MEMORIAS DE CALCULO ELECTRICO BODEGA

MUNICIPIO DE MOSQUERADISEÑO ELÉCTRICO

PROPIETARIO

LEASING BANCO DE COLOMBIA TECNODISEÑO LTDA.

APODERADO LUIS JAVIER RUIZ S.

PROYECTO

BODEGA TECNODISEÑO LTDA.ZONA FRANCA DE OCCIDENTE

CALCULÓ

ING. JAIRO E.TORRES BONILLA

SEPTIEMBRE DE 2012

JAIRO TORRES BONILLA PLANTAS ELÉCTRICASCENTROS DE CONTROL DE MOTORES

CONTROL DE ENERGÍA REACTIVADISEÑO E INSTALACIÓN INDUSTRIAL

ASESORÍA ELÉCTRICA.

MEMORIAS DE CÁLCULO DE LAS INSTALACIONESELÉCTRICAS PROYECTO BODEGA TECNODISEÑO LTDA.

SEPTIEMBRE DE 2012

1. CRITERIOS DE DISEÑO SISTEMA ELÉCTRICO.

a. GENERALES:i. Asegurar cumplimiento de las normas eléctricas vigentes.ii. Brindar un sistema seguro, confiable y de fácil mantenimiento.iii. Incluir opción de crecimiento del sistema.

b. SUMINISTRO DE ENERGIA: i. Empresa: Zona franca de occidente ZFO.ii. Características del sistema: sistema radial trifásico tres hilos 11400V,

60HZ.c. INSTALACIONES ELECTRICAS INTERIORES

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

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

iii. Cableado: en general el cableado consiste en cables de cobre con aislamiento THHN o aluminio serie 8000 aislado instalado en tuberías eléctricas metálicas EMT o en tuberías eléctricas no metálicas PVC.

d. COORDINACION DE PROTECCIONES: el sistema de distribución requiere cálculo de corto circuito para asegurar una coordinación apropiada de los dispositivos de protección.

e. UPS. Se seleccionará una ups para equipos de cómputo.

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

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

ESPACIO NIVEL DE ILUMINACION UGR




RECOMENDADO

Bodega área activa. Se asume trabajo de montaje maquinaria pesada

Oficinas

Escaleras

Parqueadero área de parqueo

300 lx

500 lx

150 lx

20 lx

25

19

25

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

2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA.

El proyecto consiste de una bodega ubicada en el lote 56 B de la zona franca de occidente con las siguientes características:

Numero de pisos: 3 Conformación piso 1: zona de bodega con uso para logística área aproximada de

640m2 y local con área aproximada de 62 m2. Para un total de 702 m2 Piso 2: oficinas con área de 144 m2. Piso 3: oficinas con área de 144 m2 Área total de la bodega 990 m2.

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

3. ANALISIS DE CARGAS.

a. CARGAS DE ILUMINACION GENERAL:

De acuerdo con la norma NTC 2050 Tabla 220-3b) la carga por iluminación general para edificios industriales y comerciales es de 22 VA/m2, de donde tenemos:

Carga por iluminación = 22 VA/m2 X 990 m2 = 21780 VA

b. CARGAS EQUIPOS DE OFICINA:

Computadores piso 1: 1000VAComputadores piso 2: 3000VAComputadores piso 3: 3000VA




Otros equipos de oficina: 3000VA

c. CARGAS FUERZA OFICINAS Y BODEGAS:

Salidas trifásicas bodegas (6000VA X 3): 18.000VATomas piso 1 (180VA X 10): 1800VATomas piso 2 (180VA X 14): 2520VATomas piso 3 (180VA X 10): 1800VA

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

CARGA EN VA

ESPACIO

FUERZA ILUMINACION

NORMAL REGULADA

BODEGA 18000 5000

LOCAL Y EXTERIORES 1800 2000 2000

OFICINA P2 2520 4000 1000

OFICINA P3 1800 4000 1000

TOTALES 25120 10000 9000

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




4. SELECCIÓN DE TRANSFORMADOR.

Para la selección del transformador se tienen en cuenta las cargas instaladas y los factores de demanda:

Carga Continua (100%):

Alumbrado: 9000 VAFuerza regulado (equipo de computo): 10000 VATOTAL CARGA CONTINUA 19000 VA

Carga No continua (80%):

Fuerza Normal: 25120 al 80% 20096 VATOTAL CARGA NO CONTINUA 20096 VA

RESERVA: 6000 VA

CARGA TOTAL DEL TRANSFORMADOR: 45096 VA

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

5. DISTANCIAS DE SEGURIDAD

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




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

6. SELECCION DE CONDUCTORES EN MT

Para alimentar la subestación por media tensión se selecciona conductor de cobre aislamiento XLPE aislado a 15 kV. La distancia de la acometida en media tensión no supera los 40 metros.

