Calculo Luminico

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICISTA TRABAJO FINAL PROYECTO DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA OBRA: PLANTA INDUSTRIAL DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES CHOUSA S.R.L. PROYECTO: CARLOS DANIEL RODRIGUEZ
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FSICAS Y NATURALES

CARRERA: INGENIERA MECNICA ELECTRICISTA

TRABAJO FINAL

PROYECTO DE INSTALACIN ELCTRICA

OBRA: PLANTA INDUSTRIAL DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

CHOUSA S.R.L.

PROYECTO: CARLOS DANIEL RODRIGUEZ

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I.M.E. TRABAJO FINAL

Dedicado muy especialmente a Analia, Sofia y Facundo. Un profundo agradecimiento a mis Padres. ..... y a todas las personas que de una forma u otra hicieron posible esta meta. junio de 1998

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INDICE

CAPTULO I II III IV V

TEMA DOCUMENTACION INTEGRANTE MEMORIA DESCRIPTIVA CLCULO LUMINICO CLCULO DE POTENCIAS - PLANILLAS DE CARGA CLCULO DE CAIDAS DE TENSIN - PLANILLA DE CONDUCTORES CLCULO DE CORTOCIRCUITO CLCULO Y SELECCIN DEL ALIMENTADOR DE MEDIA TENSIN CLCULO Y SELECCIN DE ELEMENTOS DE PROTECCIN Y MANIOBRA CLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA CLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PROTECCIN CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS ESPECIFICACIONES TCNICAS CMPUTO Y PRESUPUESTO ANLISIS ECONMICO BIBLIOGRAFA PLANOS Y ESQUEMAS DE DISEO ILUMINACIN FUERZA MOTRIZ

PAG. 4 6 8 25 27

VI VII

30 39

VIII

41

IX

43

X

50

XI XII

52 72

XIII XIV ANEXO 1 ANEXO 2

74 75

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I.M.E. TRABAJO FINAL

CAPTULO I DOCUMENTACION INTEGRANTE

ARCHIVO

PLANO

DESCRIPCION

07-PLG01.DWG

IE-PLG01

Planimetra General. Ubicacin

07-PL001.DWG

IE-PL001

Sala de Celdas de M.T.

07-PL002.DWG

IE-PL002

Disposicin de Equipos en Subestacin Transformadora.

07-PL003.DWG

IE-PL003

Distribucin de luminarias.

07-PL004.DWG

IE-PL004A

Distribucin de bocas de iluminacin y caera. Sector de Produccin.

07-PL004.DWG

IE-PL004B

Distribucin de bocas de iluminacin y caera. Sector de Oficinas.

07-PL005.DWG

IE-PL005

Distribucin de bocas de tomas y bandejas.

07-PL006.DWG

IE-PL006

Distribucin de equipamiento. Lay Out de Planta.

07-MT001.DWG

IE-MT001

Instalacin de Media Tensin.

07-PT001.DWG

IE-PT001

Sistema de Puesta a Tierra en Sala de Celdas de M.T.

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07-PT002.DWG

IE-PT002

Sistema de Puesta a Tierra General

07-EF01.DWG

IE-EF01

Tablero General de Baja Tensin (T.G.B.T.) Mdulo de Potencia y de Distribucin. Esquema unifilar.

07-EF02.DWG

IE-EF02

Tablero General de Baja Tensin (T.G.B.T.) Mdulo de Servicios Generales. Esquema unifilar

07-EF001.DWG

IE-EF001

Tablero General de Baja Tensin (T.G.B.T.) Esquema Topogrfico

07-EF002.DWG

IE-EF002

Tablero Panel de Alarmas (T.P.A.) Esquema Unifilar.

07-EF06.DWG

IE-EF06

Tablero de Bombas (T.S.B.) Esquema Unifilar.

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0T138-M01 Celda tipo Cmara 13,2 kV. Alimentacin transformador

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CAPTULO II MEMORIA DESCRIPTIVA El siguiente es un PROYECTO DE INSTALACIN ELCTRICA de una Planta Industrial dedicada al servicio de tratamientos superficiales de piezas mecnicas perteneciente a la empresa CHOUSA S.R.L. ubicada en Camino a Pajas Blancas Km 7,5 de la ciudad de Crdoba. Dicha planta cuenta con 1.875 m2 de superficie cubierta ubicada en un predio de 11.000 m2 como puede observarse en la planimetra general (Plano IE-PLG01). El edificio consta de: un sector de oficinas compuesto de dos plantas (planta alta y planta baja); y el sector de produccin o nave principal la cual cubre la mayor parte de la edificacin, unos 1.750 m2. El tipo de construccin empleado es estructura premoldeada y pretensada de hormign armado construida por PRETENSA S.A. El sector de produccin es una nave de 70 m de longitud por 25 m de ancho y 7,00 m de altura promedio. Techo de corte trapezoidal y seis tragaluces de policarbonato ubicados cada 10 m aproximadamente. En cada muro lateral se prev la ubicacin de ventanas a una altura de no ms de 4,00 m; y dos ventiladores de 0,90 m de dimetro en el muro posterior del edificio para la circulacin forzada del aire, respondiendo a la necesidad de evacuar los gases y el calor, propios del proceso productivo. El clculo lumnico dio como resultado, la necesidad de instalar en la nave principal de la planta 48 artefactos industriales en vapor de mercurio de alta presin HPLN 250W montados a una altura aproximada de 6,00 m. Para el sector de oficinas se proyect instalar artefactos de diversos tipos y marcas de acuerdo a las necesidades de cada sector. Los niveles de iluminacin requeridos van desde los 150 a los 500 lux. La planta consta del siguiente equipamiento: Rectificador Horno principal Horno de secado Bao electroltico de cincado Desengrasadora Dos granalladoras Compresor de aire Dos bombas de agua Gra de pie

La potencia mxima simultnea estimada es del orden de los 600 kVA para la totalidad de la instalacin, repartindose en 300 kVA para el horno principal y 300 kVA para el resto del equipamiento y la instalacin general de la planta. La alimentacin general al edificio por parte de la empresa prestataria del suministro elctrico (E.P.E.C.), se realiza en media tensin (13,2 kV) con medicin en baja tensin (380/220V -50 Hz). La acometida se efecta desde una Cmara de Celdas de Maniobra; jurisdiccin de E.P.E.C. mediante conductor armado subterrneo hasta la Subestacin Transformadora de la planta (S.E.T.)

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La Subestacin Transformadora est ubicada en el edificio principal a 80 m de la Sala de Celdas. Consta de un transformador en bao de aceite de 630 kVA; celda de Media Tensin con seccionador fusible y la canalizacin interna del cableado se realiza sobre bandeja portacable perforada y cincada. Tambin aqu tenemos el punto de medicin en baja tensin, diseado segn especificaciones de la E.P.E.C. El tablero general de baja tensin se encuentra ubicado en el muro sur de la planta, contiguo a la S.E.T. segn se muestra en el plano IE-PL004A, y se denomina T.G.B.T. Desde el mismo saldrn los alimentadores a cada uno de los tableros seccionales. El sistema de Puesta a Tierra consiste principalmente de una malla construida con conductor de cobre desnudo, dispuesta a una profundidad de 1,00 m cubriendo la superficie de la S.ET. Juntamente con la malla se ubican jabalinas tipo coperweld unidas mediante soldadura cuproaluminotermica. Un conductor de cobre desnudo de la misma seccin que el de la malla recorre el permetro del edificio y seis jabalinas distribuidas en forma conveniente a lo largo del recorrido. stas se vinculan a su vez; con el sistema de proteccin contra rayos por medio de sus respectivas bajadas. Todas las vinculaciones son efectuadas con soldadura cuproaluminotermica. El sistema de pararrayos fue diseado sobre la base del mtodo de la esfera rodante de la norma NFPA 780. La aplicacin del mencionado mtodo dio como resultado un sistema de 18 pararrayos dispuestos en el techo del edificio. Tambin se dise un sistema de proteccin y alarma para el transformador de potencia. Este sistema; concebido para detectar y prevenir fallas internas como ser cortocircuitos entre espiras; sobrecalentamiento provocado por un exceso de carga o una refrigeracin insuficiente; est compuesto de un tablero panel de alarmas (T.P.A.) donde se reciben y procesan mediante una lgica discreta de rels las seales provenientes del rel de Buccholz y el rel de temperatura equipados en el transformador. De este modo tenemos un escalonamiento de la sealizacin; desde la seal visual (mediante un nen en el frente del panel), una seal audible, y por ltimo la accin que se traduce en la apertura del seccionador de la celda en forma automtica, primero del lado de la carga (baja tensin) y luego del lado de media tensin poniendo fuera de servicio el equipo para su reparacin o reemplazo.

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CAPTULO III CLCULO LUMINICO El clculo lumnico se encar de la siguiente manera: Iluminacin del sector de produccin; Iluminacin del sector administracin; Iluminacin exterior.

Los dos primeros se realizaron mediante el mtodo del rendimiento de la iluminacin, verificndose los resultados con el programa de Iluminacin de interiores versin 2.1 de ANFA S.A. De este modo se determin el nmero de artefactos en cada local de acuerdo al nivel de iluminacin requerido en cada caso. Dichos niveles se obtuvieron de tablas de valores recomendados segn DIN 5035 (Ver anexo 1, tabla 20-2) A su vez el clculo de iluminacin exterior consisti en: Iluminacin perimetral; Iluminacin de fachada.

III-1 Iluminacin del sector de produccin. Datos del local:

L = 70 m Dimensiones b = 25 m H= 7m fr = 0,5 fr = 0,5 fr = 0,3

Factor de Reflexin

Techo: gris claro Paredes: hormign claro Piso: hormign claro sucio

Nivel de iluminacin requerido:

Em = 200 lux

Tipo de lmpara: Vapor de mercurio de alta presin HPLN 250 W. Flujo luminoso por lmpara: L = 13000 lm Tipo de luminaria: Artefacto industrial con reflector de aluminio anodizado, cabeza portaequipo para lmparas de descarga. Marca ANFA, modelo I401. Curva de distribucin luminosa A1.1 (segn tabla 20-4;anexo 1).

