Naves Industriales

Proyecto de la instalación eléctrica de una nave industrial

En el presente trabajo se va a presentar lo que es la instalación eléctrica de una nave industrial, la cual consta de las siguientes características.

Diseñar la instalación eléctrica de alumbrado y fuerza de una nave industrial de 50 m. de largo por 30 m. de ancho y 6 m. de altura de un taller mecánico. En este taller se lleva a cabo un trabajo mediano de maquinaria y banco en máquinas automáticas ordinarias esmerilado burdo y pulido mediano. Se tendrá una temperatura general de 25°. La altura del plano de trabajo será de 1 m. y las lámparas estarán a 4.5 m. de altura de montaje sobre plano de trabajo (H de MSPT). Luminarias disponibles (todas son de tipo industrial suspendido). En el rubro de motores y otras cargas se tienen los siguientes datos:

Para el proyecto se van a realizar 3 circuitos cada uno con las siguientes características. Circuito 1

Carga Distancia al centro

de carga más

cercano (m)

1 Soldadora de 12 kW, ciclo de trabajo 30%, de 220 V, 3 F. 20

1 Horno de 15 kW de 220 V, 3 F. 15

Circuito 2

Cantidad de

motores Potencia C.P. No. Fases Voltaje Volts Factor de

Potencia Eficiencia Distancia

al centro

de carga

más cercano

(m)

2 1 3 220 0.8 0.8 20

1 5 3 220 0.85 0.85 20

1 10 3 220 0.85 0.90 10

Circuito 3

Cantidad de

motores Potencia C.P. No. Fases Voltaje Volts Factor de

Potencia Eficiencia Distancia

al centro

de carga

más cercano (m)

1 2 3 220 0.85 0.90 20

1 3 3 220 0.8 0.8 30

2 5 3 220 0.85 0.85 20

Para nuestro el circuito de fuerza se van a tomar en cuenta las siguientes consideraciones.

1) Considerando 2% de caída de tensión para circuitos alimentadores y 3% para circuitos derivados, calcular:

• Corrientes nominales de los motores y cargas

• Protección contra sobrecarga (elemento térmico) de los motores.

• Protección contra cortocircuito sin retardo de tiempo (fusibles) de los motores

• Protección con interruptor automático de tiempo inverso (interruptor termomagnético) de los motores

• Conductores individuales de cada motor o carga

• Alimentadores a los interruptores de cada circuito (Dividir el área en 3 circuitos, C1-40 m., C2-100m., C3-50m.)

• Tamaño de las canalizaciones a instalar, tanto de circuitos alimentadores como derivados

• Cálculo del alimentador general

• Cálculo de la protección contra cortocircuito sin retardo de tiempo (fusibles) general.

• Cálculo de la protección con interruptor automático de tiempo inverso (interruptor termomagnético) general

• Considerar un factor de demanda para esta empresa del 70% y un factor de reserva del 20%

2) Hacer el diagrama unifilar.

3) Calcular el transformador principal que necesita esta industria.

4) Calcular la protección primaria y secundaria del transformador principal

1. Tipo de suministro a contratar.

Para el servicio de energía eléctrica se va realizar la contratación de CFE nuestra empresa va trabajar a 220V, 3F-4H la cual va a ser de media tensión.

2. Empresa instaladora.

Esta instalación la va a realizar la empresa SIEXA, la cual esta certificada y cuenta con la experiencia y calidad de diseño en proyectos de instalaciones de baja y media tensión e iluminación.

3. Reglamento y nomas a cumplir.

Nuestro proyecto se realizara en función del cumplimento de la norma Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas.

Así como para el proyecto de iluminación se considera en cumplimiento de la norma NOM-025-STPS-2008, Condiciones de iluminación en los centro de trabajo.

Proyecto de instalaciones eléctricas.

Fuerza: considerando el 2% de caída de tensión para circuitos alimentadores y 3% para circuitos derivados calcular:

Corrientes nominales de los motores y cargas.

Fórmula para calcular la corriente nominal con factor de potencia y eficiencia:

Los datos para estos cálculos fueron tomados de los datos proporcionados por los dueños de la empresa, los cuales están enlistados en una tabla mostrada al inicio:

√

Para motor de 1CP

√

Para motor de 2CP

√

Para motor de 3CP

√

Para motor de 5CP

√

Para motor de 10CP

√

Observamos que las corrientes calculadas con el factor de potencia y la eficiencia daban valores muy bajos que podrían dañar la instalación por el arranque de motor. Por lo que procedimos realizar los análisis en base a la NOM-001-SEDE-2005

Se va considerar que las corrientes van a ser afectadas por un factor de corrección debido al factor de potencia el cual esta especificado en la tabla 430-150 de la NOM-001-SEDE-2005, la cual nos da los siguientes valores para estos dos factores de potencia.

