memoria tecnica electrica

SERVICIOS DE SALUD DE YUCATÁN

DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN Y DESARROLLO

SUBDIRECCIÓN DE INFRAESTRUCTURA FÍSICA

GOBIERNO DEL ESTADO SERVICIOS DE SALUD DE YUCATAN

INSTITUTO ESTATAL DE CANCEROLOGIAHOSPITAL DR. AGUSTIN ‘HORAN

UNIDAD DE ESPECIALIDAD MEDICA DE ONCOLOGIA

MEMORIA TÉCNICA DESCRIPTIVA

DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA

JUNIO 2009




Razón Social: INSTITUTO ESTATAL DE CANCEROLOGIA DR AGUSTIN ‘HORAN

Propietario: SERVICIOS DE SALUD GOBIERNO DEL ESTADO DE YUCATAN

Dirección: AV. ITZAES Y AV. JACINTO KANEK S/N MERIDA YUCATAN

Giro: UNIDAD DE ESPECIALIDAD MEDICA DE ONCOLOGÍA

Antecedentes.

Como parte del plan rector del desarrollo de los servicios de salud del estado de Yucatan se

encuentra el de brindar a la sociedad en general los servicios especializados de Oncología, por lo

que el Gobierno del Estado a través de la Secretaria de Salud realiza los proyectos

correspondientes para la construcción de la Unidad de Especialidad Medica Oncológica dentro del

inmueble que ocupa el Instituto Estatal de Cancerología Dr Agustín ‘Horan y de que este cuenten

con la infraestructura necesaria de todos los servicios primordiales como agua, electricidad, aire

acondicionado, etc. necesarios para una operación optima y adecuada de esta Unidad.

En la capital del estado se proyecta la construcción del inmueble que se denominará Unidad de

Especialidad Medica Oncológica, inmueble que se localiza en la esquina que forma la Av. Itzaes y

Av. Jacinto Canes que actualmente forma parte del Hospital Dr. Agustín ‘Horan.

La distribución de las áreas que conforman la totalidad del edificio a construir es como sigue:

Área de estacionamiento

Sala de espera de consulta externa con sanitarios y local de trabajo social

Consultorios de Quimioterapia y de Teleterapia

Área de tratamiento de Quimioterapia para niños y para adultos con sanitarios y Central de

Enfermeras

Área de Recuperación, Taller de Moldes, Sala de espera Interna.

Sala de examen del Simulador con Cuarto de Control

Sala de Cámara Gamma con cuarto de Control, cuarto Caliente y Sala de Inyectados

Sala de tratamiento de Braquiterapia con cuarto de Control, área de aplicación Quirúrgica

Sala de tratamiento de Acelerador Lineal con cuarto de Control

Oficina terapeuta, Oficina Físico, área de trabajo de médicos, Planeación del Tratamiento




Áreas de servicios como, SITE, Manifold, Compresor, Cuarto de Tableros, Subestación y cuarto

de Maquinas

Área de Jardines

Objetivo.

Contar con las instalaciones eléctricas seguras y funcionales para garantizar el servicio de energía

eléctrica y la seguridad de las personas en el edificio al rubro citado, por lo cual en base a los

requerimientos y especificaciones de la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEMP-2005, así

como las disposiciones actuales que en materia eléctrica han dispuesto las entidades que la rigen

(SEMIP), se prepara el presente proyecto eléctrico, mismo que se describe en términos generales

en la presente memoria técnica descriptiva, y se complementa con los correspondientes planos de

las instalaciones eléctricas proyectadas, cuadros de cargas y diagramas unifilares, para que al

construirse se pueda obtener la aprobación de ésta instalación por parte de una Unidad de

Verificación debidamente acreditada y autorizada por la SEMIP.

Suministro del Servicio.

Actualmente el Hospital Dr. Agustín ´Horan cuenta con instalaciones eléctricas en Media Tensión

con un voltaje de 13200 V en configuración 3F-4H del cual se pretende tomar la energía para

alimentar la Subestación Eléctrica que se construirá para esta nueva Unidad de Especialidad

medica de Oncología.

Configuración General.

De acuerdo a la configuración física del inmueble, a las características de la carga así como la

distribución de los equipos consumidores, se plantea la construcción de una Subestación Eléctrica

conformada por una Subestación compacta interior aislada a una tensión de 15 KV con tres

celdas, la primera de acometida con cuchillas de servicio y apartarrayos, la segunda celda

contiene el interruptor en aire con fusibles de protección y una tercer celda de acoplamiento para

transformador, un transformador de distribución de 750 KVA auto-enfriado en aceite con factor K

para Operar al Nivel del Mar, Relación de Transformación de 13200-480/277 V, con Gargantas de

acoplamiento en el lado de Media y Baja Tensión y conexión Delta-Estrella, este proporcionará

energía a un Tablero de Distribución General Normal TGN-1 3F-4H+TFf+TFd con Catalogo

PJ1200M223A con interruptor principal de 1000 A, mismo que proporcionará energía a los

siguientes equipos de distribución: Transformador Seco trifásico de 300 KVA con relación de

transformación de 480-220/127 V conexión Delta-Estrella, Alimentador 3F-4H+TFf+TFd al Tablero

“ACS” en sala de examen del SIMULADOR, Alimentador 3F-3H+TFf+TFd a Interruptor “CG” en

sala de Cámara Gama y Alimentador 3F-3H+TFf+TFd a regulador “REG-1” de 60 KVA en cuarto

de Tableros.

