Proyecto Instalaciones Eléctricas Nuevo Versalles[1]

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de Ingenieras Elctrica, Electrnica y Telecomunicaciones - ET Perfecta combinacin entre Energa e Intelecto

DISEO DE LA INSTALACIN ELCTRICA DEL EDIFICIO VERSALLES

DIEGO ANDRS HURTADO CAMACHO 2032628WILSON GAMBOA LAGUADO 2051922WILLIAM REN OSORIO MONROY 2051915

PROFESOR: ING. JAIME GALINDO CRDENAS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERAS FISICOMECNICASESCUELA DE INGENIERAS ELCTRICA, ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONESINSTALACIONES ELCTRICASBUCARAMANGAJULIO DE 2010

TABLA DE CONTENIDOINTRODUCCIN3OBJETIVOS41. DESCRIPCIN DEL PROYECTO52. CALCULOS DE CARGA INSTALADA Y DEMANDA MXIMA POR APARTAMENTO82.1 Clculo de la Carga Instalada por Apartamento82.1.1 Metodologa propuesta por la NTC 205082.1.2 Metodologa recomendada por la norma ESSA102.2 Clculo de la Demanda Mxima por Apartamento102.2.1 Metodologa NTC 2050102.2.2 Metodologa Norma ESSA142.3 Clculo de los Ductos de la Acometida y Cajas de Amarre173. CALCULOS DE REGULACION DE LOS APARTAMENTOS TIPO185. CALCULOS DE CARGA INSTALADA Y DEMANDA MXIMA SERVICIOS GENERALES235.1 Carga Instalada reas Comunes235. 2 Carga Instalada Motores235.3 Carga Instalada Servicios Generales245.4 Demanda mxima de Servicios Generales245.5 Seleccin de Conductores y Proteccin para los circuitos de los Motores255.5.1 Ascensor255.5.2 Puerta elctrica26 5.5.3 Bomba de Agua275.5.4 Bomba del Sistema Hidroneumtico285.5.5 Bomba contra Incendios295.6 Seleccin de Conductor, Ducto y Proteccin de Servicios Generales306. CALCULOS DE DEMANDA MXIMA PARA EL EDIFICIO Y SELECCIN DEL TRANSFORMADOR326.1 Metodologa NTC 2050326.2 Metodologa ESSA346.3 Calculo de la Relacin de Transformacin346.4 CALCULO DE PROTECCIONES DEL TRANSFORMADOR356.5 CALCULO DE CONDUCTORES DEL TRANSFORMADOR376.6 CALCULO DE DUCTOS DEL TRANSFORMADOR387 CAJAS DE PASO Y ANGULO388. CONCLUSIONES429. BIBLIOGRAFIA43

INTRODUCCIN

El proyecto de instalacin elctrica es una fuente de conocimiento y practica para una de las reas de trabajo de gran parte de la carrera de un ingeniero elctrico, el Ingeniero electricista debe dar cumplimiento al principio de proteger y dar seguridad a la vida humana, dar solucin a las necesidades energticas y problemas en el rea elctrica, lo cual implicar por parte de los agentes del sector elctrico aplicar con precisin las normas tcnicas y utilizar los materiales ms adecuados que garanticen una buena calidad a largo plazo.

Este proyecto es realizado teniendo en cuenta los conceptos adquiridos en el transcurso de la materia, en busca de disear una instalacin eficiente, cumpliendo caractersticas de regulacin, disminucin de prdidas por sobredimensionamiento y calentamiento de conductores, evitar el uso de extensiones u otros elementos que conlleven a ocasionar un incendio, uso racional y eficiente de la iluminacin con interruptores controlados, proteccin de los circuitos ramales, diseo de la planta de emergencia, sistema de emergencia y la seleccin del conductor de puesta a tierra de los equipos (en vista de que todas las partes metlicas de los equipos de la instalacin pueden ser portadoras de corriente en caso de falla de aislamiento, provocado as riesgo a las personas por tensin de contacto).

OBJETIVOS

1. Realizar el diseo de la instalacin elctrica de un conjunto residencial mayor a 6 pisos, de estrato cuatro, cumpliendo la normatividad aplicada en la norma local de la Electrificadora de Santander, por motivos de economa y dimensionamiento del sistema elctrico. 2. Realizar las memorias de clculo concernientes a los clculos de los circuitos ramales, dimensionamiento de conductores, protecciones, ductera de los apartamentos, equipos para uso general del edificio y sistemas de alimentacin elctrica.

3. Poner en prctica los conocimientos presentados en la clase de iluminacin e instalaciones elctricas frente a un reto real a abordar como ingenieros, en busca de realizar un diseo viable tanto tcnicamente como econmicamente.

4. Levantar los planos de diseo del edifico para los apartamentos modelos, zona de parqueo, planta de emergencia, as como del diagrama unifilar del sistema elctrico de potencia para el edificio.

1. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

Este proyecto contiene las tablas de calculo de las demandas mximas por tipo de apartamento, el calculo de las regulaciones por el mtodo de Kg, las memorias de clculo de la instalacin elctrica de un conjunto residencial de 1 torre, con 74 apartamentos residenciales, 2 locales.Los clculos incluyen el diseo de la instalacin de cada apartamento y de las reas comunes, planta de emergencia, clculos de protecciones, diseo y seleccin de tableros y seleccin del transformador de alimentacin desde la red de media tensin.

Los clculos de acometida, alimentadores y circuitos ramales incluyen la seleccin del tipo, calibre y nmero de conductores y seleccin de los ductos.

1.1 Distribucin del edificio:

Hay 3 niveles de stano para parqueo.

Planta Stano del Nivel 3: Tablero de distribucin del ascensor #1 Cuarto de maquinas del ascensor #1 (1 motor). Tablero de distribucin del sistema hdrico (5 motores, incluyendo un motor de planta contra incendios). Parqueadero

Planta Stano del Nivel 2: Planta Elctrica. Subestacin. Cuarto de maquinas del ascensor #2 (1 motor). Parqueadero. Plata Stano del Nivel 1: Sala de Medidores. Parqueadero.

