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OPERACIONES

MEMORIA TÉCNICA DESCRIPTIVA DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA

PROYECTO:

EMPRESA:

“EVALUACION DE MAQUINA DE PRODUCCIÓN”

MESSIER-DOWTY MÉXICO, S.A. DE C.V.

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MEMORIA TÉCNICA Y DESCRIPTIVA

DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE LA MAQUINA L2A

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EVALUACIÓN DE MAQUINA DE PRODUCCIÓN L2A

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INDICE

CAPÍTULO I: MEMORIA DE CÁLCULO ALIMENTADORES.

1.1 ASPECTOS GENERALES

1.1.1.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

1.1.2.- OBJETIVO

1.1.3.- ALCANCE

1.1.4.- NORMAS APLICABLES

1.1.5.- DATOS GENERALES

1.2 CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA EL DISEÑO.

1.2.1.- DISPOSICIONES GENERALES

1.2.2.- DEFINICIONES

1.2.3.- CÁLCULO POR CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN

1.2.4.- CÁLCULO DE LA CAÍDA DE TENSIÓN

1.2.5.- CALIBRE DEL CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA

1.3 DESARROLLO DEL CÁLCULO.

1.3.1.- MÉTODO DE CÁLCULO

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CAPITULO I. MEMORIA DE CÁLCULO ALIMENTADORES.

1.1 ASPECTOS GENERALES

1.1.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

Nombre del desarrollo: Messier-Dowty México S.A. de C.V.

Localización: Carretera Queretaro-Tequisquiapan KM. 22+257.

Tipo de desarrollo: Industrial

1.1.2 OBJETIVO

Elaborar proyecto ejecutivo de instalación de baja tensión con los criterios de diseño eléctrico

conforme a la normativa vigente y aplicable.

1.1.3 ALCANCE

La presente memoria de cálculo comprende los criterios utilizados para el cálculo y selección de

los conductores en baja tensión para las distintas cargas como son motores, robots y equipos

paquete, considerando para ello los lineamientos de capacidad de conducción de corriente y

caída de tensión establecidos y aceptables en la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-

2012.Se presenta el desarrollo matemático para el cálculo de alimentadores, y al final se

presentan las tablas resumen de los circuitos calculados.

1.1.4 NORMAS APLICABLES

Se tomarán como base para la elaboración de este proyecto las siguientes normas:

a) Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012

1.1.5 DATOS GENERALES DE INSTALACIÓN

Tensión de suministro: 34.5kv VCA

Tensión de trabajo: 480/227VCA

Frecuencia: 60 Hz.

Número de fases e hilos: 3F-4H

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1.2 CAPITULO II. CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA EL DISEÑO

1.2.1 DISPOSICIONES GENERALES

Los conductores se calculan por ampacidad, verificándose que cumplan también con la caída de

tensión permisible y que resistan los esfuerzos generados por corto circuito, seleccionándose el

calibre adecuado obtenido por ampacidad y caída de tensión.Así comoconsideración de áreas

peligrosas (clasificadas), clases i, ii y iii, divisiones 1 y 2. Ver zona de clasificación apéndice A.

1.2.2 DEFINICIONES

Circuito derivado. Conductor o conductores de un circuito desde el dispositivo final de

sobrecorriente que protege a ese circuito hasta la o las salidas finales de utilización.

Alimentador. Todos los conductores de un circuito entre el equipo de acometida o la fuente de

un sistema derivado separadamente u otra fuente de alimentación y el dispositivo final de

protección contra sobrecorriente del circuito derivado.

Carga (eléctrica). Es la potencia instalada o demandada en un circuito eléctrico.

Carga continua. Aquella cuya corriente eléctrica nominal circule durante tres horas o más.

1.2.3 CÁLCULO POR AMPACIDAD

El cálculo de la corriente se expresa mediante la siguiente fórmula:

pfEn

WI

. …………… (Para sistemas 1f-2h)

pfEf

WI

.3 …………… (Para sistemas 3f-4h)

Donde:

I = Corriente nominal

W = Carga en watts

Ef = Tensión de operación

f.p. = Factor de potencia

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Para la selección del tamaño nominal de los conductores para tensiones nominales de 0 a 2000

V nominales se debe considerar como máximo los valores especificados en las tablas 310-

15(b)(16), 310-15(b)(17) y 310-15(b)(20) de la NOM-001-SEDE-2012, dependiendo el tipo de

canalización a utilizar.