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Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tendremos:

Techo artefacto

h = H 1,00 = 6,00 m Altura mnima: h = 2/3 h = 4,00 m

Altura aconsejable: h = 3/4 h = 4,50 m Altura ptima: h H=7m Tomamos: h = 4/5 h = 4,80 m h = 5,50 m

Indice de local: k = (L.b) / h.(L+b) plano de trabajo 1m nivel de piso k = (70.25) / 5,50 (70+25) k = 3,35 Rendimiento del local: de la tabla 20-4 curva de distribucin luminosa A1.1 se obtiene: Fig. III-1 Rendimiento de la luminaria: Rendimiento de la iluminacin: Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:

R = 1,06 L = 0,7555 = R . L

= 0,80

fm = 0,70

T = Em . S / . fm T = 200 . 70 . 25 / 0,80 . 0,70 = 625000 Lm

Nmero de luminarias necesarias: (n: nmero de lmparas por luminaria)

NT = T / n . L = 781250 / 13000 = 48,077

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Lo que corresponde a:

NT = 48 luminarias

con lo cual, la distribucin de los puntos de luz responde a la figura 1-1, es decir, 12 filas de 4 artefactos cada una. La distancia promedio entre luminarias es de 6 m y cumplen con la condicin: d 1,2 h 6 1,2 5,5 = 6,6

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III-2 Iluminacin del sector de Oficinas y Servicios Generales. El sector de oficinas y servicios generales consta de varios locales a saber: - Laboratorio - Recepcin y entrega - Vestuarios - Baos - Comedor - Oficina de capacitacin - Oficina principal - Ingreso de personal - Mantenimiento - Depsito - Sub-Estacin Transformadora - Ingreso Principal III-2-1 Laboratorio Datos del local: L = 5,00 m Dimensiones b = 4,50 m H = 2,85 m Techo: blanco Paredes: blanco Piso: gris claro fr = 0,8 fr = 0,7 fr = 0,4

Factor de Reflexin

luminancia media recomendada (segn DIN 5035): Em = 500 lux Tipo de lmpara: Tubo fluorescente marca PHILIPS TLD 36W/33 blanco nveo. Flujo luminoso por lmpara: L = 3100 lm. Tipo de luminaria: Artefacto fluorescente 2 x 36 W con louver marca ANFA, mod. TP1031 techo artefacto Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tenemos que: h = H 0,85 = 2,00 m H = 2,85 m Altura mnima: h = 2/3 h = 1,33 m

Altura aconsejable: h = 3/4 h = 1,50 m plano de trabajo Altura ptima: 0,85 m nivel de piso Tomamos: Indice de local: Fig. III-2 h = 1,60 m k = (L.b) / h.(L+b) h = 4/5 h = 1,60 m

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k = (5.4,5) / 1,5(5+4,5) k = 1,48 Rendimiento del local: Rendimiento de la luminaria: Rendimiento de la iluminacin: Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:

R = 0,776 L = 0,75 = R . Lfm = 0,75

= 0,5823

T = Em . S / . fm T = 500 . 5 . 4,5 / 0,70 . 0,75 = 25760 lm.

Nmero de luminarias necesarias:

NT = T / n . L = 25760 / 2 . 3100 = 4,15

(n: nmero de lmparas por artefacto) Lo que corresponde a: NT = 4 luminarias

III-2-2 Vestuarios Datos del local: L = 5,00 m Dimensiones b = 3,50 m H = 2,85 m Techo: blanco Paredes: blanco Piso: gris claro fr = 0,8 fr = 0,7 fr = 0,3

Factor de Reflexin

luminancia media recomendada (segn DIN 5035): Em = 150 lux Tipo de lmpara: Tubo fluorescente marca PHILIPS TLD 36W/33 blanco nveo. Flujo luminoso por lmpara: L = 3100 lm. Tipo de luminaria: Artefacto fluorescente 1 x 36 W sin louver marca ANFA, mod. TP1031

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Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tenemos que: h = H 0,85 = 2,00 m techo artefacto Altura mnima: h = 2/3 h = 1,33 m

Altura aconsejable: h = 3/4 h = 1,50 m Altura ptima: h = 4/5 h = 1,60 m h = 1,60 m k = (L.b) / h.(L+b) k = (5.3,5) / 1,5(5+3,5)

H = 2,85 m

Tomamos: Indice de local:

plano de trabajo 0,85 m nivel de piso

k = 1,37 Fig. III-3 Rendimiento del local: Rendimiento de la luminaria: Rendimiento de la iluminacin: Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:

R = 0,7841 L = 0,75 = R . L

= 0,588

fm = 0,75

T = Em . S / . fm T = 150 . 5 . 3,5 / 0,707 . 0,75 = 5951 lm.

Nmero de luminarias necesarias: Lo que corresponde a:

NT = T /L = 5951 / 3100 = 1,92 NT = 2 luminarias

III-2-3 Comedor

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Datos del local: L = 6,00 m Dimensiones b = 5,00 m H = 2,85 m Techo: blanco Paredes: blanco Piso: gris claro fr = 0,8 fr = 0,7 fr = 0,3

Factor de Reflexin

luminancia media recomendada (segn DIN 5035): Em = 250 lux Tipo de lmpara: Tubo fluorescente marca PHILIPS TLD 36W/33 blanco nveo. Flujo luminoso por lmpara: L = 3100 lm. Tipo de luminaria: Artefacto fluorescente 2 x 36 W sin louver marca ANFA mod. TP1031 Altura de montaje: considerando un plano de trabajo promedio de 0,85 m sobre el nivel del piso terminado tenemos que: h = H 0,85 = 2,00 m Altura mnima: Altura aconsejable: Altura ptima: Tomamos: Indice de local: h = 2/3 h = 1,33 m h = 3/4 h = 1,50 m h = 4/5 h = 1,60 m h = 1,60 m k = (L.b) / h.(L+b) k = (6.5) / 1,5(6+5) = 1,82 Rendimiento del local: Rendimiento de la luminaria: Rendimiento de la iluminacin: Factor de mantenimiento: Flujo luminoso total necesario:

R = 0,7526 L = 0,75 = R . L

= 0,56445

fm = 0,75

T = Em . S / n . . fm

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T = 300 . 6,5 . 5 / 0,728 . 0,75 = 21260 lm.Nmero de luminarias necesarias: Lo que corresponde a: NT = T /L = 21260 / 2 . 3100 = 3,43 NT = 4 luminarias

El siguiente cuadro es un resumen del mtodo mostrado anteriormente en el cual se especifican los niveles lumnicos recomendados, tipo de artefactos a instalar, cantidad y consumo por local.

PLANTA BAJA LOCAL NIVEL DE ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y (lux) POTENCIA NOMINAL 500 Fluoresente 2x36W NMERO DE ARTEFACTOS 4 (cuatro) POTENCIA TOTAL (W) 288

Laboratorio

Admisin y Entrega Ingreso

500

Fluoresente 2x36W

4 (cuatro)

288

500

Artefacto redondo embutir HQIT 70W

para

3 (tres)

210

Recepcin

150

Spot dicroico 12V - 50W

4 (cuatro)

200

Sanitarios

100

Incandescente 1x60W

4 (cuatro)

240

Vestuarios

150

Fluoresente 1x36W

2 (dos)

72

Baos

150

Fluoresente 2x36W Incandescente 2x60W

2 (dos) 1 (uno)

240

Escaleras TOTAL

50 Incandescente 1x75W 1 (uno)

195 1733 W

PLANTA ALTA

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NIVEL DE ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y (lux) POTENCIA NOMINAL Dulux 2x26W Oficina 200 Principal Dicroica 50W - 12V Dulux 2x26W Oficina de 200 Capacitaci Dicroica 50W - 12V n LOCAL Pasillo 50 Dicroica 50W - 12V

NMERO DE ARTEFACTOS 4 (cuatro) 4 (cuatro) 4 (cuatro)

POTENCIA TOTAL (W) 408

408 4 (cuatro)

4 (cuatro)

200

Comedor

250

Fluorescente 2x36W

4 (cuatro)

288

Dormitorio

150

Incandescente 2x60W

1 (uno)

120

Sanitario TOTAL

50

Incandescente 1x100W

2 (dos)

200 1624 W

SECTOR DE PRODUCCIN NIVEL DE LOCAL ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y (lux) POTENCIA NOMINAL Nave Principal Ingreso de Personal Depsito 250 Artefacto Industrial HPLN 250W Incandescente 2x60W

NMERO DE ARTEFACTOS 48

POTENCIA TOTAL (W) 12000

50

2 (dos)

240

100

Fluorescente 1x36W Fluorescente 1x36W

4 (cuatro) 4 (cuatro)

144

Mantenim.

100 Fluor. 1x18W (emergencia) 1 (uno) 2 (dos)

162

S.E.T.

50

Fluorescente 1x36W

72 12618 W

TOTAL III-3 Iluminacin Exterior

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La iluminacin exterior comprende el alumbrado perimetral del edificio y las luces de fachada. El primero se dise con un criterio de seguridad y obtener una iluminacin mnima necesaria en este sector. En tanto, la iluminacin de fachada responde a pautas de esttica a los fines de destacar la imagen de la empresa.

III-3-1 Iluminacin perimetral Para el clculo de la iluminacin perimetral se utiliz el Mtodo del flujo luminoso necesario. Mediante este mtodo se calcula el flujo luminoso para un tramo de la va, aplicando la frmula:

T =en la cual

Emed A D f u fc

T : flujo luminoso total necesario en lmenes;Emed : iluminancia media en lux; A : ancho de la calzada en metros; D : distancia entre dos puntos de luz en metros (tabla 22-5; anexo 1); fu : factor de utilizacin, obtenido de la curva de utilizacin correspondiente a la luminaria y lmpara elegidas, y de las caractersticas de la va a iluminar. fc : factor de conservacin.

Si el flujo luminoso obtenido es igual o inferior al dado por las lmparas elegidas, en principio, la solucin puede considerarse como vlida. Dado que pretendemos iluminar el permetro del edificio aplicaremos el mtodo para cada uno de los lados del mismo. Comenzaremos con el muro norte. Segn la tabla 22-1 se fija un nivel medio de iluminacin sobre la calzada en servicio de Emed = 22 lux. Se adoptaron luminarias hermticas para alumbrado pblico de PHILIPS modelo HRC 502/400 montada sobre bculo de acero fijado al muro (fig. III-4). Las lmparas a utilizar son HPLN 400 W, a vapor de mercurio color corregido.

Muro Norte

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Datos Dimensiones: Longitud total de la va a iluminar Ancho de calzada

L1 = 80 m A = 5,5 m

-

Caractersticas:

Va formada por una calzada y una acera lateral sin vegetacin pegada al muro. Fig. III-4

h=6 m

calle perimetral

v=1,5 mposterior

4m anterior

-

Factor de utilizacin:

De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relacin anterior: A v 5,50 1,50 = = 1,08 h 6,00 obtenemos el factor de utilizacin: f uA = 0,24 y con la relacin posterior: v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,09

-

Factor de conservacin:

Por lo tanto, obtenemos el factor de utilizacin total f u = 0,24 + 0,09 f u = 0,33 Para los tipos de lmpara y luminaria a emplear, y

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de acuerdo con la tabla 22-7 y 22-8 establecemos un valor de: f c = 0,64Clculos

-

Altura del punto de luz:

Segn la tabla 22-4 para una potencia luminosa instalada de 23000 lmenes corresponde una altura del punto de luz: h=6m De la tabla 22-5 se deduce que para una iluminacin media de Emed = 22 lux, la separacin entre puntos de luz ser: D = R x h = 6,2 x 6 = 37 m. Tomamos D=35 m con lo cual se adoptan dos luminarias para el tramo considerado.

-

Separacin entre puntos de luz:

-

Disposicin de los puntos de luz: De acuerdo con la tabla 22-6 la disposicin ser unilateral ya que se cumple la relacin: 6 h = = 1,09 A 5,5

-

Flujo luminoso total necesario:

T =

Emed A D 22 5,5 35 = 20052 lmenes = 0,33 0,64 f u fc

Como la lmpara prevista tiene un flujo de 22000 lmenes, el resultado obtenido es favorable y la solucin puede considerarse vlida.