Planta de Primer Piso: Gimnasio. Saln Mltiple. Terraza de descanso (2) 2 Apartamentos. Administracin. 2 locales. Lobby. Portera.

Areas Comunes: Juegos En Madera. Parque para nios. Kiosco. BBQ. rea de Piscinas. 2 Piscinas.

Del piso 2 al 12:

6 Apartamentos por piso.

Del Piso 13 al 14:

2 Penthouse

En la azotea se encuentran los tanques elevados para el suministro por gravedad al todo el edificio.

La construccin comprende para servicios generales: 2 Ascensor 2 Bombas de agua 1 Bomba de incendio 1 Puerta elctrica, para el parqueadero. 1 Bomba Hidroneumtica

2. UBICACIN GENERAL: Conjunto Residencial Versalles Imperial, calle 34 # 23-42 barrio El Centro, Bucaramanga.

3. CRITERIOS DE DISEO: En el desarrollo del proyecto, para calcular los circuitos ramales, se hizo una distribucin de interruptores y tomacorrientes comunes con base en la arquitectura del edificio y una distribucin esperada de la ubicacin del amueblamiento de cada apartamento. Con base en este repartimiento, se distribuyeron y ubicaron los tomacorrientes comunes y conmutadores de control de iluminacin, partiendo de los cuales, se agreg el resto de tomacorrientes necesarios para cumplir las exigencias de la norma NTC 2050.

En la ubicacin de las salidas, se maximiz el compromiso entre una distribucin econmica, donde no hubiese desperdicio de conductores en cuanto a longitudes, y una buena distribucin para la comodidad de los habitantes de los apartamentos.

La edificacin se encuentra ubicada en una zona estrato 4.

4. CARACTERISTICAS DE LA CARGA: El proyecto tiene una carga que se compone bsicamente de circuitos de iluminacin y tomas para los apartamentos, salidas especiales para los motores de las bombas de agua, bomba contra incendio, sistema hidroneumtico, puerta elctrica para garaje y entrada principal del conjunto y alimentacin para el ascensor adems de salidas de iluminacin para los servicios generales.

5. REDES EN MEDIA TENSIN: De la red en media tensin de 13.2 kV area existente por el costado occidental de la va, se derivara un ramal subterrneo para alimentar el transformador de distribucin.

6. SUBESTACIN: Se proyecta el montaje de una subestacin capsulada con un transformador para una capacidad de 150 KVA 220/127 + 2x2.5% conexin Dy5 para los diferentes apartamentos.

7. Clculo de la Carga Instalada y Demanda Mxima por Apartamento

7.1 Metodologa: Clculos para determinacin del Trafo y Acometida del Mismo

7.1.1 Residencial = Carga para iluminacin y pequeos aparatos:

Los clculos de las cargas instaladas, demanda mxima, son calculados en Excel para mayor facilidad de ordenamiento y de simplicidad en el proceder.Se aplican el criterio de potencia por unidad de rea de la Norma Tcnica de la ESSA, para cargas de alumbrado en instalaciones residenciales es 32 [], dejando 2 circuitos ramales de 1500 VA, c/d para pequeos artefactos, y 2 circuitos especiales, uno de 1500 VA, par la plancha y/o lavadora y otro de 2000 VA, para aire acondicionado en la alcoba principal.

Se procede a identificar el aparato de mayor carga (Sm) que para este caso corresponde a Aire Acondicionado con una potencia de 2000 [VA] estipulado en la pgina 31 de la Norma Tcnica de la ESSA.

(Aire Acondicionado)

Se determina la carga mnima instalada por usuario (S1) mediante la suma de las cargas de alumbrado general, la carga mnima para lavadora y plancha, y uno o ms circuitos ramales para pequeos aparatos.

Luego se aplica el factor de demanda para la carga interna, excluyendo al aparato de mayor carga de acuerdo al estrato y el factor de demanda para las reas comunes, segn la Tabla 2.15 de la ESSA

Para el estrato 3 y 4 residencial, corresponde un factor de demanda del 100% para el aparato de mayor potencia y el 40% para el resto de carga.

Luego para hallar la demanda mxima total se procede a utilizar la formula de Factor de Diversidad, segn la tabla 2.16 de la Norma ESSA:

6

Carga Residencial

AptoCantidadAreaIluminacionPequeos ArtefactosCtos EspecialesTotalVA TotalesCarga Dem

Tipom^2VA*m^2N ctosVAN ctosAire VAPla-Lav VAN ctosCtosInstaladosApto VA

111832656230002200015002691564862,4

211832656230002200015002691564862,4

313431376130002200015002578764350,4

413431376130002200015002578764350,4

511702240230002200015002687404696

611702240230002200015002687404696

7160,81945,623000220001500268445,64578,24

8160,81945,623000220001500268445,64578,24

911233923,2330002200015002710423,25369,28

1011233923,2330002200015002710423,25369,28

1111083456330002200015002799565182,4

1211083456330002200015002799565182,4

78Total AptosCarga Demanda Total Aptos kVA353,65504

Factor de Diversidad4,9999

Apartamento Tipo 1 y 2: 83 m2Apartamento Tipo 3 y 4: 43 m2

Carga instalada9,156 kVA7,876 KVA

Demanda Mxima del Apartamento

Apartamento Tipo 5 y 6: 70 m2Apartamento Tipo 7 y 8: 60.8 m2

Carga instalada8,740 KVA8,445 KVA


Apartamento Tipo 9 y 10: 123 m2Apartamento Tipo 11 y 12: 108 m2

Carga instalada10,423 KVA9,956 KVA


7.1.2 Comercial = Carga para iluminacin y pequeos aparatos:

Se aplica el clculo de carga mnima de alumbrado por metro cuadrado de superficie del suelo, para unidades comerciales especificada en la norma NTC 2050, ya que la Norma de Calculo y Diseo de la ESSA no contiene un calculo de carga de alumbrado general para otros tipos de instalaciones. Por lo tanto se toma un valor de 22 [] para sector comercial.

