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PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
ELECTRICA
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA
DE LA PLAZA DE COBRO No. 13
“PUENTE TUXPAN”
T E S I N A
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA
P
R
E
S
E
N
T
A:
ARMANDO JIMENEZ PEREZ
POZA RICA, VER. 2009
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
1
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
DEDICATORIAS
A DIOS:
Por darme salud, fuerza, que me
Enseñó el camino para llegar
A ser quien soy.
AMIS PADRES:
Por su gran dedicación y sacrificio, por haber
Tenido la confianza en mí y nunca
Perder la esperanza.
“MIL GRACIAS”
A MI ASESOR:
ING: CARLOS ALARCON ROSAS
Por ser la guía respaldada en la sabiduría y
Experiencia Y así llegar a la culminación
De este trabajo “GRACIAS”
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PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO
No. 13 “PUENTE TUXPAN”
PAG.
ÍNDICE
INTRUDUCCION
CAPITULO I
1.1
1.2
1.3
1.4
JUSTIFICACION
NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO
ENUNCIACION DEL TEMA
EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO
CAPITULO II
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA INVESTIGACION
2.2 MARCO CONTEXTUAL
2.3 MARCO TEORICO
3
4
5
6
9
10
11
2.3.1
2.3.1.1
2.3.1.2
2.3.1.3
2.3.1.4
2.3.1.5
2.3.1.6
2.3.1.7
2.3.1.8
SISTEMA DE ALUMBRADO
Definiciones y conceptos básicos de iluminación
Método de cálculo de los lúmenes
Cálculo de la iluminación
Carga de alumbrado y número de circuitos derivados
Cálculo de las distancias al centro de cargas
Cálculo de conductores de circuitos derivados
Cálculo de canalizaciones de circuitos derivados
Carga total del sistema de alumbrado
11
11
16
21
25
27
28
33
36
2.3.2
2.3.2.1
2.3.2.2
2.3.2.3
2.3.2.4
2.3.2.5
SISTEMAS DE FUERZA (AIRE ACONDICIONADO)
Conceptos básicos de sistemas de fuerza
Carga del sistema de fuerza
Cálculo de conductores de circuitos derivados
Cálculo de canalizaciones de los circuitos derivados
Carga total del sistema de fuerza
37
37
42
43
47
50
2.3.3
2.3.3.1
2.3.3.2
2.3.3.3
2.3.3.4
SUBESTACIÓN ELÉCTRICA
Conceptos básicos de subestación
Carga total instalada
Cálculo de la capacidad del transformador
Selección del equipo eléctrico
51
51
61
62
63
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2.3.4
2.3.4.1
2.3.4.2
2.3.4.3
2.3.4.4
CÁLCULO DE CIRCUITOS ALIMENTADORES
Cálculo de alimentadores del tablero I-LINE
Cálculo de alimentadores del tablero A
Cálculo de alimentadores del tablero B
Cálculo de canalizaciones de los alimentadores
65
65
67
69
71
2.3.5
2.3.5.1
2.3.5.2
2.3.5.3
2.3.5.4
CÁLCULO DE PROTECCIONES CONTRA SOBRECORRIENTE
Protección en circuitos de alumbrado
Protección en circuitos de fuerza
Protección en alimentadores
Protección en la subestación
73
73
75
77
78
2.3.6
2.3.6.1
2.3.6.2
2.3.6.3
2.3.6.4
ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO
Conceptos técnicos de cortocircuito
Cálculo de fallas trifásicas
Cálculo de fallas monofásicas
Capacidad interruptiva de las protecciones eléctricas
79
80
88
90
91
2.3.7
2.3.7.1
2.3.7.2
2.3.7.3
SISTEMAS DE TIERRAS
Conceptos teóricos del sistema de tierras
Disposiciones básicas de las redes de tierras
Calculo de sistemas de tierras
92
93
98
99
2.3.8
ESTUDIO TÉCNICO ECONÓMICO
101
2.4 ANALISIS CRITICO DE LOS DIFERENTES ENFOQUES
117
CAPITULO III
3.1 CONCLUCIONES
3.2 BIBLIOGRAFIA
3.3 ANEXOS Y APENDICES
PLANOS
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119
120
121
126
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INTRODUCCION INDICE
Las instalaciones eléctricas pueden
tener distinto
grado
de
complejidad
dependiendo del lugar que ocupen dentro del conjunto de instalaciones y de la función a
desempeñar, es así como se pueden tener instalaciones tan simples como las que se
observan a diario en las casas habitación y que a simple vista se ven sus componentes
como son las salidas para lámparas, los apagadores, los contactos, etc. Y tan complejas
como son las industriales con subestaciones con varios componentes.
Una instalación eléctrica es el conjunto de elementos que permiten transportar y
distribuir la energía eléctrica desde el punto de suministro hasta los equipos que la utilizan.
Entre estos elementos se incluyen: tableros, interruptores, transformadores, bancos de
capacitores, dispositivos sensores, dispositivos de
control local o remoto, cables,
conexiones, contactos, canalización y soportes.
Dado el incremento en las necesidades de consumo de la energía eléctrica ya sea
en casas habitaciones o en empresas, es indispensable la selección cuidadosa y estricta
de los equipos y materiales eléctricos, que preservan la continuidad del servicio, todo ello
de acuerdo a las normas de distribución – construcción de líneas aéreas y subterráneas
de C.F.E. y a la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005,
relativa a las
instalaciones eléctricas destinadas al suministro y uso de la energía eléctrica, como lo
dispone el reglamento de la ley del servicio público de energía eléctrica, y de esta manera
lograr una buena calidad del servicio eléctrico interno con un mínimo de interrupciones y
sin riesgo al personal que hace uso de la energía eléctrica.
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CAPITULO I
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1.1 JUSTIFICACION INDICE
El presente trabajo recepcional es un proyecto de una instalación eléctrica que se
elaboró debido al aumento de carga de las instalaciones eléctricas y a la modificación de
la subestación eléctrica de la caseta de peaje no. 13 de la carretera México – Pachuca,
tramo: entronque – Tihuatlan – Tuxpan propiedad de caminos y puentes federales de
ingresos y servicios conexos.
El Proyecto consiste en rediseñar, calcular y proponer el equipo eléctrico necesario
para contar con
circuitos de alumbrado, contactos y fuerza
acorde a los diferentes
requerimientos de la plaza de cobro No. 13 “Puente Tuxpan”, tanto en forma seccionada
como en su capacidad total. Para realizar este trabajo se tomó como base la norma oficial
mexicana NOM-001-SEDE-2005, que es la que rige sobre este tipo de instalaciones.
Respaldar el diseño, cálculos y análisis que sirvieron para seleccionar equipos y
materiales requeridos en toda la instalación eléctrica, a fin que se obtenga
la mayor
eficiencia y optima seguridad a un costo económico razonable. Las bases fundamentales
de los cálculos y análisis citados, están regidos por las normas y códigos indicados en la
bibliografía.
Por lo antes expuesto, el presente trabajo se desarrolla sobre las bases de las
necesidades de operación y desarrollo optimo. Lo cual se logra mediante una adecuada
instalación y distribución eléctrica, tomando en cuenta siempre sus protecciones y
dispositivos contra sobrecorriente, así como de un correcto cálculo de conductores para
evitar con esto un cortocircuito, ya que una incorrecta instalación puede ocacionar
verdaderos problemas técnicos.
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1.2 NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO
INDICE
La necesidad de contar con instalaciones seguras y funcionales es la principal
preocupación de la gente, ya que es dentro de estas, es donde se lleva a cabo el
desarrollo de sus actividades diarias, ya sea en sus hogares o en lugares de trabajo.
Razón por la cual se elabora el siguiente trabajo recepcional en la que se llevará a
cabo una investigación detallada de los diferentes sistemas de protección, suministro de
energía, selección de conductores y de materiales. Todo esto para tener los aspectos
técnicos y económicos que garantice un diseño optimo en una instalación eléctrica.
Así, este trabajo tiene principalmente el sentido de proporcionar los criterios y la
información mínima necesaria para aplicar correctamente la normatividad al proyectar y
construir instalaciones eléctricas y así de esta manera el alcance del trabajo es el de
proyectar adecuadamente el sistema de alumbrado, el sistema de fuerza y la subestación,
cumpliendo con las disposiciones exigidas por la Norma Oficial Mexicana.
De esta manera pretende ser una base a seguir para el diseño de instalaciones
eléctricas, proponiendo un proceso factible y seguro en la selección de dispositivos,
facilitando así el trabajo de compañías encargadas de su construcción.
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1.3 ENUNCIACION DEL TEMA INDICE
Actualmente los requerimientos en los diseños, la construcción de los sistemas, los
dispositivos de conducción y protecciones eléctricos cuentan con un estricto control de
calidad y seguridad. El diseño de toda instalación eléctrica deberá incluir una selección
cuidadosa de interruptores, sistemas de tierra, canalizaciones adecuadas y una selección
cuidadosa de conductores.
El proyecto fue elaborado de acuerdo a las normas de distribución – construcción
de líneas aéreas y subterráneas de C.F.E. y a la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE2005 relativa a las instalaciones eléctricas destinadas al suministro y uso de la energía
eléctrica, como lo dispone el reglamento de la ley del servicio público de energía eléctrica
Se realiza actividades de ingeniería eléctrica aplicada en este proyecto de
instalación eléctrica industrial, al diseñar una nueva instalación eléctrica en media y baja
tensión de tal manera que garantice la seguridad y conservación de la vida de los usuarios
y la flexibilidad en la operación al cumplir con todas las disposiciones y especificaciones
de la normatividad vigente en materia eléctrica, así como también aplicar adecuadamente
los últimos adelantos tecnológicos en la selección de equipos y materiales a utilizar y
también al diseñar instalaciones tiene un papel muy importante el concepto de ahorro en la
utilización de energía eléctrica requerida tanto para las condiciones actuales como para
las condiciones futuras, situación que queda contemplada al considerar un adecuado
factor de crecimiento en las instalaciones eléctricas
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1.4 EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO INDICE
El tema de las instalaciones eléctricas es de vital importancia en el desarrollo de
nuestra vida diaria: por lo que hay que cumplir con un estudio minucioso en el diseño de
estas, definiendo los tipos de circuitos alimentadores, canalizaciones, conductores y sus
respectivas protecciones, para crear así una instalación funcional y sobre toda segura para
el personal que labore dentro de estas; a continuación se muestra un seguimiento de la
distribución de este trabajo enfocado principalmente en el diseño de la instalación
eléctrica.