En el cálculo por ampacidad se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones:

Tipo de canalización

1. Alimentadores en tubería conduit (Factor por agrupamiento). Deberán corregirse de acuerdo

con el artículo 310-15 de la NOM-001-SEDE-2012, inciso 3) que se aplica cuando el número

de conductores portadores de corriente en una canalización sea mayor que tres, la capacidad

de conducción de corriente se debe reducir con los factores que se indican en la tabla 310-15

(b)(3)(a).

2. Alimentadores en charola. Deberá tomarse en cuenta el factor de corrección de acuerdo con

las condiciones de agrupamiento y el tipo de conductor (Ver artículo 392-22 de la NOM-001-

SEDE-2012).

Temperatura de operación del conductor

1- Para temperaturas ambientes distintas de 30ºC, aplicar los factores de corrección de

ampacidad de las tablas 310-15(b)(16), 310-15(b)(17) y 310-15(b)(20) de la NOM-001-

SEDE-2012: factor de corrección por temperatura.

2- La corriente a plena carga de los motores se obtiene de la tabla 430-250 “Corriente eléctrica

a plena carga de motores trifásicos de C.A. de la NOM-001-SEDE-2012.

1.2.4 CÁLCULO POR CAÍDA DE TENSIÓN

El dimensionamiento por caída de tensión para sistema de cable, se calcula por medio de la

siguiente fórmula:

)10(

2%

En

ZLIe …………… (Para sistemas 1f-2h)

)10(%

En

ZLIe …………… (Para sistemas 2f-3h)

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…………… (Para sistemas 3f-4h)

Donde:

%e= Caída de tensión en porciento.

I = Corriente nominal

L = Longitud total del circuito en mts.

Z = Impedancia del conductor (ohms / Km)

Ef. = voltaje de línea a línea

En= voltaje de línea a neutro

De acuerdo con los artículos 210-19 Nota 4 y 215-2 Nota 2, de la Norma Oficial Mexicana NOM-

001-SEDE-2012, la caída de tensión global desde el medio de desconexión principal hasta la

salida más lejana de la instalación, considerando alimentadores y circuitos derivados, no debe

exceder del 5%, dicha caída de tensión se debe distribuir razonablemente en el circuito derivado

y en el circuito alimentador, procurando que en cualquiera de ellos la caída de tensión, no sea

mayor de 3%.

1.2.5 CALIBRE DEL CONDUCTOR DE PUESTA A TIERRA.

En el artículo 250-122 de la NOM-001-SEDE-2012 referente al tamaño nominal mínimo de los

conductores de puesta a tierra de equipo, se describe el lineamiento para obtener el calibre

mínimo de los conductores de puesta a tierra, considerando el ajuste del dispositivo de

protección contra sobrecorriente.

De acuerdo a lo dispuesto en dicho artículo, cuando el tamaño nominal del conductor se ajuste

para compensar caídas de tensión eléctrica, los conductores de puesta a tierra de equipo se

deben ajustar proporcionalmente según el área en mm2 de su sección transversal.

)10(

3%

Ef

ZLIe

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1.3 DESARROLLO DEL CÁLCULO

1.3.1 MÉTODO DE CÁLCULO

En el diseño de circuitos, se debe seleccionar un tamaño de conductor de modo que soporte la

carga requerida, dentro de los límites especificados de la caída de voltaje, y que tenga un valor

optimizado del costo de instalación y del costo de las pérdidas.

Un tamaño de conductor que satisfaga estos requerimientos dará buen servicio, dentro de los

límites seguros de la temperatura de operación.

En este capítulo se da un ejemplo de cálculo para un alimentador del secundario de una Maquina

“L2A”.