Se agrega un ramal de carga para pequeos artefactos de 1500 [VA].

Se tienen 2 circuitos ramales diferenciados para usos diferentes, uno para alumbrado general y otro para cargas de toma corriente. Siguiendo la metodologa de la ESSA, las cargas de toma corrientes tienen un factor de demanda del 100%, al no ser mayor la carga de pequeos aparato mayor de 5000 [VA] y las cargas para alumbrado cumplen la disposicin de un 100% de factor de demanda, por no sobrepasar de 50000 [VA].

Luego para hallar la demanda mxima comercial total se procede a utilizar la formula de Factor de Diversidad, segn la tabla 2.16 de la Norma ESSA:

Carga Comercial

LacalesCantidadAreaIluminacionPequeos ArtefactosCtos EspecialesTotalVA TotalesCarga Dem

Tipom^2VA*m^2N ctosVAN ctosVAN ctosCtosInstaladosApto kVA

113066011500100221601584

212452811500100220281531,2

2Total LocalesCarga Demanda Total Aptos kVA3,1152

Factor de Diversidad1,1896

8. Cargas Zonas Comunes:

En esta seccin vamos a calcular las cargas necesarias para las areas comunes, como lo son iluminacin, sistema hdrico, ascensores, piscinas, parqueaderos, administracin, sistema elctrico en portera para el portn de carros y la puerta de acceso, cmaras de video y otros.

Carga Instalada reas Comunes

ZonaDescripcin

Zona de ParqueoLa unidad residencial cuenta con tres (3) niveles para zona de parqueo, El Nivel 3 tiene un rea de 300 m2, el Nivel 2 y 1 tienen 845 m2, para un total de 1145 m2 para la zona de parqueo.

reas comunesPara reas comunes en el primer piso, se tiene un rea aproximada de 650 m2. El rea del saln social es de 59 m2.

De acuerdo con la NTC 2050 Tabla 220-3.b), pgina 160, se realiza el clculo de la carga instalada para servicios generales, tomando un valor de cargas de alumbrado en instalaciones de areas comunes como 5 [], las cargas de motores se calculan al 100% sin aplicar ningn factor.

Para hallar los clculos de las cargas de motores se procede a convertir los Hp suministrados en placa a Kw, despus se procede a dividir los Kw en el factor de potencia proporcionado por el fabricante, para hallar la potencia aparente de consumo de cada motor.

Iluminacion y Tomas Zonas Comunes

ZonaCantidadAreaIluminacionPequeos ArtefactosCtos EspecialesTotalVA TotalesCarga Dem

Tipom^2VA*m^2N ctosVAN ctosVAN ctosCtosInstaladosApto kVA

11300150011500100230002,4

22845422531500100457253,49

317913955360004200018119555,982

4113015011500100216501,86

513015011500100216501,86

61157511500100215751,83

Carga Demanda Total Zonas Comunes kVA39,512Zona Tipo

1Sotono 3

2Sotano 2 y Sotano 1

3Piso 1

4Piso2 _ Piso12

5Piso 13

6Piso 14

Cargas Especiales

Ascensores

Cargas Potencia

TipoCantidadfpHpkWkVATotal kVA

Motor20,855,54,1034,82705889,6541176Total Cargas Ascensores9,6541176

Sistema Hidrico Aptos

Cargas Potencia


Motor20,858,46,2667,372235314,744471

Motor10,8516,812,5314,74447114,744471Total Cargas Sistema Hidrico29,488941

Sistema Hidrico Piscinas

Cargas Potencia


Motor10,8542,9843,51058823,5105882

Motor10,850,750,560,65823530,6582353Total Cargas Sistema Hidrico4,1688235

Puerta Parqueadero

Cargas Potencia


Motor10,850,750,560,65823530,6582353Total Cargas Puerta Parqueadero0,6582353

Total Cargas con Motores43,970118

5. Carga Instalada Servicios Generales

La carga total de los servicios generales que se tiene en cuenta para los clculos de conductores, protecciones, y carga que debe suministrar el transformador es

CargaKVA

Carga Iluminacin10,055

Carga Motores43,97

Carga de Tomas13,5

Carga Especial2

Total Carga Instalada Servicios Generales83,482

# Protecciones Acometida General de los Servicios Generales:

El clculo para las protecciones de la acometida al tablero de distribucin de servicios generales, est dada por:

Proteccin: 3 x 250 A

Protecciones para cada uno de los Motores:

Motor de 5.5 HP (2 Motores para Ascensor):

Sabiendo que el motor en el arranque tiene una corriente de arranque de 4, pero se selecciona una proteccin con un delta de tiempo superior a la del transitorio de arranque, por lo tanto la proteccin para los dos motores de 5.5 Hps es de 15 A.

Motor de 8.4 HP (2 Motores para Sist. Hdrico Apt.):

La proteccin para los 2 motores de 8.4 Hps son de 25 A.

Motor de 16.8 HP (1 Motor para Sist. Hdrico Apt.):

La proteccin para el motor de 16.8 Hps es de 45 A.

Motor de 4 HP (1 Motor Sistema Hdrico Piscina Grande):

La proteccin para el motor de 4 Hps es de 20 A.

Motor de 0.75 HP:

La proteccin para los 2 motores de 0.75 Hps es de 10 A.

Calculo de Conductores de Alimentacin Para Los Motores:

Para el clculo de los conductores para los motores, nos referenciamos a la Norma NTC 2050, pagina 415, tabla 430-22. Donde se aplica un factor de conversin para la capacidad de corriente nominal de los conductores de los circuitos de motores.