Por su desarrollo este trabajo de investigación se encuentra estructurado de
capítulos enfocados de la siguiente manera.
CAPITULO I
Está dedicado a la presentación de la justificación., Naturaleza, Sentido y alcance
del trabajo, enunciación del tema y explicación de la estructura del trabajo.
CAPITULO II
Se refiere a lo que es el desarrollo del tema que abarca el planteamiento del tema de
investigación y el contenido del marco teórico, el cual está dividido en ocho temas con sus
respectivos subtemas.
 Sistema de alumbrado
 Sistemas de fuerza (aire acondicionado)
 Subestación eléctrica
 Cálculo de circuitos alimentadores
 Cálculo de protecciones contra sobrecorriente
 Estudio de cortocircuito
 Sistemas de tierras
 Estudio técnico económico
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CAPITULO III
Está dedicado a la presentación de Conclusiones y Recomendaciones, Bibliografía,
Anexos y Apéndices.
Esperando que este trabajo sea de su gran interés para todas aquellas personas
involucradas en esta temática, y para el ramo de diseño y construcción de las
instalaciones eléctricas.
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CAPITULO II
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2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA INVESTIGACION INDICE
La investigación de este tema está enfocada a una de las problemáticas de los
ingenieros que consiste en rediseñar el diseño, cálculos y análisis que
seleccionar
sirven para
equipos y materiales requeridos en toda la instalación eléctrica, a fin que se
obtenga la mayor eficiencia y optima seguridad a un costo económico razonable.
El Proyecto consiste en rediseñar, calcular y proponer el equipo eléctrico necesario
para contar con
circuitos de alumbrado, contactos y fuerza
requerimientos de la plaza de cobro
acorde a los diferentes
No. 13 “Puente Tuxpan”, La instalación eléctrica
debe de contar con ciertas características como: la correcta selección del conductor, un
estudio de cortocircuito, un sistema de tierras, protecciones eléctricas, un sistema de
canalización. En consecuencia la seguridad de una instalación depende del conjunto de
estas.
Teniendo en mente este problema se optó por desarrollar el siguiente tema,
consiguiendo brindar así, información a futuras compañías o compañeros que requieran o
realicen trabajos relacionados con este.
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2.2 MARCO CONTEXTUAL INDICE
Actualmente, la mayor parte de la energía eléctrica que se consume es de corriente
alterna, con el fin de satisfacer las necesidades de un sistema constituido por
alimentadores y circuitos derivados, destinados a suministrar energía eléctrica a un
número ilimitado de alumbrado, contactos y motores.
Dentro del diseño y proyecto de las instalaciones eléctricas, la ingeniería juega un
papel importante, por lo que el compromiso de todos los ingenieros y técnicos es
desarrollar con un alto nivel de calidad y confianza que garantice su máxima función con
toda seguridad.
En la industria de la construcción, la ingeniería eléctrica requiere de una mayor
atención, pues el sistema eléctrico es la base de operaciones de las instalaciones ya que
la falla en estas, repercute en la operación y seguridad de las plantas industriales,
ocasionando pérdidas humanas, económicas y materiales. Es así como este trabajo se
encargara de realizar el proyecto de la instalación eléctrica de la plaza de cobro No. 13
puente Tuxpán ubicado en la carretera México – Pachuca, tramo: entronque – Tihuatlan –
Tuxpan propiedad de caminos y puentes federales de ingresos y servicios conexos.
UBICACION
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2.3 MARCO TEORICO INDICE
2.3.1 SISTEMA DE ALUMBRADO INDICE
2.3.1.1 DEFINICIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS DE ILUMINACIÓN INDICE
Algunas de las definiciones y conceptos básicos en el estudio de iluminación se dan
a continuación, tratando de dar a estos una interpretación tan simple como sea posible.
UNIDADES DE ILUMINACIÓN
Candela (cd) Es la cantidad física básica internacional de todas las medidas de
luz; las demás unidades se derivan de ella. Su valor está determinado por la luz emitida
por un patrón de laboratorio llamado cuerpo negro, trabajando a una temperatura
especifica. Una vela corriente de cera tiene en dirección horizontal, una intensidad
luminosa de aproximadamente una candela.
La intensidad luminosa es una propiedad característica de una fuente de luz, y da la
información relativa al flujo luminoso en su origen.
FIG. 1.1 INTENSIDAD LUMINOSA
Lumen (lm) es el flujo de luz que incide sobre una superficie de 1metro cuadrado,
la totalidad cuyos puntos desde 1 metro de una fuente puntual teórica que tenga una
intensidad luminosa de 1 candela en todas direcciones. Esta superficie es una sección de
1 metro cuadrado de una esfera de 1 metro de radio, cuyo centro se encuentra una fuente
puntual uniforme de una candela. El mismo concepto puede expresarse diciendo que un
lumen es el flujo luminoso emitido en un ángulo sólido unida por una fuente puntual
uniforme de una candela.
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Lux (lx) es la iluminación de un punto (A) sobre una superficie, en dirección
perpendicular, un metro de una fuente puntual uniforme de una candela.
FIG. 1.2 LUX
De la definición de lumen se deduce que un lumen, uniformemente distribuido en un
metro cuadrado de superficie produce una iluminación de un lux.
Numero de lux incidentes sobre una superficie.=
Lumenes
area en m 2
Stilb (candela por centímetro cuadrado) La luminancia se expresa de dos formas
en candelas por unidad de superficie o en Lúmenes por unidad de superficie.
Una superficie que emite o refleja luz a una dirección determinada a razón de una candela
por cm2 de área proyectada tiene un brillo de dicha dirección de stilb (candela por cm2).
Una superficie que tiene un brillo en una dirección dada igual al brillo uniforme de una
superficie difusora que emite o refleja un lumen por pie cuadrado, tiene en dicha dirección
un brillo de un footlambert (lambert-pie).
Un lambert es la luminancia o brillo de una superficie que emite o refleja un lumen
por centímetro cuadrado.
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MAGNITUDES DE ILUMINACIÓN
Flujo luminoso (): Es la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa (puede
ser una lámpara) en la unidad de tiempo (segundo). La unidad de medida del flujo
luminoso es el lumen.
El flujo luminoso describe toda la potencia de luz dada de una fuente luminosa.
Fundamentalmente, se podría registrar esta potencia de radiación como energía dada en
la unidad vatio (W).
[] = Lumen (lm)
FIG. 1.3 FLUJO LUMINOSO
Intensidad luminosa (I) : Intensidad de luz dentro de un ángulo sólido
extremadamente pequeño, en una dirección determinada. La unidad de medida de la
intensidad luminosa es la candela, esta magnitud fotométrica se usa para describir la
distribución de la luz proveniente de una fuente o luminaria.
Ecuaciones fundamentales:
𝐼 = 𝐸 𝑋 𝐷2 ----------------------------------------------------- (EC 1.1)
I =intensidad luminosa en candelas E = nivel de iluminación en luz, D =] distancia en
metros desde la fuente a la superficie iluminada.
FIG. 1.4 INTENSIDAD LUMINOSA
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Iluminancia (E): Se define como el flujo luminoso que incide por unidad de área de
una superficie dada. Se mida en lux (lux = lm / m2). Su aplicación práctica es cuantificar la
cantidad de luz que llega a una superficie y por la simplicidad de su magnitud que más se
usa. La iluminación sigue la ley inversa de los cuadrados, que en el caso de una fuente
puntual se toma:
EE
D 2 -------------------------------------------- (EC 1.2)
FIG. 1.5 ILUMINANCIA
Donde D es la distancia desde la fuente luminosa a la superficie a la que llega el
flujo luminoso y la superficie es perpendicular a la dirección de la propagación de la
radiación incidente. Cuando la superficie es perpendicular a la dirección de propagación
del flujo luminoso la ecuación debe de ser modificada y se obtiene:
EE
D2
COS ------------------------------------------ (EC 1.3)
Donde θ es al angulo de inclinación de la superficie.
FIG. 1.6 ANGULO DE INCLINACION
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Luminancia (l): Es la intensidad luminosa emitida por la fuente o la superficie vista
por el observador, es decir por unidad de área proyectada. Su unidad es la candela por
metro cuadrado (cd/m2). Esta magnitud se ilustra en la siguiente figura para el caso de una
lámpara. La línea de visión, desde el observador a la lámpara, forma un Angulo α con la
línea perpendicular al frente de la lámpara. La iluminación en la dirección del observador
(Lα) se calcula de la siguiente manera:
𝐿𝛼 = 𝐼𝛼 / 𝐴 𝐶𝑂𝑆𝛼 --------------------------------- (EC 1.4)
Donde Iα es la intensidad de la fuente en la dirección del Angulo α y el producto de
A por el cos α es el área proyectada perpendicular a la dirección de visión. En la siguiente
figura se ilustra un ejemplo similar para una superficie que refleja la luz.
FIG. 1.7 LUMINANCIA
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2.3.1.2 MÉTODO DE CÁLCULO DE LOS LÚMENES INDICE
Este método se utiliza únicamente para el cálculo de alumbrado de interiores y está
basado en la definición lux, que es igual a un lumen por metro cuadrado, con la
información del fabricante sobre la emisión luminosa inicial de cada lámpara, la cantidad
instalada y el área de la zona considerada (en metros cuadrados) puede obtenerse el
numero de lúmenes por metro cuadrado o luxes.
