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MEMORIA TÉCNICA – INSTALACIONELECTRICA

MEMORIA TÉCNICA MODULO: M07 INSTALACIÒN ELÉCTRICA 1.

INTRODUCCIÓN.El presente proyecto contempla, el diseño del sistema de instalación eléctrica del Proyecto “CONSTRUCCION PARQUE EDUCACION VIAL’’, a ser construido en la ZONA TINTAMAYU de la ciudad de Sucre del distrito 3

2.

OBJETIVO DEL PROYECTO.Realización del diseño de la Instalación Eléctrica del Proyecto, de modo de satisfacer en forma eficaz y segura la demanda de energía eléctrica de los diferentes circuitos de toma de fuerza, tomas de corrientes e iluminación del mencionado proyecto.

3.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.El sistema de Instalación Eléctrica en B.T. cumple con las Normas y Recomendaciones formuladas por la NB 777 (Norma Boliviana, Diseño y construcción de Instalaciones Eléctricas en baja tensión)y la NEC. El diseño luminotécnico cumple, así mismo, con las recomendaciones de la C.I.E. (Comisión internacional de Alumbrado). El proyecto contempla el Cálculo Luminotécnico de los ambientes internos, Demanda Máxima, Dimensionamiento de Acometida, de Alimentadores Principales, Alimentadores Secundarios, Circuitos Derivados, Dimensionamiento de Elementos de Protección, Tableros, entre otros aspectos como el Cálculo del Sistema de Puesta a Tierra. Para todos los puntos anteriores se incluye su descripción, cálculos, especificaciones técnicas de materiales y equipos, cómputos y presupuesto. Se adjunta un juego de planos que contienen los circuitos de los sistemas eléctricos mencionados, así también plano con los detalles de montaje de equipos. Se incluyen planillas de carga, con identificación de circuitos especificando el tipo de protección, diámetro de conductores utilizados, etc. El Plano con el Diagrama Unifilar, especifica la acometida en Baja Tensión, tipo de medición, protección de tableros, tanto principal, secundarios y derivados.

4.

DISEÑO DEL SISTEMA DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA.CRITERIOS DE DISEÑO.En el desarrollo del presente trabajo, se tuvo la mayor precaución y el mayor cuidado en el diseño y cálculo de la instalación eléctrica. Esta fue diseñada de tal manera que en cada fase o etapa se tenga las mejores condiciones de servicio. La instalación eléctrica cumple las siguientes exigencias: SEGURIDAD.El presente proyecto contempla la máxima seguridad, tanto para equipos como para las personas que vayan a concurrir en los predios del Centro de Emisión vez que éstos hayan sido concluidos en su construcción, de

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manera que ante una falla de la instalación eléctrica, esta tenga una respuesta adecuada de las protecciones y con la calidad adecuada de los materiales que no deberán propagar la falla. FLEXIBILIDAD.Es de suma importancia, la flexibilidad adecuada de todo el sistema eléctrico, de tal manera que en el futuro nos permita hacer modificaciones en la instalación, sin que esto implique problemas técnicos o erogaciones excesivas, de tal manera que los tableros cuentan con circuitos de reserva. SELECTIVIDAD.Todo el sistema eléctrico ha sido diseñado para aislar fallas debido a cualquier contingencia. Ante la presencia y/o ocurrencia de una eventual falla, solamente la parte afectada será aislada, garantizando de esta manera la continuidad del suministro de energía al resto de la instalación. Los elementos de protección instalados contra sobrecargas y corto circuitos, deben separar rápidamente el suministro de energía ante un defecto de la instalación, solamente la parte afectada y en el menor tiempo posible cuidando siempre no perturbar innecesariamente el servicio de energía del resto de la instalación. Esto se logra haciendo que los equipos de protección trabajen selectivamente. SELECCIÓN DE EQUIPOS.Los materiales y equipos en la obra, se ha realizado en procura de obtener un máximo de normalización. De modo que en el proceso de adquisición de materiales y equipos, se siga en todo lo que sea posible la estandarización, lo cual facilitará los trabajos de ejecución y mantenimiento posteriores. 5.

DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES Para el diseño y cálculo de conductores, existen una serie de criterios que deben ser tomados en cuenta para dar a la instalación seguridad y confiabilidad, el dimensionamiento de los conductores se efectúa de acuerdo a los siguientes criterios: a) Capacidad térmica de conducción b) Máxima caída de tensión permitida c) Máxima corriente de corto circuito La sección nominal del conductor debe seleccionarse en forma preliminar de acuerdo al primer criterio, tomando en cuenta todos los factores de corrección que sean pertinentes, con este valor se entra en tablas de conducción eléctrica provistas por los fabricantes y se elige la sección inicial del conductor, esta elección de la sección del conductor no toma en cuenta la caída de tensión, por lo que deberá verificarse o comprobarse la caída de tensión. En ambos casos debe considerarse la máxima corriente de corto circuito, para instalaciones con transformador propio. Se deberá elegir como sección definitiva seleccionada, el mayor valor resultante de uno de los criterios. Para la determinación de la corriente nominal o de carga se usaron las siguientes ecuaciones: ALIMENTADOR MONOFÁSICO DE 2 CONDUCTORES.-

I

P V * cos  * k

(A)

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La magnitud de la carga que transporte un conductor alimentador, estará en función de las demandas máximas, previstas, de los factores de demanda y diversidad si corresponde. ALIMENTADOR TRIFÁSICO DE 3 CONDUCTORES.-

I

P

(A)

3 * V * cos  * k

Dónde: P = Demanda máxima en (W) V = Tensión de alimentación en voltios I = Intensidad de corriente en (A) COSΦ = Factor de potencia considerado K = Factor de corrección por agrupamiento y temperatura Para determinar la caída de tensión en el conductor se tomará solamente en cuenta la resistencia de dicho conductor, las ecuaciones a emplearse son las siguientes:

ALIMENTADOR MONOFÁSICO DE 2 CONDUCTORES.-

Vf  2 * R * I

(A)

La caída de tensión en porcentaje será:

2* R* I *100 Vf

V % 

(%)

La resistencia del conductor es:

R

 *L S

Para el cobre: ρ = 1/57 (Ω.mm²/m) Para el aluminio: ρ = 1/36 (Ω.mm²/m)

de donde:

Vf 

2*  * L* I S

(V)

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V % 

2*  * L* I *100 S * Vf

(%)

ALIMENTADOR TRIFÁSICO DE 3 CONDUCTORES.-

3* *L*I S

Vn 

V % 

(V)

3*  *L*I *100 S * Vf

(%)

ALIMENTADOR TRIFÁSICO DE 4 CONDUCTORES.-

3* *L*I S

Vn 

V% 

(V)

3 ** L* I *100 S * Vn

(%)

LA CAÍDA DE TENSIÓN RESPECTO AL NEUTRO SERÁ.-

Vf 

V % 

 *L*I S

 *L*I S * Vf

(V)

* 100

(%)

Dónde: Vn Vf R p L S ∆Vn ∆Vf ∆V%

= Voltaje entre fases = Voltaje fase - neutro = Resistencia del conductor en ohmios = Resistividad del conductor ohmios mm²/metros = Longitud del conductor en metros = sección del conductor mm² = Caída de tensión entre fases (V) = Caída de tensión entre fase - neutro (V) = Caída de tensión porcentual

Con las ecuaciones anteriormente indicadas, se confeccionan las planillas de carga respectivas del proyecto. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES CIRCUITOS DE FUERZA MOTRIZ El dimensionamiento de sus alimentadores se efectúa considerando un 25% más que la corriente nominal del motor y si se alimentan más de una carga, se considera el 25% del mayor más la suma del resto.

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Para la protección de ramales contra cortocircuitos, se considera entre 150 y 300% de la corriente nominal del motor, según su tipo. 6.