Muro EsteDatos

-

Dimensiones:

Longitud total de la va a iluminar Ancho de calzada

L1 = 35 m A = 5,50 m

-

Caractersticas:

Va formada por una calzada y una acera lateral sin vegetacin pegada al muro. De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relacin anterior: A v 5,50 1,50 = = 1,08 6,00 h obtenemos el factor de utilizacin: f uA = 0,24 y con la relacin posterior:

-

Factor de utilizacin:

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v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,10 Por lo tanto, el factor de utilizacin total es: f u = 0,33 f u = 0,24 + 0,09Clculos

-

Altura del punto de luz:

Segn la tabla 22-4 para una potencia luminosa instalada de 23000 lmenes corresponde una altura del punto de luz: h=6m De la tabla 22-5 se deduce que para una iluminacin media de Emed = 22 lux, la separacin entre puntos de luz ser: D = R x h = 3,2 x 6 = 25 m

-

Separacin entre puntos de luz:

-

Disposicin de los puntos de luz: De acuerdo con la tabla 22-6 la disposicin ser unilateral ya que se cumple la relacin: h 6 = = 0,92 A 6,5

-

Flujo luminoso total necesario:

T =

Emed A D 22 5,5 35 = 20052 lmenes = 0,33 0,64 f u fc

Dado que el flujo luminoso de la lmpara es de 22000 lm el resultado obtenido es satisfactorio. Por lo tanto se adopta un solo artefacto para el tramo en consideracin.

Muro Sur

En este caso efectuaremos el clculo para dos tramos.Datos del tramo 1

-

Dimensiones:

Longitud total de la va a iluminar Ancho de calzada

L1 = 55 m A = 5,5 m

-

Caractersticas:

Va formada por una calzada y una acera lateral sin vegetacin pegada al muro.

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-

Factor de utilizacin:

De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relacin anterior: A v 5,50 1,50 = = 1,08 h 6,00 obtenemos el factor de utilizacin: f uA = 0,24 y con la relacin posterior: v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,10 Por lo tanto, el factor de utilizacin total es: f u = 0,33 f u = 0,24 + 0,09

-

Factor de conservacin:

Para los tipos de lmpara y luminaria a emplear, y de acuerdo con la tabla 22-7 y 22-8 establecemos un valor de: f c = 0,64

Clculos

-

Altura del punto de luz:

Segn la tabla 22-4 para una potencia luminosa instalada de 23000 lmenes corresponde una altura del punto de luz: h=6m De la tabla 22-5 se deduce que para una iluminacin media de Emed = 22 lux, la separacin entre puntos de luz ser: D = R x h = 3,2 x 6 = 25 m

-

Separacin entre puntos de luz:

-

Disposicin de los puntos de luz: De acuerdo con la tabla 22-6 la disposicin ser unilateral ya que se cumple la relacin: h 6 = = 0,92 A 6,5

-

Flujo luminoso total necesario:

T =

Emed A D 22 5,5 35 = = 20052 lmenes 0,33 0,64 f u fc

Dado que el flujo luminoso de la lmpara es de 22000 lm el resultado obtenido es satisfactorio. Por lo tanto se adopta un solo artefacto para el tramo en consideracin.

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Datos del tramo 2

-

Dimensiones:

Longitud total de la va a iluminar Ancho de calzada

L1 = 20 m A = 5,5 m

-

Caractersticas:

Va formada por una calzada y una acera lateral sin vegetacin pegada al muro. De las curvas de rendimientos de la luminaria y con la relacin anterior: A v 5,50 1,50 = = 1,08 6,00 h obtenemos el factor de utilizacin: f uA = 0,24 y con la relacin posterior: v 1,5 = = 0,25 h 6 obtenemos f uP = 0,09 Por lo tanto, el factor de utilizacin total es: f u = 0,24 + 0,09 f u = 0,33

-

Factor de utilizacin:

-

Factor de conservacin:

Para los tipos de lmpara y luminaria a emplear, y de acuerdo con la tabla 22-7 y 22-8 establecemos un valor de: f c = 0,64

Clculos

-

Altura del punto de luz:

Segn la tabla 22-4 para una potencia luminosa instalada de 23000 lmenes corresponde una altura del punto de luz: h=6m De la tabla 22-5 se deduce que para una iluminacin media de Emed = 22 lux, la separacin entre puntos de luz ser: D = R x h = 3,2 x 6 = 25 m

-

Separacin entre puntos de luz:

-

Disposicin de los puntos de luz: De acuerdo con la tabla 22-6 la disposicin ser unilateral ya que se cumple la relacin: h 6 = = 0,92 A 6,5

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Emed A D 22 5,5 35 = = 11458 lmenes 0,33 0,64 fu fc Dado que el flujo luminoso de la lmpara es de 22000 lm el resultado obtenido es satisfactorio. Por lo tanto se opt por instalar un solo artefacto para este tramo. Flujo luminoso total necesario: T =

III-3-2 Iluminacin de fachada Para la iluminacin de la fachada se adopt el alumbrado por proyeccin. Para el clculo de este tipo de iluminacin se utiliz el mtodo del flujo luminoso (lmenes) por medio del cual se calcula el nmero total de lmenes, o sea, el flujo luminoso total dirigido hacia la fachada por todas las lmparas. Este total puede calcularse con la frmula:

total =en la cual 3);

F E

E : iluminancia deseada en lux segn valores recomendados por la IES * (tabla 21F : rea de la superficie iluminada en m2.

: factor de utilizacin que tiene en cuenta la eficiencia del proyector y las prdidas de luz (eficiencia lumnica). Valor que oscila entre 0,25 a 0,35.El nmero de proyectores necesarios ser:NP =

proyector

total

El edificio en estudio tiene una altura de 8 m por 30 m de frente. Es de hormign pintado blanco mate. El nivel de iluminacin recomendado en este caso es de 40 lux. Entonces: F E 8 30 40 = 38400 lm 0,25

total =

=

El proyector seleccionado debe tener, por consiguiente, un flujo de por lo menos 40000 lm. Se opta por instalar dos proyectores marca PHILIPS modelo HLF400 con lmpara HPL-N a vapor de mercurio color corregido de 400 W, con un flujo luminico de 21800 lm.

*

Instituto Norteamericano de Iluminacin

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ILUMINACIN EXTERIOR NIVEL DE SECTOR ILUMINACION TIPO DE LUMINARIA Y POTENCIA NOMINAL (lux) Perimetral 22 Artef. de Alumbrado Publico 400 W Proyector 400 W

NMERO DE ARTEFACTOS 7 (siete)

POTENCIA TOTAL (W) 2800

Fachada TOTAL

40

2 (dos)

8003600 W

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CAPTULO IV CLCULO DE POTENCIAS PLANILLAS DE CARGA

Las planillas de carga, se confeccionaron de acuerdo al siguiente esquema:Cantidad de artefactos del circuito

Potencia Activa (Pi) por Circuito o Tablero

Factor de potencia

Potencia Aparente Si = Pi / cos

TABLERO o CIRCUITO

DESCRIPCION DE LA CARGA

CANT.

POT. (kW)

POT. TOTAL

COS

P. TOTAL (kVA)

FASE

INTENSIDAD (A) I (monof.) I (trif.)

No de circuito o de tablero

Potencia por artefacto (PN)

Corriente Monofsica Ii = Si / U

Corriente Trifsica

S I =

i

Sumatoria de Potencias PT = Pi

Sumatoria de Potencias Aparentes ST = Si

U 3

TOTAL

Coef. de simultaneidad

Potencia Activa Total P = PT . C S

POTENCIA TOTAL SIMULTANEAFactor de Potencia Global cos = PT / ST

C. S.

=Potencia Aparente Total S = P / cos

kW

POTENCIA TOTAL EN kVA

cos

=

kVA

Corriente Total

CORRIENTE NOMINALI =

S U 3

Amp.

Basndonos en la cantidad de equipos y cargas elctricas en juego tanto de iluminacin como de fuerza motriz; se armaron los distintos circuitos que integran el TGBT. En las planillas de carga se vuelcan estos datos obtenindose la potencia y la corriente totales que servirn luego para dimensionar cables y protecciones. Para nuestro caso se confeccionaron, una planilla de carga para el mdulo de Potencia y Distribucin; y otra para el mdulo de Servicios Generales del TGBT.

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Del anlisis de las planillas de carga se desprende que la potencia total instalada llega a 550 kW; lo que representa unos 600 kVA con un cos = 0,90. Se prev una simultaneidad para el total de la planta del 60 %. Por lo tanto la potencia total simultanea ser de 330 kW (365 kVA) obtenindose una corriente total de 554 A. Para hacer frente a dicha demanda de potencia, se cuenta con un transformador de 630 kVA con lo cual se tiene una reserva de:R = STr S = 630 365 = 265 kVA Esta reserva de potencia nos servir para controlar la simultaneidad y hacer frente a futuras ampliaciones.

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CAPTULO V CLCULO DE CAIDAS DE TENSIN - PLANILLA DE CONDUCTORES

Para comprobar si los alimentadores elegidos en funcin de su capacidad de carga cumplen con las condiciones relativas a la cada de tensin, se confeccion una planilla de clculo que nos da estos valores para cada uno de los conductores. Consideramos que la cada de tensin no puede sobrepasar; en ningn caso; el valor de 3% de la tensin de lnea en todo el tramo, desde la subestacin transformadora hasta la carga. Teniendo en cuenta que el TGBT se encuentra muy prximo al transformador; puede darse como vlido considerar despreciable la cada de tensin de dicho tramo. Los datos caractersticos de los cables empleados fueron tomados de catlogos de IMSA adjuntados al final del presente trabajo. En la planilla puede observarse que en ningn caso la cada de tensin supera el 3%. El caso mas crtico es el alimentador del horno, el cual presenta una cada de 2,11%. A continuacin tomaremos este ltimo caso como ejemplo de clculo de cada de tensin. Datos de la carga Tablero Potencia Factor de potencia Datos del conductor Longitud Seccin Tipo Resistencia especfica Reactancia especfica Corriente admisible Temperatura ambiente Instalacin Agrupacin de conductores

TS4 Horno Dacromet P = 300 kW cos = 0,95

l = 60 m 3(1x185 mm2) subterrneo unipolar XLPE r = 0,128 /km x= 0,139 /km IA = 567 A ta = 40C ft = 1,00 Sobre bandeja perforada fi = 0,87 Cables unipolares en plano fa = 1,00

Los factores de correccin fi, ft y fa fueron obtenidos de las tablas del fabricante (ver anexo 2). Corriente de clculo: I= Capacidad de carga real: IA = IA. ft . fi .fa = 567.0,87 = 493,29 A P = 3 U cos 300 kW 3 0,38 kV 0,95 = 479,79 A

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Se verifica que: IA > I Cada de tensin en Volt:

; por lo tanto el alimentador es apto en cuanto a capacidad de carga.

U = 3 I l ( r ' cos + x ' sen ) = Cada de tensin en %: U % =

3 479,79 A

60 (0,128 0,95 + 0,139 0,31) = 8,24 V 1000

U 8,21 100 = 100 = 2,17 % 380 UN

Se cumple la condicin: U% < 3 % por lo tanto el alimentador es apto en cuanto a cada de tensin. Otro ejemplo para analizar es el caso del tablero seccional de Granalladoras. Datos de la carga Tablero Potencia Factor de potencia Datos del conductor Longitud Seccin Tipo Resistencia especfica Reactancia especfica Corriente admisible Temperatura ambiente Instalacin Agrupacin

TS3 Granalladoras P = 50 kW cos = 0,85

l = 85 m 1(3x35/16 mm2) Subterrneo tetrapolar PVC r = 0,650 /km x= 0,081 /km IA = 138 A ta = 40C ft = 0,87 Sobre bandeja perforada fi = 0,92 Cable tertrapolar (6 sistemas) fa = 0,93

Corriente de clculo: I= Capacidad de carga real: IA = IA. ft . fi = 138 . 0,87. 0,92. 0,93 = 102,72 A P = 3 U cos 50 = 89,37 A 3 0,38 kV 0,85

Se verifica que:

IA > I

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Cada de tensin en Volt: U = 3 I l ( r ' cos + x ' sen ) = Cada de tensin en %: U % = 3 89,37 A 85 (0,650 0,85 + 0,081 0,53 ) = 7,83 V 1000

U 7,83 100 = 100 = 2,06 % 380 UN

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CAPTULO VI CLCULO DE CORTOCIRCUITO

Debido a que los efectos de un cortocircuito constituyen un peligro tanto para las personas como para las instalaciones, es necesario evaluar y conocer los valores de la intensidad de la corriente de cortocircuito por dos motivos fundamentales: - seleccin de los elementos de proteccin y maniobra de acuerdo a su capacidad de ruptura; - diseo de barras y soportes con relacin a los esfuerzos dinmicos a que se vern sometidos en tales condiciones. Estadsticamente la falla que se produce con ms frecuencia es el cortocircuito unipolar a tierra. No obstante, es el cortocircuito tripolar en el que SEA Sk = 107 MVA generalmente se establecen las corrientes de Cerro cortocircuito de mayor intensidad en el punto defectuoso considerado. Por lo tanto este valor es decisivo a la hora de dimensionar las Lnea de transmisin instalaciones. 13,2 kV cond. desnudo Al50 mm2 simple napa l = 4 km.

