vista en planta y vista en corte de la misma

c) en caso de ser un puesto de transformación en postes indicar o dibujar los

esquemas

4. Dimensionar la acometida en M.T desde la RED de CRE hasta el transformador.

Trazo y recorrido del alimentador

Dimensiones de los ductos para la acometida

1 Calculo de la demanda total del edificio

La demanda de potencia de un edificio en [kVA], se calcula sumando la demanda máxima simultanea de :

a) demanda máxima correspondiente al conjunto de Dptos.

B) la demanda máxima de los servicios grales del edificio.

C) La demanda máxima de los locales comerciales y aéreas de servicios

Calculo de potencia demandada

... COMGRALESSDPTOSTOTAL DDDD

a) demanda máxima simultanea correspondiente al conjunto de Dptos.

Se obtiene sumando las demandas máximas por Dpto. A este valor deberá multiplicarse por un factor de simultaneidad que corresponde aplicar por la razón de la no coincidencia de las demandas máximas de cada vivienda. En la Tabla siguiente se dan los valores de este factor en función del número de viviendas

1) Factores de simultaneidad entre viviendas:

a) Calculo de demandada de potencia de los Dptos

Nº de viviendas

Nivel de consumo mínimo a medio

Nivel de consumo elevado

2 a 4 1 0.8

5 a 15 0.8 0.7

16 a 25 0.6 0.5

Mayor a 25 0.4 0.3

2) Como se determina el nivel de consumo mínimo, medio y elevado:


Niveles de consumo de energía

Demanda máxima

Uso de la energía

Mínimo hasta 500 kWh/mes

3.7 kVA 1 Circuito de iluminación. 1 Circuito

de tomacorrientes

Medio hasta 1000 kWh/mes

7.0 kVA

1 Circuito de iluminación. 1 Circuito de tomacorrientes. 2 Circuito de

fuerza (reemplazable por un circuito de iluminación o tomacorrientes)

Elevado hasta 1500 kWh/mes

10 kVA 2 Circuitos de iluminación 2 Circuitos

de tomacorrientes 5 Circuito de fuerza

Superior mayor a 1500 kWh/mes

mayor a 10 kVA

2 Circuitos de iluminación 2 Circuitos de tomacorrientes 1 Circuito de fuerza

1 Uso de elección libre

Niveles de consumo

Superficie máxima

Mínimo Hasta 60 m²

Medio Más de 60 m² hasta130 m²

Elevado Más de 130 m2 hasta 200 m2

Superior Mas de 200 m2

Tabla 10 – Niveles de consumo por superficie

Tabla 9 – Niveles de consumo y demanda máxima

La demanda de potencia de todos los Dptos se calcula con los siguientes datos:

D = Demanda de un DptoN = Numero de DptosS = Factor de Simultaneidad


DSNDDPTOS

b) demanda máxima simultanea correspondiente a servicios generales.

Será la suma de la potencia instalada en ascensores, bombas hidráulicas, iluminación de gradas, circulación, parqueos, vivienda de portería y otros de uso general del edificio, entonces aquí se aplica un factor de 0,6 a 0,8

La pot. instalada en servicios generales se obtiene con la siguiente fórmula:

P1 = Potencia de aparatos elevadores (ascensores y montacargas).P2 = Potencia de alumbrado de zonas comunes (Portal, escalera, etc.)P3 = Potencia de servicios centralizados de calefacción y agua caliente.P4 = Potencia de otros servicios.

b) Calculo de demandada de potencia de servicios Generales

)8,0 (0,6S.G.) de Instalada Potencia(DS.GRALES a

P4P3P2P1S.G. de Instalada otencia P

Calcular la demanda de potencia del siguiente edificio


Pot.Dem.

en KVA en KVA M-1 Servicios Generales 30 16












POTENCIA INSTALADA EN KVA 365.8


Pot.Dem.