DIMENSIONAMIENTO DE CIRCUITOS.CIRCUITOS DE ILUMINACIÓN.Los circuitos de iluminación en los distintos ambientes y equipamientos del edificio son monofásicos. El dimensionamiento de los circuitos se efectúa considerando que la capacidad de conducción de cada uno de ellos no exceda del 80% del valor de la corriente nominal de los conductores. En la iluminación con lámparas de descarga se considera para los accesorios una potencia de 50% de la potencia de las lámparas con un factor de potencia de 0.90.En iluminación con lámparas incandescentes deberá adoptarse una potencia como mínimo de 100 VA por punto de iluminación incandescente con un factor de potencia igual a la unidad. Para cada circuito de iluminación deberá utilizarse como mínimo conductores de sección equivalente 2.08 mm² (14 AWG). La potencia instalada por circuito de iluminación deberá ser como máximo 2000 VA según NB-777/3.3. Mientras que para los circuitos de iluminación externa como para las luminarias para el galpón, los conductores deberán ser como sección mínima de 4 mm2 (12AWG), puesto que estos son de gran potencia, para lo cual también se pretende bajar la caída de tensión por las distancias extensas de las luminarias. Los valores encontrados deberán ser verificados por el criterio de caída de tensión ya que este debe ser como máximo 3%, los factores de corrección fueron determinados según NB-777 tabla 18. CIRCUITOS DE TOMACORRIENTES.Los circuitos de tomacorrientes en los distintos ambientes del edificio son monofásicos y se clasifican en 20 Amperios con tensión de alimentación 220 V. monofásico. Para cada tomacorriente se estima una potencia de 200 VA. Con un factor de potencia 0.85, en los circuitos de tomacorrientes deberá utilizarse como mínimo conductores de sección equivalente 3.31 mm² (12 AWG). Para cada tomacorriente de computadora se estima una potencia de 300 VA. con un factor de potencia 0.85, en los circuitos de tomacorrientes deberá utilizarse como mínimo conductores de sección equivalente 3.31 mm² (12 AWG). La potencia instalada por circuito de toma corriente deberá ser como máximo 3000 VA según NB-777/3.4. Los valores encontrados deberán ser verificados por el criterio de caída de tensión ya que este debe ser como máximo 3%, los factores de corrección fueron determinados según NB-777 tabla 18.

7.

DIMENSIONAMIENTO DE ALIMENTADORES A TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN.El dimensionamiento de alimentadores y su respectiva protección de los tableros de distribución, se efectúa conociendo el detalle de cada circuito, de su potencia instalada, el número de fases y la tensión con la que se alimentan, requiriendo calcular las demandas máximas.

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CALCULO DE LAS DEMANDAS MÁXIMAS.Para el cálculo de la Demanda Máxima se contemplara los circuitos adicionales y todos los circuitos ya mencionados anteriormente. La potencia instalada de iluminación y la potencia de tomacorrientes y fuerza según NB-777, cuenta con factores de demanda por lo que se tomara los siguientes factores de demanda, según norma. CIRCUITOS

FACTOR DE DEMANDA

ILUMINACIÓN

70 %

TOMACORRIENTES

20 %

FUERZA

35%

CALCULO DE FACTORES DE POTENCIA FINALES.-



 

P1

P2

El factor de potencia final se obtiene para cada caso, aplicando los factores de potencia individuales de cada circuito. Estos factores de potencia considerados son:

Iluminación incandescente Iluminación fluorescente compensada Iluminación Lámpara. Descarga Tomacorrientes 8.

1.00 0.90 0.85 0.85

DIMENSIONAMIENTO DE ALIMENTADORES A TABLEROS SECUNDARIOS.El dimensionamiento de los alimentadores y su respectiva protección se efectúa conociendo el detalle de cada uno de los circuitos ramales, considerando la potencia demandada de los tableros de distribución que alimenta y un factor de potencia ponderado. Posteriormente, se procede a verificar si esta sección satisface el criterio de la máxima caída de tensión.

