Alimentdor y Sub Alimentadores

INATALACIONES ELÉCTRICAS Semana 02

 ALIMENTADORES  ALIMENT ADORES Y SUB-ALIMENT SUB-ALIMENTADORES ADORES

 Al finalizar la sesión, el estudiante calcula y selecciona la sección de los conductores  ALIMENTADORES  ALIMENT ADORES y SUB  ALIMENTADORES  ALIMENT ADORES de una instalación eléctrica residencial.

 ALIMENTADORES  ALIMENT ADORES Y SUB-ALIMENT SUB-ALIMENTADORES ADORES

 Al finalizar la sesión, el estudiante calcula y selecciona la sección de los conductores  ALIMENTADORES  ALIMENT ADORES y SUB  ALIMENTADORES  ALIMENT ADORES de una instalación eléctrica residencial.

PARTES PRINCIPALES DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

Caja de conexión Instalación de la empresa eléctrica

Acometida ALIIMENTADOR Acometida Punto de entrega

 ALIMENTADOR Y SUB ALIMENTADORES

 ALIMENTADOR Y SUB-ALIMENTADORES Para el dimensionamiento del Alimentador y Sub Alimentador se debe: •

• •

 Alimentador •

•

Calcular la Demanda Máxima (DM) y la Potencia Instalada (PI) o elaborar el Cuadro de Cargas. Calcular la Corriente Nominal en base a la DM. Calcular la Corriente de Diseño utilizando un factor de seguridad. Seleccionar la sección nominal (en mm2) del  Alimentador o Sub-Alimentador en base a la Tabla 2 del CNE-U o de catálogos de cables eléctricos. Verificar que la Caída de Tensión esté dentro de la tolerancia permitida en la normatividad (5% del voltaje utilizado).

POTENCIA INSTALADA  – DEMANDA MÁXIMA

Potencia Instalada (PI): Suma de todas las cargas conectas en una determinada instalación eléctrica. Demanda Máxima (DM): Mayor carga que utiliza una instalación eléctrica en un periodo determinado.

CUADRO DE CARGAS: VIVIENDA - DEPARTAMENTO

Para Viviendas: Cargas

Para Departamentos: Potencia Instalada (W)

Demanda Máxima (W)

Cargas

Cargas básicas (AL y TC)

Cargas básicas (AL y TC)

Cargas de calefacción y aire acondicionado

Cargas de cocina eléctrica

Potencia Instalada (W)

Demanda Máxima (W)

Cargas de calefacción y aire acondicionado

Cargas de cocina eléctrica Cargas de calentadores de agua (Termas) Cualquier carga adicional a las mencionadas anteriormente

Cualquier carga adicional a las mencionadas anteriormente (aquí se incluye termas en caso exista)

Total (W)

Total (W)

Regla 050-200 CNE-U

Regla 050-202 CNE-U

DIMENSIONAMIENTO DE ALIMENTADOR Y SUB-ALIMENTADORES

CUADRO DE CARGAS: VIVIENDAS UNIFAMILIARES (REGLA 050-200)

Cargas

Cargas básicas

Potencia Instalada (W)

Demanda Máxima (W)

Regla: 050-200: Numeral (1) y párrafo (a):

i) y ii)

Cargas de calefacción y aire acondicionado

iii)

Cargas de cocina eléctrica

iv)

Cargas de calentadores de agua (Termas)

v)

Cualquier carga adicional a las mencionadas anteriormente

vi)

Total (W)

PI ≥ DM

DEMANDA MÁXIMA PARA VIVIENDAS UNIFAMILIARES: CARGAS BÁSICAS Cargas Básicas Las cargas básicas corresponden a los circuitos de tomacorriente (TC) y alumbrado (AL) de una edificación. En este apartado se consideran las cargas (equipos y/o electrodomésticos) que generalmente van conectados a los tomacorrientes y las lámparas o focos comunes de los ambientes de la edificación. Cálculo de las Cargas Básicas Las Cargas Básicas son determinadas de acuerdo a lo establecido en las siguientes Reglas del CNE-U: •

•

Regla 050-200 (1) (a) i) Una carga básica de 2500 W para los primeros 90 m2 del área de vivienda (ver Regla 050-110); más Regla 050-200 (1) (a) ii): Una carga adicional de 1000 W por cada 90 m2, o fracción, en exceso de los primeros 90 m2;

•

•

•

Ejemplo 01 Calcular la Carga Básica de una vivienda de un piso que tiene 150 m2 de área del terreno y un área techada de 120 m2. Ejemplo 02 Calcular la Carga Básica de una vivienda de dos pisos, el primer piso tiene 150 m2 de área techada y el segundo piso un área techada de 90 m2. Ejemplo 03 Calcular la Carga Básica de una vivienda de tres niveles, el primer nivel corresponde a un sótano de 95 m2 de área techada, el segundo nivel tiene 190 m2 de área techada y el tercer nivel un área techada de 110 m2.

Regla 050-110 (1) (c): Para el caso del sótano, el área techada

a considerarse para el cálculo de la CB, es el 75% del área techada.