Del secundario transformador seco trifásico de 300 KVA 220/127 V se alimentará un Tablero de

Distribución General Normal “SGN-1” catalogo NA1200M203A con interruptor principal de 1000 A




el cual proporcionará energía a los siguientes Tableros de Distribución: con alimentador 3F-4H+TF

al Tablero CLINAC IX “AC” en cuarto de control de Acelerador Lineal, Alimentador 3F-4H+TF a

regulador “REG-2” de 45 KVA en cuarto de Tableros, cuatro alimentadores generales el primero

3F-4H+TF para el tablero de Distribución TAB “B” catalogo NQOD244AB11F, el segundo 3F-

4H+TF para el Tablero de Distribución TAB “D” con catalogo NQOD304AB11F, el tercero 3F-

3H+TF para alimentar el Tablero de Distribución TAB “AAN-1” catalogo LA400M61A y el cuarto

alimentador 3F-3H+TF para el Tablero TAB “AAN-2” catalogo JG250M121A y por ultimo dos

alimentadores para las transferencias automáticas, el primero con alimentador en configuración

3F-4H+TFf+TFd para el Tab “TGE-1” catalogo HD150M81A y el segundo en configuración 3F-

4H+TFd. para el Tab “TGE-2” catalogo KA225M121A.

El tablero “TGE-1” proporcionará energía a los siguientes equipos de distribución: a cuatro

alimentadores generales, el primero en configuración 3F-4H+TF para el tablero de Distribución

TAB “BE” catalogo NQOD124AB11F, el segundo 3F-4H+TFf+TFd para el Tablero de Distribución

TAB “DE” con catalogo NQOD124AB11F, el tercero 3F-4H+TFf+TFd para alimentar el Tablero de

Distribución TAB “CE” catalogo NQOD124AB11F, el cuarto alimentador 3F-4H+TFf+TFd para el

Tablero TAB “FE” catalogo NQOD124AB11F, alimentador en configuración 3F-4H+Tff+TFd para el

regulador de voltaje que alimenta al TAB “RE” catalogo NQOD124AB11F y dos alimentadores 2F-

3H+TFf+TFd para los UPS del SITE y PLANEACIÓN DE TRATAMIENTO

El tablero “TGE-2” proporcionará energía a los siguientes equipos de distribución: a cuatro

alimentadores, el primero en configuración 3F-3H+TF para el tablero de Distribución TAB “AAE-1”

catalogo FA100M81A, el segundo 3F-3H+TFd para el Tablero de Distribución TAB “AAE-2” con

catalogo FA100M81A, el tercero 3F-4H+TFd para alimentar el Tablero de Distribución TAB “HE”

catalogo NQOD244AB11F y el cuarto alimentador 3F-3H+TFd para el Compresor grado medico

Por la seguridad de los pacientes que darán uso al inmueble y la de las instalaciones mismas, se

proyecta la instalación de Planta de Emergencia de 100 KW con tensión de operación de 220/127

V con dos transferencias automáticas para apoyar principalmente los receptáculos en las áreas

criticas, alumbrado en pasillos, señales de salida de emergencia, aire acondicionado etc. en caso

de falla en el suministro de energía por parte de la compañía suministradora.

Normatividad.

Se toman en cuenta las siguientes disposiciones normativas que regulan los proyectos y

construcción de las instalaciones para recibir y utilizar el servicio de Energía Eléctrica para

inmuebles como el que se comenta.

1.- Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMP-2005

Carga Eléctrica.

En base al análisis y a las condiciones que requieren los usuarios del edificio para un adecuado

funcionamiento de las instalaciones, se establecieron los siguientes valores de las cargas




proyectadas en cada área de las mencionadas anteriormente, mismas que se muestran en el

siguiente resumen:

Tabla No. 1

CARGA PROYECTADA

Nombre del Dispositivo

o

Tipo de Carga

Número

de

Elemento

s

Tipo

de

Carga

Carga Nom.

Dispositivo

Watts

Carga

Total

Watts

SIMULADOR 1 IMPULSO RADIACIÓN 202,500.00 202,500.00

CAMARA GAMA 1 MEDICINA NUCLEAR 101,250.00 101,250.00

ACELERADOR LINEA 1 REGULADOR DE 60 KVA 54,000.00 54,000.00

ACELERADOR LINEAL 1 REGULADOR DE 45 KVA 40,500.00 40,500.00

ACELERADOR LINEAL 1 UNIDAD ENFRIADORA 16,200.00 16,200.00

ALUMBRADO NORMAL 1 ALUMBRADO 19,896.60 19,896.60

ALUMBRADO DE EMERGENCIA 1 ALUMBRADO 7,805.10 7,805.10

RECEPTACULOS NORMALES 1 TOMACORRIENTE 22,886.00 22,886.00

RECEPTACULOS

EMERGENCIA

1 TOMACORRIENTE 19,440.00 19,440.00

RECEPTACULOS REGULADOS 1 TOMACORRIENTE 4,320.00 4,320.00

AIRE ACONDICIONADO

NORMAL

1 UNIDAD MANEJADORA DE

AIRE Y CONDENSADORAS

134,305.00 134,305.00

AIRE ACONDICIONADO EN

EMERGENCIA

1 UNIDAD MANEJADORA DE

AIRE Y CONDENSADORAS

37,920.00 37,920.00

CUARTO DE MAQUINAS 1 BOMBAS DE CARCAMO,

SUAVISADOR,

HIDRONEUMATICO

9,570.53 9,570.53

COMPRESOR MOTOR 5,600.00 5,600.00

665,141.90

Determinación de la Demanda del Servicio.