9.

DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR PRINCIPAL.Para el dimensionamiento del alimentador principal, se hará uso de los valores encontrados para los tableros secundarios, determinando los valores totales y finales de las potencias demandadas y factores de

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potencia ponderados del sistema normal de suministro de energía eléctrica. Con estas consideraciones se procede al cálculo de la corriente que circulará por el alimentador. 10. DIMENSIONAMIENTO DEL ALIMENTADOR EN BAJA TENSIÓN.Para la elección de alimentadores en 220 V. se ha considerado la demanda máxima total por ambiente; sumadas ambas cargas de los tableros se obtiene la potencia máxima de toda la unidad educativa. En base a la potencia y la corriente calculada para el conductor de acometida en Baja Tensión, se realiza la elección y dimensionamiento del mismo considerando la longitud hasta el poste de la empresa distribuidora CESSA. 11. UBICACIÓN.Por las características de la edificacióny por las actividades a desarrollarse, se ha establecido, El Tablero de Barras y los Tableros de Distribución se ubicaran tal y como se muestra en planos eléctricos. 12. SELECCIÓN BARRAS DE DISTRIBUCIÓN. El cálculo de las barras de distribución, se realizó considerando la corriente nominal en cada uno de los alimentadores a los tableros y asumiendo como dato la densidad de corriente recomendada en sucre, que tiene un valor de 3 A/mm2. La fórmula que permitió calcular la sección de las barras está dada por:

Sección barras =

I N a lim entador densidad de corriente

13. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Se diseña un sistema de puestas a tierra, la cual tendrá por objeto disipar cargas estáticas, desviar corrientes de falla y corrientes normales de fuga; además de evitar potenciales estáticos que lleguen a valores peligrosos en partes no conductivas. El valor máximo de resistencia de puesta a tierra que se deberá obtener para el sistema deberá ser menor o igual que 10 Ohm. De acuerdo a pruebas realizadas por la empresa distribuidora de energía eléctrica de la cuidad (CESSA), la resistencia del terreno en la zona de ubicación del proyecto, es aproximadamente de 80 ohmios, motivo por el cual debe realizarse el tratamiento de tierras utilizando los siguientes componentes. 

Guano



Bentonita



Carbón vegetal



Geo-Gel



Tierra de cultivo

A través de un adecuado tratamiento de tierras se garantiza la seguridad física de las personas y se brinda protección contra contactos eléctricos y descargas electrostáticas, además que se protege a los propios equipos eléctricos. El sistema de aterramiento que se ha adoptado por recomendación del reglamento de la SIB/Cochabamba es el sistema TN-S, donde se llevará un conductor de tierra separado del conductor neutro de la instalación. 14. DISEÑOLUMINOTECNICO MÉTODOS DE COMPUTO LUMINOTECNICO Los métodos de cómputo utilizados normalmente en la luminotecnia son:

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a) Método del flujo luminoso b) Método de las cavidades zonales c) Método punto por punto Para el presente proyecto el cálculo luminotécnico se lo realizo mediante el método de flujo luminoso y método de punto por punto, los resultados se muestran en los anexos del módulo eléctrico. NORMAS Y RECOMENDACIONES SOBRE ALUMBRADO.Los niveles de Iluminación recomendados por las Normas, son el resultado de pruebas de laboratorio donde se analizan todos los factores que influyen en la percepción visual, factores como el tamaño del objeto, el contraste, velocidad de acción, etc. Para juzgar si un sistema de Iluminación satisface las exigencias es preciso tomar en cuenta lo siguiente: El nivel de iluminación debe ser uniforme y suficiente tanto horizontal como vertical. La cantidad de luz debe ser lo más constante posible. Tomando en cuenta los factores anteriormente mencionados, las diversas instituciones que tienen a su cargo la regulación de los niveles de Iluminación, han elaborado recomendaciones mínimas de Iluminación. Las mismas que fueron tomadas en cuenta en el presente proyecto. CÁLCULO LUMINOTÉCNICO.El proyecto se lo diseño en forma detallada mediante la normativa vigente NB-777 considerando siempre normas para un nivel de iluminación aceptable. El cálculo luminotécnico para ambientes internos se realizó siguiendo las normas, cuidando los niveles de iluminación recomendados de acuerdo al tipo de actividad a realizar. En anexos, se presenta en detalle el cálculo luminotécnico realizado y los resultados de este. 15. ELECCIÓN DEL TIPO DE LÁMPARAS Y LUMINARIAS PARA EL PROYECTO.De acuerdo a todo lo expuesto anteriormente, para el desarrollo del presente proyecto de iluminación, para la elección de las lámparas y luminarias se deberá tener en cuenta las siguientes cualidades. - Eficacia luminosa - Costos iníciales y de operación - Duración de vida nominal (horas de encendido) - Rendimiento en color - Tamaño y forma de la fuente de luz - Grado de protección El tipo de lámpara escogido para el proyecto deberá reunir las mejores condiciones.Tomando en cuenta estas recomendaciones se procedió a elegir los diferentes tipos de luminarias. Los que se describen en planos del Módulo Eléctrico. Las luminarias detalladas a continuación son las utilizadas para el cálculo Luminotécnico mediante el Método de Flujo Luminoso por lo que se deberá respetar la ubicación de las luminarias en los distintos ambientes internos 16. Cálculo de Toma-Corrientes. El cálculo de las tomas de energía eléctrica, se realizó tomando en cuenta el tipo de ambiente y la actividad a realizar exclusivamente para ambientes interiores. En la determinación del número de tomas de energía se tomó en cuenta la recomendación de las normas como criterios de diseño.

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De acuerdo a la Norma Boliviana NB 777, el cálculo de tomas de energía para este tipo de aplicaciones se realiza en base a los siguientes criterios: a) Ambientes con áreas igual o inferior a 20 m2 

1 toma

b) Ambientes con áreas superiores a 20 m2 

1 toma por cada 5 m o fracción de su perímetro



1 toma por cada 10 m2 o fracción de área resultante lo más uniformemente distribuida. (tomar el número mayor de éstas dos alternativas)

c) Ambientes con áreas superiores a 40 m2 

5 tomas para los primeros 40 m2 y 1 toma para cada 10 m2 de área adicional

d) En baños: 1 toma Bajo estas consideraciones y de acuerdo a criterios de diseño se seleccionó la cantidad más adecuada de tomas en plena observancia del ambiente y de la actividad a realizarse. Por otro lado, los puntos de toma deben instalarse de 1.2 m desde la base de la caja hasta el nivel del piso. En algún caso particular ésta altura puede incrementarse como ser en baños y cocina en los cuales se instalarán de 1.3 a1.5 m del nivel del piso.

17.SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Se diseña un sistema de puestas a tierra, la cual tendrá por objeto disipar cargas estáticas, desviar corrientes de falla y corrientes normales de fuga; además de evitar potenciales estáticos que lleguen a valores peligrosos en partes no conductivas. El valor máximo de resistencia de puesta a tierra que se deberá obtener para el sistema deberá ser menor o igual que 10 Ohm. De acuerdo a pruebas realizadas por la empresa distribuidora de energía eléctrica de la cuidad ( CESSA), la resistencia del terreno en la zona de ubicación del proyecto, es aproximadamente de 80 ohmios, motivo por el cual debe realizarse el tratamiento de tierras utilizando los siguientes componentes. 

Guano



Bentonita



Carbón vegetal



Geo-Gel



Tierra de cultivo

A través de un adecuado tratamiento de tierras se garantiza la seguridad física de las personas y se brinda protección contra contactos eléctricos y descargas electrostáticas, además que se protege a los propios equipos eléctricos. El sistema de aterramiento que se ha adoptado por recomendación del reglamento de la SIB/Cochabamba es el sistema TN-S, donde se llevará un conductor de tierra separadodel conductor neutro de la instalación.