Cálculo de un circuito alimentador de la Maquina “L2A”

Como datos del tablero, se tiene:

Carga total conectada

Tipo de carga

630 A Máxima Capacidad

Maquina L2A

Máxima caída de tensión permitida 3%

Temperatura 30ºC

Tensión 480 V

Fases 3F

Frecuencia 60 Hz

Nivel y tipo de aislamiento del conductor 600 VCA, THW-LS

Sistema de canalización Charola

Longitud del circuito alimentador 35 m

Factor de utilización (F.U.) 100%

Cálculo por ampacidad

Se considera el 100% de la corriente nominal del interruptor principal:

Amperes totales =630 A

Soporte tipo charola

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Dado que se ha propuesto configuración triangular y cuadrada de conductores y de acuerdo al

artículo 392-80 inciso 2-d de la NOM-001-SEDE-2012 referente a instalación de cables mono

conductores en configuración triangular y cuadrada en soportes tipo charola sin tapa, de cables

cal. 4 AWG y mayores no debe superar la capacidad de conducción de corriente permitida,

como se indica en la tabla 310-15(b)(20) de la NOM-001-SEDE-2012, se debe guardar una

separación entre circuitos no inferior a 2.15 veces el diámetro exterior de un conductor. De lo

anterior, se selecciona el conductor calibre 2/0 KCM, 3 conductores por fase, 600 V, 75ºC. La

capacidad del conductor seleccionado es de 212.0 A.

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Cálculo de factores de decremento

Los factores de decremento que se aplican son para el tramo de trayectoria que más afecta la

capacidad de los conductores del circuito en cuestión, disminuyendo la ampacidad de los

conductores. Se considera para este caso, que el tramo más crítico es la canalización en charola.

Factor de decremento por temperatura ambiente “Ft”

Se determina el factor de corrección por temperatura de la tabla 310-15(b)(2)(b) de la NOM-

001-SEDE-2012. Esto es, para una temperatura ambiente de 31°C-35°C, le corresponde:

Ft = 1.07

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Factor de decremento por instalación en charola, “Fc h”

De acuerdo al arreglo de los conductores en configuración triangular que se está proponiendo

charola sin tapa, el artículo 318-80 inciso 2-d) de la NOM-001-SEDE-2012, la capacidad de

conducción de corriente permitida de dos o tres cables monoconductores no debe superar lo

indicado en la tabla 310-15(b)(20) de la NOM-001-SEDE-2012, por tanto:

Ich= 1.0

La corriente corregida aplicando los factores para un conductor de calibre 2/0 KCM, resulta:

F = Ft x Ft c = 1.07 x 1 = 1.07

La corriente corregida aplicando los factores es:

ICORREGIDA= IreqX F = 212.0 A X 1.07= 226.84 A.

Se observa que el conductor calibre 2/0 KCM es suficiente y tiene la capacidad de conducción de corriente obtenida de este último cálculo. Considerando que se tienen 3

conductores por fase: Ifase= 226.84 x 3 = 680.52 A

Conclusión: que el conductor calibre 2/0 KCM cumple con la capacidad de conducción de corriente

para los 630 A que se tienen.

Cálculo de la caída de tensión

Se verifica que la selección de conductores por ampacidad cumpla con los requerimientos de

caída de tensión. La caída de tensión a través del circuito es:

1003

% xEf

ZLIe

De acuerdo a los datos, se tienen:

I = 630,

L = 35m,

Z = (0.3600/3)= 0.1200 ohm/km

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El valor de impedancia es tomado de la Tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012 para un factor de potencia de 0.85 y para el conductor calibre 2/0 KCM.

Sustituyendo los valores, se obtiene:

Del resultado obtenido, se observa que la caída de voltaje está por abajo del 3%, que es

permitido en los artículos 210-19 Nota 4 y 215-2 Nota 2, de la Norma Oficial Mexicana NOM-

001-SEDE-2012. Por tanto, el conductor a instalar para el circuito alimentador de la Maquina

L2A es de aislamiento THW-LS 600V a 75°C, calibre 2/0 MCM, con tres cables por fase.

Selección del tamaño nominal del conductor de puesta a tierra

De acuerdo al artículo 250-122 de la NOM-001-SEDE-2012, se observa que el tamaño nominal

mínimo considerando la capacidad del dispositivo de protección (3X800), le corresponde una

cable de cobre cal. 1/0 KCM.