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑢𝑥 =
𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑐𝑒𝑑𝑎𝑛𝑑𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒
𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠
---------- (EC 1.5)
Este valor difiere de los luxes medidos, debido a que algunos lúmenes son
absorbidos por la luminaria o por la influencia de otros factores tales como la suciedad de
la luminaria y la disminución gradual de luz de las lámparas u otros factores entre otras.
Al emplear el método de los lúmenes han de tener en cuenta cinco puntos fundamentales:
Punto 1: Determinación del nivel de iluminación
Existen tablas en donde se señalan muchas de las tareas visuales más comunes, junto
con la cantidad de iluminación que ha de proporcionarse para cada una de ellas, estas
recomendaciones representan valores mínimos en el lugar mismo de la tarea visual de
acuerdo con la práctica actual, la total comodidad visual puede exigir niveles muy
superiores.
Punto 2: Determinación del coeficiente de utilización.
El coeficiente de utilización es la relación entre los lúmenes que alcanza el plano de
trabajo y los lúmenes totales generados por la lámpara. Es un factor que tiene en cuenta la
eficiencia y la distribución de la luminaria, su altura de montaje, las dimensiones del local
y las reflectancias de las paredes, techo y suelo.
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En general cuanto más alto y estrecho sea el local, mayor será la luz absorbida por
las paredes y más bajo el coeficiente de utilización. Los locales se clasifican de acuerdo
con su forma en diez grupos, identificados por el valor de su relación de la cavidad local.
La relación de la cavidad del local (RCL) puede calcularse como sigue:
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 =
5𝐻(𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑢𝑟𝑎)
𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑥 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑢𝑟𝑎
------------ (EC 1.6)
Donde H es la altura de la cavidad
FIG. 1.8 RELACION DE CAVIDAD
a) Luminarias montadas o empotradas en el techo.
La reflectancia de la cavidad del techo es la misma que la del techo real. El coeficiente de
utilización buscado puede determinarse entonces para la propia relación de la cavidad del
local, la reflectancia apropiada de la pared y de la cavidad del techo.
b) Luminarias suspendidas.
Es necesario en este caso determinar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo
como sigue:
1.- Determinar la relación de la cavidad del techo utilizando la misma fórmula o tabla
que se uso para determinar la del local. El valor usado para H es la distancia de las
luminarias al techo.
2.-
Determinar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo de la tabla 1.1 la
reflectancia base es la del techo; La de la pared es la correspondiente a la parte de la
pared que está por encima de las luminarias.
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El coeficiente de utilización determinado en la forma indicada será aplicable a zonas
que tengan una reflectancia de la cavidad del suelo efectiva del 20%. Si la reflectancia real
del suelo difiere sensiblemente del 20%, puede que sea preciso hacer una corrección para
reflectancias con suelo del 10% y el 30% se dan a continuación. La reflectancia efectiva de
la cavidad del suelo se determina del mismo modo y usando la misma tabla 1.1 que se usó
para la determinación de la reflectancia efectiva del techo.
TABLA 1.1 REFLECTANCIAS
Para una reflectancia efectiva de la cavidad del suelo del 30%, multiplicar por el
factor apropiado indicado a continuación. Para una reflectancia efectiva de la cavidad del
suelo del 10%, dividir por el factor apropiado indicado a continuación: tabla 1.2.
TABLA 1.2 REFLECTANCIAS EFECTIVAS
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Punto 3: Determinación del factor de conservación o de pérdidas de luz.
Desde el momento en que una instalación de alumbrado se pone en funcionamiento la
iluminación va sufriendo cambios constantes a medida que las lámparas envejecen, las
luminarias acumulan suciedad y se hace sentir el efecto de otros factores que contribuyen
a las pérdidas de luz.
Existen ocho factores de pérdidas que deben tenerse en cuenta algunos de ellos
pueden hacerse una estimación y otros pueden evaluar basándose en gran número de
datos ensayo o de informaciones suministradas al respecto.
1.- Características de funcionamiento de la reactancia.
2.- Tensión de alimentación de las luminarias.
3.- Variaciones de la reflectancia y transmitancia de la luminaria.
4.- Fallo de lámparas.
5.- Temperatura ambiente de la luminaria.
6.- Luminarias con intercambio de calor.
7.- Degradación luminosa de la lámpara (L.L.D.)
8.- Disminución de emisión luminosa por suciedad (L.D.D.)
El factor de mantenimiento es el resultado final por la presencia de todos los factores
parciales. Se define como el cociente de la iluminación cuando alcanza su nivel más bajo
en el plano del trabajo entre el nivel nominal de iluminación de las lámparas.
De los 8 factores de pérdida de luz, algunos de los factores se les asignan un valor de
1 y en consecuencia el factor de mantenimiento se evaluara multiplicando los ocho
factores.
Punto 4: Cálculo de número de lámparas y luminarias requeridas
El número de luminarias y lámparas se pueden calcular por las siguientes formulas:
Número de lámparas 
Nivel luminoso en lux  Superficie
----- (EC 1.7)
Lumenes por lámpara  Coeficient e de utilización  Factor de mantenimiento
Número de luminarias 
Número de lámparas
--------------------- (EC 1.8)
Lámparas por luminaria
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Punto 5: Determinación del acomodo de las luminarias
La colocación de luminarias depende de la arquitectura general y dimensiones del edificio,
tipo de luminaria, emplazamiento de las salidas de los conductores existentes con
antelación, así con relación a la distribución de luz sobre la zona a iluminar se puede tener
alumbrado
general,
alumbrado
general
localizado
o
alumbrado
suplementario
dependiendo del emplazamiento de las luminarias.
Alumbrado general: Se la llama así a la disposición de las luminarias que
proporcionan un nivel razonable de iluminación en un área interior.
La distribución más uniforme se obtiene mediante la colocación simétrica de las
luminarias para producir la luz deseada. La distancia exacta entre luminarias se determina
dividiendo la longitud del local (L) entre el número de luminarias de una fila, y dando una
tolerancia de un medio de dicha distancia entre la pared y la primera unidad. De manera
similar la distancia entre columnas es el ancho del local dividida por el número de filas,
dejando un medio de esta distancia entre la pared y la primera fila. Lo anterior se muestra
en la figura siguiente.
N=numero de Luminarias
R=numero de Filas
FIG. 1.9 COLOCACION DE LUMINARIAS
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24
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2.3.1.3 CALCULO DE ILUMINACIÓN INDICE
CALCULOS DE ILUMINACION EN EL AREA “TELEMATICA”
La iluminación interior se proyectará con luminarias tipo fluorescentes instaladas en
gabinetes de sobreponer con difusor acrílico, equipadas con dos lámparas de 32 watts con
las siguientes características.
Características de la luminaria a utilizar
Tipo
T8 fluorescente ahorradora de energía
Potencia
32
Watts
Emisión
2850
Lúmenes
Horas Vida
------Day-brite
ligthin
Hrs.
No. Catalogo
# 2ATNG232-D-
Marca
Otros
TABLA 1.3 DATOS DE LA LUMINARIA
Punto 1 Determinación de nivel de iluminación
Se seleccionó una lámpara recomendada para laboratorios de cómputo que es de 500 lux,
la adecuada para la comodidad del cliente.
Punto 2 Determinación del coeficiente de utilización
El coeficiente de utilización es la relación entre lúmenes que alcanzan el plano de trabajo
(ordinariamente se toma como tal un plano horizontal de 75 cm sobre el suelo) y los
lúmenes totales generados por lámpara, es un factor que tiene en cuenta la eficacia y la
distribución de la luminaria, su altura de montaje, las dimensiones del local y las
reflectancias de las paredes, techo y suelo.
La determinación de la relación de cavidad del local (RCL) puede calcularse como sigue:
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25
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Para este cálculo se considero un área de 3.76 x 3.82 m., considerando 0.75 m. de
cavidad del suelo se tiene una cavidad del local de 2.25 m. Las reflectancias serán de
80% para el techo y 50 % para la pared y 20%para el piso.
Sustituyendo los valores en la ecuación 1.5 vista anteriormente obtenemos:
RCL 
5 (2.25) 3.76  3.82
 5.93  6.00
3.76  3.82
Con la relación de cavidad del local y las reflectancias se entra a la tabla de los datos de la
lámpara que se selecciono (ver anexos) y se determina el coeficiente de utilización de la
luminaria, la cual será:
Coeficiente de utilización: 0.52
Punto 3 Determinación del coeficiente de mantenimiento
A partir del día en que una instalación de alumbrado nueva se pone en funcionamiento, la
iluminación va sufriendo cambios constantes a medida que las lámparas envejecen, las
luminarias acumulan suciedad y se hacen sentir el efecto de otros factores que causan un
descenso del nivel de iluminación.
Hay 8 factores parciales de pérdida que deben tenerse en cuenta, de alguno de ellos
pueden hacerse una estimación y otros se pueden evaluar basándose en gran número de
ensayos o de información suministrada al respecto.
Factores de mantenimiento de acuerdo a las características de la luminaria y la lámpara.
Características de funcionamiento de la reactancia
0.88
Tensión de alimentación de la luminaria
1.00
Variaciones de la reflectancia y transmisión de la luminaria
1.00
Fallo de lámparas
1.00
Temperatura ambiente de la luminaria
1.00
Luminarias con intercambio de calor
1.00
Degradación luminosa de la lámpara
0.91
Disminución de emisión luminosa por suciedad
0.94
El factor de mantenimiento es el resultado de la multiplicación de estos factores
0.7527
TABLA 1. 4
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26
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Paso 4 Cálculo del número de lámparas y luminarias
Para el número de las luminarias (unidades de alumbrado) se calcula de la ecuación 1.7
tenemos:
No. de Lámparas 
(500)  (14.36)
 6.45  7 lámparas
2850  0.52  0.75
Para los números de luminarias se realiza con la ecuación 1.8
No. de Lu min arias 
7
 3.5  4 lu min arios
2
Paso 5 Determinación del acomodo de las luminarias
La distribución de las luminarias deberá ser conforme al área que se iluminara, de manera
que sea simétrica dicha distribución.
l 3.76
a 
 1.88 mts.
