Memoria Técnica Final instalaciones epn

DISEO DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS DE UNA NAVE INDUSTRIAL

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL INGENIERAS EN ELCTRICA Y ELECTRNICA INSTALACIONES ELCTRICAS DE BAJO VOLTAJE GR 2

Realizado por:Vernica CusquerDiego CarrinVctor BravoPatricio PichuchoParalelo:GR2DISEO DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS DE UNA NAVE INDUSTRIAL

Profesor:Ing. Pedro Freile Perodo: Julio - Diciembre 2013QUITO-ECUADOR

Tabla de ContenidosSECCIN I: TRMINOS DE REFERENCIA 21.1 ANTECEDENTES21.2OBJETIVOS31.3 ALCANCE3SECCIN II: MAQUINARIA 3Frmulas generales3Maquinaria4Carga instalada8SECCIN II: ILUMINACIN 9SECCIN III: TOMACORRIENTES 155Clculo de la acometida para la instalacin de los tomacorrientes.155Carga instalada16SECCIN IV: DIMENSIONAMIENTO DE TABLEROS 177SUBTABLEROS177SECCIN V: CALCULO DEL TRANSFORMADOR 19TRANSFORMADOR19ALIMENTADORES19CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO20SECCIN VI: DIAGRAMAS UNIFILARES 21TABLERO DE MOTORES TM121TABLERO DE MOTORES TM221TABLERO DE MOTORES TM321TABLERO PRINCIPAL22TOMACORRIENTES22SECCIN VII: CORRECCIN DEL FACTOR DE POTENCIA 23SECCIN VIII: PUESTA A TIERRA 24SECCIN IX: PARARRAYOS 26ANEXOS 2727

DISEO DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS DE UNA NAVE INDUSTRIALSECCIN I: TRMINOS DE REFERENCIA

1.1 ANTECEDENTES

En la actualidad, las instalaciones elctricas son de vital importancia para el abastecimiento de energa elctrica, por lo que conocer cmo es que se lleva a cabo una instalacin y conocer cada uno de sus elementos es indispensable para dar un buen funcionamiento a los aparatos domsticos e industriales manejados. De igual forma es interesante tener muy en cuenta cuales son los tipos de instalaciones que existen en la actualidad, as como las ventajas e inconvenientes que tiene cada una.Adems, debemos tomar en cuenta la aplicacin de los reglamentos o normas para garantizar un buen y duradero funcionamiento, inclusive en caso de circunstancias anmalas sepamos actuar adecuadamente para cuidar nuestra integridad fsica.En el presente trabajo se realizar el diseo de elementos que nos permitirn transportar y distribuir la energa elctrica de una manera segura y eficiente, desde el punto de suministro hasta los equipos dependientes de esta. Se realizar los diagramas y representacin de las instalaciones elctricas diseadas en el software Autocad.

DIMENSIONES:

REAS:

Bodega de terminadosBodega de materia primaVestidoresOficinas administrativasMantenimientoOficina de jefe de plantaDespachoSala de transformador rea de mquinas

1.2 OBJETIVO

Realizar el diseo de todas las instalaciones elctricas de una nave industrial de manera que se obtenga un diseo acoplado a normas y estndares que rigen actualmente este tipo de trabajos.

1.3 ALCANCE

El presente proyecto est enfocado en el diseo de la estructura elctrica de la nave industrial, el cual se limitar a las instalaciones elctricas en los siguientes aspectos: Tableros, para manejo de motores, hornos, iluminacin, para lograr una instalacin segura confiable y ordenada. Protecciones, para aumentar la seguridad del abastecimiento de energaIluminacin, en donde tenemos lmparas, luminarias Tomacorrientes, para la conexin de distintos aparatos.Dimensionamiento de cables, manteniendo los costes de instalacin en unos valores aceptables. Canalizaciones, para conseguir un orden, que sea agradable a la vista, y protecciones contra factores externos del medio.Transformador, para suministrar la energa para nuestras instalaciones.Bancos de capacitores para correccin del factor de potencia.Disyuntores, para protecciones.Puestas a tierra, utilizadas como referencia y como sumidero de corrientes indeseables. SECCIN II: MAQUINARIAFrmulas generales:

q = 2 (Sistema trifsico)

V220 V

k

DISYUNTOR:GUARDAMOTOR:TUBERAS:

Maquinaria:DOS HORNOS DE 15 KW

CONDUCTOR:THHN (fases) +1x#8 (tierra)TUBERA: DISYUNTOR:

Horno N 1l= 6.21 m

CADA DE TENSIN:

Horno N 2l= 10.55 m

CADA DE TENSIN:

HORNOS DE 15 KW

EquipoP (W)I (A)Cable (AWG)S (mm2)Longitud (m)Error (%)PROTECCIN TRMICA (A)Valor comercialTUBERAPVC