Sala de celdas de Media Tensin de EPEC l = 60 mts. 3x25mm2 subterrneo Transformador 13,2 / 0,4

Las frmulas y conceptos que a continuacin se emplean fueron tomados de las directrices para determinar la corriente de cortocircuito publicadas por la Asociacin de Electrotcnicos Alemanes (Veband Deustcher Elektrotechniker, VDE). El sector de la planta est alimentado desde la SEA CERRO a unos 4 5 Km. a travs de una lnea area de M.T. en conductor de aluminio de 50 mm2 en simple napa. Segn informacin de la EPEC, la potencia de cortocircuito trifsico en la SEA es de 107 MVA. La impedancia de la red est dada por:

S.E.T.

2[3(1x150mm2)]+ 1x150+T l = 5m 0,22 / 0,38 kV

Ik

1

ZQ =T.G.B.T.

2 , UN 11 " Sk

ZQ =

, 13,2 2 kV 2 11 107 MVA

= 1,791

Si consideramos que: RQ 0,1 XQ

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ZQ =

2 2 2 RQ + XQ = (0,1 X Q ) 2 + X Q

ZQ = 1,005 XQ XQ = ZQ / 1,005 = 1,791 / 1,005 = 1,782 En forma vectorial obtenemos: ZQ = (0,1782 + j 1,782) Zka1 = l (r+ j x)

La impedancia de la lnea est dada por: Donde: l, es la longitud de la misma r, es la resistencia especfica en /Km. x, es la reactancia inductiva en /Km.

El valor de r se obtiene de la siguiente tabla (ver SPITTA pg. 99)TABLA 1: Valores de la resistencia hmica r a 50 Hz para cables de lneas areas fabricadas segn DIN 48204 Y 48206 SECCIONES NOMINALES 2 qN/qNS (mm ) RESISTENCIA HMICA (r ) Al / acero Aldrei / acero /Km /Km 1,8792 1,2027 0,8353 0,6566 0,5946 0,5644 0,4130 0,3058 0,2992 2,180 1,395 0,9689 0,7616 0,6898 0,6547 0,4791 0,3547 0,3471 SECCIONES NOMINALES 2 qN/qNS (mm ) RESISTENCIA HMICA r Al / acero /Km 0,2733 0,2374 0,2364 0,2259 0,1939 0,1682 0,1571 0,1380 0,1363 Aldrei / acero /Km 0,3170 0,2754 0,2742 0,2621 0,2249 0,1952 0,1822 0,1601 0,1581

16/2,5 25/4 35/6 44/32 50/8 50/30 70/12 95/15 95/55

105/75 120/20 120/70 125/30 150/25 170/40 185/30 210/35 210/50

qN es la seccin nominal de las capas de aluminio aldrei; qNS es la seccin nominal del ncleo de acero.

Tomamos de esta tabla:

r= 0,5946 /Km x = 2..f.L.10-3

La reactancia inductiva de la lnea ser:

Donde f es la frecuencia del sistema (50 Hz) y L, la inductancia de la lnea. Esta ltima se calcula de la siguiente manera: L = kL + 0,46 log (2.DMG /dc) Donde kL es un coeficiente que depende del nmero de alambres que conforman el conductor (ver tabla 2); dc es el dimetro del conductor en mm y DMG es la distancia media geomtrica y se obtiene de la frmula siguiente:

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dc DMG = 3 a . a 2 = 3 800 .1600 2 = 1008 mm2 1 2

a1 a2 Distribucin en simple napa

dc = 2

A

=2

50

= 7,98 mm

TABLA 2: Factor KL para cables de lneas areas de transmisin de energa NMERO DE HILOS ELEMENTALES QUE FORMAN EL CONDUCTOR NMERO DE HILOS ELEMENTALES QUE FORMAN EL CONDUCTOR

kL

kL

7 11 12 14 16 19 20

0,0640 0,0588 0,0581 0,0571 0,0563 0,0554 0,0551

24 27 28 30 32 37 42

0.0543 0,0539 0,0537 0,0535 0,0532 0,0528 0,0523

Por lo tanto:

L = 0,0554 + 0,46 log (2.1008 / 7,98) = 1,16 Hy / Km. x = 2..50.1,16.10-3 = 0,364 /Km Zka1 = l (r+ j x) = 3 Km (0,565 + j 0,364) Zka1 = 1,695 + j 0,546

La reactancia inductiva es: Impedancia de la lnea:

La impedancia del alimentador est dada por:

Zka2 = l (r+ j x)

Los valores de r, estn especificados en la planilla de datos garantizados. En dicha planilla se observan tres valores de resistencia especfica; esto es uno por cada fase: R (castao): S (negro): T (rojo): 0,723 /km 0,721 /km 0,718 /km r' = El promedio nos da:

0,723 + 0,721 + 0,718 = 0,720667 / km 3

Aumentando este valor un 12% por efectos de uniones y empalmes: r = 0,80 /km Siendo la longitud del alimentador de 80 m; obtenemos:

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Zka2 = 0,08.0,8 = 0,064

(se considera x despreciable)

Por lo tanto la impedancia del conjunto red lnea alimentador ser: Z = ZQ + Zka1 + Zka2 = 0,1782 + 2,37 + 0,064 + j(1,782 + 1,456) Z = 2,6122 + j 3,238 La cual referida al secundario del transformador queda: Z = Z ('

U NUS 2 0,38 2 ) = Z ( ) = Z 8,2874 .10 4 13,2 U NOS

Z = (2,6122 + j 3,238).8,287. 10-4 Z = (2,165 + j 2,6835).10-4 Para calcular la impedancia del transformador necesitamos conocer los valores de las componentes de la tensin de cortocircuito. La componente reactiva se obtiene de la siguiente expresin:2 2 uxT 1 = ukT 1 urT 1

De la planilla de datos garantizados del fabricante obtenemos la tensin de cortocircuito ukt1; y su componente resistiva urT1. Por lo tanto:uxT 1 = 4 2 1,252 % = 3,8 %

Con estos datos calculamos las componentes de la impedancia del transformador:' RT 1 = 2 urT 1 U NUS 1,25 0,38 2 kV 2 = = 2,865 10 3 100 % S NT 1 100 % 630 kVA 2 uxT 1 U NUS 3,8 0,38 2 kV 2 = = 8,71 10 3 100 % S NT 1 100 % 630 kVA

' XT 1 =

Entonces la impedancia del transformador es:

ZT1 = (2,865. 10-3 + j 8,71. 10-3 )

La impedancia del cable hasta las barras del T.G.B.T. es:Z ka 3 = l ( r '+ j x ') = 0,005 (0,122 + j 0,173) = 6,1 10 4 + j 8,65 10 4

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La impedancia total (red, lnea, alimentador, transformador y cable hasta T.G.B.T.) ser:Zk = Z + ZT1 + Zka3 Zk = 2,165.10-3 + 2,865. 10-4 + 6,1. 10-4 + j (2,6835.10-3 + 8,71. 10-4 + 8,65. 10-4 ) Zk = (3,06.10-3 + j 4,42.10-3) ' Zk = ' ' Rk + Xk = (3,06 10 3 ) 2 + (4,42 10 3 ) 2 = 5,376 10 3 2 2

Por lo tanto la corriente permanente de cortocircuito ser:I k mx 3 pol = U NUS =

0,38 kV 3 5,376 10 3

3Z

' k

= 40,8 kA

Impulso de la corriente de corto circuito:I s mx 3 pol = 2 I k mx 3 pol

El valor de se obtiene del grfico 1.3/23 del anexo 2 siendo la relacin:R ' k 3,06 10 3 = = 0,692 X ' k 4,42 10 3

= 115 ,

I s mx 3 pol = 115 , 2 40,89 = 66,35 kA

El valor obtenido tiene una importancia fundamental puesto que sobre la base de ste se dimensionar el interruptor de corte general del TGBT. Adems, se podr obtener el esfuerzo dinmico a que estarn sometidas las barras TGBT ante una falla de cortocircuito. A continuacin se efectuar el clculo de corto circuito a los bornes de la carga ms importante que tenemos en la instalacin; el Horno principal (TS4: 300 kW). La corriente ce corto circuito a los bornes del TS4 est dada por:I k mx 3 pol = U NUS' 3 Zk

Cable subterrneo unipolar 3(1x185 mm2) 60 m.

TS4

Donde Zk es la impedancia de los medios de servicio al paso de la corriente hasta el TS4.

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Este valor, como ya se vio anteriormente estaba dado por la suma de las impedancias de la red, lnea, alimentador de M.T., transformador y cable hasta el T.G.B.T. Sumando a estos la impedancia del alimentador del horno obtendremos el valor buscado.Z ka 4 = l ( r '+ j x ') = 0,06 (0,128 + j 0,139) = 7,68 10 3 + j 8,34 10 3

La impedancia total ser ahora:

Zk = (Z + ZT1 + Zka3)+ Zka4

Zk = (3,06.10-3 + j 4,42.10-3) + (7,68.10-3 + j 8,34.10-3) Zk = (1,074.10-2 + j 1,276.10-2)' Zk = ' ' Rk + Xk = (1,074 10 2 ) 2 + (1,276 10 2 ) 2 = 1,668 10 2 2 2

Por lo tanto la corriente permanente de cortocircuito ser:I k mx 3 pol = U NUS =

0,38 kV 3 1,668 10 2

3Z

' k

= 13,154 kA

Impulso de la corriente de corto circuito:I s mx 3 pol = 2 I k mx 3 pol

R ' k 1,074 10 2 = = 0,842 X ' k 1,276 10 2

= 110 ,

I s mx 3 pol = 110 , 2 13,154 = 20,463 kA

VI-1 Esfuerzos dinmicos de cortocircuito en las barras del TGBT

Las barras que consideramos son las que van montadas desde el interruptor general al interruptor del horno. Se trata de barras de cobre de 50x10mm separadas entre s unos 13mm. La fuerza F (en Newton) que acta entre los conductores de longitud l, los cuales estn separados una distancia a (en cm.) al momento de circular la corriente de cortocircuito Is, est dada por la siguiente expresin: l F = 0,2 I s2mx 3 pol a

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INTERRUPTOR GENERAL

Para este caso tendremos que:F = 0,2 (66,5 kA) 2

350 = 3642 N 85

i1

i2

i3

1N = 0,102 kg.F2 350mm F = 371,5 kg. F1 son las fuerzas de atraccin y las F 2 son las de repulsin, de acuerdo al sentido de flujo de la corriente elctrica en el instante considerado.