DEMANDA MÁXIMA PARA VIVIENDAS UNIFAMILIARES: CARGAS DE CALEFACCIÓN Y/O AIRE ACONDICIONADO Cálculo de las Cargas de Calefacción y/o Aire  Acondicionado Estas cargas son determinadas de acuerdo a lo establecido en la siguiente Regla del CNE-U: •

Regla 050-200 (1) (a) iii): Las cargas de calefacción, con factores de demanda previstos en la Sección 270, más cualquier carga de aire acondicionado con factor de demanda de 100%, según la Regla 050-106(4); •

Regla 050-106 (4): En el caso de cargas de calefacción ambiental y de aire acondicionado, que no se utilizan simultáneamente, la mayor debe ser considerada en el cálculo de la demanda.

Regla 050-106 (3):

Cuando se instalen dos o más cargas de las cuales sólo una pueda ser utilizada a la vez, se debe considerar la carga mayor en el cálculo de la demanda.

Sección 270: Sistemas de Calefacción

DEMANDA MÁXIMA PARA VIVIENDAS UNIFAMILIARES: CARGAS DE COCINA, CALENTADORES DE AGUA Y OTRAS CARGAS

Anexo B del CNE-U: Regla 050-200 Si hubiera más de una cocina, la primera se debe tratar según las Reglas 050-200 (1)(a)(iv) o 050202 (1)(a)(v), y las subsiguientes según las Reglas 050-200 (1)(a)(vi) o 050-202 (1)(a)(vi).

CALCULO DE CORRIENTE NOMINAL , CORRIENTE DE DISEÑO Y CAÍDA DE TENSIÓN •

Corriente Nominal: (Para Circuitos Derivados)

•

Corriente de Diseño:

•

Caída de Tensión:

MÉTODOS DE INSTALACIÓN DEL CONDUCTOR (TABLA 3 Y 4 - CNE-U)

SELECCIÓN DEL CONDUCTOR (TABLA 2 - CNE-S)

SELECCIÓN DEL CONDUCTOR (TABLA 2 - CNE-S)

2: Monofásico o

Bifásico 3: Trifásico

Ejemplo: De los cálculos se tiene

Id = 41 A (Trifásico)

Sección del conductor en mm2

Dato de Entrada:

Id

TALLER 1: Elaborar el cuadro de cargas de una vivienda considerando lo siguiente:   Área total del terreno: 250 m2   Área techada del primer piso: 190 m2   Área techada del segundo piso: 120 m2   Área techada del sótano: 90 m2  Además se debe considerar las siguientes cargas: • Cocina eléctrica de 8000 W • Calefacción de 8000 W • Terma del primer piso de 2000 W • Terma del segundo piso de 2000 W •  Aire acondicionado de 11000 W • Electrobomba de 1 HP • Lavadora-Secadora de 3500 W • Reserva de 2000 W

Cargas

Cargas básicas Cargas de calefacción y aire acondicionado Cargas de cocina eléctrica Cargas de calentadores de agua (Termas) Cualquier carga adicional a las mencionadas anteriormente Total (W)

Potencia Instalada (W)

Demanda Máxima (W)

TALLER 2: Elaborar el cuadro de cargas de una vivienda considerando lo siguiente:   Área total del terreno: 220 m2   Área techada del primer piso: 185 m2   Área techada del segundo piso: 110 m2   Área techada del sótano: 100 m2  Además se debe considerar las siguientes cargas: • Calefacción de 10000 W • Terma del primer piso de 2500 W •  Aire acondicionado de 11000 W • Lavadora-Secadora de 3500 W • Reserva de 2000 W

Potencia Instalada (W)

Cargas

Demanda Máxima (W)

Cargas básicas

6500

6500

Cargas de calefacción y aire acondicionado

10000 11000

10750

Cargas de cocina eléctrica

0

0

Cargas de calentadores de agua (Termas)

2500

2500

Cualquier carga adicional a las mencionadas anteriormente

3500 2000

3500 2000

Total (W)

35500

25250

TALLER 3: Elaborar el cuadro de cargas de una vivienda considerando lo siguiente:   Área total del terreno: 150 m2   Área techada del primer piso: 120 m2   Área techada del segundo piso: 95 m2  Además se debe considerar las siguientes cargas: • Cocina eléctrica del primer piso de 8000 W • Cocina eléctrica del segundo piso de 7000 W • Calefacción de 4000 W • Terma del primer piso de 1500 W • Terma del segundo piso de 1800 W •  Aire acondicionado de 3500 W • Electrobomba de 1 HP • Lavadora-Secadora de 3500 W • Reserva de 2000 W

Cargas

Potencia Instalada (W)

Demanda Máxima (W)

Cargas básicas

4500

4500

Cargas de calefacción y aire acondicionado

4000 3500

4000

Cargas de cocina eléctrica

8000

6000

Cargas de calentadores de agua (Termas)

1500 1800

3300

Cualquier carga adicional a las mencionadas anteriormente

7000 746 3500 2000

3311.5

Total (W)

36,546

21,111.5

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR

•

La empresa inmobiliaria EL TREBOL desea efectuar las instalaciones eléctricas para una vivienda unifamiliar de un piso, contando con los siguientes datos:   Área total: 190 m2   Área techada: 120 m2 Considerar que la vivienda va contar con una cocina eléctrica trifásica de 6 kW y una terma eléctrica de 2000 W (monofásica). Así mismo, debe considerarse una reserva de 2000 W para cargas futuras. Determinar la sección (mm2) del conductor del alimentador de la vivienda.

