Memoria Explicativa Planta Trasvasije de Agua.

8/8/2019 Memoria Explicativa Planta Trasvasije de Agua.

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MEMORIA EXPLICATIVA

Proyecto N 2TRASVASIJE DE AGUA

Asignatura: Proyectos de Comando ElctricoProfesor: Sr. Enrique Mena

Alumnos: Miguel ValdebenitoIvn Santander Fernndez.

Fecha: 03 de Diciembre del 2010


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INTRODUCCIN

El presente proyecto trata de la implementacin de un sistema de transportede agua para destinarlo a una planta de crianza de ranas. Se trata de un estudiollevado a cabo con bases reales, clculos segn a la actual normativa elctrica ydescripcin de fundamentos concretos para su implementacin.

Es por ello que consideramos un lugar determinado, considerando lascondiciones de la zona y de los costos que ello significa. Todo esto para generar unahorro a largo plazo del costo que comprende energizar la planta y mantenerlaactiva eficientemente.

MEMORIA EXPLICATIVAExplicacin de Funcionamiento

DESCRIPCIN DE LA INSTALACIN:

Se desea proyectar una planta de trasvasije de agua para suministrar unestanque criadero de ranas. Para ello inicialmente se considera la extraccin delagua desde un pozo de profundidad 7metros aproximadamente. Luego seconservara el agua paralelamente en dos depsitos de 3 metros cbicos cada uno;

estos sern utilizados adems de conservar el agua, para efecto de decantamiento ylimpieza del agua de partculas en suspensin que puedan extraerse desde sufuente. Adems se acondicionar el agua con qumicos antibacteriales, y estossern agregados en los estanques por medio de bombas dosificadoras. Finalmentese trasvasijara el agua de los estanques antes mencionados para ser transportadahacia un estanque de reposo y de este decantar el agua con flujo controlado haciael criadero de ranas.


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CONSIDERACIONES GENERALES DE LA PLANTA

La clasificacin de las bombas que se utilizaran y el funcionamiento de ellasse rigen especialmente por el consumo elctrico de los motores que las gobiernan.Esto est referido a la demanda mxima que pueda registrar la planta en el consumomensual de facturacin. A modo de ejemplo se detallan los cargos que vanincorporados en la boleta de consumo elctrico distribuida por la empresa elctrica.

Para nuestro proyecto consideramos contratar una tarifa BT4.3. Estodebido a que pagaremos mucho menos en comparacin con otras tarifas. Es poresto que nuestro proyecto est orientado en parte a la produccin y cultivo de ranascon nfasis a la eficiencia energtica que podramos conseguir con un control en losgastos de energa.

De acuerdo con la tarifa seleccionada, regiremos el funcionamiento denuestra planta.

Por lo cual, las bombas conectadas al circuito no deben trabajar dentro del periodoconsiderado como horas punta; y estas se encuentran consideradas desde las


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18:00hrs hasta las 23:00hrs. En resumen toda la operacin de las bombas como esel llenado de los estanques de reserva y la extraccin de agua desde el sumiderodebe ser fuera del horario antes mencionado.Lo anterior nos lleva a determinar la capacidad de los estanque de tal forma que no

sea necesaria la utilizacin de las bombas por un perodo de tiempo de 5 horasdiarias.El estanque utilizado para el cultivo de ranas no ser perturbado por la condicin deoperacin de las bombas, ya que este ser reabastecido por efecto gravitatoriodesde un estanque ubicado aguas arriba.El caudal con el cual se restituir las aguas del estanque criadero, ser controladopor medio de una vlvula de control de ajuste monitoreado.

Como se describi anteriormente el proceso consta de tres estanque, dos de ellosutilizados para el tratamiento bacteriolgico y recoleccin de lobo; y el ltimo para elalmacenaje. El volumen de esto se determina de acuerdo a las indicaciones antesmencionadas respecto a la eficiencia energtica y otro factor importante a considerares la reserva de agua en caso extremo de sequia provisoria del pozo sumidero.