Rutina de Cálculo

Para determinar la Demanda del servicio se tomaron en cuenta las siguientes consideraciones:

a) Carga demandada por cada dispositivo de conformidad con las características de las Lámparas,

contactos de uso general, y salidas especificas, que se han detallado en la Tabla No. 1

En este caso se tiene un valor de la CARGA TOTAL CONECTADA de: 665.142 KW

Derivado a que el valor mínimo de Factor de potencia que permiten las tarifas de energía eléctrica

es del 90 % se tiene que la carga en KVA es de :




665.142

KVA = ----------------------- = 739.0466 KVA

0.90 x 1000

Por otro lado en base a las disposiciones enmarcadas en los ARTICULOS 220-11 y 220-13 de la

Norma Oficial Mexicana que en lo sucesivo nos referiremos a ella como NOM, así como a las

consideraciones técnicas que hace el fabricante en las guías mecánicas de los equipos de

diagnostico, nos permiten determinar la Demanda del servicio tomando como base la carga

descrita en la Tabla Nº 1 y es como a continuación se describe:

Carga total de Alumbrado = 27,701.70 Watts

Carga total de Contactos = 46,646.00 Watts

Carga de motores = 192,544.20 Watts

Carga de equipo especial = 398,250.00 Watts

100% de carga de alumbrado = 27,701.70 Watss

9,000.00 Watts 100% de la carga de receptáculos mas el 50% de la diferencia de carga =

18,823.00

100% de carga de motores = 192,544.20

De acuerdo a guía mecánica de los equipos = 301,500.00

DEMANDA = 540.56 KW

Así mismo por parte la Comisión Federal de Electricidad en las disposiciones complementarias

sobre la interpretación de las tarifas de Energía Eléctrica indica que la Demanda Máxima para

contratar el servicio no debe ser menor al resultado de multiplicar la carga total conectada por el

factor de demanda del 60%, dando como resultado siguiente:

DEM. MAX. = Carga Total conectada X Factor de Demanda ( 60% )

DEM. MAX. = 665.142 X 0.6 = 399.08 Kw

DEMANDA MAX. = 399.08 KW

Formulas a emplear:

KW.

1).- KVA = ------------

Cos

KVA

2).- I = ------------- Sistema 3F-4H

3 Vf




KVA

3).- I = ------------- Sistema 2F-3H

2 Vn

KVA

4).- I = ---------- Sistema 1F-2H

Vn

5).- e = I Z L Sistema 2F-3H ; 3F-4H

6).- e = 2 I Z L Sistema 1F-2H

e

7).- %e = ------ x 100.

Vn

4 L I

8).- S = --------------- Sistema Monofásico.

% e Vn

2 L I

9).- S =------------------ Sistema Trifásico.

% e Vn

Área ocupada x conductores

10).- % Ocupac. = ------------------------------------------ x 100.

Área total del ducto

Donde:

KW .- Carga del servicio en Kilowatts.

KVA.- Carga del servicio en Kilovoltamperes.

I .- Corriente de la carga en Amperes.

Vf .- Tensión de suministro entre fases en Volts.

Vn .- Tensión del sistema de Fase a Neutro en Volts.

Z .- Impedancia del conductor en Ohms/Kilometro.

L .- Longitud del circuito en Kilómetros.

e .- Caída de Tensión a lo largo del circuito en Volts.

%e .- Porciento de caída de tensión.

S .- Sección transversal teórica del conductor en mm2




Tabla de Impedancias:

Tabla de Resistencia, Reactancia e Impedancias para cables de 600 Volts 60 CPS 75 ºC

Ohms - Km

Calibre

AWG XLRca

Para Cables de Cobre

Z a 0.90 de Factor de

Potencia para cables de cobre

Conduit

PVC ó Al

Conduit

Metalico

Conduit de

PVC

Conduit

Metalico

Conduit de

PVC

Conduit

Metalico

12 0.177165 0.223097 6.561679 5.981 6.081

10 0.164042 0.206692 3.937007 3.520 3.640

8 0.170603 0.213254 2.559055 2.380 2.400

6 0.167322 0.209973 1.607611 1.510 1.630

4 0.15780 0.19680 1.0200 1.0200 0.9900 1.000

2 0.147637 0.187007 0.623359 0.656168 0.623360 0.6700

1/0 0.14430 0.18040 0.3900 0.3900 0.4100 0.4300

2/0 0.14130 0.17720 0.3300 0.3300 0.3600 0.3700

3/0 0.13780 0.17060 0.2500 0.2500 0.2600 0.3100

4/0 0.134514 0.16732 0.203412 0.206692 0.242782 0.2500

Descripción y Cálculos

Alimentador principal

Se puede describir como la formación de conductores que transportan la energía eléctrica del

secundario Transformador de distribución trifásico de 750 KVA con relación de transformación de

13200-480/177 V al tablero general normal TGN-1, el cual para nuestro caso se plantea la

instalación de un Tablero de Distribución General del tipo I-LINE 3F-4H+TFd 480/277 Volt, con

Capacidad Interruptiva de 35 KA conformado por un Interruptor General de 1000 A y cuatro

Interruptores derivados, el primero de 500 Amp del tipo LA con capacidad interruptiva de 30 KA, el

segundo de 150 Amp del tipo KA con capacidad interruptiva de 25 KA, el tercero de 125 Amp del

tipo KA con capacidad interruptiva de 25 KA y el cuarto de 100 Amp del tipo FA con capacidad

interruptiva de 25 KA, siendo este alimentador conformado por cuatro conductores por fase y

neutro de calibre 4/0 AWG con aislamiento THW-LS adicionando cuatro conductores de cable de

cobre forrado THW-LS calibre 2 AWG y cuatro conductores de cable de cobre desnudo calibre 2

AWG, como lo indica la Tabla 250-94 Conductor para electrodo de puesta a tierra en sistemas de

C.A. de la Norma Oficial Mexicana. De acuerdo a las características de Carga Instalada:

Rutina de calculo

Sistema = 3F-4H




Carga total instalada = 665.1419 Kw

Longitud de la acometida = 10 Mts =0.010 Km

% de caída de tensión ( % e) = 0.2

Tensión entre fases =Vf = 480 Volts = 0.48 Kv

Tensión de fase a Neutro = Vn = 277 Volts

Factor de temperatura de 40 °C = 0.88

Kw 665.1419

KVA = ------- = --------------- = 739.04 KVA.

