Proyecto de optimización de energía eléctrica (página 2)

Enviado por Andres Fragoso

Partes: 1, 2, 3

Siendo la corriente en el circuito alimentador

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 114871w x 0.85 / 3 x 127v x 0.85

= 299.80 A

Siendo:

Ic = Corriente corregida

Wt = Carga total

En = Tensión entre Fase y Neutro (127 V)

Fp= Factor de potencia

FU= Factor de demanda

Se considera un Factor de potencia[1]Fp = Cos
0.85 y un Factor de Utilización o
demanda[2]FU= 0.85

Se utilizaran entonces alambres o cables con aislamiento tipo
THW ya que tienen un aislamiento de termoplástico
resistente al calor
(60º máximo) y a la humedad, con este aislamiento los
conductores tienen mayor conducción comparado con otros.
Debido a que no hay conductores de la capacidad calculada se
utilizaran cables con mayor capacidad que será de 360 A
por fase y 300 A por neutro

Es entonces que se utilizaran cables tipo THW calibre
400 MCM para cada fase (3-400) y cable tipo 300 MCM para el
neutro (1-300)

Siendo así se necesita una tubería de capaz de
abarcar 3-400 y 1-300 sabiendo que 3 cables calibre 400 MCM
ocupara un área de 1290.15mm² con todo y aislamiento
y que un cable calibre 300 MCM ocupara un área de 343.07
mm² con todo y aislamiento. Es entonces que el área
total será de 1633.22 mm ²

Debido a las posibles condiciones de humedad y altas
temperaturas se utilizaran en toda la instalación tubo
conduit de acero galvanizado
pared gruesa al 40% debido a que el galvanizado por
inmersión le proporciona la protección necesaria a
la tubería para poder ser
instalada en lugares o locales expuestos a la humedad y altas
temperaturas.

Por lo cual se utilizara tubería pared gruesa al
40% de 65 x 65 mm debido a que tiene un área de
1638mm² (40%)

a) 1º Centro de carga

En este centro de caga hay una carga igual a 28066w dividida
en 5 circuitos
derivados. Es por esto que este centro de carga será
alimentado por un sistema
trifásico a 4 hilos (3?-4h) para puras cargas
monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 1

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 28066w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 73.66 A

Sabiendo que se utilizaran cables o alambres con aislamiento
tipo THW se elegirán conductores cable o alambre calibre 4
(debido a que tienen una capacidad de conducción igual a
90 A) es decir 3-4 fases y un conductor cable o alambre calibre 6
para neutro 1-6

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-4
ocupan un área de 196.83mm² con todo y aislamiento y
que 1-6 ocupa un área de 49.26mm² con todo y
aislamiento sumando un área total de 246.09mm² por lo
cual se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm
ya que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 1

En este circuito se contempla una carga de 8222w debido a esto
se utilizara el sistema (3?-4h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 8222w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 21.58 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y contactos se considera cable
o alambre tipo THW calibre 10 ya que tiene una capacidad de 40 A
(se podría utilizar calibre 14 o menores pero la NOM
establece calibres no menores a 10 ò 12)

Considerando que en este circuito se utilizaran 3-10 fases y
1-12 neutro y que el área de 3-10 es de 49.20mm² y
que 1-12 tiene un área de 12.32mm² el área
total será de 61.52mm² es decir se utilizara
tubería 13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad
de 96mm² (40%)

Circuito derivado Nº 2

En este circuito se contempla una carga de 4950w debido a esto
se utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4950w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 19.48 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Considerando que este circuito se utilizaran 2-10 fases y 1-12
neutro y que el área de 2-10 es de 29.32mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29 mm² es el área
total será de 38.61mm² es decir se utilizara
tubería 13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad
de 96mm² (40%)

Circuito derivado Nº 3

En este circuito contempla una carga de 5925w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 5925w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 23.32 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 4

En este circuito contempla una carga de 4425w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4425w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

=17.5 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 5

En este circuito contempla una carga de 4544 w debido a esto
se utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4544w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 17.88A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

b) 2º Centro de carga

En este centro de carga hay una carga igual a 29204w dividido
en 5 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas.