Conductor para Motor de 5.5 HP:

La Norma NTC 2050 nos aclara que la corriente nominal del motor debe multiplicarse por 1.4 por tratarse de un motor de ascensor.

Revisando regulacin con Kg de #12:

=


= , puesto que es necesario tener un margen de seguridad, el cual fue el 1.4, entonces se escoge el AGW #12 THW, para proteccin contra sobre corrientes.Seleccin de la tubera: Se emplea tubera PVC Tipo A, = 1/2Se utilizan:

3 conductores por fase # 12 AWG THW 60 C Cu.


La Norma NTC 2050 nos aclara que la corriente nominal del motor debe multiplicarse por 1.4 por tratarse de un motor de servicio intermitente.


=


= .

Se toma un AGW #10 THW por capacidad amperimetrica.

Seleccin de la tubera: Se emplea tubera PVC Tipo A, = 1/2Se utilizan:





=


= .




Conductor para Motor de 4 HP:



=


= .






Por lo tanto se puede tomar un calibre # 14. Revisando regulacin con Kg de #14:

= .Se toma un AGW #14 THW por capacidad amperimetrica y regulacin. Seleccin de la tubera: Se emplea tubera PVC Tipo A, = 1/2Se utilizan:


Bomba contra Incendios

Seleccin del conductor: Motor de 11 HP, a 208 V, FP = 0.85 en atraso, para la eventualidad de un incendio. De acuerdo a la NTC 2050 segn la tabla 430-22 pgina 415.

Corresponde a un calibre # 8 AWG Cu, 60C, con una corriente nominal de 40 A La regulacin para el motor de la bomba de agua no debe exceder el 3%, por lo cual calculando la regulacin:

Por lo cual cumple con regulacin

Kg = 196,463 para conductor No 8 AWG y F.P.= 0.8l: Longitud del circuito: 12 m desde la subestacin a la bomba contra incendiosS: Potencia del circuito ramal: 8,7185 KVA.Fs: factor de subestacin. 1.0 (Red trifsica tetrafilar, ESSA Pg. 50)VL: Voltaje de lnea.

Conductor acometida motor bomba contra incendios: calibre # 8 AWG Cu, 60C, THW con una corriente nominal de 40 A.

Seleccin de las protecciones: Se emplea una proteccin termomagntica de 3 x 40 A contra fallos a tierra, cortocircuitos y sobre cargas.

Seleccin de la tubera: Se emplea tubera PVC Tipo A, = 3/4

Se utilizan:

3 conductores por fase # 8 AWG THW 60 C Cu, 1 conductor de puesta a tierra #10 AWG Cu desnudo.

Para el clculo de la carga instalada en motores se obtiene la corriente respectiva a cada motor de la tabla 430-150 Pg. 448 Cp. 4 de la norma NTC 2050, por lo que:

CantidadMotorI TABLA [A]Carga [KVA]Total Carga [KVA]

1Ascensor46,2

16,644

1Sistema Hidroneumtico10,6

3,8188

2Bombas de agua16,7

2 x 6,0165= 12,033

1Bomba Incendio24,2

8,7185

1Puerta Elctrica4,6

1,6572

72,971

5.3 Carga Instalada Servicios Generales

CargaKVA

Carga Iluminacin13,9

Carga Motores72,971

Total Carga Instalada Servicios Generales86,871

5.4 Demanda mxima de Servicios Generales

Para la demanda mxima de servicios generales, no se tiene en cuenta la bomba contra incendios y se tiene en cuenta solo una bomba de agua

KVA

Demanda mxima carga Iluminacin13,9

Ascensor16,644

Sistema Hidroneumtico3,8188

Bomba Agua6,0165

Puerta Elctrica1,6572

Total Demanda Mxima Servicios Generales42,037

El clculo para las protecciones, est dada por:

Proteccin: 3 x 125 A

5.5 Seleccin de Conductores y Proteccin para los circuitos de los Motores

5.5.1 Ascensor

Seleccin del conductor: Motor de 15 HP de trabajo continuo a 208 V, con un FP = 0.8 atraso. Segn la tabla 430-150, pgina 448 la Ipc (Corriente de Plena Carga) de este motor es de 46.2 A. Por su ciclo de trabajo, la NTC 2050 segn la tabla 430-22 pgina 415, propone que su corriente de plena carga se debe multiplicar por 1.4 para el clculo del conductor

Sirve un calibre # 4 AWG Cu, 60C, con una corriente nominal de 70 A

La regulacin para el ascensor no debe exceder el 3%, por lo cual calculando la regulacin:

Acometida ascensor = 12 pisos x 3 m + 2 pisos (subestacin y recepcin) x 3 m + 3 m (Cuarto de mquinas del ascensor) + 5 m (distancias horizontales)= 50 m


Kg = 81,9997 para conductor No 4 AWG y F.P.= 0.8l: Longitud del circuito: 50 m desde la subestacin al cuarto de mquinas del ascensorS: Potencia del circuito ramal: 16,644 KVA.Fs: factor de subestacin. 1.0 (Red trifsica tetrafilar, ESSA Pg. 50)VL: Voltaje de lnea.

Conductor acometida ascensor: calibre # 4 AWG Cu, 60C, THW con una corriente nominal de 70 A.

Seleccin de las protecciones: Se emplea una proteccin magntica de 3 x 70 A contra fallos a tierra y cortocircuitos


3 conductores por fase # 4 AWG THW 60 C Cu, 1 conductor de puesta a tierra #8 AWG Cu desnudo.5.5.2 Puerta elctrica

Seleccin del conductor: Motor de 1 HP a 208 V, con un FP = 0.8 atraso. Segn tabla 430-150, I plena carga = 4,6 A.

Sirve un calibre # 14 AWG Cu, 60C, con una corriente nominal de 15 A

La regulacin para el motor de la puerta elctrica no debe exceder el 3%, por lo cual calculando la regulacin:Acometida puerta elctrica = 6 m


Kg = 752,235 para conductor No 14 AWG y F.P.= 0.8l: Longitud del circuito: 6 m desde la subestacin a la puertaS: Potencia del circuito ramal: 1,657 KVA.Fs: factor de subestacin. 1.0 (Red trifsica tetrafilar, ESSA Pg. 50)VL: Voltaje de lnea.

