42 Memoria Calculo Bombeo Marginal (1)

Proyectos Ejecutivos para el Programa de Saneamiento Integral de Cd. Miguel Alemán, TamaulipasAnexo C. Elaboración de Anteproyectos.

MEMORIA DE CALCULO ELECTRICA DE LA PLANTA DE BOMBEO MARGINAL.


MEMORIA DE CALCULO ELECTRICADE LA PLANTA DE BOMBEO MARGINAL

1.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA.

El sistema eléctrico correspondo a la planta de bombeo de la ciudad de Miguel Alemán Tamaulipas

Acometida Eléctrica. La acometida será proporcionada por la compañía suministradora a una subestación tipo poste con una capacidad de 75 KVA, relación de 13.2 KV.-440/254 V. además de contar con una planta de emergencia de 60 kw / 75 kva ,440/254 v. 60hz.

Centro de Control de Motores. Formado por gabinetes tipo sobreponer en muro, servicio interior NEMA-1 , usos generales, para operar a 440 V., 3F, 3H, 60 Hz. el cual los interruptores termomagneticos de cada uno de los motores se localizan en un tablero general tipo NF , el arrancado tipo autotransformador se localiza en su gabinete exclusivamente con todos sus elementos de control y de medición.

Alumbrado interior. En la caseta de CCM, se emplean luminarias fluorescentes a base de lámparas de 2x32 W, la energía que se emplea para este fin proviene de un sistema a 220/127 V, 60 Hz.,a través de un transformador tipo seco que nos proporciona este voltaje.

Alumbrado exterior. Se emplean luminarias tipo punta de poste, con lámparas de aditivos metálicos de 175 watts, 220 V. Y 60 Hz.

Distribución de fuerza. Se da a través de cables con aislamiento THW-LS 75°C., en tubos conduit pared gruesa galvanizada y condulets en los cambios de dirección. La conexión del motor se hará mediante tubo flexible tipo liquatite.

Red de Fuerza. Los elementos básicos que componen la red de fuerza en baja tensión son interconexión entre: acometida eléctrica,-CCM, CCM-alimentación a motores y CCM-transformador tipo seco este a su vez alimenta a tablero de alumbrado. Cuando se carezca de energía por parte de la compañía suministradora esta se generara a traves de una planta generadora de energía eléctrica.


MEMORIA DE CALCULO ELECTRICADE LA PLANTA DE BOMBEO MARGINAL

SELECCIÓN DEL VOLTAJE.

Debido a que el sistema de 440 v. Presenta menores perdidas eléctricas así como, menor caída de voltaje será la alimentación en baja tensión utilizada.

CALCULO DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS.

1) MOTOR DE 40 HP

Tensión 440 VF.S. = 1.15VELOCIDAD = 1760 r.p.m.

Considerando

F.P. = 0.89 = 0.93

In = 54.4 Amp.

La corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna (tabla 430.150 de la norma NOM-001-SEMP-1999) de 40 c.p. (29.84 kw) a 440 v.c.a. es de 52 amp.

CALCULO DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS.

2) MOTOR DE 5 HP (POLIPASTO)

Tensión 440 VF.S. = 1.15VELOCIDAD = 1760 r.p.m.

Considerando

F.P. = 0.89 = 0.93

In = 6.8 Amp.


La corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna (tabla 430.150 de la norma NOM-001-SEMP-1999) de 5 c.p. (3.73 kw) a 440 v.c.a. es de 7.6 amp.

3) CALCULO DE LOS CONDUCTORES POR CAPACIDAD DE CORRIENTE PARA LOS MOTORES DE 40 HP.

In = 54.4 AMP.

Factor de agrupamiento: 1.00 (3 conductores) Tabla A-310-11

Factor de temperatura: 0.88 (36-40 ºc) tabla 310-16

Los conductores derivados para alimentar un solo motor, deberán tener capacidad no menor al 125% de la corriente nominal del motor a plena carga (430-22) (a) NOM-001-SEDE-1999)

I cond = 77.27 AMP.

Se selecciona un conductor por fase calibre 2 AWG, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de conducción de 115 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999.

Los cuales se alojarán en una tubería conduit galvanizada de pared gruesa de 32 mm 1 1/4” de diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999).

4) COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION.