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 2

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 29204w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 76.65 A

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-4
ocupan un área de 196.83mm² con todo y aislamiento y
que 1-6 ocupa un área de 49.26mm² con todo y
aislamiento sumando un area total de 246.09mm² por lo cual
se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm ya
que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 6

En este circuito contempla una carga de 4247w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4247w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 16.72 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 7

En este circuito contempla una carga de 8980w debido a esto se
utilizara el sistema (3?-4h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 8980w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 23.56 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Considerando que este circuito se utilizaran 3-10 fases y 1-12
neutro y que el área de 3-10 es de 43.98mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29 mm² es el área
total será de 53.271mm² es decir se utilizara
tubería 13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad
de 96mm² (40%)

Circuito derivado Nº 8

En este circuito contempla una carga de 4622w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4622w / 2 x 127 x 0.85 x 0.85

= 18.19 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 9

En este circuito contempla una carga de 7455w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 7455w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 29.35 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 10

En este circuito contempla una carga de 3900w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3900w x 0.85 / 127 x 0.85

= 30.70 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A, en este caso podría haber
sobrecalentamiento en el cable, por lo cual la protección
deberá tener una capacidad mayor a la del cable

Considerando que este circuito se utilizaran 1-10 fases y 1-12
neutro y que el área de 1-10 es de 14.66mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29 mm² es el área
total será de 23.95mm² es decir se utilizara
tubería 13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad
de 96mm² (40%)

c) 3º Centro de carga

En este centro de caga hay una carga igual a 26833w dividido
en 4 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 3

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 26833w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 70.42 A

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-4
ocupan un área de 196.83mm² con todo y aislamiento y
que 1-6 ocupa un área de 49.26mm² con todo y
aislamiento sumando un area total de 246.09mm² por lo cual
se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm ya
que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 11

En este circuito contempla una carga de 10225w debido a esto
se utilizara el sistema (3?-4h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 8980w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 26.83 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 12

En este circuito contempla una carga de 5925w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 5925w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 23.32 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 13

En este circuito contempla una carga de 3900w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3900w x 0.85 / 127 x 0.85

= 30.70 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A, es posible que se presente un
sobrecalentamiento en el conductor por lo cual la
protección del circuito debe ser mayor a la capacidad del
cable

Considerando que este circuito se utilizaran 1-10 fases y 1-12
neutro ya que el área de 1-10 es de 14.66mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29 mm² es el área
total será de 23.95mm² es decir se utilizara
tubería 13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad
de 96mm² (40%)

Circuito derivado Nº 14

En este circuito contempla una carga de 6783 w debido a esto
se utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 6783w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 26.70 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Considerando que este circuito se utilizaran 2-10 fases y 1-12
neutro y que el área de 2-10 es de 29.32mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29mm² es el área total
será de 38.61mm² es decir se utilizara tubería
13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad de 96mm²
(40%)

d) 4º Centro de carga

En este centro de carga hay una carga igual a 23880w dividido
en 5 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 4

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 23880w x 0.85 / 3 x 127 x 0.85

= 62.67 A

Sabiendo que se utilizaran cables o alambres con aislamiento
tipo THW se elegirán conductores cable o alambre calibre 6
(debido a que tienen una capacidad de conducción igual a
90 A) es decir 3-6 fases y un conductor o alambre calibre 8 para
neutro 1-8

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-6
ocupan un área de 147.78mm² con todo y aislamiento y
que 1-8 ocupa un área de 29.7mm² con todo y
aislamiento sumando un area total de 177.48mm² por lo cual
se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm ya
que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 15

En este circuito contempla una carga de 5597w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 5597w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 22.03 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 16

En este circuito contempla una carga de 3411w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3411w x 0.85 / 127 x 0.85

= 26.85 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 17

En este circuito contempla una carga de 6686w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 6686w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 26.32 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 18

En este circuito contempla una carga de 3586w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3586 x 0.85 / 127 x 0.85