F.p. 0.9

KVA 739.04

I = ----------- = --------------------- = 888.96 Amp

3 Vf 3 x 0.48

2 L I 2 x 0.010 x( 888.96/0.88)

S = -------------- = ------------------------------------- = 364.68 mm2

% e Vn 0.2 x 0.277

En la tabla 5 “ Dimensiones de conductores con aislamiento termoplástico ” de la NOM-001-SEMP-

2005. señala que para sección transversal teórica de 364.68 mm2 se debe de seleccionar cuatro

conductores de cobre calibre 4/0 AWG con una sección de 107.20 mm2 en la tabla de Impedancias

anteriormente descrita se tiene que este tipo de conductor contenido dentro de un ducto metálico

cuenta con una impedancia eléctrica de 0.25 Ohms-Km. Asimismo en la tabla 310-16 Capacidad

de corriente de conductores aislados, de la misma norma, indica que este conductor puede

transportar una corriente nominal de 230 Amps en ducto a 75 º C.,para soportar dicho conductor se

plantea la instalación de ducto tipo charola de 50 Cm.

Caída de tensión (e1)

Para la determinación de éste parámetro se tomaron las características de los conductores a

instalar y el siguiente Diagrama Unifílar

10 Mt

0 1

TAB “TGN-1” 665.1419 KW

Conductor a instalar = THW 4/0 AWG de Cu.

Impedancia del conductor Cu 4/0 AWG = 0.06 Ohms/Km

Corriente de carga en Amps = 888.96 Amps

Distancia del alimentador = 10 Metros = 0.010 Km




Tensión de fase a neutro = Vn = 277 Volts

e1 = I Z L = 888.96 x 0.06 x 0.010 = 0.5333 Volts

e1 = 0.5333 Volts

Porciento de Caída de Tensión %e

e 0.5333

%e = -------- = ----------- x 100 = 0.1925 %

Vn 277

%e = 0.1925 %

Porciento de Ocupación de la Canalización

Para determinar el porciento de ocupación del ductos tipo charola, nos auxiliamos de las tablas 4 y

5 del Capitulo 10, Tabla 4 “Dimensiones de tubo conduit y área disponible para los conductores”,

Tabla 5 “Dimensiones de conductores con aislamiento termoplástico“ de la norma NOM-001-

SEMP-2005. El tipo de canalización a utilizar es charola de 50 Cm. El cual se desprende de los

siguiente cálculos.

Área total de la canalización de charola de 50 Cm = 25000.00 mm2

Área del conductor forrado THW 4/0 AWG = 240.0 mm2

Área conductor desnudo Nº2 AWG = 33.6 mm2

No de conductores forrados THW 4/0 AWG (Fases) = 4x4

Nº de conductores desnudos del Nº 2 AWG (T.F.f) = 1x4

Nº de conductores desnudos del Nº 2 AWG (T.F.d) = 1x4

Área total Conductores = ((240.0 x 4x3) +(240.0 x 4x1)+(86.0 x 4x1)+(33.60x4x1 ) = 1006.82 mm2

Area ocupada x conductor 4,318.40

% Ocupación = --------------------------------------- = --------------- x 100 = 17.08 %

Área total en el ducto 25,000.00

% Ocupación = 17.08 %

Valor menor al 40 % indicado en el Art. 354-5 de la norma NOM-001-SEMP-1994

Protección

Para determinar el equipo de protección, nos auxiliamos del Articulo 220 “Calculo de circuitos

derivados y alimentadores” y de la sección 220-10 “Disposiciones Generales“ de la norma NOM-




001-SEMP-2005. Como el conductor seccionado es de cuatro conductores de cobre forrado tipo

THW LS de calibre 4/0 AWG, siendo su corriente permisible es de 920 Amp a 75 ºC y la corriente

de carga esperada por el equipo de protección será de 888.96 Amps. Considerando las cargas

continuas como las de alumbrado y como cargas no continuas la de los contactos. Se plantea la

selección de un Interruptor General termomagnético de 1000 Amp.

KVA 739.04

I = -------------- = --------------------- = 888.96 Amp

3 Vf 3 x 0.48

Por lo que se selecciona un Dispositivo de protección de 1000 A

Alimentadores Generales

Este alimentador inicia en las zapatas terminales del Interruptor Derivado del Tablero General de

distribución TGN-1 o SGN-1 y termina en las zapatas terminales del tablero del equipo especial o

en Centro de Carga de Distribución de Alumbrado en el interior del inmueble, con la finalidad de

contar con mayor flexibilidad, continuidad y seguridad en la operación de las instalaciones

eléctricas se plantea la instalación de siete Centros de Carga y un tablero para Servicios en cuarto

de maquinas, consecuentemente cada tablero deberá contar con el alimentador respectivo.

Como ejemplo de la rutina de calculo para el Alimentador de equipos especiales tomamos el que

se encuentra con las condiciones más criticas en cuanto a una mayor distancia y carga, por lo que

nos referiremos al equipo Camara Gama que de acuerdo a la guía mecánica suministrada por el

fabricante del equipo, se encuentra conformado por conductor de cobre forrado THW-LS calibre

2/0 AWG (67.4 mm2) para las fases, con un conductor forrado THW-LS calibre 2/0 (67.4 mm 2) para

hilo de tierra física y con un conductor de cobre desnudo calibre 4 (21.2 mm 2) para hilo de tierra

física de acuerdo con la tabla 250-95 Sección transversal mínima de los conductores de puesta a

tierra para canalizaciones y equipo en formación cuádruplex; las fases y una tierra física son

conductores forrados con aislamiento termoplástico resistentes al calor y a la humedad tipo THW

LS con capacidad de conducción de 175 Amp. a 60 ºC, alojado en ducto conduit pared gruesa con

diámetro nominal de 63 mm. y una longitud de 40 Mts. Alimentando una carga de 101,250.00

Watts a 480 Volts en un sistema 3F-3H.