De lo anterior, considerando que el criadero de ranas debe ser reabastecido con uncaudal constante de 120litros /hrs. Los estanques sern determinados bajo elsiguiente criterio:

120lts/hrs (al da) x 24 = 2.800litros x 5 das = 14.000litros =14metros cbicos

A base de este clculo determinamos que cada estanque ser de 5metros cbicos,completando una suma de 15 metros cbicos. Con esto nos respaldamos para queel sistema pueda tener una autonoma de cinco das, en el caso de sufrir de algninconveniente con nuestro pozo sumidero.

El estanque considerado para el almacenaje de agua, ser instalado sobre unaestructura tipo torre de 10 metros, para proporcionar gravitatoriamente el flujo de120litros al estanque criadero a travs de la vlvula de control.


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CARACTERSTICAS DE LAS BOMBAS:

Potencia 9,2 (Kw.)

Tensin Fuerza 220/380 (V)

Intensidades de Corriente 32.24/18.70 (A)

Factor de Potencia Cos = 0,85

Rendimiento = 86%

Frecuencia 50 (Hz)

CARACTERSTICAS DE LA RED:

Tensin de Red 380 (V)

Frecuencia de Red 50 (Hz)

FUNCIONAMIENTO:

Para poder arrancar este sistema, es necesario primero que todo poner en serviciotodas las protecciones, siendo estas:Circuito de Fuerza: -Q1 , -QM1 , -QM2 , -QM3Circuito de Control: -F1

Condicin Normal:

1.- Al activar -F1(D9), inmediatamente se enciende la luz piloto -H1(A6) de color

rojo indicndonos que el circuito se encuentra dispuesto para comenzar la secuenciade partida de las bombas.

2.- Posteriormente para iniciar la marcha de las bombas, se debe presionar elpulsador de partida -S1(B9), el cual energizar la bobina del contactor -KM1(A9) yeste se sellar automticamente a travs de los contactos 13 y 14. Paralelamente seenergizarn la bobina del temporizador -KT1(A9), este es el elemento encargadode realizar la combinacin de estrella/triangulo de la bomba N 1.


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10.- Por otra parte, inmediatamente del disyuntor que protege a este circuito decontrol, se instal una botonera de parada de emergencia denominada -S0(C9), laque, debe ser presionada en caso de emergencia para proteger a las personas o a

las instalaciones. Al presionarla en caso de necesidad, su contacto cerrado 11-12 seabre desconectando el circuito y deteniendo el funcionamiento de las tres bombas.

Cubicacin de Materiales

N

Cdigos Descripcin Cant. Ud. $ unit. $ total

1 -T0 Armario LEGRAND ATLANTIC beige 400x300x200 IP-55 1 ud.

2 -X0 Barra Repartidora Tetrapolar LEGRAND 100 (A) 1 ud.

3 -Q1 Disyuntor 3xD80 (A) - 15 (kA) LEGRAND 1 ud.4

-QM1/-QM2-QM3

Guardamotor TELEMECANIQUE 20-25 (A) - 50 (kA) 3 ud.

5-KM1/-KM2

-KM3Contactor TELEMECANIQUE AC-3 /30 (A) 3 ud.

6-F1/-F2

-F3Rel proteccin trmica TELEMECANIQUE 24-34 (A) 3 ud.

7 -F1 Disyuntor 1xC2 (A) - 10 (kA) LEGRAND 1 ud.

8 -S0 Pulsador emergencia con retencin rojo (1NA + 1 NC) 1 ud.

9 -S1 Pulsador rasante partida verde SCHMERSAL 1 ud.

10 -S4 Sensor de llenado de material. 1 ud.

11 -H0 Sirena elctrica 220(V) FEDDERAL SIGNAL 1 ud.

12 -HM1 /-HM2-HM3

Luz piloto NPL Nen 220(V), color rojo 3 ud.

13-KT1/-KT2/-KT3/-KT4/-KT5/-KT6/-

KT7/-KT8

Rel Temporizado ON DELAY 0,5 seg - 3 min TAP(1NA+1NC)

8 ud.