Conductor acometida motor puerta elctrica: calibre # 14 AWG Cu, 60C, THW con una corriente nominal de 15 A.



Se utilizan:


5.5.3 Bomba de Agua

Seleccin del conductor: Motor de 5 HP a 208 V de uso continuo y peridico, con un FP = 0.8 en atraso. I plena carga = 16, 7 A. De acuerdo a la NTC 2050 segn la tabla 430-22 pgina 415

Sirve un calibre # 10 AWG Cu, 60C, con una corriente nominal de 30 A La regulacin para el motor de la bomba de agua no debe exceder el 3%, por lo cual calculando la regulacin:

Acometida bomba de agua = 10 m


Kg = 302,877 para conductor No 10 AWG y F.P.= 0.8l: Longitud del circuito: 10 m desde la subestacin a la bomba de aguaS: Potencia del circuito ramal: 6,0165 KVA.Fs: factor de subestacin. 1.0 (Red trifsica tetrafilar, ESSA Pg. 50)VL: Voltaje de lnea.

Conductor acometida motor bomba de agua: calibre # 10 AWG Cu, 60C, THW con una corriente nominal de 30 A.



Se utilizan:


5.5.4 Bomba del Sistema Hidroneumtico

Seleccin del conductor : Motor de 3 HP a 208 V con un FP= 0,8 para impulsar el agua en los ltimos pisos. . I plena carga =10,6 A. De acuerdo a la NTC 2050 segn la tabla 430-22 pgina 415


Por lo cual NO cumple con regulacin

Kg = 752,235 para conductor No 14 AWG y F.P.= 0.8l: Longitud del circuito: 50 m desde la subestacin a la bomba del sistema hidroneumaticoS: Potencia del circuito ramal: 3,8188 KVA.Fs: factor de subestacin. 1.0 (Red trifsica tetrafilar, ESSA Pg. 50)VL: Voltaje de lnea.

Recalculando la regulacin

Corresponde a un calibre #12 AWG Cu, 60C, con una corriente nominal de 20 A

Kg = 476,467 para conductor No 12 AWG y F.P.= 0.8

Conductor acometida motor bomba sistema hidroneumatico: calibre # 12 AWG Cu, 60C, THW con una corriente nominal de 20 A.

Seleccin de las protecciones: Se emplea una proteccin termomagntica de 3 x 20 A contra fallos a tierra, cortocircuitos y sobre cargas.Seleccin de la tubera: Se emplea tubera PVC Tipo A, = 1/2

Se utilizan:


5.5.5 Bomba contra Incendios

Seleccin del conductor: Motor de 7.5 HP, a 208 V, FP = 0.8 en atraso, para la eventualidad de un incendio. I plena carga =24,2 A. De acuerdo a la NTC 2050 segn la tabla 430-22 pgina 415



Kg = 196,463 para conductor No 8 AWG y F.P.= 0.8l: Longitud del circuito: 12 m desde la subestacin a la bomba contra incendiosS: Potencia del circuito ramal: 8,7185 KVA.Fs: factor de subestacin. 1.0 (Red trifsica tetrafilar, ESSA Pg. 50)VL: Voltaje de lnea.

Conductor acometida motor bomba contra incendios: calibre # 8 AWG Cu, 60C, THW con una corriente nominal de 40 A.



Se utilizan:


5.6 Seleccin de Conductor, Ducto y Proteccin de Servicios Generales

Teniendo en cuenta la demanda mxima para servicios generales y la carga instalada para servicios generales se tiene:

KVA

Carga instalada Servicios Generales86,871

Demanda mxima Servicios Generales42,037

Seleccin del conductor de Servicios Generales:

Corresponde al conductor 1/0, Cu, THW, 60C, con capacidad amperimtrica de 125 A

Proteccin de la acometida de servicios generales: 3 x 125 A

Seleccin de los conductores: Para los conductores de fase y neutro, sirve el calibre 1/0, THW en Cu, para el conductor de puesta a tierra sirve el calibre # 6 Cu, a 60C desnudo en cobre segn tabla 250-95 pgina 138 NTC 2050

Dimetro del ducto de Sistemas Generales

Para el clculo del Dimetro de la tubera, segn NTC 2050, se revisa el dimetro de los conductores en la Tabla 5 (Pg. 921) para los conductores de fase y neutro y en la tabla 8, pgina 925 para el conductor de puesta a tierra

ConductorDimetro (mm)

Conductores de Fase y Neutro1/013,5

Conductor de Puesta a Tierra# 64,67

Segn la Tabla 4, Pg. 919 NTC 2050, sirve Tubera de 2 en PVC Tipo A.

SELECCIN DEL DUCTO: Ducto de 2 PVC Tipo

Como la acometida es monofsica trifilar, la seleccin del conductor desde el punto de vista trmico, est dada por:

Apartamento Tipo 1: 120 m2Apartamento Tipo 2: 90 m2

Corriente

Conductor desde el punto de vista trmicoCalibre 14, Cu, I= 20 A, 60C, TWCalibre 14, Cu, I= 20 A, 60C, TW


Corriente



Corriente



Corriente



Corriente



Corriente


Clculo de la regulacin desde el equipo de medida hasta el tablero de distribucin de cada apartamento

Verificacin de la regulacin para la situacin ms desfavorable: Apartamentos 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 1103, 1203, 1303,1403.