2
2
b
h 3.82

 1.91 mts.
2
2
a 1.88
á 
 0.94 mts.
2
2
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b 1.91
b  
 0.96 mts.
2 2
27
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Nota: Bajo el mismo criterio se calculó toda la iluminación de las instalaciones de la
caseta,
ya que son los mismos cálculos y se realizan de la misma manera
siguiendo este mismo método para cada uno de ellos. Aquí se resume toda la
iluminación de las instalaciones.
TABLERO
CUARTO
No. DE LAMPARAS
N. DE LUMINARIAS
A-A
VESTIDORES
2 x 32 w
3 luminarias
A-B
BODEGA
2 x 32 w
8 luminarias
A-C
DORMITORIOS
2 x 32 w
6 luminarias
1 x 34 w ahorrador
6 luminarias
A-E
BODEGA 2
2 x 32 w
2 luminarias
A-F
CONSERVACION
2 x 32 w
10 luminarias
A-G
CUARTEL
2 x 32 w
11 luminarias
1 x 34 w ahorrador
1 luminaria
A-H
BAÑOS A
2 x 32 w
4 luminarias
A-I
TIENDA
1 x 34 w ahorrador
8 luminarias
TELEMATICA
2 x 32 w
4 luminarias
TORRE PLANTA BAJA
2 x 32 w
5 luminarias
1 x 34 w ahorrador
2 luminarias
2 x 32 w
8 luminarias
1 x 34 w ahorrador
2 luminarias
CASETAS
2 x 32 w
3 luminarias
SERVICIOS GRALES.
2 x 32 w
8 luminarias
1 x 34 w ahorrador
8 luminarias
2 x 32 w
2 luminarias
B
C
TORRE PLANTA ALTA
E
G
CUARTO DE MAQUINAS
TABLA 1. 5: NÚMERO DE LUMINARIAS
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28
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2.3.1.4 CARGA DE ALUMBRADO Y NÚMERO DE CIRCUITOS DERIVADOS
INDICE
Para efectos de cálculos en esta memoria, se calculará solo un circuito derivado
para no hacerlo repetitivo en el entendido que los de más cálculos se realizaron con el
mismo criterio.
Determinar la carga total de alumbrado.
1 Luminaria = 2 lámparas de de 32 Watts + 25 %
1 Luminaria =2 x 32 x 1.25 = 80 Watts
Por tanto:
5 Luminarias de 80 Watts / luminaria = 400 Watts
2 Contactos Para climas de 1900 Watts / Contactos = 3,800 Watts
7 Contacto normales de 180 Watts = 1,260 Watts
5 Salidas Para UPS de 1,300 Watts = 6,500 Watts
1 regulador de energía 2,700 Watts = 2,700
Carga total en el tablero de alumbrado = 14,660 Watts
Aplicando la ley de Watts obtenemos la corriente para cada una de las cargas parciales.
I
watts
( voltaje )( F : P )
-------------------------------------- (EC 1.9)
Sustituyendo la ecuación 1.9 en todas las cargas obtenemos:
I LAMPARAS 
I CONTACTOS
400
 3.49 AMPS .
1270.90
1260
 11.02 AMPS .
1270.90
I CONTACTOS MONOFASICOS 
I SALIDAS  ESPECIALES 
3800
 19.2 AMPS .
2200.90
6500
 57 AMPS .
1270.90
I REGULADOR  D  EENERGIA 
2700
 23.62 AMPS .
1270.90
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29
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Sumando la corriente total nos queda:
I TOTALES  I ALUMBRADO  I CONTACTOS  I CONTACTOSMONOFASICOS  I SALIDAS  ESPESIALES  I SALIDA REGULADOR  DE  ENERGI
I TOTALES  3.49  11.02  16.62  56.86  23.62  111.61AMPS .
I TOTALES  114.33 AMPS .
La sección 210-3 de la Norma Oficial Mexicana NOM-001–SEDE–2005 clasifica los
circuitos derivados que no sean individuales, los cuales deben ser: 15, 20, 30, 40,50
amperes.
En nuestro caso consideramos circuitos de 15 A. y de esta manera el número de circuitos
derivados se obtienen de la forma siguiente:
NUMERODECI RCUITOS 
IT
15Amp.
---------------- (EC 1.10)
Numero de circuitos derivados= (114.33 Amps.)/ (15 Amps.)= 7.44
NOTA: Los circuitos derivados dan como resultado 8 pero ya que las especificaciones
proporcionadas por caminos y puentes federales (CAPUFE) consisten en disponer
un circuito para cada contacto y uno para alumbrado, así los circuitos para este
cuarto serán 10.
Con estas modificaciones se hace la selección de un tablero de alumbrado trifásico con
zapatas principales de la marca SQUARE D, grupo SCHNEIDER,
catálogo
NQ0D244AB12S.
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30
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2.3.1.5 CALCULO DE LAS DISTANCIAS AL CENTRO DE CARGAS INDICE
Para obtener la distancia al centro de carga se calcula con la siguiente fórmula:
LCC 
L1W1  L2W2  L3W3  ...  LNWN
W1  W2  W3  ...  WN
--------------- (EC 1.11)
Considerando que el tablero de alumbrado tiene una altura de montaje de 1.20 mts. A
partir del nivel del piso.
L  H  H TABLERO  3.00m  1.2m  1.8mts.
Determinación de la distancia del circuito 1:
LC1 
6.2280  8.5580  10.5580  8.5580
 11.29Mts
80  80  80  80
Haciendo el mismo desarrollo se obtienen las distancias al centro de carga de los circuitos
de alumbrado
TABLERO
CUARTO
A-A
A-B
A-C
A-E
VESTIDORES
BODEGA
DORMITORIOS
BODEGA 2
A-F
A-G
A-H
A-I
B
CONSERVACION
CUARTEL
BAÑOS A
TIENDA
TELEMATICA
TORRE PLANTA BAJA
C
TORRE PLANTA ALTA
E
G
CIRCUITO
DISTANCIAS
C-1
C-1
C-1
C-1
C1
C-2
C-1
C-1
C-1
C-1
C-1
C-6
10.5 mts.
15.2 mts.
11.2 mts.
8.50 mts.
13.4 mts.
14.3 mts.
12.4 mts.
9.8 mts.
11.5 mts.
11.2 mts.
10.2 mts.
12.5 mts.
C-7
13.2 mts.
C-1
C-7
CASETAS
C-15
SERVICIOS GRALES.
C-2
CUARTO DE MAQUINAS
C-15
TABLA 1. 6: NUMERO DE CIRCUITOS
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20.2 mts.
15.2 mts.
10.2 mts.
15.3 mts.
11.4 mts.
31
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2.3.1.6 CALCULO DE CONDUCTORES DE CIRCUITOS DERIVADOS
INDICE
Los conductores de los circuitos derivados deben de tener un amperaje de
conducción de corriente no-menor a la carga máxima que alimentan.
Los conductores de circuitos derivados deben estar dimensionados para evitar una caída
de tensión eléctrica superior a 3% en la salida más lejana que alimente a cargas de
calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de
tensión eléctrica de los circuitos alimentadores y derivados hasta la toma de corriente
eléctrica más lejana no supere el 5%, proporcionarán una razonable eficacia de
funcionamiento.
De acuerdo con lo anterior para el cálculo de selección de conductores se aplican los dos
métodos siguientes:
Por ampacidad.
1.- Se calculan los amperes a partir de la ley de Watts y a este valor se le denomina
corriente nominal (In).
2.-Se le aplica el factor de agrupamiento, el cual, se obtiene de Observación 8, a las tablas
de ampacidad de conducción de corriente de 0 a 2000 volts en la sección 310-15 de la
Norma Oficial Mexicana, NOM-001-SEDE-2005.
3.- Se le aplica el factor por temperatura, el cual, se obtiene de la tabla 310-16 de la
Norma Oficial Mexicana, NOM-001-SEDE-2005.
Cuando ya se han aplicado estos factores se llama: CORRIENTE CORREGIDA (Ic).
4.- Con la corriente corregida se entra a las tablas de ampacidad en amperes de los
conductores y se selecciona el calibre que habrá de instalarse de la tabla 310-16 de la
Norma Oficial Mexicana, NOM-001-SEDE-2005.
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Cálculo por ampacidad:
Calcular el conductor de un circuito de alumbrado que tiene 4 luminarias de 2x32
Watts, 125 volts, cuya distancia al centro de cargas es de 11.29 mts. Y los conductores
estarán alojados en tubo conduit, y que aloja un total de 4 conductores y pasan por una
zona cuya temperatura es de 37º C. aproximadamente.
Las luminarias fluorescentes, tienen una perdida en el balastro del 25%.
Por lo tanto luminarias de 2x32 Watts =320+25% = 400 Watts.
1.-Aplicando la ecuación 1.9 obtenemos.
IN 
W
400

 3.49 AMPS
V (cos  ) 127(0.90)
2.-Aplicando el Factor de Agrupamiento en la tabla 310-15(g) de la Norma Oficial
Mexicana, NOM-001-SEDE-2005 (ver anexos), que dice que para más de 3 conductores
en un solo tubo la ampacidad se afecta al 80% de lo indicado.
IN 
3.49
 4.36 AMPS
0.80
3.-Aplicando el factor de temperatura, En la tabla 310-16 de la Norma Oficial Mexicana,
NOM-001-SEDE-2005 (ver anexos), dice que para 37º C de temperatura ambiente y
utilizando un conductor de aislamiento propio para 60º C (TW), la ampacidad se afecta al
82% de lo indicado.
IN 
4.36
 5.31 AMPS
0.82
Por lo tanto:
I CORREGIDA  5.31AMPS
4.-Entrando a las tablas (310-16 de la Norma Oficial Mexicana, NOM-001 SEDE-2005)
(ver anexos). Para cable TW (60º C), el calibre seleccionado es el Nº. 14 AWG que tiene
una ampacidad de 20 Amperes.