DATOS:

Calibre 2 AWGArea en mm2 33.62Longitud 30 mTensión 440 vCorriente a plena carga del motor 54.4 amp

E% = 0.01

La caída de tensión permisible en un circuito derivado es de 3%, teniendo un global entre circuito alimentador y circuito derivado de 5% (215.2 nota 1 de la norma NOM-001-SEDE-1999), por lo tanto el conductor seleccionado es el adecuado.


5) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CIRCUITO CORTO Y FALLA A TIERRA A MOTOR DE 40 HP.

Corriente nominal = 54.4 amp.

Considerando un factor de multiplicación del 125% como rango de ajuste mínimo para el dispositivo de protección.

IINT. = 54.4 X 1.25 = 68.0 AMP.

Este valor es correcto porque según la tabla 430-152 de la norma NOM-001-SEDE-1999 el rango máximo o ajuste de disparo para un interruptor termomagnético de tiempo inverso para un motor de corriente alterna de jaula de ardilla arranque a tensión reducida tipo autotransformador sin letra de código será de 250% de la corriente a plena carga.

Se selecciona un interruptor termomagnético de 3 x 100 amp con tensión de operación 440 v (600 v máximos), 60 hz., capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco recomendado por el fabricante SQUARE D es FH se anexa copia).

6) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA SOBRECARGA.

Según el artículo 430.32 el dispositivo de sobrecarga que sea sensible a la corriente del motor, su corriente de disparo no será mayor al 115% de la corriente del motor, para motores con factor de servicio menor a 1.5 y con aumento de temperatura menor a 40 ºC.

Isc = 54.4 x 1.15 = 62.56

Se seleccionan elementos térmicos tipo bimetalito con un rango de disparo de (50-63) amp. Se anexa copia.

7) CALCULO DE LOS CONDUCTORES POR CAPACIDAD DE CORRIENTE PARA LOS MOTORES DE 5 HP.

In = 7.6 AMP.



Los conductores derivados para alimentar un solo motor, deberán tener capacidad no menor al 125% de la corriente nominal del motor a plena carga (430-22) (a) NOM-001-SEDE-1999)

I cond = 10.8 AMP.


Se selecciona un conductor por fase calibre 10 AWG, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de conducción de 35 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999.

Los cuales se alojarán en una tubería conduit galvanizada de pared gruesa de 13 mm 1/2” de diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999).

8) COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION.

DATOS:

Calibre 10 AWGArea en mm2 5.26Longitud 38 mTensión 440 vCorriente a plena carga del motor 7.6 amp

E% = 0.43


9) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CIRCUITO CORTO Y FALLA A TIERRA A MOTOR DE 5 HP.

Corriente nominal = 7.6 amp.

Considerando un factor de multiplicación del 125% como rango de ajuste mínimo para el dispositivo de protección.

IINT. = 7.6 X 1.25 = 9.5 AMP.

Este valor es correcto porque según la tabla 430-152 de la norma NOM-001-SEDE-1999 el rango máximo o ajuste de disparo para un interruptor termomagnético

Se selecciona un interruptor termomagnético de 3 x 15 amp con tensión de operación 440 v (600 v máximos), 60 hz., capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco recomendado por el fabricante SQUARE D es FH se anexa copia).

10) ARRANCADOR

En general los interruptores son de tipo termo-magnéticos con capacidades nominales comerciales, dotados de sus respectivas protecciones térmicas


SELECCIÓN DE INTERRUPTOR Y ARRANCADOR MAGNETICO

NoMOTOR

APLICACIÓN H.P. o KVA 440 v,

3f,60Hz

CORRIENTE A PLENA CARGA

INTERRUPTOR Y ARRANCADOR MAGNETICO ELEMENTO TERMICOTIPO CAPACIDAD

(A)TENSIÓN

(v)TIPO / TAMAÑO MCA

1 Bomba 40 54.4 ATP 110-15

3X100MCA. SQUARE

D

440 Tensión reducida –autotransformador / 4

SIEMENS 50-63

2RESERVA

Bomba 40 54.4 ATP 110-15

3X100 MCA. SQUARE D

440 Tensión reducida –autotransformador / 4

SIEMENS 50-63

Se selecciona un arrancador magnético a tensión reducida tipo autotransformador en gabinete nema 1 con botones de arranque y paro, así como lámparas indicadoras (roja y verde). Para los polipastos estos tendrán a un lado del motor su botonera de arranque y paro ,que sera proporcionado por el fabricante de dicho equipo.

11) CALCULO DEL TRANSFORMADOR.

11.1) 1 MOTOR DE 40 HP.