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR Datos de Vivienda

m2

Área Techada Área No Techada Área Total de Vivienda

120 70 190

1er Piso

Cantidad

1 1 1

Cargas Especiales

Cocina Eléctrica Trifásica Terma Reserva

Datos Técnicos del Suministro Eléctrico

Voltaje Tipo de Sistema Frecuencia

Potencia (W)

Tipo de conexión

6,000.00 2,000.00 2,000.00

Trifásico Monofásico Monofásico

Valor

Unidad

220 Trifásico 60

V --Hz

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR

Cargas de la Vivienda

P. Instalada Max. Demanda (W) (W)

Cargas Básicas (Tomacorrientes y Alumbrado)

3,500.00

3,500.00

Cocina Eléctrica

6,000.00

6,000.00

Terma

2,000.00

2,000.00

Otras Cargas

2,000.00

500.00

Totales

13,500.00

12,000.00

Observaciones

Regla 050-200, numeral (1) (a): (i) y (ii): 2500 W - 1ros 90 m2 1000 W - 30 m2 siguientes Regla 050-200, numeral (1) (a) (iv): 6000 W - cocina unica Regla 050-200, numeral (1) (a) (v): cualquier carga de calentador de agua Regla 050-200, numeral (1) (a) (vi): 25% de la potencia nominal si está excede los 1500 W (cualquier adicionala a los indicados en los párrafos (i) a (v)

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR •

1

Cálculo de Corrientes

Corriente Nominal:

34.99

Factor de Seguridad (20%):

1.20

Corriente de Diseño:

41.99

A A

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR •

Método de Instalación:

El tipo de instalación (empotrado, al aire libre, etc.) están descritas en la Tabla 3 del Código Nacional de Electricidad  – Utilización.

•

Sección del Conductor:

La sección del conductor, una referencia, están descritas en las Tablas 1 y 2 del Código Nacional de Electricidad  – Utilización.

Sección del Conductor (mm2):

10

Soporta: 42 A para Trifásico

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR •

REGLA REEMPLAZADA POR LA NTCSE QUE ESTABLECE 5% DE CAIDA DE TENSION Para nuestro caso, considerando una distancia del conductor de 15 m: Caída de Tensión:

1.91

< (5% de 220): Cumple con la NTCSE

CIRCUITOS DERIVADOS  – REGLAS IMPORTANTES CNE-UTILIZACIÓN •

Sección Mínima de Conductores [Regla 030-002]:

Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección menor que 2.5 mm2 para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado …

•

Caída de Tensión [Regla 050-102 (2)]:

Los conductores de los circuitos derivados deben ser dimensionados para que: a) La caída de tensión no sea mayor del 2.5%; y b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados hasta la salida o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%. REGLA REEMPLAZADA POR LA NTCSE QUE ESTABLECE 5% DE CAIDA DE TENSION

CODIGO DE COLORES DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS

ROJO •

CONDUCTORES DE FASES:

NEGRO AZUL

•

CONDUCTOR NEUTRO:

BLANCO (*)

VERDE •

CONDUCTOR DE TIERRA:

VERDE

(*) También puede ser gris natural o blanco con franjas coloreadas, en caso de requerirse conductores identificados.

CODIGO DE COLORES DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Monofásico (2 conductores) REGLA: 030-036 CNE-U

Monofásico (3 conductores)

NEGRO ROJO

ROJO NEGRO

NEGRO

BLANCO (*)

ROJO NEGRO AZUL BLANCO (*)

BLANCO (*)

Tierra de Protección

Trifásico

VERDE

VERDE

VERDE

VERDE

VERDE

VERDE

(*) También puede ser gris natural o blanco con franjas coloreadas, en caso de requerirse conductores identificados.

EJERCICIO PRACTICO La construcción de una casa habitación está distribuida de la siguiente manera: Área techada del primer nivel: 150 m2 Área techada del segundo nivel: 95 m2 Área del sótano de la vivienda: 70 m2 Considerar que la vivienda va contar con una cocina eléctrica trifásica de 8 kW, ubicada a 20 m y una terma eléctrica de 1500 W (monofásica), ubicada a 25 m, todos instalados en el primer nivel de la vivienda. Así mismo, debe considerarse una reserva de 1600 W para cargas futuras. En el segundo nivel y el sótano no existen cargas especiales. Se pide determinar: a) Elaborar el Cuadro de Cargas (Potencia Instalada y Demanda Máxima) b) La sección (mm2) del conductor del alimentador de la vivienda, el cual recorre una distancia de 15 m. c) La sección (mm2) del conductor del sub Alimentador del cada uno de los niveles de la vivienda.