F1

F2

F1

Barras de cobre 50x10mm

85mm

85mm

INTERRUPTOR HORNO

F

ArABuln cincado 11mm

BrB

Dichas fuerzas se consideran aplicadas al centro de la barra. Por lo tanto los extremos tendrn que soportar la mitad del esfuerzo generado y constituyen las reacciones a la misma. Segn se muestra en el esquema siguiente. Las fuerzas rA y rB equilibran a la fuerza F. A y B son los puntos de sujecin de la barra y debern resistir el esfuerzo de corte que le impone la fuerza F y las reacciones rA y rB.rA = rB = F / 2 = 186 kg.

FrB

Resistencia de los bulones al corte:R=.s

= 1200kg/cm2

s = .2/4 = .(1,1cm)2/4 = 0,95 cm2

INTERRUPTOR HORNO

INTERRUPTOR GENERAL

BBARRA DE COBRE

A

R = 1200.0,95 = 1140 kg.

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V-2 Solicitaciones trmicas de los alimentadores en el cortocircuito

Las expresiones que a continuacin se presentan estn basadas en la energa trmica almacenada en el conductor y en el lmite mximo de temperatura tolerada por la aislacin. El calentamiento del conductor viene determinado por el valor eficaz y la duracin de la corriente de cortocircuito. Debido a que la falla, es de corta duracin y solamente se produce en casos excepcionales de perturbacin, son admisibles en el conductor temperaturas considerablemente ms elevadas en caso de cortocircuito que las de servicio normal. Sin embargo, el calentamiento del conductor con estas condiciones se puede mantener dentro de los limites admisibles eligiendo una seccin adecuada.Conductor Frmula

Cobre

(

Ik 2 T + 234 ) t = 115679 log[ 2 ] s T1 + 234 Ik 2 T + 228 ) t = 48686 log[ 2 ] s T1 + 228

Aluminio

(

Ik : corriente de cortocircuito en A; 2 s : seccin del conductor en mm ; t : tiempo de duracin del corto en seg.; o T1 : temperatura mxima admisible en el conductor en operacin normal en C; o T2 : temperatura mxima admisible en el conductor en cortocircuito C.

Desde el punto de vista termodinmico, si se considera al conductor como un sistema, el proceso se realiza sin intercambio de calor con el medio; dada la rapidez del mismo. Es decir, es un proceso adiabtico, representado por las expresiones que figuran en el cuadro precedente. Sin embargo, estas frmulas pueden simplificarse conociendo las temperaturas T1 y T2, las cuales son datos proporcionados por el fabricante del conductor. De este modo obtenemos el siguiente cuadro:Frmulas basadas en la mxima temperatura de cortocircuito Conductor de Cobre Conexiones Prensadas Conexiones Soldadas Conductor de Aluminio Conexiones Prensadas Conexiones Soldadas T2 C Frmula T2 C Frmula

TIPO DE CABLE

T1 o C

o

T2 C

Frmula

o

T2 C

Frmula

o

o

PAYTON PVC

80

160

I k t = 114 sI k t = 142 s

-

-

160

I k t = 75 sI k t = 93 s

-

-

PAYTON XLPE

90

250

160

I k t = 92 s

250

160

I k t = 65 s

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Para nuestro caso tenemos: Tramo 1-2:Transformador

12[3(1x150)]+ 1x150+T TGBT Ik = 40 kA

Conductor Conexiones prensadas Temperatura adm. Normal Temperatura adm. en C-C

Payton XLPE 150 mm2T1 = 90 oC T2 = 250 oC

2 de donde se obtiene: t=(

I k t = 142 s

3(1x185)+ 1x95+T Ik = 2,5 kA

142 s 2 142 2 (150) 2 ) =( ) = 11342 , seg Ik 40000

Tramo 2-3: 3Horno

Conductor Conexiones prensadas Temperatura adm. Normal Temperatura adm. en C-C t=( 142 s 2 142 185 2 ) =( ) = 4 seg Ik 13154

Payton XLPE 185 mm2 T1 = 90 oC T2 = 250 oC

Los valores obtenidos, son los tiempos mximos que pueden soportar los cables, la solicitacin trmica de un cortocircuito. A partir de estos valores, deben calibrarse las protecciones que debern tener los aparatos de maniobra de la instalacin. El clculo precedente es slo un ejemplo del procedimiento empleado. En la planilla No 5, se especifican los datos de los alimentadores y el tiempo mximo de exigencia trmica al cortocircuito.

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CAPTULO VII CLCULO Y SELECCIN DEL ALIMENTADOR DE MEDIA TENSIN

La acometida elctrica se realiza con un alimentador subterrneo para M.T. tripolar armado como a continuacin se describe. La corriente que circular en este tramo viene dada por: I= P = 3 U cos (1)

630 = 30,6 A 3 13,2 0,95

Donde:P: potencia total simultanea en kVA U: tensin de lnea en kV cos : factor de potencia

Por corriente admisible preseleccionamos un conductor tripolar subterrneo tipo PAYTON XLPE para media tensin, categora II IRAM 2178 de 3x25 mm2 armado marca IMSA (ver planilla de datos garantizados del fabricante en el ANEXO 2) El cable ser instalado directamente enterrado a 70 cm de la superficie. Datos del conductor Longitud Seccin Tipo Resistencia especfica Reactancia especfica Corriente admisible Temperatura del terreno Instalacin Capacidad de carga real: IA = IA. ft . fi = 152 . 1,14. 0,78 = 135 A Se verifica que: IA > I ; por lo tanto el alimentador es apto en cuanto a capacidad de carga.

l = 60 m 1(3x25 mm2) Subterrneo tetrapolar XLPE 13,2 kV r = 0,72 /km x= 0,18 /km IA = 152 A ta = 25C ft = 1,14 Directamente enterrado fi = 0,78

Por cada de tensin tenemos que:La potencia P que figura en el clculo de corriente, es la mxima posible, ya que es el valor nominal del transformador. De este modo la seleccin de dicho alimentador resulta con algn sobredimensionamiento, lo cual nos otorga un margen de seguridad.(1 )

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U = 3 I U = 3 30,6

l r ' cos + x ' sen 1000

60 0,72 0,95 + 0,18 0,31 = 2,35 V 1000

U % =

U 2,35 100 = 100 = 0,018 % UN 13200

En conclusin, el cable seleccionado responde a las condiciones de capacidad de carga y cada de tensin. Para verificar el conductor al cortocircuito debemos averiguar la corriente de falla (Ik3pol) a los bornes de MT del transformador. Para ello recordemos que:I k mx 3 pol = U NUP

3 Z

Z es la impedancia de los medios de servicio al paso de la corriente; hasta los bornes de MT del transformador (red, lnea de MT, alimentador subterrneo. Ver pg. 32) Z = 2,6122 + j 3,238 I k mx 3 pol =Solicitacin trmica al cortocircuito Conductor Conexiones prensadas Temperatura adm. Normal Temperatura adm. en C-C Payton XLPE 25 mm2 13,2 kV

Z = (2,6122) 2 + (3,238) 2 = 4,16 13,2 = 1,83 kA 3 4,16

T1 = 90 oC T2 = 250 oC142 s 2 142 25 2 ) =( ) = 3,75 seg Ik 1832

t=(

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CAPTULO VIII CLCULO Y SELECCIN DE ELEMENTOS DE PROTECCIN Y MANIOBRA

Ik = 1,83 kA Transformador 630 kVA

De acuerdo con los valores de corriente de cortocircuito y los tiempos mximos de desconexin calculados anteriormente (ver planilla No 5) se eligieron los elementos de proteccin y maniobra que forman parte de la instalacin. El criterio de diseo empleado se bas, principalmente en la selectividad cronomtrica. Es decir, teniendo en cuenta el escalonamiento de tiempos de funcionamiento de los interruptores.

1-Interruptor ABB-Sace 1250 A -50kA Ik = 40,8 kA Barra TGBT

2-Interruptor ABB-Sace 800 A 35 kA

El corte general es un interruptor en caja moldeada marca ABB modelo Isomax S7S de corriente nominal 1250 A. Est provisto de rel electrnico PR211, el cual puede regular las funciones I y L, segn se muestra en el catlogo adjunto (ver anexo 2). Segn las curvas tiempo corriente, el interruptor puede ser calibrado para actuar a los 0,025 seg (funcin I). El interruptor del Horno es un ABB Isomax S6N de 630 A, tambin provisto de rel electrnico PR211, al cual se ha regulado el tiempo de actuacin a los 0,01 seg. Por lo tanto tenemos un escalonamiento de tiempo en la actuacin de las protecciones correspondientes, como se representa en la siguiente figura.

t

4

3

L

I In

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La siguiente es un listado de los interruptores que se encuentran en el mdulo de Distribucin del T.G.B.T. posconectados al interruptor principal, y surge de la observacin y la superposicin de las curvas tiempo corriente del interruptor principal y las correspondientes a cada uno de los interruptores posconectados.Designacin Interruptor Modelo Calibracin (A) ABB-SACE isomax S1N 63 A ABB-SACE isomax S1N 100 A ABB-SACE isomax S6S 800 A ABB-SACE isomax S1N 50 A ABB-SACE isomax S1N 100 A ABB-SACE isomax S1N 40 A ABB-SACE isomax S1N 50 A ABB-SACE isomax S1N 100 A ABB-SACE isomax S1N 80 A Tiempo mximo de C-C (seg) 0,121 1,024 4,191 0,119 0,961 0,150 0,015 0,103 0,664 Tiempo de apertura (seg) 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 Capacidad de ruptura (kA) 25 25 35 25 25 25 25 25 25

TS2 Rectificador TS3 Granalladoras TS4 Horno Principal TS5 Aire Acondicionado TS6 Compresor TS7 Cincado TS8 Mantenimiento TS9 Horno de Secado TS10 Desengrasadora

Obsrvese que el tiempo mximo de cortocircuito admisible, calculado anteriormente (ver planilla No 5) es en todos los casos superior al tiempo de desconexin calibrado en los interruptores. Con este mismo criterio fueron seleccionados todos los elementos posconectados a cada interruptor. Las curvas de disparo de estos elementos se encuentran en el anexo 2.

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CAPTULO IX CLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Lo primero que se hizo para el clculo y dimensionamiento del sistema de puesta a tierra fue efectuar la medicin de la resistividad del terreno. Se efectuaron cuatro mediciones con el telurmetro las que arrojaron los siguientes valores:

R1 = 210 ; R2 = 200 ; R3 = 190 ; R4 = 200 Valor promedio: R = (R1 + R2 + R3 + R4) / 4 = (210+200+190+200) / 4 = 200 La resistividad viene dada por:R 2 L 4L ln ( )

=

donde: : resistividad del terreno en R: resistencia medida (con telurmetro) en L: longitud de la jabalina de medicin en m : dimetro de la jabalina en m

=

200 2 0,30 = 78,745 4 0,30 ) ln ( 0,01

IX-1 Malla de puesta a tierra de la sala de celdas de E.P.E.C. El sistema de puesta a tierra de la sala de celdas de EPEC consiste en una malla de 2,5 x 5,5 m de lado con una cuadricula de 0,50 x 0,50 m en conductor de Cu desnudo de 50 mm2 de seccin. Las uniones se realizan con soldadura cupro-aluminotrmica y se disponen de 6 (seis) jabalinas de 2 m de longitud por 5/8 de dimetro repartidas en forma conveniente. Todo el conjunto se dispone a una profundidad de 1,10 m bajo el nivel del piso terminado. IX-1-1 Corriente mxima de falla a tierra Ik =" Sk

3 U

Sk: potencia de C-C monofsica a tierra en [MVA] U: tensin nominal (13,2kV)

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Ik = IX-1-2 Seccin del conductor s = Ik /

" Sk

3 U

=

6,5 = 284 A 3 13,2

: densidad de corriente en A/mm2 Tomando = 114 A/mm2 para no sobrepasar los 180oC

s = 284 / 114 = 2,5 mm2. Adoptamos 50 mm2 de seccin.