Rutina de calculo

Sección Transversal.

Alimentador del tablero seleccionado = “CG”

Carga total del tablero = 101.25 Kw

Distancia del Alimentador = 40.0 Mt =.040 Km

% de caída de tensión selecc. = 0.7

Tensión de fase a Neutro = Vf = 480 Volts




Tensión de fase a Neutro = Vn = 277 Volts


Kw 101.25

KVA = --------- = --------- = 112.50 KVA.

F.p. 0.9

KVA 112.50

I = ----------- = ------------------------ = 135.32 Amp

3 Vf 1.732 x 0.480

2 L I 2 x .040 x (135.32/0.88)

S = -------------- = --------------------------------------- = 63.44 mm2

% e Vn 0.7 x 0.277

S = 63.44 mm2

En la tabla 8 del Capitulo 10 Características de conductores concéntricos normales de la NOM-

001-SEMP-2005 señala que para sección transversal teórica de 63.44 mm2 se debe de seleccionar

un conductor de cobre calibre 2/0 AWG con una sección de 67.4 mm2, en la tabla de impedancias

de conductores contenidos en ductos metalicos descrita anteriormente nos presenta una

Impedancia eléctrica de 0.37 Ohms-Km. Asimismo en la tabla 310-16 “Capacidad de conducción

de corriente de conductores aislados, de la misma norma, indica que este conductor puede

transportar una corriente nominal de 175 Amps a 75 ºC en ducto, siendo este ultimo conduit

metálico de pared gruesa de 63 mm de diámetro.


De acuerdo a los cálculos anteriores y al Diagrama Unifílar siguiente se tiene :

40.00 Mt

0 1

TAB “CG” 101.25 KW

Conductor a instalar = THW 2/0 AWG de Cu.

Impedancia del conductor Cu 2/0 AWG = 0.37 Ohms/Km





Distancia del alimentador = 40 Metros = 0.04 Km


e2 = I Z L = 135.32 x 0.37 x 0.04 = 2.002 Volts

e2 = 2.002 Volts

Porciento de caída de tensión

e 2.003

%e = -------- = ------------- x 100 = 0.72

Vn 277

%e = 0.72


Para determinar el porciento de ocupación de los ductos conduit, nos auxiliamos de las tablas 4 y 5

del Capitulo 10, Tabla 4 “Dimensiones de tubo conduit y área disponible para los conductores”,


SEMP-2005. El tipo de canalización a utilizar es Conduit de pared gruesa de 63 mm2. El cual se

desprende de los siguiente cálculos.

Área total de la canalización de 63 mm = 3089.00 mm2

Área conductor THW LS Nº 2/0 AWG = 169.00 mm2

Área de conductor forrado No 2/0 AWG = 169.00 mm2

Área de conductor desnudo cal 4 AWG = 21.2 mm2

No de conductores de fase THW LS No 2/0 AWG = 3

No de conductores de Tierra THW LS No 2/0 AWG = 1

No de conductores de tierra de Cu desnudo No 4 AWG = 1

Área total Conductores = (169.0 x 3) + (169.0x1) +(21.2 x 1) = 697.20 mm2

Área ocupada x conductor 697.20

% Ocupación = -------------------------------------------- = ------------- x 100 = 22.57 %

Área total en el ducto 3089



Protección




Para determinar el equipo de protección, nos apoyamos en el Articulo 240 Protección contra sobre

corriente y sección 310-15 Capacidad de conducción de corriente de la norma NOM-001-SEMP-

2005. Como el conductor seccionado es de cobre forrado tipo THW LS de calibre Nº 2/0 AWG su

corriente permisible es de 175 Amp a 60º C y la corriente de carga esperada por el equipo de

protección será de 135.32 Amp. La protección propuesta es de un interruptor termomagnético de 3

polos de 125 Amp.

La guía mecánica del equipo “Cámara Gama” indica los siguientes requerimientos eléctricos:

Potencia eléctrica recomendada 112.5 KVA

Máxima potencia requerida 80.0 KVA

Rango de Frecuencia de línea 47 a 63 Hz

Tamaño del des-conectador principal 3 Fases, 60 Hz, 3 Polos 100 Amp

Corriente instantánea 135 Amp

Desbalance entre fases 5 %

Caída de tensión del conductor 1 %

Así mismo nos indica que el calibre del conductor de acuerdo a la distancia de instalación del

equipo con relación a la fuente de suministro es como sigue:

Longitud del alimentador Calibre del conductor recomendado

De 0 a 15.2 Mt Cuatro conductores cal 4 AWG (25

mm2)

De 15.2 a 30.5 Mt Cuatro conductores cal 2 AWG (35

mm2)

De 30.5 a 61.0 Mt Cuatro conductores cal 2/0 AWG(70

mm2)

Que comparado con los cálculos descritos en el párrafo anterior son compatibles a los

requerimientos del fabricante

Como ejemplo de la rutina de calculo para el Alimentador general con las condiciones más criticas

en cuanto a una mayor distancia y carga, nos referiremos al TAB “D” el cual se considera el mas

desfavorable de todos los Alimentadores existentes y se encuentra conformado por conductor de

cobre forrado calibre 2 AWG (33.60 mm2) para las fases y neutro en formación cuádruplex con un

conductor de cobre desnudo calibre 6 (13.3 mm2) para hilo de tierra física de acuerdo con la tabla

250-95 Sección transversal mínima de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y

equipo; las fases y el neutro son conductores forrados con aislamiento termoplástico resistentes al

calor y a la humedad tipo THW LS con capacidad de conducción de 95.0 Amp. a 60 ºC, alojado en

ducto conduit pared gruesa con diámetro nominal de 41 mm. y una longitud de 35.0 Mts.