= 28.23 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 19

En este circuito contempla una carga de 4600w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4600w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 18.11A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

e) 5º Centro de carga

En este centro de caga hay una carga igual a 6244 w dividido
en 3 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema bifásico a 3 hilos
(2?-3h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 5

Ic = {(Wt x FU / (2 x En Fp)}

= 6244 w x 0.85 / 2 x 127 x 0.85

= 24.58 A

Sabiendo que se utilizaran cables o alambres con aislamiento
tipo THW se elegirán conductores cable o alambre calibre
10 (debido a que tienen una capacidad de conducción igual
a 40 A) es decir 2-10 fases y un conductor o alambre calibre 12
para neutro 1-12

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que
2-10 ocupan un área de 29.32 mm² con todo y
aislamiento y que 1-10 ocupa un área de 9.29mm² con
todo y aislamiento sumando un área total de 38.61 mm²
por lo cual se utilizara una tubería pared gruesa al 40%
de 13mm ya que tiene una capacidad de 96 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 20

En este circuito contempla una carga de 4134w debido a que
este circuito solo controla luminarias podemos utilizar el
sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 4134w x 0.85 / 127 x 0.85

= 32.55 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación se
considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que tiene una
capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 21

En este circuito contempla una carga de 310 w debido a esto se
utilizara el sistema

(1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 310 w / 127 x 0.85 x 0.85

= 2.44 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 22

En este circuito contempla una carga de 1800w debido a esto se
utilizara el sistema

(1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 1800 w x 0.85 / 127 x 0.85

= 14.17 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Considerando que este circuito se utilizaran 1-10 fase y 1-12
neutro ya que el área de 1-10 es de 14.66mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29 mm² es el área
total será de 23.95mm² es decir se utilizara
tubería 13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad
de 96mm² (40%)

Cálculo de
protecciones

Para regular el paso de la corriente en forma general y casos
particulares, se dispone de listones fusibles, interruptores
termomagneticos y protecciones de otro tipo, que eviten el paso
de corrientes mayores a las previstas tanto los listones fusibles
de los tapones como los listones dentro de cartuchos renovables
así como los interruptores termomagneticos aprovechan el
efecto producido por el calentamiento para impedir el paso de la
corriente peligrosas al circuito al cual protegen.

En el caso del circuito principal alimentador se usaran
fusibles de cartucho con contactos de navaja, ya que hay
disponibles elementos fusibles de 100, 150, 200, 250, 300, 400 y
500 amperes para utilizar los cartuchos fusibles se dispone de
diferentes interruptores de seguridad:

Tipo LD para servicio ligero (Light duty)
Tipo ND para servicio normal (Normal duty)
Tipo HD para servicio pesado (Heavy duty)

En este caso se usara un interruptor de seguridad tipo ND
debido a que este tipo de interruptores se recomiendan en
instalaciones residenciales, edificios, comercios, instalaciones
industriales (como protección individual de motores), es
decir lugares donde el número de operaciones
(abrir o cerrar) no son muy fuertes. Se usara una caja NEMA 1
para uso general, debido a que es adecuada en aplicaciones para
servicio
interior, condiciones normales de medio
ambiente

Considerando que el circuito alimentador es un sistema
trifásico a 4 hilos (3F-4h) y que cada fase lleva una
corriente de 360 A (capacidad del cable) se utilizaran
protecciones fusibles de cartucho de contactos de navaja de 400 A
es decir 3 x 400

En el caso de los circuitos derivados se utilizaran
interruptores termomagneticos o mejor conocido como pastillas
debido a que aprovechan el efecto del calentamiento al paso de la
corrientes mayores a las previstas, condición que los hace
operar mecánicamente el automático para botar la
palanca de su posición de normalmente cerrado a una
posición intermedia indicando una falla eléctrica
en el circuito que protegen para cerrar el circuito es necesario
llevar la pastilla a su posición de abierto e
inmediatamente a la posición de cerrado

Nota: Resulta importante seleccionar la protección de
un valor un poco
superior al que resulte en los cálculos exactos,
impidiendo con ello, abrir el circuito en forma continua y sin
causa justificada.