IX-1-3 Resistencia de la malla Rm = d: dimetro equivalente de la malla: A: rea de la malla d = ( 4 x 16,5 / )1/2 = 4,18 m Lm = 6 x 5,50 + 12 x 2,50 = 63 m

2d

+

Lm a = 5,50m

d = (4A / )1/2 b =2,50m A = a x b = 16,5m2

Rm =

78,745 78,745 + = 10,67 2 4,18 63

IX-1-4 Resistencia de jabalina

Rj =

2 L j

ln (

4 Lj

j

)

: resistividad del terreno Lj: longitud de la jabalina a instalar j: dimetro de la jabalina a instalarRj = 78,745 42 ln ( ) = 38,94 2 2 0,016

Se instalarn 6 (seis) jabalinas dispuestas en forma conveniente. Por lo tanto la resistencia total de las jabalinas es: RJ = Rj / N siendo N el nmero total de jabalinas.

RJ = 38,94 / 6 = 6,49

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IX-1-5 Resistencia total RT = Rm RJ 10,67 6,49 = = 4,035 Rm + RJ 10,67 + 6,49

IX-1-6 Corriente a dispersar por la malla IM = Ik . RT / Rm = 284 x 4,035 / 10,67 IM = 107 A

IX-1-7 Corriente a dispersar por las jabalinas IJ = Ik - IM = 284 - 107 IJ = 177 A

IX-1-8 Verificacin de la Tensin de Contacto UC = 0,7 I M 0,7 78,745 107 = Lm 63

UC = 93,62 V < 125 V verifica

IX-1-8 Verificacin de la Tensin de Paso UP = (h: profundidad de la malla) 0,16 I M 0,16 78,745 107 = Lm h 63 110 ,

UP = 19,45 V < 125 V verifica

IX-2 Clculo de la malla de puesta a tierra de la S.E.T. Esta malla de 2,10 m x 5,60 m de lado est formada por cuadriculas de 0,70 x 0,70 m en conductor de Cu desnudo de 50 mm2 de seccin. Se dispone a una profundidad de 0,70 m por debajo del nivel de piso terminado, cubriendo la superficie de la S.E.T.

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Las uniones se realizan con soldadura cupro-aluminotrmica y se disponen de 4 (cuatro) jabalinas de 2 m de longitud por 1/2 de dimetro repartidas en forma conveniente. Adoptaremos para los clculos el valor de corriente de falla a tierra obtenido anteriormente: 284 A. Por lo tanto, tomamos una seccin de conductor de malla de 50 mm2.

IX-2-1 Resistencia de la malla Rm = d: dimetro equivalente de la malla: A: rea de la malla d = ( 4 x 11,76 / )1/2 = 3,87 m Lm = 4 . 5,50 + 8 . 2,50 = 42 m Rm =

2d

+

Lm a = 5,60m1/2

d = (4A / )

b = 2,10m A = a x b = 11,76 m2

78,745 78,745 + = 12,048 2 3,87 42

IX-2-2 Resistencia de jabalinaRj = donde: : resistividad del terreno Lj: longitud de la jabalina a instalar j: dimetro de la jabalina a instalar Rj =

2 L j

ln (

4 Lj

j

)

78,745 42 ) = 40,39 ln ( 2 2 0,0127

Se instalarn 6 (seis) jabalinas dispuestas en forma conveniente. Por lo tanto la resistencia total de las jabalinas es: RJ = Rj / N siendo N el nmero total de jabalinas.

RJ = 40,39 / 6 = 6,73

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IX-2-3 Resistencia total RT = Rm RJ 12,048 6,73 = = 4,318 Rm + RJ 12,048 + 6,73

IX-2-4 Corriente a dispersar por la malla IM = Ik . RT / Rm = 284 . 4,318 / 12,048 IM = 101,78 A

IX-2-5 Corriente a dispersar por las jabalinas IJ = Ik - IM = 284 - 102 IJ = 182 A

IX-2-6 Verificacin de la Tensin de Contacto UC = 0,7 I M 0,7 78,745 102 = Lm 42

UC = 134 V > 125 V NO verifica IX-2-7 Verificacin de la Tensin de Paso UP = (h: profundidad de la malla) 0,16 I M 0,16 78,745 102 = Lm h 42 0,70

UP = 43,71 V < 125 V verifica

La condicin de tensin de contacto no se verifica; por lo tanto debemos disminuir dicho valor. Para ello optamos por agregar dos jabalinas mas con lo cual el nmero aumenta a 8 y la resistencia de jabalina nos queda: RJ = 40,39 / 8 = 5,05 La resistencia total ser: RT = Rm RJ 12,048 5,05 = = 3,56 Rm + RJ 12,048 + 5,05

La corriente a dispersar por la malla es: IM = Ik . RT / Rm = 284 . 3,56 / 12,048 = 83,88 A

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La tensin de contacto: UC =

0,7 I M 0,7 78,745 83,88 = Lm 42

UC = 110 V < 125 V verifica

IX-3 Clculo de la puesta a tierra perimetral. Para mejorar las condiciones de seguridad en cuanto a las corrientes de falla que deben ser derivadas a tierra, se dispone de un conductor de cobre enterrado que rodea al edificio. Este cumplir tambin la funcin de dispersar a tierra las corrientes provenientes de las descargas atmosfricas mediante jabalinas que estn unidas solidariamente al mencionado conductor perimetral por cuanto formar parte del sistema de proteccin de rayos. El valor de resistencia a lograr no deber sobrepasar los 2 . El dimensionamiento de la puesta a tierra perimetral se basa en las siguientes expresiones: Rt c = donde: Rtc : resistencia de tierra del conductor en ; 2L 2 ln ( c ) Lc dc Rt j = 4L j ln ( ) 2 L j dj

: resistividad del terreno en /m;Lc : longitud del conductor en m; dc : dimetro del conductor en m; Rtc : resistencia de tierra de la jabalina ; Lj : longitud de la jabalina en m; dj : dimetro de la jabalina en m; Para nuestro caso tenemos que: Rt c = 2 78,745 2 235 ln ( ) = 2,34 0,008 235 78,745 42 ln ( ) = 37,86 2 2 0,019

Rt j =

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El valor total ser el paralelo de estas dos resistencias, cuya expresin es:RTT = ( N j 1 1 + ) Rt c Rt j

donde: RTT : resistencia total de tierra en ; Rtc : resistencia de tierra del conductor en ; Rtj : resistencia de tierra de la jabalina ; Nj : nmero de jabalinas instaladas; Por lo tanto se obtiene: RTT = ( 1 6 1 + ) = 1,7 2,34 37,86

Valor que est dentro del estipulado por normas.

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CAPTULO X CLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE PROTECCIN CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS

El sistema de proteccin contra rayos fue concebido sobre la base de la normativa norteamericana NFPA * 780: Standard for the installation of Lighting Protection Systems.Concepto de la esfera rodante: establece que la zona de proteccin debe ubicarse debajo del espacio delimitado por el arco de una esfera imaginaria, entre los puntos de tangencia del suelo y el primer pararrayos del edificio a proteger. A medida que la esfera avanza sobre el edificio la zona de proteccin est formada por el arco de circunferencia entre dos puntas de los pararrayos. Dicho arco no debe tocar en ningn momento al edificio.

El radio de la esfera es de 150 pies (unos 46 m aproximadamente). En la fig.1 se muestra cmo se determina la zona de proteccin haciendo uso del concepto de la esfera rodante. Con el siguiente clculo estableceremos la altura de los pararrayos a instalar, como as tambin distancias entre ellos y cantidad. En primer lugar se llevar a cabo el clculo de la altura mnima del pararrayos, para lo cual debe tenerse en cuenta una distancia mnima de seguridad (dS) entre la esfera y el edificio. Para este caso adoptaremos dS = 1,50 m en sentido horizontal. Ver fig. 2. y = R - he cos = hp d y R he = R R

= arccos(

R he ) R R he )] R

tan =

hp = d tan = (d s + 0,40) tan[arccos( hp = (1,50 + 0,40) tan[arccos( 46 8 ) = 1,29 m 46

Adoptamos para obtener un margen de seguridad:

hp =1,50 m

Con la altura del pararrayos estamos en condiciones de obtener la distancia entre ellos. Para ello nos remitimos a la figura 3. y = R hptan = x x = y R hp

*

National Fire Protection Association

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y = R . cos x = (R hp) . tan R hp hp y = arccos( ) = arccos( ) = arccos(1 ) R R R x = ( R hp ) tan[arccos(1 x = (46 1,50) tan[arccos(1 La distancia mxima longitudinal entre puntas ser: hp R )]

1,50 )] = 11,65m 46 dPmax = 2 . x = 2 . 11,65 m = 23,30 m

Para esta distancia se obtiene el siguiente nmero mnimo de puntas a distribuir en sentido longitudinal del edificio: N P min = LL d P max +1= 75 m + 1 = 4,22 23,30 m

Adoptamos NP = 6 puntas con lo cual se obtiene un margen de seguridad del 70 % aproximadamente. La distancia definitiva entre puntas en sentido longitudinal es entonces: dP = LL 75 m = = 15 m NP 1 6 1

Sin embargo, esta distancia no es posible respetarla siempre ya que el techo est formado en algunos sectores por tragaluces de policarbonato. En el sentido transversal del edificio el nmero mnimo de puntas a instalar ser: N P min = LT d P max +1= 31 m + 1 = 2,33 23,30 m

Se adoptan NP = 3 puntas quedando distanciadas: dP = 15,5 m En las pginas siguientes se muestran los grficos explicativos de este mtodo.

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CAPTULO XI ESPECIFICACIONES TCNICAS

Este captulo contiene una descripcin detallada de los elementos que componen la instalacin. Al final de cada tem se confeccion una lista de los materiales que forman parte del mismo. XI-1Alimentacin y medicin.