Alimentando una carga de 25,858.70 Watts a 220/127 Volts en un sistema 3F-4H.




Para los alimentadores de los tableros que proporcionan energía a los receptáculos, se encuentran

conformados por conductor de cobre forrado con aislamiento THW-LS para las fases, conductor de

cobre forrado con aislamiento THW-LS para el neutro, un conductor de cobre forrado con

aislamiento THW-LS para hilo de tierra física y un conductor de cobre desnudo para hilo de tierra

física el cual se selecciona acuerdo con la tabla 250-95 Sección transversal mínima de los

conductores de puesta a tierra para canalizaciones.

Rutina de calculo

Sección Transversal.

Alimentador del tablero seleccionado =TAB “D”

Carga total del tablero = 25.8587 Kw

Distancia del Alimentador = 22.0 Mt =.022 Km

% de caída de tensión selecc. = 1.0

Tensión de fase a Neutro = Vn =127 Volts


Kw 25.8587

KVA = --------- = ------------- = 28.7319 KVA.

F.p. 0.9

KVA 28.7319

I = ----------- = ------------------------ = 78.03 Amp

3 Vf 1.732 x 0.22

2 L I 2 x (78.03/0.88) x .022

S = -------------- = ----------------------------- = 30.72 mm2

% e Vn 1.0 x 0.127

En la tabla 8 del Capitulo 10 Características de conductores concéntricos normales de la NOM-

001-SEMP-2005. señala que para sección transversal teórica de 27.03 mm2 se debe de

seleccionar un conductor de cobre calibre 2 AWG con una sección de 33.6 mm2, en la tabla de

impedancias de conductores contenidos en ductos metálicos descrita anteriormente nos presenta

una Impedancia eléctrica de 0.67 Ohms-Km. Asimismo en la tabla 310-16 “Capacidad de

conducción de corriente de conductores aislados, de la misma norma, indica que este conductor

puede transportar una corriente nominal de 95 Amps a 60 ºC en ducto, siendo este ultimo conduit

metálico de pared gruesa de 41 mm de diámetro.


De acuerdo a los cálculos anteriores y al Diagrama Unifílar siguiente se tiene :




22.0 Mt

0 1

TAB “D” 25.8587 KW

Conductor a instalar = THW 2 AWG de Cu.

Impedancia del conductor Cu 2 AWG = 0.6700 Ohms/Km


Distancia del alimentador = 22.00 Metros = 0.022 Km


e3 = I Z L = 78.03 x 0.6700 x 0.022 =1.150 Volts

e3 = 1.3815 Volts

Porciento de caída de tensión

e 1.15

%e = -------- = ------------- x 100 = 0.9055

Vn 127

%e = 0.9055


Para determinar el porciento de ocupación de los ductos conduit, nos auxiliamos de las tablas 4 y 5

del Capitulo 10, Tabla 4 “Dimensiones de tubo conduit y área disponible para los conductores”,


SEMP-2005. El tipo de canalización a utilizar es Conduit de pared gruesa de 41 mm. El cual se

desprende de los siguientes cálculos.

Área total de la canalización de 41 mm = 1313.00 mm2

Área conductor THW LS Nº 2 AWG = 86.00 mm2

Área conductor THW LS Nº 2 AWG = 13.30 mm2

No de conductores THW LS No 6 AWG = 4

No de conductores de Cu desnudo No 10 AWG = 1

Área total Conductores = (86.00 x 4) + (13.30 x 1) = 357.30 mm2


% Ocupación = -------------------------------------------- = ------------- x 100 = 27.21 %







Protección


corriente y sección 310-15 Capacidad de conducción de corriente de la norma NOM-001-SEMP-

2005 Como el conductor seccionado es de cobre forrado tipo THW LS de calibre Nº 2 AWG su

corriente permisible es de 95 Amp a 60º C y la corriente de carga esperada por el equipo de

protección será de 78.03 Amp. La protección propuesta es de un interruptor termomagnético de 3

polos de 100 Amp.

Resumen de Alimentadores

A continuación se muestra el cuadro resumen de las características con las cuales deberán contar

cada uno de los Alimentadores que se tienen proyectados instalar en el inmueble y que contiene la

carga instalada de cada uno de los Tableros localizados en puntos accesibles, la corriente de

carga por tablero, la sección transversal calculada de acuerdo con las ecuaciones respectivas, la

sección transversal comercial que corresponde al calibre del conductor con que se conformarían

los alimentadores, la impedancia de los conductores seleccionados, la longitud del alimentador, la

caída de tensión del alimentador, el porciento de la caída de tensión que comprueba que no

excede el especificado por la NOM, el diámetro de la canalización que ocuparán los conductores,

capacidad del interruptor termomagnético de protección, y el porciento de ocupación de los ductos.

Tabla Resumen de las características eléctricas de los Alimentadores de cada Tablero

Carga

total

Watts

Corrient

total

Amp.

Secc.

Transv

teórica

Secc.

Transv

Comerc

Cal.

Cond.

THW

Imped.

Cond.

Ohm/Km

Long.

del

Cond.

Caída

de

Tens.