Circuito C-1

Se tiene una carga debida a una soldadora eléctrica de 12000VA de potencia, la cual está alimentada por 220V, y es trifásica.

√

/3VL V

Tomando en cuenta el factor de uso del la soldadora de acuerdo a lo establecido en la tabla del articulo 630-11a para las maquinas de soldar de arco tipo transformador y de rectificador de c.c. este valor es de 0.55

Se tiene una carga debida a un horno eléctrico industrial con una potencia de 15000W, alimentado por 220V, trifásico.

/3VL V

El Circuito 1 tiene una carga nominal:

Circuito C-2

Tenemos 2 motores de 1CP, 220V, fp=0.8, n=0.8, trifásicos. De la tabla 430-150.-corriente eléctrica plena carga de motores trifásicos de c.a. de la NOM001-SEDE-2005.

Para motor 1 de 1CP la corriente nominal es de:

Para motor 2 de 1CP la corriente nominal es de:

Para motor 3 de 5CP, 220V, fp=0.85, n=0.85, de acuerdo a la NOM-SEDE 001 2005 la corriente nominal es de:

Para motor 4 de 10CP, 220V, fp=0.85, n=0.90, de acuerdo a la NOM-SEDE 001 2005 la corriente nominal es de:

El Circuito 2 tiene una carga nominal:

Circuito C-3

Para motor 1 de 2CP, 220V, fp=0.85, n=0.90, de acuerdo a la NOM-SEDE 001 2005 la corriente nominal es de:

Para motor 2 de 3CP, 220V, fp=0.8, n=0.8, de acuerdo a la NOM-SEDE 001 2005 la corriente nominal es de:

Para motor 3 de 5CP, 220V, fp=0.85, n=0.85, de acuerdo a la NOM-SEDE 001 2005 la corriente nominal es de:

Para motor 4 de 5CP, 220V, fp=0.85, n=0.85, de acuerdo a la NOM-SEDE 001 2005 la corriente nominal es de:

El Circuito 2 tiene una carga nominal:

Protección contra sobre carga (elemento térmico) de los motores. A continuación se presenta la tabla que contiene las protecciones de

Protección contra sobre carga (elemento térmico) de los motores. Esta protección se seleccionó de acuerdo a lo especificado en el artículo 430 de la NOM 01 SEDE 2005, la cual asigna un valor de la protección de sobre carga como 115% de la corriente nominal del motor.

Protección contra corto circuito sin retardo de tiempo (fusible) de los motores, la cual de acuerdo a la NOM 01 SEDE 2005 es de 300% de la corriente nominal del motor. (Referencia tabla 430-152).

Protección con interruptor automático de tiempo inverso (interruptor termo magnético) de los motores. Y la norma establece que es el 250% de la corriente nominal del motor. (Referencia tabla 430-152).

Capacidad del motor (CP) U nominal

del motor (A) Un al 115% (A)

OL’s Protección de norma (A) Un al 300% (A)

Fusibles Protección de norma (A) Un al 250% (A)

Termomagé ticos. Protecció

n de

norma (A)

1 5.75 6.61 15 17.25 20 14.375 15

2 8.77 10.08 15 26.31 25 21.92 20

3 13.25 15.23 15 39.75 40 33.125 25

5 19.54 22.47 25 58.62 60 48.85 50

10 36.036 41.44 40 108.11 110 90.09 90

Las protecciones son de acuerdo al artículo 240-6 de la NOM 001 SEDE 2005.

Protecciones para el circuito 1

Carga U

nominal Un al 300% (A)

Fusibles Protección de norma (A) Un al 200%

Art. 630

NOM Protección De Norma (A) Un al 250%

(A)

Termomagnét icos Protección de

norma

(A)

Soldadur a 17.32 51.96 50 34.64 35 43.30 45

Horno 39.364 118.09 125 78.73 80 98.41 100

Las protecciones son de acuerdo al artículo 240-6 de la NOM 001 SEDE 2005.

CONDUCTORES INDIVIDUALES DE CADA MOTOR

Para un motor de 1CP con In=4.6 A, primero aplicamos el factor de corrección de arranque

La temperatura es de 25 grados por lo cual el factor de corrección por temperatura es de 1.

Y si se propone que en la canalización de dicho motor solo lleve 3 conductores el factor de

corrección por agrupamiento será de 1.

Con la corriente obtenida de nos referimos a la tabla 310-16 de la norma, y el

calibre que debemos seleccionar es:

Para comprobar que la selección del calibre es la correcta se probara por caída de tensión.

2 3

* * *

L In

e%=

Teniendo lo siguiente:

e%= porcentaje de caída de tensión

L= distancia al centro de carga más cercano

In= corriente nominal del motor

E= voltaje de alimentación

S= área del conductor en mm2

E

...