en KVA en KVA M-13 Departamento 12 14.6 10












Solución

Demanda de potencia del edificio

Factor de Simul-taneidad =

0.5

Dem. de pot.

de viviendas = 10x23 = 230 [KVA]

=x

131 [kVA]=

Datos:Nivel de consumo de cada vivienda: Elevado

Factor de simultaneidad entre viviendas: para 23 viviendas es 0.5

Dem. de pot. Serv. grales =

16 [KVA]+

2 Calculo de la potencia del transformador para el edificio

Tamaño comercial de transformadores trifásicos

TRANSF. CORR. NOM. TRANSF. (A)TRIF. kVA 10.5 kV 24.9 kV 34.5 kV

30 1,65 0,70 0,5050 2,75 1,16 0,8475 4,12 1,74 1,26

100 5,50 2,32 1,67112,5 6,19 2,61 1,88150 8,25 3,48 2,51200 11,00 4,64 3,35225 12,37 5,22 3,77250 13,75 5,80 4,18315 17,32 7,30 --400 21,99 9,27 --500 27,49 11,59 --

Tamaño comercial de transformadores monofásicos

POTENCIA CORR. NOM. TRANSF. (A)

kVA 14.4 kV 19.9 kV

10 0,69 0,50

25 1,74 1,26

37,5 2,60 1,88

50 3,47 2,51

Dimensiones de transformadores

http://www.itb.ind.br/produtos.html

Dimensões (mm) POT Comprimento C Largura L Altura H Cota A Cota B

(kVA) 15 kV 24,2 kV 15 kV 24,2 kV 15 kV 24,2 kV 15, 24,2 kV

15, 24,2 kV

15 750 770 500 520 830 810 120 20030 800 820 660 680 850 845 120 20045 870 870 660 660 900 900 120 20075 950 1035 740 755 940 925 150 400

112,5 1260 1305 740 740 1110 1140 150 400150 1315 1325 750 750 1120 1170 150 400225 1560 1590 880 990 1255 1345 - -300 1680 1740 950 990 1260 1350 - -500 1775 1815 970 1010 1335 1425 - -

Dimensiones de transformadores

Ejemplo de Calculo del transformador

Datos:Demanda de potencia del edificio: 131 kVA

Reserva de potencia del edificio: 10%

1. Calcula La potencia de del transformador para el siguiente edificio que tiene los siguientes datos:

2. Determina las dimensiones que tiene el transformador (para luego poder dimensionar la caseta donde estará ubicado el transformador

Ubicación del edificio:

Dentro del 4to Anillo

Potencia deltransformador

Reserva 10 %=

13.1 [kVA]

Demanda de potencia del edificio =

131 [kVA]= + 144 [kVA]=

Solución:

1. La potencia del transformador considerando la reserva será:

Elijo un transformador de 150 kVA

Ejemplo de Calculo del transformador

Ej. Calculo del transformador

2. Calculo de las dimensiones del transformador:

EL voltaje de las redes eléctricas en media tensión dentro del 4to anillo son de 10,5 kV (10500 V) el transformador elegido será para funcionar a este voltaje primario, las dimensiones del transformador serán:

Largo = 131 cmAncho = 75 cmAlto = 112 cm

3 dimensionamiento del tipo de puesto de transformación

Solución:a) Selección del tipo de puesto de transformación

El puesto de transformación puede ser: en cabina, a la intemperie o en postes

Debido al tipo del edificio elegiremos puesto de transformación en cabina

Los siguientes planos muestran la ubicación del puesto de transformación

Ejemplo: Dimensionar el del tipo de puesto de transformación y las dimensiones de la caseta del

transformador del anterior Edificio

Ubicación de puesto de transformación

b) Calculo de las dimensiones de la caseta para puesto de transformación

En el siguiente cuadro se muestra las dimensiones que debe tener la caseta del transformador en función de la potencia del transformador