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Por caída de Tensión.
Para el cálculo exacto del calibre de los conductores eléctricos, deben tomarse en
consideración principalmente la corriente por transportar y la caída de tensión máxima
permisible según el caso.
Por lo antes expuesto es necesario tener conocimiento de las fórmulas
correspondientes a los cuatro sistemas para el suministro de energía eléctrica.
Sistema Monofásico a dos hilos (Fase y neutro)
W=E X I ----- Watts; esta fórmula es corriente alterna (C.A.) solo nos da la potencia
aparente o de línea y la potencia real siempre y cuando se tenga en el circuito carga 100%
resistiva.
Como se trata de indicar la fórmula general, abarcando combinaciones de los tres
tipos de cargas eléctricas que son: Carga resistiva, Carga inductiva y Carga capacitiva, en
ella, incluiremos el factor de potencia ó Cos. Φ.
W = En I cos. Φ--------------------------------------- (EC.12)
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Cálculo por caída de tensión
𝑒%=
4LI
SEn
------------------------------------------ (EC 1.13)
Empleamos la formula de 1F, 2H.
S
4* L* I n
------------------------------------------ (EC 1.14)
E n * e%
Donde:
S=Sección del conductor en
L=Distancia del circuito.
I=Corriente Nominal (In).
En=Voltaje de fase a neutro.
e = Caída de voltaje en %
LC1 = 11.29mts.
I C1 = 3.49 amperes
En = 127 volts
%e=2
Sustituyendo la (EC.14).
LC1 = 37.11m
S
411.293.49  0.63mm2
1272
SC1= 0.63 mm2.
Una sección transversal de 0.63 mm2 de cobre, corresponde a un conductor
cableado calibre #14 (que tiene 2.08 mm 2) según la tabla 310-17 de la Norma Oficial
Mexicana Nom-001-SEDE- 2005 (ver anexos).
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35
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Con las especificaciones proporcionadas por caminos y puentes federales
(CAPUFE), Se optó por seleccionar un calibre mucho más grande con la opción de tener
una mejor resistencia, el calibre seleccionado se da en la tabla siguiente, que se
calcularón bajo el mismo criterio para todos los circuitos de alumbrado de las instalaciones
ellos se resumen a continuación:
TABLERO
CUARTO
CIRCUITO
DISTANCIAS
CALIBRES DE
CONDUCTORES
A-A
VESTIDORES
C-1
10.5 m.
THW-12 AWG.
A-B
BODEGA
C-1
15.2 m.
THW-12 AWG.
A-C
DORMITORIOS
C-1
11.2 m.
THW-12 AWG.
A-E
BODEGA 2
C-1
8.50 m.
THW-12 AWG.
C1
13.4 m.
THW-12 AWG.
A-F
CONSERVACION
C-2
14.3 m.
THW-12 AWG.
A-G
CUARTEL
C-1
12.4 m.
THW-12 AWG.
A-H
BAÑOS A
C-1
9.8 m.
THW-12 AWG.
A-I
TIENDA
C-1
11.5 m.
THW-12 AWG.
TELEMATICA
C-1
11.2 m.
THW-12 AWG.
TORRE PLANTA BAJA
C-1
10.2 m.
THW-12 AWG.
C-6
12.5 m.
THW-12 AWG.
C-7
13.2 m.
THW-12 AWG.
C-1
20.2 m.
THW-12 AWG.
C-7
15.2 m.
THW-12 AWG.
CASETAS
C-15
10.2 m.
THW-12 AWG.
SERVICIOS GRALES.
C-2
15.3 m.
THW-12 AWG.
CUARTO DE MAQUINAS
C-15
10 m.
TABLA 1. 7: CALIBRE DE CONDUCTORES
THW-12 AWG.
B
C
TORRE PLANTA ALTA
E
G
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2.3.1.7 CALCULO DE CANALIZACIONES DE CIRCUITOS DERIVADOS
INDICE
Tuberías y canalizaciones: estos dos términos incluyen a todos los tipos de tuberías
como ductos, charolas, trincheras, etc. Que se utilizan para introducir, colocar ó
simplemente apoyar, a los conductores eléctricos para protegerlos contra esfuerzos
mecánicos y medios ambientes desfavorables como son los húmedos, corrosivos,
oxidantes, explosivos, etc.
Para nuestro sistema de alumbrado se está proponiendo tubería de uso común que
puede ser cualquiera de los siguientes.
1.- tubo conduit flexible de pvc, conocido generalmente como tubo conduit plástico no
rígido ó también como manguera rosa.
2.- tubo conduit flexible de acero.
3.- tubo conduit de acero esmaltado.
a) pared delgada
b) pared gruesa.
Para el cálculo de las canalizaciones hechas de tubo conduit se aplica la tabla 10.1
de la Norma Oficial Mexicana. NOM- 001- SEDE- 2005 (ver anexos).
Los valores mostrados en la tabla representan el por ciento del área que deben
ocupar como máximo los conductores eléctricos (con todo y aislamiento) conociéndose
estos valores como “Factores de Relleno”.
Para calcular el por ciento de ocupación de los cables en tubo (conduit), se debe
tener en cuenta los conductores de puesta a tierra de los equipos, cuando se utilicen. En
los cálculos se deben utilizar la dimensión real y total de los conductores, tanto si están
aislados como desnudos.
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37
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Cálculos de canalizaciones:
Cálculo del diámetro del tubo conduit pared gruesa para alojar cada uno de los
siguientes grupos de conductores eléctricos y tomando en cuenta el factor de relleno.
Circuito 1
Cable Cal. 12 AWG
Área aprox. En mm2= 11.7 mm2
Cable Cal. 14 AWG
Área aprox. En mm2= 8.97 mm2
1.- 2 # 12 = 23.4 mm2
2.- 2 # 14 = 17.94 mm2
Total = 41.34 mm2
De la tabla 10-1 y como para cuatro conductores el factor de relleno es de 40 % en
dicha columna (ver anexos). Obtenemos que para el tamaño nominal del tubo de 16mm se
tiene disponible un área de 78 mm2 de acuerdo al factor de relleno por tanto el diámetro
del tubo a seleccionar es de 16 mm. o de ½ pulgada.
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38
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Nota: Bajo el mismo criterio se calculó toda la canalización de las instalaciones de la
caseta,
ya que son los mismos cálculos y se realizan de la misma manera
siguiendo este mismo método para cada uno de ellos. Aquí se resumen toda la
iluminación de las instalaciones.
TABLERO
A-A
A-B
A-C
A-E
A-F
A-G
A-H
A-I
B
C
E
G
CUARTO
CONDUCTORES CANALIZACION
2C. 12 AWG
VESTIDORES
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
BODEGA
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
DORMITORIOS
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
BODEGA 2
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
C1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
CONSERVACION
C-2
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
CUARTEL
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
BAÑOS A
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
TIENDA
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
TELEMATICA
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
TORRE PLANTA BAJA
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
C-6
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
TORRE PLANTA ALTA
C-7
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
C-1
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
C-7
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
CASETAS
C-15
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
SERVICIOS GRALES.
C-2
1C. 14 AWG
16 mm.
2C. 12 AWG
CUARTO DE MAQUINAS
C-15
1C. 14 AWG
16 mm.
TABLA 1.8: CANALIZACION DE CIRCUITOS DE ALUMBRADO
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CIRCUITO
39
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2.3.1.8 CARGA TOTAL DEL SISTEMA DE ALUMBRADO INDICE
Para la carga total del alumbrado se tomó en cuenta todas las luminarias colocadas
en todo el establecimiento como sigue:
CARGA
CIRCUITO
2 X 32 W
1-AA
Watts
A
3
240
240
1-AB
8
640
640
1-AC
6
840
840
1-AE
2
160
160
1-AF
4
2
440
2-AF
6
1
540
540
1-AG
11
2
960
960
1-AH
4
1-AI
1 X 34 W
WATTS/FASE
6
8
B
C
440
320
320
480
480
1-B
5
1-C
5
2
520
6-C
5
1
460
460
7-C
3
1
300
300
1-E
1
80
7-E
1
80
80
15-E
1
80
80
2-G
10
800
800
6-G
2
160
160
TOTAL
400
400
520
80
77
23
7500
3800
2100
TABLA 1.9: CARGA TOTAL DE SISTEMAS DE ALUMBRADO
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1600
40
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
2.3.2 SISTEMAS DE FUERZA (aire acondicionado) INDICE
La utilización de sistemas de aire acondicionado tiene cada vez mayor aplicación, tanto a
nivel industrial, como para brindar mejores condiciones de confort en edificios y
residencias. Este tipo de cargas representa una parte considerable dentro de los equipos
demandantes de energía.
Los fabricantes de equipos de aire acondicionado, ofrecen a los usuarios equipos cada
vez más sofisticados y eficientes en el consumo de energía.
Las tareas de selección, instalación y mantenimiento de estos equipos exigen establecer
ciertas prácticas y procedimientos para alcanzar el mejor rendimiento y eficiencia en el
consumo de energía eléctrica.
2.3.2.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE SISTEMAS DE FUERZA INDICE
Acondicionamiento de aire
La función principal del acondicionamiento de aire es mantener dentro de un
espacio determinado, condiciones de confort, o bien, las necesarias para la conservación
de un producto y/o para un proceso de fabricación.
Para conseguirlo, debe instalarse un equipo acondicionador de capacidad adecuada,
registrar y mantener su control durante todo el año.
Refrigeración
Comúnmente, la refrigeración está asociada con el frio. La refrigeración se
relaciona con la remoción del calor. Cuando el calor es removido de un cuerpo su
temperatura disminuye.
Calor
El calor es una forma de energía; cada uno de los objetos en la tierra contiene
calor.
Cada objeto contiene energía calorífica que se manifiesta de dos formas: intensidad y
cantidad.