Longitud de la acometida: la longitud de la acometida est dada de acuerdo a:

Cada apartamento tiene una altura de 2,5 m y la viga de separacin entre estos, tiene un valor de 0,5 m para un valor total de 3 m. El tablero de medidores de toda la instalacin elctrica se encuentra en el stano 1. La distancia desde el tablero de medida hasta el tablero de distribucin varia segn el tipo de apartamento

Longitud acometida = (3) x (12) + (3) x (2) + 7 + 5 = 54 m

Para una acometida monofsica trifilar, se debe cumplir con:

Donde : regulacin mxima VL : Tensin de lnea S : Potencia de cada apartamento l = longitud acometida. Fcs: factor de Subestacin 2,25, para una red Trifilar (FFN) y una subestacin Trifsica ( ESSA tabla 3.26 Pg. 50) Kg: constante generalizada

Kg para el calibre 1/0, con un fp=0,95: 38,592


Regulacin

Segn la norma NTC 2050 la regulacin para la acometida debe ser del 2%, por lo cual es necesario recalcular el conductor:


Kg

De acuerdo con la Tabla 3.25, pgina 49 de la norma ESSA, para este valor de Kg, corresponde un calibre 3/0 con un valor de constante generalizada de 25,4085

Calculando la regulacin con este nuevo conductor


Regulacin

Segn la metodologa de la NTC 2050, corresponde un calibre 3/0 Cu, para el conductor desde el tablero de medidores hasta el tablero de automticos de cada apartamento, para los conductores de fase y el conductor neutro, con capacidad de corriente de 165 A a 60C

Clculo del conductor de puesta a tierra

Segn la tabla 250-95, pgina 140 de la NTC 2050, para una corriente nominal de 200 A, se utiliza un conductor # 6 AWG Cu.

Clculo de la regulacin desde el equipo de medida hasta el tablero de distribucin de cada apartamento

Verificacin de la regulacin para la situacin ms desfavorable: Apartamentos 1201, 1202 y 1203.

Longitud de la acometida: la longitud de la acometida est dada de acuerdo a:

Cada apartamento tiene una altura de 2,5 m y la viga de separacin entre estos, tiene un valor de 0,5 m para un valor total de 3 m. Es necesario incluir dos (2) pisos, ya que los tableros se encuentran en el nivel -1 y el piso de la recepcin. La distancia desde el tablero de distribucin hasta el buitrn en el stano tiene un valor de 7 metros y desde el buitrn hasta el apartamento hay una distancia de 6 metros

Longitud acometida = (3) x (12) + (3) x (2) + 7 + 5 = 54 m

Para una acometida monofsica trifilar, se debe cumplir con:

Donde : regulacin mxima VL : Tensin de lnea S : Potencia de cada apartamento l = longitud acometida. Fcs: factor de Subestacin 2,25, para una red Trifilar (FFN) y una subestacin Trifsica ( ESSA tabla 3.26 Pg. 50) Kg: constante generalizada

Para el calibre 4, con un fp=0,9, Kg= 92,4032


Regulacin

Segn la norma ESSA la regulacin para la acometida debe ser del 3%, por lo cual es necesario recalcular el conductor:


Kg

De acuerdo con la Tabla 3.25, pgina 49 de la norma ESSA, para este valor de Kg, corresponde un calibre 2 AWG con un valor de constante generalizada de 59,2879

Calculando la regulacin con este nuevo conductor


Regulacin

Segn la metodologa de la ESSA, corresponde un calibre 2 AWG Cu, para el conductor desde el tablero de medidores hasta el tablero de automticos de cada apartamento, para los conductores de fase y el conductor neutro, con capacidad de corriente de 95 A a 60C

Clculo del conductor de puesta a tierra

Segn la tabla 250-95, pgina 140 de la NTC 2050, para una corriente nominal de 100 A, se utiliza un conductor # 8 AWG Cu.

Protecciones: 2 x 80 A

Contador: 25 (75) A

2.3 Clculo de los Ductos de la Acometida y Cajas de Amarre

CLCULO DE LOS DUCTOS

Segn la NTC 2050, pgina 1032, Tabla C11, para seleccionar el ducto, se tiene en cuenta la situacin ms desfavorable de los siguientes diagramas:

NTC 2050: La situacin ms desfavorable es que todos los conductores sean Calibre 3/0

3/0 # 6

Sirve un ducto con dimetro de 2

ESSA: La situacin ms desfavorable es que todos los conductores sean Calibre # 2

# 2 # 8

Sirve un ducto con dimetro de 1

CLCULO DE LAS CAJAS DE AMARRE

De acuerdo con la tabla 300-19, pgina 160 de la NTC 2050, se establecen las distancias mximas entre los soportes de los conductores para canalizaciones verticales

NTC 2050ESSA

Para el calibre 3/0, la distancia mxima es de 24 metros. Como la distancia vertical de la acometida es de 54 m, se necesitan 2 cajas de amarre, las cuales se ubicarn en el piso 6 y en el piso 12Para el calibre # 2 la distancia mxima es de 30 metros. Como la distancia vertical de la acometida es de 54 m, se necesitan 1 caja de amarre, la cual se ubicar en el piso 7

3. CALCULOS DE REGULACION DE LOS APARTAMENTOS TIPO

Para calcular la regulacin de cada tipo de apartamento se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones:

Alturas medidas desde el piso

Tomacorriente cocina y ropas1.1m

Tomacorriente baos1.2m

Tomacorriente normal0.25 m

Luz de Aplique baos1.9m

Luz de Aplique otras reas2m

Interruptor1.2 m

Tablero de distribucin 1.5 m

Techo2.4 m

Tabla 3.8 Localizacin de Aparatos(Tomada de la ESSA, pgina 38)

CALCULO REGULACION PARA EL APARTAMENTO TIPO 1

Segn la norma ESSA, para el valor de Kg hallado corresponde un conductor calibre #12 AWG con Kg=559,367

Recalculando la regulacin:

CALCULO REGULACION PARA EL APARTAMENTO TIPO 2

Segn la norma ESSA, para el valor de Kg hallado corresponde un conductor calibre #12 AWG con Kg=559,367Recalculando la regulacin:

5. CALCULOS DE CARGA INSTALADA Y DEMANDA MXIMA SERVICIOS GENERALES

5.1 6. CALCULOS DE DEMANDA MXIMA PARA EL EDIFICIO Y SELECCIN DEL TRANSFORMADOR

6.1 Metodologa NTC 2050

El edificio tiene 24 apartamentos Tipo 1 y 12 apartamentos Tipo 2:

Demanda mxima Iluminacin y pequeos aparatos


Carga Instalada pequeos aparatos e iluminacin de cada apartamento

Carga Instalada pequeos aparatos e iluminacin de los apartamentos8,34 x 24 = 200,16 KVA7,38 x 12 = 88,56 KVA

Carga instalada pequeos aparatos e iluminacin de los apartamentos = 200,16 + 88,56 = 288, 72 KVACarga instalada iluminacin servicios Generales = 13,9 KVA

Total carga instalada iluminacin y pequeos aparatos del edificio = 288,72 + 13,9 = 302,62 KVA

De acuerdo con la tabla 220-11, pgina 56, la demanda mxima para iluminacin y pequeos aparatos est dada por:

Demanda mxima del edificio de iluminacin y pequeos aparatos = 86,13 KVA

Demanda mxima para las cocinas: Tabla 220-19 columna A

Teniendo en cuenta que la tabla 220-19 est hecha para un alimentador trifilar. Como el edificio tiene un alimentador trifsica, se debe tener en cuenta lo siguiente:

En el edificio hay 36 cocinas, por lo cual hay 36/3=12 cocinas por fase.

En dos fases hay 2 X 12 = 24 cocinas

Demanda mxima de 24 cocinas = 39 KVA (Columna A, Tabla 220-19 para 24 cocinas)

Demanda mxima de una fase = 39/2 =19,5 KVA

En las tres fases = 19,5 x 3 = 58,5 KVA

Demanda mxima cocinas= 58,5 KVA

Demanda mxima aparatos con potencia menor a 3,5 KVA: Tabla 220-19, columna B

ArtefactoDemanda Mxima

Horno Microondas (2 KVA)

Demanda mxima para artefactos mayores a 3,5 KVA: Tabla 220-19, columna C

ArtefactoDemanda mxima

Horno Elctrico (5,0 KVA)

Demanda mxima para secadora de ropa: Tabla 220-18

ArtefactoDemanda mxima

Secadora Elctrica (6,0 KVA)

Demanda mxima total para el edificio segn la NTC 2050:

Eleccin del transformador:De acuerdo a la demanda mxima del edificio se elegira un transformador trifsico de 300 KVA

Se escoge un TRANSFORMADOR TRIFASICO DE 300 KVA segn la NTC 2050

6.2 Metodologa ESSA

Demanda mxima total para el edificio segn la norma ESSA:

Eleccin del transformador:De acuerdo a la demanda mxima del edificio se elegira un transformador trifsico de 150 KVA

Se escoge un TRANSFORMADOR TRIFASICO DE 150 KVA segn la Norma ESSA (Se Emplear este valor para los clculos siguientes)

6.3 Calculo de la Relacin de Transformacin

Como S < 500kva, la disponibilidad del servicio de energa es a 13200 V, la cual ser la tensin primaria del transformador.

Para el voltaje del secundario hay que tener en cuenta la tensin que debe suministrarse ms las perdidas internas y la regulacin elctrica.

Uz para una potencia de 150 (kVA) es del 3%, as mismo se asume que la regulacin del 3% por estar las cargas concentradas.

V

Relacin de transformacin = 13200/220-1272.5%

El grupo de conexin elegido es Dy5.

6.4 CALCULO DE PROTECCIONES DEL TRANSFORMADOR

Proteccin Primaria

Esta proteccin se encuentra localizada antes del transformador.

Utilizando la tabla 450-3 de la norma NTC 2050, encontramos un factor de correccin de 3, para la corriente primaria.

Por tal razn, se selecciona un fusible HH de 20A.

Fusible Proteccin Primaria

El fusible se dimensiona teniendo en cuenta la corriente nominal, adems que multiplica por un factor de seguridad de 1.25. Luego se selecciona el fusible, de no existir para el valor de corriente requerido, se selecciona el inmediatamente superior

Para el caso de este edificio, el motor ms grande es el del ascensor, de forma que:

Esta corriente referida al primario es:

Para elegir la proteccin se suma la corriente nominal primaria del transformador y la corriente de arranque del ascensor referida al primario: 6,56079+4,6166=11,177 A

Por lo cual sirve un fusible de 10 A Tipo K.

Proteccin Secundario

Corriente para la proteccin secundaria

Corriente de Cortocircuito:

Con estas caractersticas de corriente, se selecciona un interruptor termomagntico de 3*500A, con corte en 10 kA.

Seleccin del PararrayosSe debe tener en cuenta que la red primaria de la ESSA es una red Tipo B, trifsica, trifilar, la cual tiene un factor de puesta a tierra de 0,8

Por lo cual sirve un pararrayos de 12 kV

6.5 CALCULO DE CONDUCTORES DEL TRANSFORMADOR

Conductor para el Secundario

Corriente del conductor:

Lo cual corresponde al conductor 900 MCM, Cu, THW, 75C, con una capacidad amperimtrica de 520 A

* Empleando dos conductores por fase:Factor de correccin por temperatura: 1Factor de correccin por multiplicidad: 0,8 (2 conductores/fase x 3 fases= 6 conductores)

Aplicando los factores de correccin:f = Factor de correccin por temperaturafm = Factor de correccin por multiplicidadn = Nmero de conductores por fase

Sirve calibre 2/0, Cu, THW, 75C, con capacidad amperimtrica de 175 A.

Se defini emplear dos conductores por fase, es decir corresponde al conductor calibre 2/0.