% de

Caída

Tens

Diam

de

Canliz

Cap

Nom

Protec

%

Ocup

Canal

iz

TAB B 4808.5 14.02 5.74 13.30 6 1.478. 13.00 0.27 0.210 25 3x50 37.43

TAB C 10763.5 31.39 7.58 8.37 8 2.296 11.50 0.83 0.65 25 3x40 23.37

TAB F 11840.5 34.53 7.61 13.30 6 1.476 24.50 1.25 0.98 25 3x50 37.43

TAB D 12387.0 36.12 5.50 13.30 6 1.476 14.50 0.77 0.61 25 3x50 37.43

TAB G 11004.0 32.09 9.26 13.30 6 1.476 27.50 1.30 1.03 25 3x50 37.43

TAB E 10592.5 30.89 5.67 13.30 6 1.476 17.50 0.80 0.63 25 3x50 37.43

TAB H 10520.0 30.68 9.82 13.30 6 1.476 30.50 1.38 1.09 25 3x50 37.43

TAB J 03467.5 10.11 1.83 5.26 10 3.608 11.50 0.42 0.33 19 23.11




Nota: Todos los interruptores en el tablero general se seleccionaron con capacidad Interruptiva de

14 Kamp. a 240 Volts de C.A.

La disposición de estos alimentadores en su trayectoria horizontal a cada uno de los servicios

arriba descritos es en configuración de “cama de ductos sobre plafond”, utilizando para cada

alimentador un ducto del tipo conduit metálico de pared gruesa con sus respectivos accesorios de

acoplamiento ( coples, codos, cajas de registro, etc. ). Se Instalarán conductores de cable de cobre

THW LS en configuración 3F-4H con conductor de cobre desnudo suave como tierra física de

acuerdo a la carga a alimentar y a respetar los valores permitidos de caída de tensión en los

circuitos. Cada uno de éstos alimentadores proporciona energía eléctrica a un Tablero de

distribución de Alumbrado, de los polos necesarios para el numero de circuitos que proporcionaran

energía a los equipos consumidores.

Circuitos Derivados.

Estos circuitos inician en las terminales de los interruptores de protección que se encuentran

alojados en los Centros de Carga de distribución de alumbrado y terminan en los dispositivos

eléctricos consumidores. Estos circuitos están construidos de tal forma que se respalda la

continuidad del servicio eléctrico en pasillos y oficinas debido a que en estos lugares se plantea la

instalación de circuitos derivados que en caso de falla en uno de ellos el lugar no quedará en la

absoluta obscuridad ya que el circuito restante quedará en servicio, aunado a esto se plantea la

instalación de tableros de emergencia con circuitos que en caso de una falla general por parte de

la compañía suministradora, se suministrará servicio a los pasillos áreas comunes en general por

medio de la planta de emergencia que se propone en el presente proyecto. Los diferentes circuitos

derivados emplean conductores con aislamiento termoplástico tipo THW LS en calibres adecuados

a la carga y caída de tensión, alojados en ductos conduit metálicos de pared gruesa de diferentes

dimensiones, siendo que en forma general por ducto se alojan máximo 2 circuitos derivados que

corresponden a 4 conductores activos, alimentando cargas de diferentes capacidades a 127 Volts

en un sistema 1F-2H y se plantea por la forma constructiva que tienen, los cubículos de oficina,

que las áreas de trabajo cuenten con alumbrado fluorescente concentrado con un nivel de

luminancia de 400 Luxes alimentado por un circuito derivado y en el área de espera se propone

una iluminación de ambientación con la instalación de luminarias de 32 Watts en cajillo decorativo

y que son alimentadas por otro circuito.

A continuación se presenta como ejemplo de la rutina de cálculo un circuito derivado del tablero

seleccionado anteriormente TAB “D” que corresponde al circuito No D-3 el cual presenta la

condición más desfavorable de distancia y carga con respecto al resto de circuitos del mismo

tablero.

Rutina de Calculo




Sección Transversal

Carga total instalada = 1.8497 Kw

Distancia del Alimentador = 24.0 Mts =0.024 Km

% de caída de tensión selec. = % e = 2.9

Tensión de suministro = Vf =220 Volts = 0.220 Kv

Tensión de fase a Neutro = Vn =127 Volts = 0.127 Kv.


Como se indicó con anterioridad máximo 2 de estos circuitos derivados 4 conductores activos se

alojan en un mismo ducto, por lo que la corriente de carga se deberá afectar con un factor de

corrección por agrupamiento del 80 %.

Kw 1.8497

KVA = --------- = ----------- = 2.055 KVA

F.p. 0.9

KVA 2.055

I = ----------- = --------------- = 16.18 Amp

Vn 0.127

Por lo que la corriente corregida es :

16.18 Amp

I corregida =--------------------- = 22.983 Amp

0.80x0.88

4 L I 4 x 22.983 x 0.024

S = ------------- = ----------------------------= 5.990 mm2

% e Vn 2.9 x 0.127

En la tabla 8 del Capitulo 10 Características de conductores con cableado concéntrico de la NOM-

001-SEMP-2005 señala que para sección transversal teórica de 5.99 mm2 se debe seleccionar un

conductor de cobre calibre 10 AWG con una sección transversal de 5.60 mm2 y en la tabla de

impedancias de conductores en ducto metálico conduit descrita anteriormente, señala para este

conductor una Impedancia eléctrica de 3.6400 Ohms-Km.

Asimismo en la tabla 310-16 Capacidad de conducción de corriente de conductores aislados, de la

misma norma, indica que este conductor cuenta con una capacidad de conducción nominal de 30

Amps a 60 ºC en ducto.

Caída de Tensión (e3)

De acuerdo a las características determinadas en el párrafo anterior y al diagrama unifilar del

circuito se determina la caída de tensión del mismo como sigue:




Circuito D-3

20.0 Mt

0

1,849.70

KW

Conductor a instalar = THW 10 AWG de Cu.