La intensidad de calor contenido en una sustancia es medida por su temperatura en
grados Fahrenheit (ºF) o grados Celsius (ºC).
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41
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
La unidad utilizada en el sistema inglés para medir la cantidad de calor es la
“unidad térmica británica” (BTU) y en el sistema Métrico es caloría (Cal).
Un BTU se define como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la
temperatura de una libra de agua, un grado Fahrenheit.
Contrariamente, la remoción de un BTU de calor de una libra de agua baja su temperatura
en un grado Fahrenheit.
Cuando la energía calorífica se traslada de un punto a otro no puede ser destruida.
Es transferida a otras sustancias, como agua o aire. Así pues, para producir refrigeración,
el calor debe ser removido transfiriéndolo de una sustancia a otra.
Flujo Térmico
El calor siempre fluye de un cuerpo de alta temperatura a uno cuya temperatura sea
más baja, Existen tres mecanismos básicos a través de los cuales el calor es transmitido
de una sustancia a otra: conducción, convección y radiación.
Como ejemplo, podemos mencionar el caso cuando el calor fluye por conducción, debido
al vapor o agua caliente que circula por un tubo, a través de la pared del tubo y, de este
hacia las aletas del radiador, las cuales se encuentran ligeramente menos calientes; y
finalmente el calor es transferido hacia el aire que rodea las aletas, por el proceso de
convección.
Conforme el aire es calentado, se expende volviéndose menos denso, lo que
provoca que este se eleve, arrastrando consigo el calor de las aletas. Este movimiento de
aire se conoce como corriente de convección.
Así mismo, una parte del calor es radiado de la superficie caliente de las aletas hacia los
objetos fríos del cuarto.
Tanto en aire acondicionado como en refrigeración, se debe centrar la atención en
la variación del flujo térmico, es decir, la cantidad de calor que fluye de una sustancia a
otra en un periodo de tiempo determinado.
La variación de este flujo es expresada en BTU por hora o BTU/hr. y/o Kcal. /hr
Este término describe la cantidad de calor que fluye de una sustancia a otra en una hora.
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42
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
Tonelada de refrigeración.
Para los sistemas de refrigeración y aire acondicionado existe una medida
importante y conveniente que expresa la variación de flujo térmico llamada tonelada de
refrigeración.
Una tonelada de refrigeración produce el mismo efecto de enfriamiento que derretir una
tonelada de hielo en un periodo de 24 horas.
Una tonelada de refrigeración equivale a remover calor a una variación de 12,000 BTU por
hora (BTU/hr).
Resumiendo:

El calor es energía, se conserva y solamente se transfiere.

El frió indica bajo contenido de calor.

La refrigeración es un método de remover y/o transferencia de calor.

La capacidad de un sistema de refrigeración se expresa usualmente en toneladas.

La tonelada de refrigeración equivale a 12,000 BTU/hr.
Sistema de Ventilación para Confort
De acuerdo con las condiciones del medio ambiente, los factores que en orden de
importancia afectan el confort humano son:

Temperatura

Humedad

Movimiento y Distribución del Aire.

Pureza (calidad del aire respecto a olores, polvos, gases tóxicos y bacterias).
Se obtiene confort cuando estos factores están balanceados y controlados.
Para entender el efecto de estos 4 factores tienen que considerarse ciertas respuestas
fisiológicas y sicológicas del cuerpo humano.
Un mecanismo de regulación en el cuerpo humano conserva la temperatura del cuerpo
aproximadamente a 36.7 ºC (98.6 ºF).
Mientras que una persona sea capaz de disipar calor a la atmósfera en la misma
proporción que su cuerpo lo produzca, hará posible conservar el cuerpo a una temperatura
constante sin tener dificultades.
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43
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En este proceso la temperatura del aire y el movimiento del mismo son factores
esenciales que causan la transferencia del calor. El cuerpo puede también perder calor por
radiación en un ambiente frió.
Siempre se tiene algo de evaporación de humedad a través de la superficie de la
piel. Si el aire en contacto con el cuerpo no está saturado, el agua proporcionada en forma
de sudor se evapora en el aire, restando al cuerpo mismo una apreciable cantidad de calor
latente. Este proceso de enfriamiento del cuerpo es de modo especialmente efectivo
cuando la humedad del aire es baja.
El calentamiento y la evaporación de la humedad en el aire que entra a los
pulmones enfrían al cuerpo.
El proceso del control de calor del cuerpo humano es muy complicado y, aun cuando
no se entiende perfectamente, evidentemente opera en dos direcciones generales:

Disminución o aumento de la producción de calor interno (metabolismo) cuando la
temperatura del cuerpo sube o baja.

Control de la velocidad de disipación de calor al cambiar la velocidad de circulación
de la sangre cutánea y por motivación de las glándulas sudoríparas.
En ciertos puntos, el cuerpo humano se adapta en sí mismo a las condiciones
atmosféricas extremas. Esta adaptación es fisiológica y psicológica, la cual es llamada
aclimatación.
En la temporada de invierno las variaciones de las temperaturas inferiores son
menos críticas, la siguiente tabla da una lista de valores recomendados.
TABLA 2.1 CODICIONES DE DISEÑO PARA LAS INSTALACIONES DE AIRE ACONDICIONADO
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44
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Pérdidas de Energía por Elementos Arquitectónicos
Son muy importantes las cantidades de energía que puedan perderse por falta de
aislamiento en espacios de aire acondicionado o refrigeración.
Cada material de construcción tiene sus propias características de conducción térmica y
por lo tanto la selección de ellos, como el método constructivo empleado, influye en los
costos de operación por concepto de energía perdida.
El diseño de cualquier sistema de calefacción o enfriamiento se basa
principalmente en las características de transferencia de calor en la estructura del edificio.
Se tienen dos formas para ganancia o pérdida de calor a través de las paredes y
estructuras del edificio: primero, por transmisión a través de la pared del calor un lado
hacia el otro opuesto y, segundo, por fugas de aire caliente o frió que está dentro del
edificio.
Así para que la transferencia de calor sea reducida, la cantidad del aislamiento en
las paredes del edifico debe de mejorarse o hay que dejar espacios de aire en las paredes
y entre los techos y cielos falsos.
Las fugas de aire pueden reducirse usando ventanas y puertas dobles o por algún
otro medio, para reducir el flujo de aire a través de las rejillas.
Al existir una diferencia de temperaturas, las transferencias de calor pueden tomar lugar
por conducción, convección, radiación o por alguna combinación de estos procesos.
Carga térmica
Para conocer cómo se comporta la temperatura en un local cerrado, deben
analizarse las fuentes de cambio de temperatura, entre las cuales se pueden considerar:
El calor transferido por conducción del o el exterior a través de las losas,
paredes y pisos (Q1).
El calor transferido por la energía solar (Q2).
El calor infiltrado a través de aberturas de puertas y ventanas (Q3).
El calor emitido por los equipos, lámparas y motores del lugar (Q4).
El calor emanado de las personas (Q5).
La ganancia total de calor es la suma algebraica, tomando en cuenta para el signo,
las temperaturas dentro y fuera del local:
Q1+ Q2+ Q3 +Q4 + Q5
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2.3.2.2 CARGA DEL SISTEMA DE FUERZA INDICE
CÁLCULO DE CARGAS DEL AREA “TELEMATICA”
Para efectos de cálculos en esta memoria, se calculará solo un circuito derivado
para no hacerlo repetitivo en el entendido que los demás cálculos se realizaron con el
mismo criterio.
Determinar la carga total sistemas de fuerza
Se designó colocar 2 aires acondicionados de tipo ventana para este cuarto por lo que se
colocaron 2 contactos de 1900 w cada una
Por tanto:
2 Contactos Para climas de 1900 Watts / Contactos = 3,800 Watts
Aplicando la ecuación 1.9 obtenemos la corriente para la carga se sistemas de fuerza.
I TOTAL CLIMAS 
3800
 19.19 AMPS .
2200.90
NOTA: Para este caso los circuitos derivados del aire acondicionado se colocaron en el
tablero de distribución.
En la siguiente tabla se muestra los números de climas para cada área y la carga
de cada uno de ellos:
CARGA
TABLERO
CUARTO
1900 W
1250 W
(Watts)
A-C
DORMITORIOS
1
1900
A-F
CONSERVACION
4
7600
A-G
CUARTEL
2
3800
B
TELEMATICA
2
3800
TORRE PLANTA BAJA
3
5700
D
TORRE PLANTA ALTA
2
3800
F
CASETAS
TOTAL
14
3
TABLA 2.2: CARGAS DEL SISTEMA DE FUERZA
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3
3750
26600
46
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2.3.2.3 CÁLCULO DE CONDUCTORES DE CIRCUITOS DERIVADOS INDICE
Los conductores de los circuitos derivados deben de tener una ampacidad de
conducción de corriente no-menor a la carga máxima que alimentan.
Los conductores de circuitos derivados deben estar dimensionados para evitar una
caída de tensión eléctrica superior a 3% en la salida más lejana que alimente a cargas de
calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de
tensión eléctrica de los circuitos alimentadores y derivados hasta la toma de corriente
eléctrica más lejana no supere el 5%, proporcionaran una razonable eficacia de
funcionamiento.
De acuerdo con lo anterior para el cálculo de selección de conductores se aplican
los dos métodos siguientes:
Por ampacidad.
1.- Se calculan los amperes a partir de la ley de Watts y a este valor se le denomina
corriente nominal (In).
2.-Se le aplica el factor de agrupamiento, el cual, se obtiene de Observación 8, a las tablas
de ampacidad de conducción de corriente de 0 a 2000 volts en la sección 310-15 de la
Norma Oficial Mexicana, NOM-001-SEDE-2005.
3.- Se le aplica el factor por temperatura, el cual, se obtiene de la tabla 310-16 de la
Norma Oficial Mexicana, NOM-001-SEDE-2005.
Cuando ya se han aplicado estos factores se llama: CORRIENTE CORREGIDA (Ic).