Conductores de puesta a tierra y electrodo de puesta a tierra de la subestacin para la opcin seleccionada

Conductor de puesta a tierra: Segn la tabla 250-95, pgina 140, de la NTC 2050, para el conductor de puesta a tierra, de acuerdo con la corriente del conductor, con un valor de 512,56 A corresponde un conductor calibre 1 AWG, Cu

Conductor del electrodo de puesta a tierra de la subestacin: segn la tabla 250-94, pgina 138, de la NTC 2050, para el calibre 2/0 con una seccin transversal de 67,44 mm2, con un rea del conductor de fase correspondiente a 67,44 x 2 = 134, 88 mm2, corresponde un calibre 2 AWG, Cu.

6.6 CALCULO DE DUCTOS DEL TRANSFORMADOR

Dimetro de la Tubera para Media Tension

El conductor calibre 2/0 para media tensin, tiene un dimetro de 27,2 mm, de forma que:

Lo cual corresponde a una tubera de 4.

Dimetro de la Tubera para baja tension

Entonces, los conductores que van por la tubera son:3 x 2 = 6 conductores de las tres fases, calibre 2/0, 1 conductor de puesta a tierra calibre 2 AWG y 1 conductor neutro, correspondiente al 50% de la capacidad del conductor de fase calibre 2 AWG, para un total de 8 conductores por ducto.

Considerando la condicin ms desfavorable, es decir 8 conductores calibre 2/0 de acuerdo con la tabla C11, pgina 1033 de la NTC 2050, sirve el ducto 2 , PVC.

2 PVC (Se elige uno de 3)

Por lo cual se elige un ducto de 3

7 CAJAS DE PASO Y ANGULO

Caja de Paso para el lado Primario del Transformador

Se selecciona de acuerdo al artculo 370-71 de la NTC 2050

Dimensiones de la cmara de paso: 1m x 1m x 1,5 m

Caja en Angulo para el lado Primario del Transformador


Dimensiones de la cmara en ngulo: 1m x 1m x 1,5 m

Caja de Paso para el lado Secundario del Transformador


Dimensiones de la cmara de paso: 1m x 1m x 1 m

Caja en Angulo para el lado Secundario del Transformador


Dimensiones de la cmara en ngulo: 1m x 1m x 1 m

Profundidad de las cajas de inspeccin

De acuerdo a la utilizacin que tendrn estas cajas por estar estas ubicadas en sitios donde constantemente pasan automotores esta tiene una profundidad de 60 cm, de acuerdo a la tabla 300-5 de la norma NTC 2050. Adicionalmente hay que agregarle a esto 10 cm de gravilla para el drenaje en caso de inundacin de la caja, y 20 cm ms para evitar que el agua se vaya por los ductos. Estos ductos debern tener una pendiente del 0.5% para evitar el fluido de agua entre cajas, que sern como mximo de 40m.

Dimensionamiento de la Subestacin segn ESSA

Por encontrarse la subestacin en el predio, bajo techo, con transformador de 225 kVA, se procede al dimensionamiento del rea a ubicar el transformador, y sus respectivos aparatos de medicin y proteccin.

Tablero de Contadores

Se utilizaran 36 contadores para los apartamentos, tipo monofsico trifilar y 1 contador de servicios generales trifsico tetrafilar. Adems de esto se utilizara una reserva del 10%, es decir 11 puestos para contadores de reserva.

Como el mximo nmero de contadores que puede tener cada modulo es de 24, se seleccionan 2 mdulos con los 24 puestos cada modulo.

Cada una de las tres secciones del modulo tienen su respectiva cerradura, porta candado y manija.

7. PLANTA DE EMERGENCIA

Para el diseo de la planta elctrica, se toma la misma capacidad de acometida de servicios generales para suministro de ascensor, bombas de agua y bomba de incendio, sin embargo tambin se desea tener un porcentaje de energa para cada apartamento en caso de falla, para tener ciertos artefactos encendidos, teniendo en cuenta no utilizar cargas grandes como plancha y horno elctrico, es decir un servicio mnimo.

ArtefactosConsumo [VA]

Televisor150

Nevera250

5 Luces a 100 W cada Una500

Total900

Es decir, se deja 1 KVA por cada apartamento, como son 36 apartamentos corresponde a:

Todos los apartamentos36 KVA

Demanda Mxima Servicios Generales43 KVA

Total79 KVA

Se selecciona una planta elctrica con 80 KVA/ 60 KW 8. CONCLUSIONES

Se realiz el diseo de la instalacin elctrica del edificio Villa Sofa, en base al Cdigo Elctrico Colombiano NTC 2050 y la norma de la Electrificadora de Santander de 2004, as como las memorias de clculo de circuitos ramales de los apartamentos, instalacin de equipos de reas comunes y clculo del transformador.

Se realiz un diseo con circuitos especficos para la distribucin de los artculos elctricos de mayor potencia en puntos fijos de la instalacin (lavadora, plancha, duchas, horno, cocina), para evitar sobrecargas en los dems circuitos ramales y evitando as la conexin de extensiones para brindar mayor seguridad al usuario.

Con la conexin del conductor de puesta a tierra en toda la instalacin se permite mayor seguridad frente a riesgo por contacto indirecto de las personas debido a fallas de aislamiento de los equipos.

Se realiz un diseo ajustado de la planta elctrica, adems de los servicios generales para poder tener un mnimo de carga operando en apartamentos en caso de falla de energa de la red, brindando la posibilidad al usuario de tener acceso a un consumo bsico(Iluminacin, Nevera y televisin)

Se logr aplicar y afianzar los conocimientos adquiridos durante las clases

9. BIBLIOGRAFIA

[1] Apuntes de Clase Instalaciones Elctricas del profesor Ciro Jurado [2] Norma Tcnica Colombiana NTC 2050 Cdigo Elctrico, primera actualizacin[3] Normas para Clculo y Diseo de Sistemas de Distribucin. Electrificadora de Santander. ESSA. 2005

Proyecto Instalaciones Eléctricas Nuevo Versalles[1]

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