Los interruptores termomagneticos (pastilla) se distinguen por
su forma de conectarse alas barras colectoras de los tableros de
distribución o centros de carga pudiendo
ser:

1. Tipo enchufar
2. Tipo atornillar

Además pueden proteger circuitos monofásicos,
bifásicos y trifásicos.

En este caso utilizaremos protecciones de los 3 tipos y de las
que se enchufan al tablero

En el caso de los circuitos derivados se utilizaran
protecciones de un valor inmediato superior de existencia
comercial al calculado. Comercialmente existen protecciones de:
15 A, 20 A, 30 A, 40 A, 50 A, 70 A, 100 A, 125 A, 150 A, 175 A,
200 A y más.

La protección correspondiente a los circuitos derivados
se especifica en la siguiente tabla:

Circuito	Sistema	Corriente calculada	Protección termomagnetica
1	(3F-4h)	21.58 A	3 x 30 A
2	(2F-3h)	19.48 A	2 x 30 A
3	(2F-3h)	23.32 A	2 x 30 A
4	(2F-3h)	17.5 A	2 x 20 A
5	(2F-3h)	17.88 A	2 x 20 A
6	(2F-3h)	16.72 A	2 x 20 A
7	(3F-4h)	23.56 A	3 x 30 A
8	(2F-3h)	18.19 A	2 x 20 A
9	(2F-3h)	29.35 A	2 x 40 A
10	(1F-2h)	30.70 A	1 x 40 A
11	(3F-4h)	26.83 A	3 x 30 A
12	(2F-3h)	23.32 A	2 x 30 A
13	(1F-2h)	30.70 A	1 x 40 A
14	(2F-3h)	26.70 A	2 x 30 A
15	(2F-3h)	22.03 A	2 x 30 A
16	(1F-2h)	26.85 A	1 x 30 A
17	(2F-3h)	26.32 A	2 x 30 A
18	(1F-2h)	28.23 A	1 x 40 A
19	(2F-3h)	18.11 A	2 x 20 A
20	(1F-2h)	32.55 A	1 x 40 A
21	(1F-2h)	2.44 A	1 x 15 A
22	(1F-2h)	14.17 A	1 x 20 A

DIAGRAMA UNIFILAR

Monografias.com

"Diagramas
eléctricos de conexiones"

Centro de carga Nº 1. Sistema
Trifásico a 4 hilos (3F-4h)

Monografias.com

Centro de carga Nº 2. Sistema
Trifásico a 4 hilos (3F-4h)

Monografias.com

Centro de carga Nº 3. Sistema
Trifásico a 4 hilos (3F-4h)

Monografias.com

Centro de carga Nº 4. Sistema
Trifásico a 4 hilos (3F-4h)

Monografias.com

Centro de carga Nº 5. Sistema
Bifásico a 3 hilos (2F-3h)

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Tablero General o principal

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Optimización de la instalación
eléctrica comercial

CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA

FACTOR DE POTENCIA ACTUAL

Fp= 0.85

FACTOR DE PONTENCIA OPTIMIZADO

Fp= 0.90

POTENCIA ACTUAL

P= 114871 w

KVARC

KVARC= P( Tan?1?1 – Tan1??2)

?1 = Cos?1 0.85 = 31.78º Tan = 0.6197

?1 = Cos?1 0.90 = 25.84º Tan = 0.4843

KVARC= 114871w (0.6197 – 0.4843)

KVARC= 15553.5334

CAPACITOR

C= (KVARC / 2p f E²)

f= 60 hz

E= 127 v

C= 15553.5334 / 2 p x 60hz x (127v) ²

C= 0.00255794 fd

C= 2.5579 x 10?³ fd

C= 2.5579 mfd

"Determinación de los locales que
comprende cada circuito"

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En esta tabla se muestra la
distribución de los locales en cada circuito derivado:

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"Distribución de los centros de
carga"

Se instalaran 5 centros de carga, cada centro de carga
controla los siguientes circuitos:

1º Centro de carga

Circuito Derivado 1 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 2 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 3 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 4 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 5 (Iluminación y contactos)

2º Centro de carga

Circuito Derivado 6 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 7 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 8 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 9 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 10 (Iluminación y contactos)

3º Centro de carga

Circuito Derivado 11 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 12 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 13 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 14 (Iluminación y contactos)

4º Centro de carga

Circuito Derivado 15 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 16 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 17 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 18 (Iluminación y contactos)

Circuito Derivado 19 (Iluminación y contactos)

5º Centro de carga

Circuito Derivado 20 (Iluminación Interior del mercado)

Circuito Derivado 21 (Iluminación Exterior del
mercado)

Circuito Derivado 22 (Motobomba)

"PLANO ELÉCTRICO"

Optimización del cálculo de
tuberías y protecciones

Circuito principal o alimentador

Siendo la CTI optimizada igual a 107828 w se utilizara un
sistema trifásico a 4 hilos (3?-4h) para puras cargas
monofásicas

Siendo la corriente en el circuito alimentador

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 107828w x 0.85 / 3 x 127v x 0.9

= 267.29 A

Siendo:

Ic = Corriente corregida

Wt = Carga total

En = Tensión entre Fase y Neutro (127 V)

Fp= Factor de potencia corregido

FU= Factor de demanda

Se considera un Factor de potencia[3]Fp = Cos
0.90 y un Factor de Utilización o
demanda[4]FU= 0.85

Se utilizaran entonces alambres o cables con aislamiento tipo
THW ya que tienen un aislamiento de termoplástico
resistente al calor (60º máximo) y a la humedad, con
este aislamiento los conductores tienen mayor conducción
comparado con otros. Debido a que no hay conductores de la
capacidad calculada se utilizaran cables con mayor capacidad que
será de 360 A por fase y 300 A por neutro

Es entonces que se utilizaran cables tipo THW calibre 400 MCM
para cada fase (3-400) y cable tipo 300 MCM para el neutro
(1-300)

Debido a las posibles condiciones de humedad y altas
temperaturas se utilizaran en toda la instalación tubo
conduit de acero galvanizado pared gruesa al 40% debido a que el
galvanizado por inmersión le proporciona la
protección necesaria a la tubería para poder ser
instalada en lugares o locales expuestos a la humedad y altas
temperaturas.

Por lo cual se utilizara tubería pared gruesa al 40% de
65 x 65 mm debido a que tiene un área de 1638mm²
(40%)

a) 1º Centro de carga

En este centro de caga hay una carga igual a 27196w dividida
en 5 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 1

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 27196w x 0.85 / 3 x 127 x 0.90

= 67.41 A

Circuito derivado Nº 1

En este circuito se contempla una carga de 8072w debido a esto
se utilizara el sistema (3?-4h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 8072w x 0.85 / 3 x 127 x 0.09

= 20.00*9 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 2

En este circuito se contempla una carga de 4800w debido a esto
se utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4800w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 17.84 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 3

En este circuito contempla una carga de 5700w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 5700w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 21.19 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 4

En este circuito contempla una carga de 4200w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4200w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

=15.61 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 5

En este circuito contempla una carga de 4424 w debido a esto
se utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4424w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 16.44A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

b) 2º Centro de carga

En este centro de carga hay una carga igual a 28484w dividido
en 5 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas.

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 2

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 28484w x 0.85 / 3 x 127 x 0.9

= 70.60 A

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-4
ocupan un área de 196.83mm² con todo y aislamiento y
que 1-6 ocupa un área de 49.26mm² con todo y
aislamiento sumando un area total de 246.09mm² por lo cual
se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm ya
que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 6

En este circuito contempla una carga de 4172w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4172w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 15.51 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 7

En este circuito contempla una carga de 8860w debido a esto se
utilizara el sistema (3?-4h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 8860w x 0.85 / 3 x 127 x 0.9

= 21.96 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 8

En este circuito contempla una carga de 4472w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4472w / 2 x 127 x 0.85 x 0.9

= 16.62 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 9

En este circuito contempla una carga de 7380w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 7380w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 27.44 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 10