La regulación en el lado de media tensión esta dada por:

TRAMO CONDUCTORLONGITUD (m)CARGA (KVA) k (conductor) REGULACION (%)ACOMETIDA MTCU No 2 40 45 4,55E-07 0,00081882

7. ANALISIS DE CORTO CIRCUITO Y FALLA A TIERRA

De acuerdo con los parámetros de la red de MT y el transformador seleccionado tenemos:




Tension

Vp 11400 V 45 KVA Tipo

Vs 208 V Zcc = 0,03 ACEITE

Rel. de Transformacion 0,01825

CORRIENTES MT

Icc(MT) IN(MT) kVA /√3.Vp 2,27901422Zcc Zcc 0,03

In(MT) kVA 45Vp.√3 19745,37921

CORRIENTES BT

Icc(BT) IN(BT) kVA /√3.Vs 124,9111743Zcc Zcc 0,03

In(BT) kVA 45Vs.√3 360,266568

Schneider

I/Ir 27,76 A CORRIENTE A GRAFICAR EN LA PROTECCION DE BT

FUSIBLE NORMALIZADO A USAR

Pedestal Redes BTHH = Bay-O-Net 6 NH = NH =

Limitador 30 Dual =Convension

al=

Breaker Seleccionado

75,97

TIPOA

Transformador

Protección Trafo 34.5/ 11.4

kV

Trafo (p) 630 kVA

156,13

2,27901422

4163,71

124,91

2,28

Protección a Utilizar

124,9075102

150

= =

= =

= =

=

=

= =

=

=

=

= = =

=

=

=

=

8. COORDINACION DE PROTECCIONES.

Para la selección y coordinación de las protecciones en media tensión (fusible tipo bayoneta y fusible de respaldo) se utiliza el programa en línea de los fabricantes de fusible

COOPER “TransFusion™ Coordination Program” (http://www.coopertransfusion.com/Calc).

Y se obtiene los siguientes resultados:

http://www.coopertransfusion.com/Calc




Se selecciona fusible bayoneta “current sensing” de 6 A y fusible de respaldo ELSP de 30 A.

De acuerdo con el análisis de cortocircuito la corriente secundaria es de 123 A y de acuerdo con la norma 2050 la corriente de conductor debe ser 1,25 veces In, es decir 153 A. Se selecciona un interruptor de 150 A 25 kA de cc regulable como protección principal.

Tenemos la siguiente tabla con los valores de corriente referidos a MT.




bayoneta1000 1,10 3,0 20500 1,15 3,1 20300 1,20 3,3 20100 1,30 3,6 2150 1,40 3,8 2230 1,50 4,1 2310 1,70 4,7 245 1,85 5,1 251 3,00 8,2 40

0,1 10,00 27,4 1100,01 10,00 27,4 500

0,008 40,00 109,5 60054,8

54,8

54,8

54,8

RT I Referida a MT

54,8

Tiempo (Seg) I/ Ir

54,8

54,8

54,8

54,8

54,8

54,8

54,8

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




Para el presente diseño según el estudio de coordinación de protecciones y acorde a la normatividad y los criterios técnicos de diseño en caso de falla opera primero la protección en BT luego la protección en MT (fusible tipo bayoneta) y por último la protección de respaldo en caso de falla interna del transformador.