14 Contacto auxiliar para contactor TELEMECANIQUE (2NA) 3 ud.

15 Bornera de reparticin color verde LEGRAND 8 salidas 1 ud.

16 Bornes de conexin 4 mm2 color gris 30 ud.

17 Tapa Bornes de conexin 4 mm2 color gris 4 ud.

20 Riel DIN 2 m.

21 Prensas estopa PVC con contratuerca PG-13 5 ud.

22 Terminal redondo para cable 2,5 mm2 16 ud.

23 Amarras plsticas cable negra (con proteccin UV) 20 cm. 100 ud.

24 Bandeja elctrica PVC industrial 75x50 mm. 20 m.

25 Tapa bandeja elctrica PVC 75x50 mm. 20 m.

26 Canaleta LINA 25 de 40x40 mm. LEGRAND 3 m.

27 Cable control tipo H05V-K color rojo 100 m.

28 Cable control tipo H05V-K color naranjo 20 m.

29 Cable fuerza motores tipo RV-K 4x2,5 mm2 30 m.

30 Cable fuerza interior tablero THHN N6 AWG (negro) 5 m.

31 Cable fuerza interior tablero THHN N14 AWG (negro) 10 m.


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COSTO REFERENCIAL DEL PROYECTO.

DESCRIPCIN DE LOS ELEMENTOS VALOR EN UF

BOMBAS DE TRASVASIJE 9,5BOMBA DOSIFICADORA 4,8EQUIPOS DE CONTROL 5,7MATERIALES VARIOS 4,0MANO DE OBRA 22IMPREVISTOS 3,5GASTOS GENERALES 8,5UTILIDAD 51

COSTO REFERENCIAL NETO

DEL PROYECTO 109

Especificaciones Tcnicas de Materiales

Tablero:

- El tablero debe ser metlico, con grado de proteccin IP-55, del tipoATLANTIC marca LEGRAND, color beige y de una medida de 400x300x200mm.

- Este tablero estar montado en sector cercano a las bombas.

- La alimentacin ser suministrada desde red elctrica ingresando a estetablero por medio de prensaestopas de PVC tipo PG-13. Esta alimentacinser conectada a parte superior de proteccin general -Q1 que estarmontada sobre riel tipo DIN. Posteriormente aguas debajo de esta proteccinse conectar cableados hasta barra repartidora que deber estar montada en

extrema superior al interior del tablero.

- Adems se montarn al interior de este tablero:Un disyuntor circuito de controlTres Protecciones tipo guardamotorTres Protecciones tipo trmicasNueve Contactores30 Borneras de conexin con sus respectivas tapas de terminacin.Canaleta LINA 25 para cableado interior

- Entre tanto al exterior del tablero en puerta frontal, se montar:


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Un pulsador parada de emergenciaUn pulsador partida color verdeUna luz piloto color verdeTres luces piloto color rojo

- Todos los elementos que se instalen al interior del tablero debern llevar uncdigo de identificacin que corresponder al mismo indicado en plano decontrol y fuerza presentado en este proyecto. Lo mismo aplicar para loselementos de sealizacin montados al exterior del mismo tablero. Para estesegundo caso, y de manera de hacer ms entendibles las activaciones destos, se montarn en forma ordenada en la puerta del tablero mostrandoclaramente los elementos de cada una de las bombas.

- Este tablero deber respetar las disposiciones de clasificacin, construccin ycualquiera otra que sea exigible de acuerdo a la normativa elctrica vigente ynombrada en Nch 4/2003.

Canalizaciones:

Canalizacin al interior del tablero:

- Como mencionamos antes, al interior del tablero se deber montar canaletaLINA 25 de 40x40 mm., la que nos servir para tender y realizar los

cableados necesarios hasta todos los dispositivos de conexionado, comoprotecciones, borneras, barra repartidora y borneras de conexionado.

Canalizacin hacia las bombas Elctricas:

- Debido a que tablero se encontrar en un lugar cercano a las bombas, desdeel tablero se canalizar bandeja PVC industrial de color gris de 75x50 mm.

- No se permitir el tendido de bandejas sin su respectiva tapa y en cualquiertramo sta.

- La bandeja deber ser fabricada con material autoextinguible, o sea, en casode combustin deber arder sin llama, ni emitir gases txicos.

- Las uniones y derivaciones de bandejas se debern hacer con los respectivosaccesorios de la misma marca y modelo que la bandeja. Ya sea eclisas deunin, como las derivaciones de stas.