En este circuito contempla una carga de 3600w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3600w x 0.85 / 127 x 0.9

= 23.42 A

c) 3º Centro de carga

En este centro de caga hay una carga igual a 25708w dividido
en 4 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 3

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 25708w x 0.85 / 3 x 127 x 09

= 63.72 A

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-4
ocupan un área de 196.83mm² con todo y aislamiento y
que 1-6 ocupa un área de 49.26mm² con todo y
aislamiento sumando un area total de 246.09mm² por lo cual
se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm ya
que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 11

En este circuito contempla una carga de 9700w debido a esto se
utilizara el sistema (3?-4h)

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 9700w x 0.85 / 3 x 127 x 0.9

= 24.04 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 12

En este circuito contempla una carga de 5700w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 5700w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 21.19 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 13

En este circuito contempla una carga de 3600w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 300w x 0.85 / 127 x 0.9

= 23.42 A

Circuito derivado Nº 14

En este circuito contempla una carga de 6708 w debido a esto
se utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 6708w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 24.94 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Considerando que este circuito se utilizaran 2-10 fases y 1-12
neutro y que el área de 2-10 es de 29.32mm² y que
1-12 tiene un área de 9.29mm² es el área total
será de 38.61mm² es decir se utilizara tubería
13mm pared gruesa debido a que tiene una capacidad de 96mm²
(40%)

d) 4º Centro de carga

En este centro de carga hay una carga igual a 22980w dividido
en 5 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema trifásico a 4 hilos
(3?-4h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 4

Ic = {(Wt x FU) / (3 x En Fp)}

= 22980w x 0.85 / 3 x 127 x 0.9

= 56.96 A

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que 3-6
ocupan un área de 147.78mm² con todo y aislamiento y
que 1-8 ocupa un área de 29.7mm² con todo y
aislamiento sumando un area total de 177.48mm² por lo cual
se utilizara una tubería pared gruesa al 40% de 25mm ya
que tiene una capacidad de 250 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 15

En este circuito contempla una carga de 5372w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 5372w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 19.97 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 16

En este circuito contempla una carga de 3336w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3336w x 0.85 / 127 x 0.9

= 24.80 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 17

En este circuito contempla una carga de 6536w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 6536w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 24.30 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 18

En este circuito contempla una carga de 3436w debido a esto se
utilizara el sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 3436 x 0.85 / 127 x 0.9

= 25.55 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 19

En este circuito contempla una carga de 4300w debido a esto se
utilizara el sistema (2?-3h)

Ic = {(Wt x FU) / (2 x En Fp)}

= 4300w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 15.98A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

e) 5º Centro de carga

En este centro de caga hay una carga igual a 3460 w dividido
en 3 circuitos derivados. Es por esto que este centro de carga
será alimentado por un sistema bifásico a 3 hilos
(2?-3h) para puras cargas monofásicas

Siendo la corriente en el centro de carga Nº 5

Ic = {(Wt x FU / (2 x En Fp)}

= 3460 w x 0.85 / 2 x 127 x 0.9

= 12.86 A

Estos cables se deberán transportar en una
tubería pared gruesa al 40% desde el circuito principal o
alimentador a este centro de carga. Para determinar el
diámetro de esta tubería se debe considerar que
2-10 ocupan un área de 29.32 mm² con todo y
aislamiento y que 1-10 ocupa un área de 9.29mm² con
todo y aislamiento sumando un área total de 38.61 mm²
por lo cual se utilizara una tubería pared gruesa al 40%
de 13mm ya que tiene una capacidad de 96 mm² (40%)

Circuito derivado Nº 20

En este circuito contempla una carga de 1350w debido a que
este circuito solo controla luminarias podemos utilizar el
sistema (1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 1350w x 0.85 / 127 x 0.9

= 10.03 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación se
considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que tiene una
capacidad de 40 A

Circuito derivado Nº 21

En este circuito contempla una carga de 310 w debido a esto se
utilizara el sistema

(1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 310 w / 127 x 0.85 x 0.9

= 2.30 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Circuito derivado Nº 22