9. CALCULO DE CONDUCTORES Y DUCTOS EN BT

Acometida general en B.T. (45 kVA, 30 metros, trifásica 208 V)

Calibre

Carga nominal: 45000 VATension del sistema: 208 V

Fp: 0,9 Temperatura ambienteEff: 100 % °C

Factor de diseño: 125 %Corriente: 124,91 A

Calibre: 1/0 AWG/MCMCapacidad nominal: 170 A

Factor correcion Temp: 1Capacidad Total: 170,00 A

Calculo de AlimentadorDatos de la Carga

Datos del Conductor

Alimentación

Monofasica

Trifásica

Temperatura del cable

60 °C 75 °C 90 °C

Tipo de Carga

W

HP

A

VA

Comprobación por regulación:

Distancia

Carga: 45000 VA 45 kVA 0Longitud del circuito: 30 m 0Tensión del sistema 208 V

FP: 0,9

Calibre del Cable: 1/0 1 Cond. por fase

Material de la tubería: k=0,0009R: 0,39 OHM/kMX: 0,144 OHM/kM

Caída de tensión: ∆V(%) = 1,29Voltaje Final: 205,31 V

1000V3.2.3

Caída de tensión sistemas Trifasico (Conductor de Cobre)

1025

)cos(

kV

senxrk

kmkVAV )((%)

Regulación Max.

3%

5%

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




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

Calibre




Calibre: 4 AWG/MCMCapacidad nominal: 95 A


Tabla 310,16


Datos del Conductor

Alimentación

Monofasica

Trifásica


60 °C 75 °C 90 °C

Tipo de Carga

W

HP

A

VA


Distancia


FP: 0,9

Calibre del Cable: 4 1 Cond. por fase



1000V3.2.3


1025

)cos(

kV

senxrk

kmkVAV )((%)

Regulación Max.

3%

5%

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 3x4+1x6+1x8T THHN. Ducto 1-1/2” PVC. Protección 3x75A

Acometida TDG a Tablero Local en B.T. (5.8 kVA, 10 metros, monofásica 120 V)

Calibre






Tabla 310,16


Datos del Conductor

Alimentación

Monofasica

Trifásica


60 °C 75 °C 90 °C

Tipo de Carga

W

HP

A

VA





Distancia

Carga: 5800 VA 5,8 kVA 0Longitud del circuito: 10 mTensión del sistema 120 V

FP: 1




1000V3.2.3

Caída de tensión sistemas Monofasicos (Conductor de cobre)

25

)cos(

kV

senxrk

kmkVAV )((%)

Regulación Max.

3%

5%

El conductor cumple con el criterio. Se selecciona cable de cobre 2x6+1x8T THHN. Ducto 1” PVC. Protección 1x63A

Acometida TDG a Tablero Oficina P2 en B.T. (7.5 kVA, 15 metros, monofásica 120 V)

Calibre






Tabla 310,16


Datos del Conductor

Alimentación

Monofasica

Trifásica


60 °C 75 °C 90 °C

Tipo de Carga

W

HP

A

VA


Distancia


FP: 1




1000V3.2.3


25

)cos(

kV

senxrk

kmkVAV )((%)

Regulación Max.

3%

5%

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




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

Calibre






Tabla 310,16


Datos del Conductor

Alimentación

Monofasica

Trifásica


60 °C 75 °C 90 °C

Tipo de Carga

W

HP

A

VA


Distancia


FP: 1




1000V3.2.3


25

)cos(

kV

senxrk

kmkVAV )((%)

Regulación Max.

3%

5%


Acometida TDG a Tablero UPS en B.T. (10 kVA, 18 metros, trifásica 208=120 V)

Calibre






Tabla 310,16


Datos del Conductor

Alimentación

Monofasica

Trifásica


60 °C 75 °C 90 °C

Tipo de Carga

W

HP

A

VA





Distancia


FP: 0,9




1000V3.2.3


1025

)cos(

kV

senxrk

kmkVAV )((%)

Regulación Max.

3%

5%


10. CALCULO MALLA A TIERRA

Para el dimensionamiento de la malla de puesta a tierra se siguió el método expuesto en la norma IEEE 80. Se adjunta estudio completo en documento independiente

11. ANALISIS DE RIESGOS CONTRA RAYOS

Para el análisis de riesgos contra rayos se utiliza la hoja de cálculo de la empresa seguridad eléctrica Ltda.

Los resultados arrojados son:

Los datos ingresados aparecen en las siguientes graficas:




Como se observa en los datos de entrada es necesario realizar los siguientes trabajos con el fin de mitigar los riesgos rayo.

Cablear y realizar puesta a tierra de acuerdo con la norma NTC 2050 e IEEE 100 Equipotencializar la estructura a nivel del piso. Se recomienda utilizar cable de

cobre No 2/0 AWG. Equipotencializar todas las estructuras metálicas, sistemas internos, partes

conductoras externas, acometidas de servicios y líneas conectadas a la estructura a proteger.

12. CALCULOS DE ILUMINACION

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

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