Selección de la canalización eléctrica

Cuando se instalen cables monoconductores en configuración triangular o cuadrada en soportes

tipo charola sin tapa, se debe guardar una separación entre circuito no inferior a 2.15 veces el

diámetro exterior de un conductor (2.15 x DE).

El diámetro aproximada de un cable de cobre THW-LS, 600V, cal. 2/0 AWG es de 14.68 mm, por

lo que en configuración trébol se tiene un diámetro total de 29.36 (ver tabla 5 “Dimensiones de

los conductores aislados y cables de artefactos” de la NOM-001-SEDE-2012).

Para obtener el área total de ocupación de los conductores se suma el área del conductor de las

fases y del cable de puesta a tierra (el diámetro aproximada de un cable de cobre THW-LS,

600V, cal. 1/0 AWG es de 13.51 mm). Esto representa:

Ancho conductor de fases = (29.36 x 3 trebol) + [(14.68 x 2.15) x 3] = 182.766 mm

Ancho conductor puesta a tierra = 13.51 mm

Ancho total= 196.276 mm

954.0100480

035.01200.06303%

xe

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Dado lo anterior se selecciona una soporte tipo charola de 12” (304.8 mm), con un porcentaje

de ocupación del 65 %.

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A) Revisión de la información documental de la máquina (datos técnicos, de instalación, planos,

diagramas)

ACTIVIDADES:

Se verifico información de la maquina L2A, diagramas eléctricos en donde nos especifica que la

maquina debe ser conectada a Tierra, por lo que se recomienda tener la conexión independiente al

sistema de tierras con respecto al neutro del transformador, por lo cual en la conexión a tierra de

la maquina L2A nos está generando corriente de 10 a 12 Amperes.

Nota: Ver resultados de mediciones

B) Inspección de las condiciones de la maquina, con el equipo fuera de operación

Se revisa la instalación de la maquina, se detecta que la maquina no se encuentra aterrizada al

sistema de Tierras y no cuenta con una barra de tierras.

Se verifico continuidad entre los diferentes elementos de la maquina encontrándose

interconectados entre sí, sin embargo se requiere de una tierra física para drenar las corrientes

estáticas y asegurar la integridad del personal así como la del Equipo.

C) Revisión del circuito de alimentación eléctrica a la maquina, de acuerdo al método indicado

en la norma NOM-001-SEDE-2012

El cable de Alimentación es de una sección inferior a la requerida. Ver memoria de cálculo.

D) Medición de resistencia Óhmica de tres electrodos adyacentes al sistema de tierras

De acuerdo a las mediciones tomadas los valores del sistema de tierras se encuentra de acuerdo a

las especificaciones que nos indica norma NOM-022-STP-2008.

Ver reporte de medición de tierra.

E) Medición de continuidad de la maquina a estos electrodos

De acuerdo a las mediciones tomadas la maquina no se encuentra aterrizada. Se anexa reporte.

F) Inspección de las condiciones de la maquina con el equipo en operación

Se verifica la maquina estando energizada, obteniendo los mismos resultados que el equipo fuera

de operación

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CONCLUSIONES:

De acuerdo a las mediciones tomadas y al resultado de la revisión técnica de la maquina L2A se

requiere llevar a cabo las siguientes acciones.

1.- Aterrizar el neutro de los transformadores a un solo punto en la barra de tierra de los tableros

principales. Aterrizando dichas barras a la malla de tierras de ahí hacer la distribución de las líneas

de tierra a los diferentes equipos. Esto de acuerdo con la norma utilizando cable desnudo.

2.-Colocar barra de tierra en los tableros de la maquina, para de ahí conectar al control.

3.-Se requiere hacer la instalación de un electrodo de tierra (tierra física). Esto con la finalidad de

drenar las corrientes estáticas y evitar daños al equipo.

4.- Se requiere hacer mediciones de armónicas en diferentes puntos de la máquina para

determinar que elemento las está generando, así mismo medir los armónicos en diferentes equipos

que representan cargas no lineales y que nos generan armónicos, mismos que al entrar en

resonancia con el equipo generan daños como los presentados en los bancos de capacitores.

Ver termografia

Elaboro: Ing. Efraín Quijada López Reviso: Ing. Juan Águila Reséndiz

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REPORTE GENERAL

MAQUINA CNC-L2A