HORNO 11500039.36105.266.210.473Px60

HORNO 21500039.36105.2610.550.793Px 60

TRES MQUINAS DE 15 HP

CONDUCTOR:(fases) +1x#10 (tierra) THHN

DISYUNTOR:GUARDAMOTOR:TUBERA:

Motor N 1l= 15.16 m

CADA DE TENSIN:Motor N 2l= 18.78 m


CADA DE TENSIN:

MQUINAS DE 15HPcos 0.8


MQUINA 11119036.71105.2615.160.613Px 50

MQUINA 21119036.71105.2618.780.753Px 50

MQUINA 31119036.71105.2622.250.893Px 50

DOCE MQUINAS DE 5 HP

CONDUCTOR:(fases) +1x#12 (tierra) THHNTUBERA:

DISYUNTOR:GUARDAMOTOR:Motor N 1l= 5.7 m

CADA DE TENSIN:

Motor N 2l= 5.86 m

CADA DE TENSIN:

Motor N 3l= 11.53 m


CADA DE TENSIN:

Motor N 5l= 17.75 m

CADA DE TENSIN:Se procede de igual manera para los siete equipos restantes, y todas las cadas de tensin son menores al 3% de acuerdo con la norma.MQUINAS DE 5HPcos 0.8


MQUINA 1373012.24123.315.70.193Px 16

MQUINA 2373012.24123.315.860.203Px 16

MQUINA 3373012.24123.3111.530.393Px 16

MQUINA 4373012.24123.3114.570.493Px 16

MQUINA 5373012.24123.3117.750.603Px 16

MQUINA 6373012.24123.3120.780.703Px 16

MQUINA 7373012.24123.315.280.183Px 16

MQUINA 8373012.24123.318.440.283Px 16

MQUINA 9373012.24123.3111.110.373Px 16

MQUINA 10373012.24123.3114.150.483Px 16

MQUINA 11373012.24123.3117.330.583Px 16

MQUINA 12373012.24123.3120.360.683Px 16

DOS MQUINAS DE 30 HP

CONDUCTOR: (fases) +1x#6 (tierra) THHNTUBERA:

DISYUNTOR:GUARDAMOTOR:Motor N 1l= 14.2 m

CADA DE TENSIN:Motor N 2l= 18.79m

CADA DE TENSIN:MQUINAS DE 30 HPcos 0.8

EquipoP (W)I (A)Cable (AWG)S (mm2)Longitud (m)Error (%)DISYUNTOR 1.25xIGUARDAMOTOR (A)TUBERA

MQUINA 12238073.42613.314.20.713Px100102

MQUINA 22238073.42613.318.790.943Px100102

Carga instalada:Mquinas en la nave industrial

P[w]

HORNO 115000

HORNO 215000

MQUINA 111190

MQUINA 211190

MQUINA 311190

MQUINA 43730

MQUINA 53730

MQUINA 63730

MQUINA 73730

MQUINA 83730

MQUINA 93730

MQUINA 103730

MQUINA 113730

MQUINA 123730

MQUINA 133730

MQUINA 143730

MQUINA 153730

MQUINA 1622380

MQUINA 1722380

Potencia153090

154 [kW]

SECCIN II: ILUMINACINClculo de nmero de lmparas por zona:

Frmulas generales:

Se hizo un anlisis bajo tablas que indicaban el nivel de iluminacin de la zona, adems de coeficientes de utilizacin y de factores de manteniemiento. Bodega de trminosDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

22.812.52854004.70.65

Clculo:

RlReflexin techoReflexin paredesCu

2.910.70.30.6

Se utiliz una lmpara Lmpara fluorescentes T12Clculo de nmero de lmparas:

Se colocan grupos de 2 lmparas por luminaria. Bodega de materia primaDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

12.59.61205004.70.65

Clculo:


1.820.70.30.6

Se utiliza el mismo tipo de lmpara que en la bodega de terminadosClculo de nmero de lmparas:

Se colocan grupos de 2 lmparas por luminaria. MantenimientoDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

4.157.430.76004.70.65

Clculo:


2.60.70.30.6


Se colocan grupos de 2 lmparas por luminaria.