DATOS:

TENSION 440 VF.S. = 1.15F.P. = 0.89 = 0.93VELOCIDAD = 1770 r.p.m.

11.2) 1 MOTOR DE 5 HP.

DATOS:

TENSION 440 VF.S. = 1.15F.P. = 0.89 = 0.93VELOCIDAD = 1770 r.p.m.

SON DOS MOTORES DE IGUAL CAPACIDAD EL CUAL LOS DOS ESTARAN EN SERVICIO.


11.3) 6 KVA DE USOS GENERALES

Esta capacidad esta en función de los requerimientos del uso, del equipo de alumbrado y servicios generales.

KVA totales = 41.46 + 5.18 + 5.18 + 6 = 57.82

Se selecciona un transformador de 75 kva, 13.2 kv-440/254 v, delta-estrella, 3 fases, 60 hz, enfriamiento OA montaje en poste.

11.4) FUSIBLE DE ALTA TENSION

Transformador de 75 KVA

Ip = 3.28 AMP.

Según la tabla 450.3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-1999, el rango de ajuste para el dispositivo contra sobrecorriente (fusible) para el primario de un transformador con voltaje mayor a 600 v y una impedancia no mayor a 6% no debe ser mayor del 300% de la corriente del transformador.

I fus = Ip x 3 = 3.28 x 3 = 9.84 AMP.

El fusible comúnmente usado para la protección de un transformador trifásico de 75 kva a 13.2 kv es de 7 amp. (manual elmex)

Se selecciona un fusible de 7 amp. para una tensión nominal de 13.2 kv y una capacidad interruptiva de 1600 mva.

11.5)SELECCIÓN DE LA CUCHILLA SECCIONADORA.

La cuchilla para aislar la subestación del sistema de distribución de la Cía. de Luz esta en función de la tensión del sistema en este caso es de 13.2 Kv.

Donde para esta tensión la capacidad nominal de la cuchilla es de 15 Kv. según tabla 4.2 del libro V 4.3 Selección de equipo eléctrico.


12) CALCULO DEL CIRCUITO ALIMENTADOR (CONDUCTOR)

La planta opera con un equipo de bombeo en operación de 40 hp y un transformador de servicios generales de 6 kva (220 v) así como con dos polipastos. El alimentador será capaz se soportar la corriente generada por el transformador de 75 kva.

DATOS:

ITrans

ITrans = 98.41 AMP.

De acuerdo al artículo 430.24 los conductores que alimentan varios motores deberán tener una capacidad de conducción de corriente igual a la suma de las corrientes a plena carga de todos los motores, más el 25% de la corriente del motor mayor.



En este caso sera la corriente nominal de la capacidad total del transformador de 75 kva. (98.41 Amp.)

AMP

IALIM = 139.8 AMP.

Se selecciona un conductor por fase calibre 1 / 0 AWG, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de conducción de 150 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999.

Los cuales se alojarán en una tubería conduit de pared gruesa galvanizada de 51 mm 2” de diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999).

13)COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION.

DATOS:

Calibre 1 / 0 AWG.Area en mm2 53.48Longitud 25 mTensión 440 vCorriente a plena carga del transformador 139.8 amp


E% = 0.51


14) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CORTO CIRCUITO Y FALLA A TIERRA DEL CIRCUITO ALIMENTADOR, PARA SELECCIÓN DEL INTERRUPTOR PRINCIPAL..

DATOS:

IM40 = 54.4 AMP. Interruptor 3 x 100 amp

El artículo 430.62 indica que el dispositivo de protección de valor nominal o ajuste no mayor de la capacidad del mayor de los dispositivos de protección del circuito derivado contra cortocircuito y falla a tierra más la suma de las corrientes a plena carga de los otros motores.

=(100) + 7.6 + 7.6 + 7.87

I INT = 123.07 AMP

La tabla 450.3 (a) (1) indica que el rango de ajuste para el dispositivo contra sobrecorriente (interruptor) para el secundario de un transformador con voltaje menor a 600 v y una impedancia no mayor a 6% no debe ser mayor del 125% de la corriente del transformador.

I SECUND = 98.41 AMP.

I ALIM = 1.25 x 98.41 = 123 AMP.

Se selecciona un interruptor termomagnético de 3P x 125 amp con tensión de operación 440 v (600 v máximos), 60 hz, capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco recomendado por el fabricante SQUARE D es KA se anexa copia).

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