4.- Con la corriente corregida se entra a las tablas de ampacidad en amperes de los
conductores y se selecciona el calibre que habrá de instalarse de la tabla 310-16 de la
Norma Oficial Mexicana, NOM-001-SEDE-2005.
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Cálculo por ampacidad:
Calcular el conductor de un circuito de fuerza para el clima con un voltaje de 220
volts, cuya distancia al centro de cargas es de 15 mts. Y los conductores estarán
alojados en tubo conduit, y que aloja un total de 4 conductores y pasan por una zona cuya
temperatura es de 37º C. aproximadamente.
Contacto para clima de 1 900 Watts
1.-Aplicando la ecuación 1.9 tenemos.
I TOTAL CLIMAS 
1900
 9.6 AMPS .
2200.90
2.-Aplicando el Factor de Agrupamiento en la tabla 310-15(g) de la Norma Oficial
Mexicana, NOM-001-SEDE-2005 (ver anexos), que dice que para más de 3 conductores
en un solo tubo la ampacidad se afecta al 80% de lo indicado.
IN 
9.6
 12 AMPS
0.80
3.-Aplicando el factor de temperatura, En la tabla 310-16 de la Norma Oficial Mexicana,
NOM-001-SEDE-2005 (ver anexos), dice que para 37º C de temperatura ambiente y
utilizando un conductor de aislamiento propio para 60º C (TW), la ampacidad se afecta al
82% de lo indicado.
IN 
12
 14.63 AMPS
0.82
4.-Entrando a las tablas (310-16 de la Norma Oficial Mexicana, NOM-001 SEDE-2005).
Para cable TW (60º C) (ver anexos), el calibre seleccionado es el Nº. 14 AWG que tiene
una ampacidad de 20 Amperes.
Por caída de Tensión.
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Para el cálculo exacto del calibre de los conductores eléctricos, deben tomarse en
consideración principalmente la corriente por transportar y la caída de tensión máxima
permisible según el caso.
Por lo antes expuesto es necesario tener conocimiento de las fórmulas
correspondientes a los cuatro sistemas para el suministro de energía eléctrica.
Como se trata de indicar la fórmula general, abarcando combinaciones de los tres
tipos de cargas eléctricas que son: Carga resistiva, Carga inductiva y Carga capacitiva, en
ella, incluiremos el factor de potencia ó Cos. Φ.
Cálculo por caída de tensión
2𝐿𝐼
𝑒% = 𝑆𝐸 ------------------------------------------- (EC. 2.1)
𝑛
Empleamos la formula.
S
2 * L * In
-----------------------------------En * e%
(EC. 2.2)
Donde:
S=Sección del conductor en 𝒎𝒎𝟐 .
L=Distancia del circuito.
I=Corriente Nominal (In).
En=Voltaje
e = Caída de voltaje en %
Datos:
LC9 = 15 mts.
I C9 = 9.6 amperes
En = 220 volts
%e=2
Sustituyendo la (EC.2.2).
LC1 = 37.11m
S
2159.6  1.13mm2
1272
SC1= 1.31 mm2.
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49
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Una sección transversal de 1.31 mm2 de cobre, corresponde a un conductor
cableado calibre #14 (que tiene 2.08 mm 2) según la tabla 310-17 de la Norma Oficial
Mexicana Nom-001-SEDE- 2005 (ver anexos).
Con las especificaciones proporcionadas por caminos y puentes federales
(CAPUFE), Se optó por seleccionar un calibre mucho más grande con la opción de tener
una mejor resistencia, el calibre seleccionado se dan en la tabla siguiente, que se
calcularon bajo el mismo criterio para todos los circuitos ya que solamente se realizó para
un área en específico, ellos se resumen a continuación:
TABLERO
A-C
A-F
A-G
B
CUARTO
DORMITORIOS
CONSERVACION
CUARTEL
TELEMATICA
TORRE PLANTA BAJA
D
TORRE PLANTA ALTA
F
CASETAS
CIRCUITO
DISTANCIAS
CALIBRES DE
CONDUCTORES
C-1
10 mts.
THW-10 AWG.
C-5
8 mts.
THW-10 AWG.
C-6
15 mts.
THW-10 AWG.
C-7
8 mts.
THW-10 AWG.
C-8
16 mts.
THW-10 AWG.
C-3
13 mts.
THW-10 AWG.
C-4
12 mts.
THW-10 AWG.
C-9
15 mts.
THW-10 AWG.
C-10
15 mts.
THW-10 AWG.
C-1
5 mts.
THW-10 AWG.
C-2
12 mts.
THW-10 AWG.
C-3
15 mts.
THW-10 AWG.
C-4
10 mts.
THW-10 AWG.
C-5
17 mts.
THW-10 AWG.
C-1
15 mts.
THW-10 AWG.
C-2
18.2 mts.
THW-10 AWG.
C-3
21.2 mts.
THW-10 AWG.
TABLA 2.3: CONDUCTORES DE CIRCUITOS DE FUERZA
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2.3.2.4 CALCULO DE CANALIZACIONES DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS INDICE
Tuberías y canalizaciones: estos dos términos incluyen a todos los tipos de tuberías
como ductos, charolas, trincheras, etc. Que se utilizan para introducir, colocar ó
simplemente apoyar a los conductores eléctricos para protegerlos contra esfuerzos
mecánicos y medios ambientes desfavorables como son los húmedos, corrosivos,
oxidantes, explosivos, etc.
Para nuestro sistema de alumbrado se está proponiendo tubería de uso común que
puede ser cualquiera de los siguientes:
1.- tubo conduit flexible de PVC, conocido generalmente como tubo conduit plástico no
rígido ó también como manguera rosa.
2.- tubo conduit flexible de acero.
3.- tubo conduit de acero esmaltado.
a) pared delgada
b) pared gruesa.
Para el cálculo de las canalizaciones hechas de tubo conduit se aplica la tabla 10.1
de la Norma Oficial Mexicana. NOM- 001- SEDE- 2005 (ver anexos).
Los valores mostrados en la tabla representan el por ciento del área que deben
ocupar como máximo los conductores eléctricos (con todo y aislamiento) conociéndose
estos valores como “Factores de Relleno”.
Para calcular el por ciento de ocupación de los cables en tubo (conduit), se debe
tener en cuenta los conductores de puesta a tierra de los equipos, cuando se utilicen. En
los cálculos se deben utilizar la dimensión real y total de los conductores, tanto si están
aislados como desnudos.
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Cálculos de canalizaciones:
Cálculo del diámetro del tubo conduit pared gruesa para alojar cada uno de los
siguientes grupos de conductores eléctricos y tomando en cuenta el factor de relleno.
Circuito 9
Cable Cal. 10 AWG
Área aprox. En mm2= 15.7 mm2
1.- 4 # 10 = 62.8 mm2
Total = 62.8 mm2
De la tabla 10-1 y como para cuatro conductores el factor de relleno es de 40 % en
dicha columna (ver anexos). Obtenemos que para el tamaño nominal del tubo de 16mm se
tiene disponible un área de 78 mm2 de acuerdo al factor de relleno por tanto el diámetro
del tubo a seleccionar es de 16 mm. o de ½ pulgada.
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Nota: Bajo el mismo criterio se cálculo toda canalización de las instalaciones de la caseta,
ya que son los mismos cálculos y se realizan de la misma manera siguiendo este
mismo método para cada uno de ellos. Aquí se resume toda la iluminación de las
instalaciones.
TABLERO
A-C
A-F
A-G
B
CUARTO
DORMITORIOS
CONSERVACION
CUARTEL
TELEMATICA
TORRE PLANTA BAJA
D
TORRE PLANTA ALTA
F
CIRCUITO
CONDUCTORES
CANALIZACION
C-1
4C-10 AWG.
16 mm.
C-5
4C-10 AWG.
16 mm.
C-6
4C-10 AWG.
16 mm.
C-7
4C-10 AWG.
16 mm.
C-8
4C-10 AWG.
16 mm.
C-3
4C-10 AWG.
16 mm.
C-4
4C-10 AWG.
16 mm.
C-9
4C-10 AWG.
16 mm.
C-10
4C-10 AWG.
16 mm.
C-1
4C-10 AWG.
16 mm.
C-2
4C-10 AWG.
16 mm.
C-3
4C-10 AWG.
16 mm.
C-4
4C-10 AWG.
16 mm.
C-5
4C-10 AWG.
16 mm.
C-1
4C-10 AWG.
16 mm.
C-2
4C-10 AWG.
16 mm.
CASETAS
C-3
4C-10 AWG.
16 mm.
TABLA 2.4 CANALIZACIONES DE LOS SISTEMAS DE FUERZA
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53
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2.3.2.5 CARGA TOTAL DEL SISTEMA DE FUERZA INDICE
CARGA
CIRCUITO
1900 W
1250 W
WATTS/FASES
(Watts)
A
B
950
C
3- AC
1
1900
950
5- AF
1
1900
950
950
6- AF
1
1900
950
950
7- AF
1
1900
950
8- AF
1
1900
3- AG
1
1900
4- AG
1
1900
950
950
9- B
1
1900
950
950
10-B
1
1900
950
950
1- D
1
1900
950
2- D
1
1900
950
3- D
1
1900
950
950
4- D
1
1900
950
950
5- D
1
1900
950
950
625
950
950
1- F
1
1250
625
2- F
1
1250
625
3- F
1
1250
TOTAL
950
950
950
950
625
625
14
3
30350
8850
9800
TABLA 2.5 CARGA TOTAL DE LOS SISTEMAS DE FUERZA
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950
625
11700
54
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2.3.3 SUBESTACIÓN ELECTRICA INDICE
En el empleo de la energía eléctrica, ya sea para los fines industriales, comerciales
o de uso residencial, intervienen una gran cantidad de máquinas y equipo eléctrico.
Las subestaciones eléctricas intervienen en las distintas etapas que tienen la
energía eléctrica desde su generación: es decir, la transformación, la distribución y la
utilización.