Oficina de jefe de planta de PlantaDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

42.28.84004.70.8

Clculo:


8.90.70.50.72

Lmpara fluorescente T8:Clculo de nmero de lmparas:

Se colocan grupos de 2 lmparas por luminaria. PasilloDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

2.2510.2232004.70.65

Clculo:


1.820.70.30.6

Se utiliza el mismo tipo de lmpara que en la oficina de Jefe de PlantaClculo de nmero de lmparas:


Cuarto de TransformadorDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

2.98.123.52004.70.65

Clculo:


1.820.70.30.6



Camerinos de hombres y camerinos de mujeresDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

6.63.724.54004.70.8

Clculo:


9.10.70.50.72

Clculo de nmero de lmparas:


DespachoDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

2.74.1115004.70.8

Clculo:RlReflexin techoReflexin paredesCu

9.50.70.50.8

Clculo de nmero de lmparas:Se colocan grupos de 2 lmparas por luminaria. Nave industrialDatos:Largo(m)Ancho(m)rea (m2)E(lux)h(m)Fm

25.6205128004.70.65

Clculo: RlReflexin techoReflexin paredesCu

2.90.70.30.67

Lmpara de vapor de mercurio:

Clculo de nmero de lmparas:DepartamentosLmparaNmero de Lmparas

Bodega de TerminadosFluorescente T12 75W48

Bodega Materia PrimariaFluorescente T12 75W20

MantenimientoFluorescente T12 75W6

Nave IndustrialHID Mercurio 400 W50

Jefe de PlantaFluorescente T8 32 W4

TransformadorFluorescente T8 32 W4

DespachoFluorescente T8 32 W2

Camerino MujeresFluorescente T8 32 W6

Camerino HombresFluorescente T8 32 W6

PasilloFluorescente T8 32 W5

Capacidad Instalada48753600

20751500

675450

5040020000

432128

432128

23264

632192

632192

532160

Calibre de Conductores: Nave IndustrialPotenciaLmparasPoTotal

4005020000

fpbalastoSScStI C/U

0.921.25543.478261550275002.5

Ciruito1SxCIConductorSCe

17935042.5123.812.16475781

Bodega de terminados

PotenciaLmparasPoTotal

75483600

fpbalastoSScStI C/U

0.921.25101.90217410550400.47727273

Ciruito1SxCIConductorSCE

1212605.72727273123.810.41327195

Para el resto de conductores se utiliz el nmero 14.

SECCIN III: TOMACORRIENTESClculo de la acometida para la instalacin de los tomacorrientes.Acometida 1:#UnidadesP[w]I[A]S[mm2]Longitud[m]Error (%)I proteccin[A]

Acometida 1_1816004,6653,3121,132,1935

Descripcin de carga 1_2

TomacorrienteValores de Carga[W]

9200

10300

11200

12200

Suma900

P[w]I[A]S[mm2]Longitud[m]Error (%)I proteccin [A]

Acometida 1_29002,623,3121,132,623

Acometida 2:

#UnidadesP[w]I[A]S[mm2]Longitud[m]Error (%)I proteccin[A]

Acometida 248002,333,31211,7593

Acometida 3:

#UnidadesP[w]I[A]S[mm2]Longitud[m]Error (%)I proteccin [A]

Acometida 348002,09943,31250,49943

Acometida 4:#UnidadesP[w]I[A]S[mm2]Longitud[m]Error (%)I nominal [A]

Acometida 4_1510002,9153,31250,9323

#UnidadesP[w]|I[A]S[mm2]Longitud[m]Error (%)I nominal [A]

Acometida 4_224001,0493,31100,482

Clculo de la tubera a usar en las acometidas:

Clculos para la tubera

S[mm2] de #12AWG# unidadesS total cables[mm2]S tubera[mm2]Dimetro [mm]Tubera

3,311652,96132,413

Carga instalada:

Capacidad instalada en servicios generales

Potencia individual

[w]

Aporte de la acometida 12500




Potencia55005,5[kW]

SECCIN IV: DIMENSIONAMIENTO DE TABLEROSSUBTABLEROS:

TABLERO DE MOTORES TM1

CONDUCTOR:3x#3/0 (fases)+1x#3/0 (tierra)PROTECCIN:

TUBERA:

CADA DE TENSIN:


CONDUCTOR:3x#1 (fases)+1x#1 (tierra)

PROTECCIN:

TUBERA:

CADA DE TENSIN:


CONDUCTOR:3x#1/0 (fases)+1x#1/0 (tierra)PROTECCIN:

TUBERA:

CADA DE TENSIN:

TABLEROS Y TABLERO PRINCIPAL

EquipoI (A)Cable (AWG)S (mm2)Longitud (m)Error (%)PROTECCIN TRMICA (A)Valor comercialTUBERA PVC

TM12003/085.0136.670.822

TM2150142.3623.910.773P/1501

TM31651/053.4928.280.793P/1801

SECCIN 5: CLCULO DEL TRANSFORMADOR

TRANSFORMADOR:SE TIENE 3 BLOQUES:Alumbrado26.1 [Kw]Motores154 [Kw]Tomacorrientes5.5 [Kw]Carga Instalada: 185.6 [Kw]APLICAMOS DEMANDAS:Alumbrado al 90%23.49 [Kw]Motores al 80% 123.2 [Kw]Tomacorrientes al 20%1.1 [Kw] Demanda: 147.34 [Kw]