La alimentacin general al edificio se realiza desde un recinto ubicado en la lnea municipal llamado SALA DE CELDAS DE MEDIA TENSIN (ver plano PL001) y constituye la acometida de energa elctrica al predio por parte de la E.P.E.C. En ste recinto se alojan tres celdas de seccionamiento. Dos de ellas destinadas al cierre de anillo y la tercera a la alimentacin de la planta. Tanto el proyecto de obra civil como el electromecnico, se realizaron de acuerdo a especificaciones de la E.P.E.C. La puesta a tierra de este edificio consiste en una malla que cubre el rea de edificacin; dispuesta a 1,00 m de profundidad conectada a su vez a 6 (seis) jabalinas de 5/8 x 2,00 m. ubicadas en los vrtices y al centro de los laterales. La cuadricula de la malla es de 0,50 x 0,50 m realizada en cable de cobre desnudo de 50 mm2 y uniones en soldadura cuproaluminotermica. A esta malla se encuentran vinculados todos los elementos metlicos no sometidos a tensin. (ver clculo de la malla de p.a.t. en pag. 33) Desde la sala de celdas de acometida sale el cable alimentador principal, recorriendo 60 m en forma subterrnea hasta la Sub-Estacin Transformadora (S.E.T.). La instalacin de dicho alimentador se realiz segn normas. Se tendi el conductor en una zanja de 70 cm de profundidad por 50 cm de ancho, sobre un lecho de arena de 10 cm de espesor. Luego se tap nuevamente con 30 cm de arena. A continuacin se dispusieron ladrillos de forma transversal cubriendo la totalidad del recorrido para la proteccin mecnica del cable. Seguidamente se rellena con tierra comn y se Lecho de manto de procede a un compactado. Segn el clculo de Arena arena seleccin, (ver pg. 31) el conductor a instalar conductor es un cable armado tripolar subterrneo de 3 x 25 mm2, categora II para tensin de servicio de 13,2 kV. Todos los terminales de la instalacin de M.T. son de tipo termocontraible para cables de aislacin seca, de uso interior. Este material es homologado por le E.P.E.C. Nivel de Suelo tierra compactada ladrillo El cable subterrneo ingresa a la S.E.T. por el lado sur y llega a la celda seccionadora del transformador. La S.E.T. se encuentra ubicada en el edificio principal en un recinto de 2,60 x 6,00m. (ver plano IE-PL002). El tipo de celda a emplearse ser metlica tipo interior modular autoportantes de acuerdo a especificaciones y reglamentaciones de la EPEC.

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La Celda tendr como funcin alimentar en media tensin a la S.E.T. llevar en su interior un seccionador marca NERTEC modelo LVP/VR 400 A comando frontal con comando a disco con reenvo y manija extraible. La celda posee dos mdulos: el mdulo de ingreso, por donde hace su entrada el alimentador principal; y el mdulo del seccionador propiamente dicho, donde se aloja el seccionador bajo carga. En el mdulo de ingreso se encuentran los detectores capacitivos que se utilizan para dar seal luminosa de presencia de fase a travs de tres lmparas de nen de 220 V ubicadas en el frente. El seccionador es de accionamiento manual con la alternativa de automatizar la apertura por medio de un rel de 220 V. Posee tambin dos juegos de contactos NA y NC para sealizacin y/o automatismo. Tambin se realiza la apertura ante una falla de cortocircuito por medio de los fusibles HHC 40 A. El transformador es de refrigeracin natural (ONAN) en bao de aceite de 630 kVA con tensin primaria nominal de 13200 V; tensin secundaria nominal 400 / 231 V y arrollamientos de cobre del tipo circular en capa. Viene provisto de rel de Buccholz, termmetro y respectivos contactos para comando y sealizacin. Deber proporcionar servicio continuo y seguro, teniendo en cuenta las sobretensiones de maniobra en las redes, particularmente las originadas por la apertura de circuitos. La conexin a tierra del ncleo deber ser apta para conducir la corriente de cortocircuito. Los arrollamientos tendrn alta resistencia a los esfuerzos elctricos y mecnicos. Para prevenir contactos accidentales se dispone de una reja desmontable de alambre tejido entre el transformador y el resto del recinto. La celda tiene un sistema de cierre de los mdulos de tal manera de hacer inaccesible las partes con tensin. De todas maneras la S.E.T. se mantendr bajo llave, la cual estar en poder del jefe de mantenimiento o el departamento de seguridad industrial. Toda la instalacin de media tensin fue proyectada de acuerdo a normas de E.P.E.C. y homologada por la misma, ya que se debi enviar dicho proyecto para su aprobacin. El acabado de las superficies de la Celda responder a la E.T. 23 y respecto a la pintura a la E.T. 56 de la EPEC. Los transformadores estarn provistos de borneras, dispuestas sobre las bobinas de M.T. y sobre el frente del transformador. Sobre el yugo superior del transformador se dispondrn cncamos de izaje del mismo. Sobre el yugo inferior se colocar el borne de puesta a tierra. El transformador tendr en su base dos pares de ruedas orientables en ambas direcciones, que permitirn el desplazamiento de la unidad en forma eficaz y segura. La chapa de caractersticas ser construida de materiales inoxidables, con inscripcin indeleble, pesos y medidas en sistema mtrico decimal. Dicha chapa ser colocada en forma visible sobre el transformador. Los elementos constituyentes de la instalacin de Media Tensin son los siguientes:

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Cable de cobre tripolar subterrneo de potencia, aislado en XLPE (polietileno reticulado) y vaina de PVC, armado, categora II. Marca I.M.S.A. tipo PAYTON XLPE segn norma IRAM 2178. Tensin nominal 13,2 kV; seccin 3 x 25mm2. Celda de seccionamiento, fabricante BAUEN S.A., con seccionador bajo carga marca NERTEC LVP/VR 400 A, fusible HHC 40 A, detectores capacitivos DCT-113 EPOXIFORMAS, sealizacin presencia de tensin LSG-110 EPOXIFORMAS, rel de apertura 220 V. Transformador de potencia 630 kVA 13,2 / 0,4-0,231 kV. Grupo de conexiones Dyn11 + regulacin primaria: /- 2 x 2,5 %. Refrigeracin natural ONAN. Fabricante: TADEO CZERWENY S.A. Terminales termocontraibles para cables de aislacin seca, de uso interior (VDE 0278, IEEE 48) para 13,2 kV 50 Hz. TTMI 16/70-15 marca MARCOTEGUI.

Ensayos Se realizarn segn la Norma IRAM 2276 y 2277 sobre las unidades, en el siguiente orden: Verificacin dimensional Medicin de la resistencia de los arrollamientos en todas las tomas y referencia de valores obtenidos a 75 C. Medicin de la relacin de transformacin en todas las tomas y derivaciones, verificacin de polaridad y grupo de conexin. Ensayo de vaco para la determinacin de prdidas de vaco y corriente de excitacin Ensayo de cortocircuito para la determinacin de prdida y tensin de cortocircuito; los valores se referirn a la temperatura de 75C Medicin de resistencia de aislacin con meghmetro de no menos de 2.500 V Ensayo dielctrico, con excepcin del ensayo de tensin con onda de impulso. Ensayo de descargas parciales segn Norma IRAM 2203.

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XI-2

Tablero General de Baja Tensin (T.G.B.T.)

El T.G.B.T. est ubicado en el muro sur de la nave principal contiguo a la sub-estacin transformadora (ver planos PL002 y PL005). Esta ubicacin responde a un criterio de seguridad ante eventuales fallas en el tramo considerado ya que de dicho alimentador depende la potencia de toda la instalacin. Diseado para soportar la totalidad de la carga, sus elementos fueron seleccionados basndose en tensin y corriente nominales, potencia nominal, corriente de cortocircuito, esfuerzos dinmicos y estticos, etc. Est dividido en tres mdulos: -Mdulo de Potencia -Mdulo de Distribucin -Mdulo de Servicios Generales Cada uno de ellos tiene 1600 mm de altura por 750 mm de ancho y 350 mm de profundidad. Los mdulos central y derecho corresponden a la alimentacin de los tableros seccionales y alojamiento del Interruptor General, respectivamente. El mdulo izquierdo es el destinado a los Servicios Generales del edificio (iluminacin interior, iluminacin exterior, tomas de planta, extractores de aire, bombas, oficinas, etc.). En el mdulo derecho se encuentra tambin el interruptor del Horno cuya potencia (300 kW) representa alrededor del 50 % de la potencia instalada. Es por ello que se adopt una solucin de compromiso a la hora del diseo, ya que la alimentacin debe efectuarse a travs de barras de cobre de 50x10mm pintadas debido a lo cual se lo ubic justo debajo del Interruptor General (Ver plano IE-EV02). La medicin de corriente se realiza en forma indirecta mediante un ampermetro analgico de montaje sobre panel. Tres transformadores de medicin montados sobre las barras justo despus del Interruptor General y antes de la derivacin al mdulo central sirven para censar la totalidad de la corriente por fase por medio de un selector R-S-T. En tanto que, la medicin de tensin se hace en forma directa tomando la medicin desde las barras en un punto entre el interruptor general y el interruptor del Horno Principal con un voltmetro que da la lectura de tensin de lnea a travs de un selector RS-ST-RT. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS Gabinete de chapa BWG # 16 1600 x 2250 tres puertas exteriores (con acrlico) e interiores caladas, contrafondo y soportera. Fabricante: EXIMET Interruptor Compacto en caja moldeada marca ABB-SACE modelo S7 In:1250A, regulacin programable, bobina de apertura, contactos auxiliares. Interruptor Compacto en caja moldeada marca ABB-SACE modelo S6 In:800A, regulacin fija, programable posteriores.

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Voltmetro marca NOLLMAN, hierro mvil, frente panel, medicin directa, clase 1,5. Ampermetro NOLLMAN, h. mvil, frente panel, medicin indirecta, rel.:1200/5, clase 1,5. Transformadores de Intensidad marca SIEMENS relacin: 1200/5, potencia: 25VA. Selector amperimtrico marca VEFBEN (R-S-T) Selector voltimtrico marca VEFBEN (RS-ST-TR)

El mdulo central o de Distribucin consta principalmente de un juego de cuatro (4) barras colectoras de 30x5 mm, montadas sobre un soporte escalera de epoxi. Aqu llega la alimentacin desde la barra que vincula el interruptor general con el interruptor del Horno Principal (mdulo derecho) con una terna de cables de 95 mm2 mas un cable de 70 mm2 (fases y neutro respectivamente). Desde este juego de barras salen los cables respectivos a los ocho (8) interruptores en caja moldeada destinados a proteger los alimentadores de los tableros seccionales. Una tira de borneras componibles montadas en riel DIN simtrico es ubicada en la parte superior del contrafondo donde llegan los cables provenientes de los interruptores y desde donde parten hacia su carga respectiva. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS Interruptores Compactos en caja moldeada marca ABB-SACE. Regulacin fija. Calibres indicados en planos. Portabarras escalera epoxi tetrapolar. Cantidad dos (2) marca TETEM. Bornes componibles UKM4, UKM10, UKM16 y UKM25 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. Conductor flexible unipolar color negro IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA. El mdulo de Servicios Generales est comandado por un interruptor tripolar en caja moldeada de 100 A; alimentado desde el mdulo central por una terna de cables de 25 mm2 de seccin. Desde el mismo se alimenta un juego de barras de cobre de 30x5 mm. De sta se alimentan los distintos circuitos que estn comandados por sus respectivos interruptores termomagnticos. stos se ubican al centro del panel montados sobre riel DIN formando dos tiras que asoman sobre la puerta interna a travs de respectivas caladuras.

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ELEMENTOS CONSTITUTIVOS Interruptor Compacto en caja moldeada marca ABB-SACE modelo S1 In:100A. Regulacin fija. Interruptores termomagnticos formato DIN marca TUBO calibres indicados en planos. Contactor tetrapolar 9A marca ABB modelo S9 Portabarras escalera epoxi tetrapolar. Cantidad dos (2) marca TETEM. Bornes componibles UKM4, UKM10, UKM16 y UKM25 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. Conductor flexible unipolar color negro IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA.

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XI-3

Tableros Seccionales

La ubicacin de estos se indica en el plano IE-PL006. Los detalles de diseo y esquemas unifilares estn especificados en plano IE-EF01. Para su diseo y seleccin de elementos constitutivos se siguieron los mismos criterios usados en el TGBT. Es decir, teniendo en cuenta: corriente y tensin nominal, potencia nominal, corriente de corto circuito, clculos de cada de tensin.