Impedancia del conductor Cu 10 AWG = Z = 3.64 Ohms/Km

Corriente de carga en Amp = 16.18 Amp

Distancia del circuito derivado = 24.00 Mt = 0.024 Km

Tensión de fase a neutro = Vn = 127 Volts = 0.127 Kv

KW 1.8497

I = -------------- = ------------------ =16.18 Amp.

Vn x F.P. 0.127 x 0.9

e4 = 2 I Z L = 2 x 16.18 x 3.64 x 0.024 = 2.827 Volt

e4

= 2.827 Volts.

Porciento de Caída de Tensión

e 2.827

%e = -------- = ------------- x 100 = 2.226

Vn 127

%e = 2.226 %

Porciento de ocupación de la canalización.

Para determinar el porcentaje de ocupación de conductores dentro de los ductos, nos auxiliamos

en las tabla 1 Capitulo 10, Tabla 4 “Dimensiones de tubos conduit y área disponible para los

conductores”, y la Tabla 5 “Dimensiones de conductores con aislamiento termoplástico“ de la

norma NOM-001-SEMP-1994. El tipo de canalización a utilizar es Conduit de PVC tipo pesado de

19 mm2. en el cual se alojarán los circuitos H4 y H9 por lo que el porciento de ocupación es el

siguiente.

Área total de la canalización de 19 mm = 342 mm2

Área conductor THW 10 AWG = 16.62 mm2

Área de conductor THW No 12 AWG = 12.57 mm2




No de conductores THW No 10 AWG = 4

No de conductores de Cu No 12 AWG = 1

Área total Conductores = (16.62 x 4) + (12.57 x 1) = 79.05 mm2


% Ocupación = ------------------------------------------- = ----------- x 100 = 23.11 %



Valor menor al 40 % indicado en Art. 354-5 de norma NOM-001-SEMP-1994.

Protección


corriente y de la sección 310-15 Capacidad de conducción de corriente de la norma NOM-001-

SEMP-2005 y como el conductor seleccionado es de cobre forrado tipo THW LS de calibre Nº 10

AWG siendo su corriente nominal de conducción de 30 Amp a 60º C y la corriente de carga

esperada por el equipo de protección será de 16.18 Amp. La protección propuesta es de un

interruptor termomagnético de 1 polo de 20 Amp, el dispositivo seleccionado tiene una capacidad

interruptiva de 10 KAmp.

Caída de Tensión Total.

La caída de tensión total, se calcula mediante la suma de cada una de las caídas de tensión que

se tienen, en el Alimentador general, Alimentador de Tablero de Distribución y la del Circuito

Derivado, seleccionando el circuito y tablero con mayor caída de tensión y que corresponde al H9

e total

= e1 + e

3 + e

4

e1 = Caída de tensión en Alimentador General.

e3 = Caída de tensión del Alimentador General

e4 = Caída de tensión en el Circuito Derivado ó Servicio.

e Total

= 0.5333 + 1.3815 + 2.827 = 4.7418 Volts

Porciento de Caída de Tensión Total.

e Total

3.63

%e total

= ---------- x 100 = ----------- x 100 = 3.734 %

Vn 127.0

%e total

= 3.734 %, menor al 5 % indicado en la Norma.




Sistema de Emergencia.

Para apoyar el suministro de servicio a las áreas comunes, pasillos e iluminación externa para

proporcionar seguridad en caso de falla en el suministro normal de la Comisión Federal de

Electricidad se proyecta la instalación de planta de emergencia para una alimentar una carga de

85,293.77 Kw. Con dos transferencias automáticas la primera para alimentar las cargas sensibles

como son las conectadas a los tableros “BE”, “DE”, “CE”, “FE” y “RE” con una carga total de

30,084.30 Watts y una segunda transferencia para los equipos de aire acondicionado con los

tableros, cuarto de maquinas y compresor con los tableros “AAE-1”, “AAE-2” y “HE” accesibles a

través de estos se controlarán los circuitos de emergencia . En base a lo dispuesto en el Capitulo 7

y articulo 700 de la NOM y sus incisos estos tableros tienen fácil acceso y solo deberán ser

operados por personal técnico autorizado.

Los circuitos de estos tableros se encuentran canalizados de manera independiente a los circuitos

normales para su accionamiento en caso de mantenimiento revisión etc.; se requiere que al

momento de instalar se deje perfectamente identificados los mismos.

La capacidad de la planta se propone de 100 Kw. de capacidad nominal lo que nos permite tener

una capacidad de reserva del 14.7%

La citada planta se proyecta del Tipo Integral con dos sistemas de Transferencia automática y

bloqueo para evitar la interconexión con el sistema de suministro normal el circuito de emergencia

deberá contar con protección 150 Amp. Y 200 Amp.

Sistema de Tierras

El sistema de tierras esta conformado por una malla con área rectangular de 5 x 14 m. apoyada en

2 electrodos consistentes en pozos profundos de 15 mt de profundidad donde se aloja el cable de

cobre desnudo cal 4/0 AWG. Rellenos con intensificador de tierras tipo GEM interconectadas entre

sí por medio de cable semiduro desnudo de calibre 4/0, el conductor tiene dos interconexiones

entre sus lados para formar una malla por lo que la longitud total del conductor es de 76 metros.

Se consideró este arreglo en el cuarto de la Subestación instalada en el predio y con base en lo

dispuesto en el apartado c del Artículo 2403-2 Características del Sistema de Tierras de la NOM.

En este sistema se apoyarán todas las conexiones del sistema de tierra física que se contempla

para cada punto de la instalación.

Al construir la instalación se deberá dejar por lo menos un registro y en este la posibilidad de

desconectar la malla del electrodo para que en las revisiones de la instalación ya en operación, se

verifique que el valor de la resistencia a tierra del mismo esta dentro de los valores aceptados.

memoria tecnica electrica

Documents