Dimensionamos con el factor de potencia mnimo pedido por la Empresa Elctrica:

Elegimos un transformador de 160 KVAALIMENTADORES:

Segn las tablas de las capacidades de los cables, se puede utilizar un cable de 500 mcm de 253 mm2 de seccin, con un dimetro de 24.09 mm. El neutro se dimensiona el 70% de la corriente de la fase:In=0.7*I=293.9 ASe selecciona un conductor de 300 mcm de 152 mm2 de seccin, con un dimetro de 19.47 mm

Se escoge una tubera conduit de 3 pulgadas.

Alimentador: 1*[3*#500 mcm + 1*#300 mcm]Proteccin: escogemos una proteccin de 450 ACORRIENTE DE CORTOCIRCUITO

; Zt=0.04

Utilizando cables no blindados: 0.416 /1000

Zc= 0.01156

SECCIN 6: DIAGRAMAS UNIFILARESTABLERO DE MOTORES TM1



TABLERO PRINCIPAL

TOMACORRIENTESPara la acometida 1:

Para la acometida 2:



SECCIN 7: CORRECCIN DEL FACTOR DE POTENCIA

Para realizar la correccin del factor de potencia, asumimos un fp de 0.8. Tenemos una instalacin de 160KVA, y se asume una carga medida de 140 KW:

Como se puede ver, el transformador est sobrecargado:Con los 160 KVA;

Con los 175 KVA;

Existir un exceso de 39.4 A.Segn las normas, el factor de potencia mnimo es de 0.92 por lo que debemos corregir:Se Corregir a fp=0.95:

58.8 KVAR (Esto hay q compensar)

Otra opcin para la correccin del factor de potencia es el utilizar frasquitos comerciales de 13KVAR de los cuales se necesitaran 5 frasquitos, para corregir 65KVAR.

SECCIN 8: PUESTA A TIERRA

Asumimos que tenemos un suelo de Marga y Arcillas compactas: =100 a 200*m

UTILIZAMOS UNA MALLA O GRILLA:

Profundidad del cable: 70 cmLongitud del cable enterrado: 10 cables por 2m c/u=20mSeccin del conductor: 53.5mmcMTODO POPULAR:

MTODO DE DWIGHT :UNA VARILLA:62.24

PANA N VARILLAS: N=10

METODO DE CASAS OSPINA:

Se diseara de esta manera. Despus de instalado se procede a medir la resistencia de puesta a tierra, si es necesario minorar los valores de resistencia de puesta a tierra, se opta por disminuir la resistividad del suelo utilizando los mtodos existentes en el mercado, con lo cual se tendra un valor menor al preestablecido en las normas de menos de 5SECCIN 9: PARARRAYOSMtodo de la esfera rodanteAplicando el mtodo de la esfera rodante para el apantallamiento de la nave industrial; para este mtodo depende bsicamente de la altura de la estructura a proteger.

El respectivo diseo se visualiza en el plano adjunto.

SECCIN 10: ANEXOSCRITERIOS PARA SELECCIN DEL TIPO DE CABLE

CONDUCTORES DE COBRE TIPO THWN Y THHN 600 V.90 C DESCRIPCINLos conductores tipo THHN o THWN -2 pueden ser slidos o cableados y estn construidos con cobre de temple suave, estn adems aislados con una capa uniforme de material termoplstico Cloruro de Polivinilo (PVC) resistente a la humedad y al calor, sobre el cual se aplica una cubierta protectora de Nylon o poliamida.

DIMETRO DE CABLES

TUBERAS PVC

CATLOGO DE DISYUNTORES Lmpara de vapor de mercurio

Lmpara fluorescente T8:

Lmpara fluorescente T12:

Niveles de iluminacin sugeridos:

Tabla para el clculo de Coeficiente de utilizacin:

Factor de mantenimiento:AmbienteFactor de mantenimiento (fm)

Limpio0.8

Sucio0.6

28Horno 2

M215 HP

M115 HP

M315 HP

60 A

Horno 1

60 A

46 A

46 A

M65 HP

M55 HP

M25 HP

M35 HP

M45 HP

M75 HP

M15 HP

M95 HP

M105 HP

M115 HP

M125 HP

M85 HP

150 A

#1 THHN

#1 THHN

16A

17A

16A

16A

16A

16A

16A

16A

16A

16A

16A

16A

17A

17A

17A

17A

17A

17A

17A

17A

17A

17A

M230 HP

M130 HP

100A

102 A

102 A

100A

180 A

1/0

1/0

Documents

Memoria Técnica Final instalaciones epn