En este circuito contempla una carga de 1800w debido a esto se
utilizara el sistema

(1?-2h)

Ic = {(Wt x FU) / (En Fp)}

= 1800 w x 0.85 / 127 x 0.9

= 13.38 A

Al tratarse de un circuito que controla iluminación y
contactos se considera cable o alambre tipo THW calibre 10 ya que
tiene una capacidad de 40 A (se podría utilizar calibre 14
o menores pero la NOM establece calibres no menores a 10 ò
12)

Cálculo de
protecciones optimizadas

Tipo LD para servicio ligero (Light duty)
Tipo ND para servicio normal (Normal duty)
Tipo HD para servicio pesado (Heavy duty)

En este caso se usara un interruptor de seguridad tipo ND
debido a que este tipo de interruptores se recomiendan en
instalaciones residenciales, edificios, comercios, instalaciones
industriales (como protección individual de motores), es
decir lugares donde el número de operaciones (abrir o
cerrar) no son muy fuertes. Se usara una caja NEMA 1 para uso
general, debido a que es adecuada en aplicaciones para servicio
interior, condiciones normales de medio ambiente

Nota: Resulta importante seleccionar la protección de
un valor un poco superior al que resulte en los cálculos
exactos, impidiendo con ello, abrir el circuito en forma continua
y sin causa justificada.

Los interruptores termomagneticos (pastilla) se distinguen por
su forma de conectarse alas barras colectoras de los tableros de
distribución o centros de carga pudiendo ser:

1. Tipo enchufar
2. Tipo atornillar

Además pueden proteger circuitos monofásicos,
bifásicos y trifásicos.

En este caso utilizaremos protecciones de los 3 tipos y de las
que se enchufan al tablero

La protección correspondiente a los circuitos derivados
se especifica en la siguiente tabla:

Circuito	Sistema	Corriente calculada	Protección termomagnetica
1	(3F-4h)	20.009 A	3 x 25 A
2	(2F-3h)	17.84 A	2 x 20 A
3	(2F-3h)	21.19 A	2 x 25 A
4	(2F-3h)	15.61 A	2 x 20 A
5	(2F-3h)	16.44 A	2 x 20 A
6	(2F-3h)	15.51 A	2 x 20 A
7	(3F-4h)	21.96 A	3 x 25 A
8	(2F-3h)	16.62 A	2 x 20 A
9	(2F-3h)	27.44 A	2 x 30 A
10	(1F-2h)	23.42 A	1 x 25 A
11	(3F-4h)	24.04 A	3 x 30 A
12	(2F-3h)	21.19 A	2 x 25 A
13	(1F-2h)	23.42 A	1 x 25 A
14	(2F-3h)	24.94 A	2 x 25 A
15	(2F-3h)	19.97 A	2 x 20 A
16	(1F-2h)	24.80 A	1 x 25 A
17	(2F-3h)	24.30 A	2 x 25 A
18	(1F-2h)	25.55 A	1 x 30 A
19	(2F-3h)	15.98 A	2 x 20 A
20	(1F-2h)	10.03 A	1 x 15 A
21	(1F-2h)	2.3 A	1 x 15 A
22	(1F-2h)	13.38 A	1 x 15 A

Cambio de
lámparas incandescentes por lámparas
ahorradoras

Potencia de lámparas incandescentes
usadas en la instalación

Lámpara incandescente = 100w

Lámpara fluorescente = 36w

Potencia de lámpara de tipo ahorradora
que se propone

Lámpara ahorradora tipo LUDUX = 25w

Nota: Se selecciona este tipo de
lámpara ya que por tablas muestra que una lámpara
ahorradora de 25w establece la misma iluminación que una
lámpara incandescente de 100w que en este caso son las que
se utilizan.

Numero de lámparas sustituidas por
circuito

Numero de circuito	Numero de lámparas	Potencia de lámparas actuales	Potencia de lámparas ahorradoras	Corriente con lámparas incandescente	Corriente con lámparas ahorradoras
1	2- I	200w	50w	21.58 A	20.009 A