- Los pernos que permitirn estas uniones deben ser de poliamida, paraasegurarse que no dae el cable al ser montados.


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- Cualquier otro elemento o caractersticas de montaje deber ser recogido dela normativa elctrica NCh 4/2003 vigente.

Protecciones:

A continuacin se detallan las caractersticas de los elementos de proteccin quedebern ser instalados.

-Q1 Interruptor General Magnetotrmico 3xD80(A), de 15 (kA), marca LEGRAND.Se opt por este tipo de proteccin debido a que corriente total es igual a60,77 (A)

-QM1 Guardamotor 20-25 (A), 50 (kA) como proteccin MOTOR 1, marcaTELEMECANIQUE.Por la capacidad de corriente de cada motor se opt por esta proteccin

-KM1 Contactor tipo AC-3, 30(A) para MOTOR 1, marca TELEMECANIQUE.Debido a que es los motor son con arranque tipo jaula de ardilla se opt portipo AC-3.

-FM1 Rel Trmico 24-34 (A), de proteccin MOTOR 1, marca TELEMECANIQUE.

-QM2 Guardamotor 20-25 (A), 50 (kA) como proteccin MOTOR 2, marcaTELEMECANIQUE.

-KM2 Contactor tipo AC-3, 30(A) para MOTOR 2, marca TELEMECANIQUE.


-QM3 Guardamotor 20-25 (A), 50 (kA) como proteccin MOTOR 3, marcaTELEMECANIQUE.

-KM3 Contactor tipo AC-3, 30(A) para MOTOR 3, marca TELEMECANIQUE.


-F1 Interruptor circuito control Magnetotrmico 1xC2(A), de 10 (kA), marcaLEGRAND.

- Todas las protecciones debern ser montadas al interior del tablero por mediode Riel tipo DIN y de manera ordenada y correlativa desde motor 1 hasta elnmero 3.

- El cableado de alimentacin de todas las protecciones se deber realizar deacuerdo a plano de control y fuerza presentado en este proyecto.


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Clculos Justificativos

Los clculos indicados a continuacin corresponden nica y exclusivamente o loespecificado. Cualquier otra definicin para algn componente de la instalacin yque no aparezca en estos clculos deber ser definido de acuerdo a un correctomontaje por parte del instalador, y remitirse a lo indicado en la normativa NCh4/2003 vigente.

CABLES:

Alimentador general:Suponemos que aguas arriba del interruptor general disponemos de red elctricadiseada para esta instalacin.Para calcular el cable que deber utilizarse aguas debajo de la proteccin hastabarra repartidora, primero debemos considerar lo que nos indica la norma en punto12.2.5 y es que ante la necesidad de alimentar un conjunto de bombas de rgimenpermanente, se deber asegurar una capacidad de transporte como mnimo igual a1,25 veces la corriente de plena carga del mayor, ms la suma de las corrientes deplena carga de todos los restantes, quedando:

BOMBA 1 : 18.70 (A) * 1,25 veces : 23.37 (A)

BOMBA 2 : 18.70 (A)BOMBA 3 : 18.70 (A)

SUMA TOTAL: 60,77 (A)

En base a lo obtenido, y segn tabla 8.7a de NCh 4/2003, atendemos que perteneceal Grupo A y cuya capacidad debe ser hasta 75 (A).Debido a lo anterior se escoge cable tipo TXU de 6 AWG.Estamos considerando que no existe cada de tensin debido a que el cableado esal interior del tablero

Cableado en protecciones individuales (de cada motor):Para cablear igualmente al interior del tablero, consideramos que cada bomba tieneuna corriente nominal de 18.70 (A), considerndose un factor de 1,25 veces tal comonos dice la NCh en el punto 12.2.2, quedando finalmente en 23,37 (A). Y segn a lamisma tabla anterior quedamos en mismo grupo A pero con un cable XTU deseccin 14 AWG.Estamos considerando que no existe cada de tensin debido a que el cableado esal interior del tablero

Cableado hacia cada motor en terreno:


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Para determinar este clculo nos remitiremos a lo indicado por el fabricante de ste,sabiendo que el cable es tipo cordn RV-K 4x2,5mm2.