Ejemplo: Dimensionar el del tipo de puesto de transformación y las dimensiones de la caseta del

transformador del anterior Edificio

El puesto de transformación puede ser: en cabina, a la intemperie o en postes

Debido al tipo del edificio elegiremos puesto de transformación en cabina

Los siguientes planos muestran la ubicación del puesto de transformación

b) Calculo de las dimensiones del local

Calculo del tamaño de la puerta

Calculo del tamaño de las ventanas

4 dimensionamiento de la acometida en M.T. desde la red de CRE hasta el

transformador

La acometida en M.T. comprende:

- Estructura de apoyo para cables y muflas y terminales en el poste de partida de la acometida- El ducto de bajante en el poste EL ducto entre le red de CRE y el transformador- EL cable entre la red CRE y el transformador- las cámaras de Inspección- Soporte de las muflas

4 dimensionamiento de la acometida en M.T.

a) Estructura de apoyo para cables y muflas y El ducto de bajante en

el poste

Acometida subterránea en M.T:

b) EL ducto al transformador y las cámaras de Inspección

c) las cámaras de Inspección

F) PARARRAYOS DE DESCARGAS ATMOSFERICAS PARA PROTECCION DEL

EDIFICIO

F) PARARRAYOS DE DESCARGAS ATMOSFERICAS PARA

PROTECCION DEL EDIFICIO

0. Teoría sobre pararrayos

Calculo de Pararrayos en Edificios

1. Selecciona de tipo de pararrayos

2. Ubicación el pararrayos del edificio en el plano

3. Calculo de la altura del soporte del pararrayos

4. Calculo de conductor de bajante desde el pararrayos hasta el sistema de P.A.T.

5. Calculo del sistema de P.A.T.

6. Elaboración del plano de sistema de pararrayos

0. Teoría sobre Pararrayos

1 Funcionamiento del Pararrayos

Cae un rayo sobre el pararrayos y este lo deriva a tierra por el cable que se muestra en la figura

Ejemplo de caída de rayos

http://www.powerpoints.org/

Descarga Lateral

Ejemplos de sistema de pararrayos

Pararrayos de una vivienda

Pararrayos de un edificio

Diversos Pararrayos

de un ciudad

Tipos de pararrayos

A) PARARRAYOS TIPO PUNTAS FRANKLIN Concentra el efecto campo, para ionizar el aire

B) PARARRAYOS DE CEBADO

Incorporan un amplificador de campo electrónico para amplificar la

ionización por impulsos, el sistema electrónico es propenso al

sacrificio cuando aparece un rayo.

Calculo de los Pararrayos

Cono de Protección

- A = Cabeza del Captor- B = Plano de referencia- OC = Radio del área protegida- ht = altura del captor sobre el plano de ref.- alfa = Angulo de protección

Ángulo de Protección

Altura del Edificio

Nivel de Protección

h = 20 mt h = 30 mt h = 45 mt h = 60 mt

I 25 grados

II 35 grados 25 grados

III 45 grados 35 grados 25 grados

IV 55 grados 45 grados 35 grados 25 grados

Ejemplo dimensionar el pararrayos para el siguiente edificio

Solución:1 Elección del tipo de pararrayos:

2. Selección del Grado de ProtecciónEl grado de Protección será el grado III

3. Selección de Angulo de protección

Para grado de protección III y altura de edificio 22 m el ángulo de protección es:

= 45º

4 Calculo de la altura del soporte del pararrayos:

aplicando trigonometría:

H

dtan

mmd

h 7)º45tan(

7

tan

d= 7 m d= 7 m

5 Calculo del conductor de bajada:

según la normativa se debe utilizar conductor de sección 35 mm² a 50 mm²:

Utilizaremos conductor de sección de 50 mm²

6 Aislador para cable de pararrayos:

Se utilizara el siguiente aislador:

Ejemplo Tabla de dimensionamiento de pararrayos de tipo cebado

Pararrayos con dispositivo de cebado

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