ELELMENTOS CONSTITUTIVOS Gabinetes en chapa BWG # 18 marca EL SOL Interruptores manuales bajo carga INTERPACT marca MERLIN GERIN Interruptores termomagnticos formato DIN marca TUBO calibres indicados en planos. Contactores tetrapolares marca ABB modelos y calibres indicados en planos. Rels auxiliares 4 contactos inversores con base marca TELEMECANIQUE. Fusibles tipo tabaquera formato DIN marca TELEMECANIQUE. Piloto luminoso nen directo 220 V 22 mm marca TELEMECANIQUE. Portabarras escalera epoxi tetrapolar, marca TETEM. Bornes componibles UKM 4 - 10 - 16 - 25 montaje en riel DIN, marca ZOLODA. Conductor flexible IRAM 2178 secciones indicadas en planos, marca IMSA.

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XI-4

Cableado y canalizaciones

Cableado Se proveern y colocarn los conductores de acuerdo a las secciones indicadas en planos. La totalidad de los conductores ser de cobre. a) Conductores para instalacin en caeras Sern de cobre, flexibles, con aislacin de material plstico antillama apto para 1000 VCA, con certificado de ensayo en fabrica a 6000 V para cables de hasta 10 mm2 y a 2500 V, luego de inmersin en agua para secciones mayores. Respondern en un todo a la norma IRAM 2183. Sern VN 2000 de Pirelli o similar, de IMSA, INDELQUI, CIMET o AP provistos en su envoltura de origen, no permitindose el remanente de otras obras o de rollos incompletos. En obra los cables sern debidamente conservados, no permitindose la instalacin de aquellos cuya aislacin de muestras de haber sido mal acondicionados, sometidos a excesiva traccin o exposicin prolongada al calor y humedad. Los conductores se tendern recin cuando se encuentren totalmente terminados los tramos de caeras, colocados los tableros, perfectamente secos los revoques y previo sondeo de las caeras para eliminar el agua que pudiera existir por condensacin o que hubiera quedado del colado del hormign o salpicado de las paredes. El manipuleo y la colocacin sern efectuados en forma apropiada, pudiendo exigir la D.O. que se reponga todo cable que presente signos de violencia o maltrato, ya sea por roce contra boquillas, caos o cajas defectuosas o por haberse ejercido excesiva traccin al efectuar el tendido. Todos los conductores sern conectados a los tableros y aparatos de consumo mediante terminales o conectores aprobados, colocados a presin mediante herramientas adecuadas, asegurando un efectivo contacto de todos los alambres y en forma tal que no ofrezcan peligro de aflojarse por vibracin o tensiones bajo servicio normal. Cuando deban efectuarse uniones o derivaciones, estas se realizarn nicamente en las cajas de paso mediante conectores colocados a presin que aseguren una junta de resistencia mnima. Se utilizarn terminales y uniones a compresin preaislados del tipo AMPLIVERSAL o similar equivalente. En todos los casos se colocarn los conductores con colores codificados a lo largo de toda la obra, para su mejor individualizacin y permitir una rpida inspeccin o control de las instalaciones, a saber: Circuitos de corriente continua o alterna monofsica. Polo con tensin contra tierra: rojo (fase, +) Polo sin tensin contra tierra: azul (neutro, ) Circuitos de corriente alterna trifsica Fase R: castao o marrn Fase S: negro Fase T: rojo Neutro : celeste

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Tierra : bicolor, verde/amarillo Retornos: azul (u otros colores no indicados) b) Cables Autoprotegidos Sern de cobre con aislacin de policloruro de vinilo, goma etiln propilnica o polietileno reticulado, en construccin multipolar con relleno y cubiertas protectoras de policloruro de vinilo antillama. Respondern a la norma IRAM 2178 o equivalentes extranjeras, exigindose en todos los casos los ensayos especificados en las mismas. Donde abandonen o entren a un tablero, caja, caos o aparatos de consumo, lo harn mediante un prensacable de aluminio que evite deterioro del cable, a la vez que asegure la estanqueidad de los conductos. En general su colocacin se realizar en bandeja o rack en montante vertical, debindose sujetar cada 1,5 m manteniendo la distancia mnima de 1/2 dimetro del cable mayor seccin adyacente. Tambin se utilizar este tipo de cable para las instalaciones exteriores. Cuando la poca cantidad de cables o dificultades de montaje lo aconsejen, se colocar con cao camisa. Asimismo se utilizar cao camisa en todas las acometidas a motores o tramo vertical que no estn protegidos mecnicamente. Se deber usar para todas las secciones una misma marca y el mismo color de cubierta. Todos los ramales se efectuarn en un solo tramo. En caso de que sea necesario un empalme, este deber ser autorizado por la D.O. y se realizar con conjuntos marca RAYCHEM o SCOTCHAST. En la acometida a motores a la intemperie, se ingresar con prensacables si la caja del motor es lo suficientemente grande para efectuar la apertura del cable dentro de la caja, caso contrario se deber utilizar un terminal tipo Scotchcast serie 92-R. c) Cables TPR (tipo Taller) El uso de este tipo de conductores se limitar a los tendidos de circuitos de iluminacin dentro de perfiles tipo C y/o bandejas portacables y sobre cielorraso. Sern de cobre, construidos con alambres recocidos cableados, formacin flexible, segn norma IRAM 2158. Los conductores sern aislados mediante extrusin con un compuesto de policloruro de vinilo (PVC), apto para una temperatura mxima de 70 C en forma permanente. Los conductores aislados sern reunidos mediante cableado helicoidal y con envoltura exterior de PVC. Sern Pirelli o similar equivalente de IMSA, CIMET, INDELQUI o AP. Cuando estos cables abandonen las bandejas o perfiles para continuar en caeras sern tipo IRAM 2183, la transicin se realizar dentro de cajas de paso de dimensiones adecuadas, las cuales llevarn incorporados bornes del tipo componible en cantidad necesaria. El cable ingresar a la caja mediante prensacable.

Los conductores fueron seleccionados de acuerdo a su capacidad de carga y cada de tensin. El cableado en caera es con cable flexible unipolar de secciones indicadas en planos. Mientras que

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sobre bandeja el cableado se realiza con cables tipo taller o subterrneo de secciones especificadas en planos. Para la alimentacin a cada uno de los tableros seccionales se prev instalar conductores marca IMSA seleccionados sobre la base del clculo de corriente admisible y cada de tensin.TABLERO SECCIONAL ALIMENTADOR LONGITUD (mts.) 20

-T.S.1: OFICINAS (30 kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 4x10 mm

-T.S.2: RECTIFICADOR (30 kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 4x10 mm

30

-T.S.3: GRANALLADORA (50 kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 3x25/16 mm

85

-T.S.4: HORNO (300 kW)

Conductor tipo subterrneo unipolar 2 PAYTON 3(1x150 mm )

60

-T.S.5:AIRE ACONDICIONADO (12kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 4x6 mm

30

-T.S.6: COMPRESOR DE AIRE (30 kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 3x25/16 mm

85

-T.S.7:LINEA DE CINCADO (15 kW)

Conductor tipo taller tetrapolar 2 PLASTIX R 4x6 mm

35

-T.S.8: MANTENIMIENTO (20 kW)

Conductor flexible unipolar 2 PLASTIX CF 4(1x10 mm )

7

-T.S.9: HORNO DE SECADO (40 kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 3x25/16 mm

25

-T.S.10: DESENGRASADORA/GRA (12 kW)

Conductor tipo subterrneo tetrapolar 2 PAYTON 3x25/16 mm

70

-T.S.B.: TABLERO DE BOMBAS (9 kW)

Conductor tipo taller tetrapolar 2 PLASTIX R 4x6 mm

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Caera

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En la nave principal, la caera debe ser con cao semipesado cincado (tipo conduit) debido a la produccin de vapores corrosivos en el proceso productivo. Los dimetros indicados en planos fueron tomados de acuerdo a la cantidad de cables. Para ello se adopt el criterio de que la seccin de todos los cables contenidos sea el 30% de la seccin del cao (ver tabla 7.1). Las bocas de iluminacin se realizan en cajas semipesadas cincadas octogonales. Las cajas de paso de derivacin son cuadradas cincadas de 10x10 cm. Para la instalacin en plenos formados por cielorrasos suspendidos, se utilizar para la distribucin cao semipesado fabricado conforme a norma IRAM 2005 hasta 2" nominales (dimetro interior 46 mm). Para dimensiones mayores, se utilizar cao de HG de dimensiones adecuadas o PVC extrarreforzado bajo piso. La seccin mnima a utilizar ser 3/4" (dimetro interior 15,4 mm), el resto de las medidas ser de acuerdo a lo indicado en planos o establecido por reglamentaciones. Todos los extremos de caeras sern cortados en escuadra con respecto a su eje, escariados, roscados no menos de 5 hilos y apretados a fondo. Las curvas y desviaciones sern realizadas en obra mediante mquina dobladora o curvador manual. Las caeras an cuando no se vean por los cielorrasos se instalarn paralelas o en ngulo recto con las lneas del edificio. Las caeras sern continuas entre cajas de pases o cajas de salida y se fijarn a estas en todos los casos con boquillas de aluminio y contratuercas en forma tal que el sistema sea elctricamente continuo en toda su extensin. Todos los extremos de caeras sern taponados adecuadamente a fin de evitar la entrada de objetos extraos durante la construccin. Todos los tramos de un sistema, incluidos gabinetes y cajas de pase, debern estar colocados antes de pasar los conductores. Los tramos verticales y horizontales de caera, se sujetarn con abrazaderas de un solo agujero de hierro maleable; con silletas de montaje para su separacin de la pared, o mediante sistemas aprobados, con bulones y anclas de expansin. Se deber tener especial cuidado en los tramos verticales a fin de evitar esfuerzos sobre las cajas de pases. Todos los soportes sern de hierro cadmiado o galvanizado en caliente. En instalaciones a la intemperie o en caeras cuyo ltimo tramo se encuentre a la intemperie, o en contrapiso, o donde se indique expresamente, los caos sern HG SCH 40, con medida mnima de 1/2". Las caeras que vayan total o parcialmente bajo tierra o donde se indique expresamente, sern de PVC extrarreforzado, con uniones realizadas con cuplas y cemento especial. Cajas a) Cajas de paso y derivacin

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Sern de medidas apropiadas a los caos y conductores que lleguen a ellas. Las dimensiones sern fijadas en forma tal que los conductores en su interior tengan un radio de curvatura no menor que el fijado por reglamentacin para los caos que deban alojarlos. Para tirones rectos, la longitud mnima ser no inferior a 6 veces el dimetro nominal del mayor cao que llegue a ella. El espesor de la chapa ser de 1,6 mm para cajas de hasta 20 x 20 cm, 2 mm para hasta de 40 x 40 cm y para mayores dimensiones, sern de mayor espesor o convenientemente reforzadas con hierro perfilado. Las tapas cerrarn correctamente y a ras de la caja en todo su contorno, llevando tornillos en nmero y dimetro que aseguren el cierre. Estos estarn ubicados en forma simtrica en todo su contorno, a fin de evitar dificultades en su colocacin. Las cajas sern protegidas contra oxidacin mediante cincado cuando la instalacin sea embutida, o mediante galvanizado por inmersin cuando sea a la vista. b) Caja de salida para instalacin embutida En instalaciones embutidas en paredes o cielorraso suspendidos, las cajas para brazos, centros, tomacorrientes, llaves, etc., s