Is = It * ft * fn,

Siendo ;

Is = Corriente se servicioIt = Corriente de tabla 8.7 de NCh 4/2003ft = Factor de correccin por temperaturafn = Factor de correccin por cantidad de conductores activos en tuberas

It = Is / (ft*fn) = 18,70 / 1*1 = 18,70 (A)

Considerando que :Cos = 0,93Temperatura ambiente = 30 , por ende ft=1Capacidad de transporte de corriente = tres conductores activos , por ende fn=1

Si It = 18,70 * 1,25 veces = 23,37 (A), y de acuerdo a tabla 8.7 de NCh 4/2003, comoes del tipo cordn pertenece a grupo 2, para una corriente de 25 (A) debe ser cable2,5 mm2. Por otro lado en el punto 12.2.1 de la misma norma nos dice que seccinmnima para circuitos de motores debe ser de 1,5 mm2, por lo que nos encontramoscon un conductor por sobre el mnimo permitido.

De acuerdo a los datos que nos entreg el fabricante de este cable, tenemos que lacada de tensin en V/A km. Para un cable de 4x2,5mm2 es de 17,7 permitiendoeste una capacidad admisible de corriente del orden de 29 (A), procedemos acalcular el voltaje de prdida del cable:

Si:I = 23,37 (a)Longitud aprox. = 25metrosc.d.t. = Cada de tensin en el cable

Tenemos,

c.d.t. = valor tabla * longitud (km) * intensidad de corriente (A)

c.d.t. = 17,7 * 0,025 * 23,37

c.d.t. = 10,34 (V)

Dividimos entonces la cada de tensin por el voltaje de la lnea y tenemos elporcentaje de cada:

10,34 / 380 = 0,02 = 2,72 %


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Si lo comparamos a 11,4 (V) que es el lmite que permite la NCh 4/2003, estamoscumpliendo con esta normativa.

DUCTOS:

Debido a que el tendido se realizar en bandeja portaconductora no tenemos nadams que decir que la bandeja est proyectada con el propsito de que el 20% de suseccin transversal sea mayor que la seccin transversal del conductor instaladosobre sta.

PROTECCIONES:

Proteccin General:Como ya lo habamos sealado anteriormente el conjunto de bombas suma unacorriente total de 60,77 (A), entonces escogeremos la proteccin tipo caja moldeadade 3x80 (A) con tipo de curva D debido que se trata de motores elctricos.

Proteccin de sobre carga de cada motor:De acuerdo a punto 12.3.1.2 de la NCh 4/2003, para el clculo de protecciones sedebe aplicar un factor de 1,15 veces la capacidad nominal del motor, siendo:18,7 (A) * 1,15 veces = 21,5 (A).

Con lo anterior escogeremos un guardamotor de 20-25 (A) para cada uno de lasbombas, regulndose ste a 25 (A).

CONTACTORES:

Dada las condiciones de esta instalacin la clasificaremos como condicin normal detrabajo, lo que implica que destinaremos una clase tipo AC3.

Conclusiones


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Para determinar la adecuada eleccin de los distintos componentes elctricos,se tom de bases la indicacin de la NCh 4/2003 con todos sus consideraciones deseguridad, adems de la recomendacin de algunos fabricantes de productos

elctricos.Es as como se logr escoger el apropiado contactor o guardamotor, lo mismo

que la proteccin trmica de cada uno de los motores. Por otro lado los sistemas decanalizacin fueron contemplados en la medida que asegure una correctainstalacin, fcil mantencin y posible ampliacin de las instalaciones.

En este proyecto y en cualquiera que se quisiera proyectar uno debera

siempre de considerar todos los factores que en ella se involucran y en este casonos damos cuenta de que para proyectar instalaciones debemos de aparte deconsiderar los requerimientos tcnicos, la parte econmica dentro de todo proyectocumple una funcin primordial, ya que sin este parmetro o consideracin todoproyecto por muy simple que fuese pudiese tener un costo elevado, para eso hayque siempre evaluar una propuesta econmica dentro de cada proyecto deinstalacin.

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