2.3.3.1 CONCEPTOS BASICOS DE SUBESTACION
INDICE
Definición:
Una subestación eléctrica es un conjunto de elementos o dispositivos que nos
permiten cambiar las características de energía eléctrica (voltaje, corriente, frecuencia,
etc.) tipo C.A a C.C., o bien, conservarle dentro de las características.
De a cuerdo con lo anterior las principales funciones que realizan las subestaciones son
las siguientes:
a) Cambio de los niveles de voltaje mediante los transformadores.
b) Conexión o desconexión de partes del sistema eléctrico mediante la operación de
interruptores.
Para realizar estas funciones, ya sea mediante dispositivos adecuados manualmente o
de forma automática y para proporcionar una protección al sistema eléctrico y al personal,
las subestaciones incluyen a los sistemas de protección correspondientes.
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CLASIFICACIÓN DE LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS
Es difícil hacer una clasificación precisa de las subestaciones eléctricas, pero de
acuerdo con lo que ya hemos estudiado, podemos hacer lo siguiente.
a) Por su operación:
1.- de corriente alterna
2.- de corriente continua
b) Por su servicio:
Elevadoras
Receptoras reductoras
1.- PRIMARIAS
De enlace o distribución
De switcheo o de maniobra
Convertidores o rectificadoras
Receptoras
2.- SECUNDARIAS
Reductoras
Elevadoras
Receptoras reductoras
De enlace o distribución
De switcheo o de maniobra
Convertidores o rectificadoras
c) Por su construcción:
1.- tipo intemperie
2.- tipo interior
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3.- tipo blindado
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA SUBESTACIÓN
Los elementos que constituyen una subestación eléctrica son aquellos equipos,
instalaciones necesarias para interconectarlas y los sistemas que existen para controlarlos
y protegerlos.
Elementos Primarios
1.- Transformador
2.- Interruptor de potencia
3.- Restaurador
4.- Cuchillas fusibles
5.- Cuchillas desconectoras
6.- Apartarrayos
7.- Tableros dúplex de control
8.- Condensadores
9.- Transformadores de instrumento
Transformador
Un transformador es un dispositivo que:
a) Transfiere la energía eléctrica de un circuito a otro conservando la frecuencia
constante.
b) La hace bajo principios de conducción electromagnética.
c) Tiene circuitos eléctricos que están eslabonados magnéticamente y aislados
eléctricamente.
d) Usualmente lo hace con un cambio de voltaje, aunque esto no es necesario.
CLASIFICACIÓN DE TRANSFORMADORES
Los transformadores se puede clasificar por:
a) La forma de su núcleo
1. Tipo de columnas
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2. Tipo acorazado
3. Tipo envolvente
4. Tipo radial
b) Por el numero de fases
1. Monofásicos
2. Trifásicos
c) Por el numero de devanados
1. Dos devanados
2. Tres devanados
d) Por el medio refrigerante
1. Aire
2. Aceite
3. Liquido inerte
e) Por el tipo de enfriamiento
1. Enfriamiento OA.
2. Enfriamiento OW.
3. Enfriamiento OW/A.
4. Enfriamiento OA/AF.
5. Enfriamiento OA/FA/FA.
6. Enfriamiento FOA.
7. Enfriamiento FOW.
8. Enfriamiento A/A.
9. Enfriamiento AA/FA.
f) Por su regulación.
1. Regulación fija.
2. Regulación variable con carga.
3. Regulación variable sin carga.
g) Por su operación.
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1. De potencia.
2. De distribución
3. De instrumento.
Métodos De Enfriamientos
Para prevenir el rápido deterioro de los materiales aislantes dentro de un
transformador, se deben proveer los medios de enfriamiento adecuados, tanto para el
núcleo como para los devanados.
Los transformadores con potencia inferiores a 50 KVA. Se pueden enfriar por medio
de un flujo de aire circundante a los mismos. La caja metálica que los contiene se puede
habilitar con rejillas de ventilación, de manera que las corrientes de aire se puedan circular
por convección sobre los devanados y alrededor del núcleo. Los transformadores un poco
mayores se pueden construir de la misma manera, pero se puede usar la circulación
forzada de aire limpio. Estos transformadores, llamados tipo seco, se usan en general en
el interior de edificios, retirados de las atmosferas hostiles.
Los transformadores del tipo distribución menores de 200 KVA. Están usualmente
inmersos en aceite mineral y encerrado en tanques de acero. El aceite transporta el calor
del transformador hacia el tanque, donde es disipado por radiación y convección hacia el
aire exterior del transformador. Debido a que el aceite es mejor aislante que el aire, se usa
invariablemente en los transformadores de alta tensión.
Mantenimiento:
Es el cuidado que se debe tener en cualquier tipo de máquina durante su
operación, para prolongar su vida útil y obtener un funcionamiento correcto.
En el caso particular del transformador, se requiere poco mantenimiento en virtud de ser
máquinas estáticas. Sin embargo, conviene que periódicamente se haga una revisión de
algunas de sus partes, como son:
1. Inspección ocular de su estado externo, para observar fugas de aceite, revisar si las
boquillas no están flameadas por sobretensiones de origen externo o atmosférico,
etc.
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2. Cerciorase de que la rigidez dieléctrica del aceite sea correcta, de acuerdo con las
normas.
3. Observar que los aparatos indicadores funcionen debidamente.
Interruptores De potencia
Los interruptores de potencia, interrumpen y restablecen la continuidad de un circuito
eléctrico. La interrupción debe efectuar con carga o corriente de corto circuito. Se
construyen en los tipos generales:
a) Interruptor en aceite
b) Interruptores neumáticos
c) Interruptores de hexafloruro de azufre
Para comprender
el proceso de interrupción de cualquier tipo de interruptor de
potencia, consideraremos que se pone un generador G en corto circuito al cerrar un
interruptor D, como se ilustra en la figura.
Al hacer esto, circula una corriente muy grande que hace que opere automático el
interruptor D.
FUGURA 3.1 PROCESO DE INTERRUPCIÓN
En el instante de cerrar el interruptor, se produce una corriente de cortocircuito cuyo
valor es limitado por la resistencia del circuito inducido y la reactancia de dispersión. Pero,
como se sabe, la resistencia del inducido es despreciable en comparación con la
reactancia de dispersión, entonces, la corriente de cortocircuito inicial está limitada
únicamente por la reactancia de dispersión; debido al efecto electromagnético
de la
corriente, su valor disminuye, y en consecuencia, disminuye el valor de la F.E.M., a que
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esta da lugar. De tal manera que la corriente adquiera un valor permanente que depende
del campo inducido y que está limitado por la reactancia síncrona.
Si en el instante de cerrar el interruptor D el voltaje es máximo, la corriente de
cortocircuito recibe el nombre de corriente de cortocircuito simétrica y su oscilograma es
semejante a la siguiente figura:
FIGURA 3.2
Si el interruptor se cierra en cualquier otro instante, entonces la I de cortocircuito
recibe el nombre de asimétrica representado en la figura 3.3.
FIGURA 3.3
Como hemos considerado que al cerrar el interruptor D y producirse la corriente de
cortocircuito este interruptor D se desconecta automáticamente, entonces las magnitudes
características a considerar durante el cierre-apertura son las siguientes:
1. voltaje nominal: es el voltaje normal de operación del interruptor.
2. corriente inicial de cortocircuito: es el valor instantáneo de la corriente de falla.
3. corriente de ruptura: es el valor permanente de la corriente de cortocircuito.
4. capacidad interruptiva: es la potencia de interrupción a una corriente Iv de ruptura
para trifásicos P.
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5. voltaje de restablecimiento: es el voltaje que se presenta en el interruptor después
de la desconexión.
Restaurador
En los sistemas de distribución, además del problema de la protección de los
equipos eléctricos, se presentan el de continuidad del servicio, es decir, la protección que
se planea en las redes de distribución. Para satisfacer esta necesidad se ideo un
interruptor de operación automática que no necesita accionamiento manual para las
operaciones de cierre o apertura. Opera bajo una secuencia lógica predeterminada y
constituye un interruptor de operación automática con características de aperturas y
cierres regulables de acuerdo con las necesidades de la red de distribución que se va a
proteger.
Un restaurador no es más que un interruptor de aceite con sus tres contactos
dentro de un mismo tanque y que opera en capacidades interruptivas relativamente bajas
y tensiones no muy bajas. Los restauradores normalmente están construidos para operar
con tres operaciones de cierre y cuatro aperturas, con un intervalo entre una y otra
calibrado de antemano en la última apertura, el cierre debe de ser manual ya que indica
que la falla es permanente.
Operación De Un Restaurador
El restaurador es de forma semejante a un interruptor trifásico, ya que sus contactos
móviles son accionados por un vástago común, conectado y desconectado en forma
simultánea.
El proceso de apertura y recierre se puede describir brevemente como sigue:
1. Cuando ocurre una falla la bobina de disparo se energiza y actúa sobre un trinquete
mecánico que hace caer los contactos móviles.
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2. Los contactos móviles disponen de resortes tensionados de tal forma que la
apertura es rápida. Al caer los contactos móviles energizan la bobina de cierre que
se encuentran calibrada para operar a cierto intervalo.
3. La bobina de recierre acciona un dispositivo mecánico que opera los contactos
móviles, conectándose nuevamente con los contactos fijos.
Cuchillas Fusibles Y Desconectoras
La cuchilla fusible es un elemento de conexión y desconexión de circuitos
eléctricos. Tienen dos funciones: como cuchilla desconectadora, para la cual se conecta y
se desconecta, y como elemento de protección.
El elemento de protección lo constituye el dispositivo fusible, que se encuentra
dentro del cartucho de conexión y desconexión. El dispositivo fusible se selecciona de a
cuerdo con el valor de corriente nominal que va a circular por el, pero los fabricantes
tienen el correspondiente valor de la corriente de ruptura para cualquier valor de la
corriente nominal.
Los elementos fusibles se construyen fundamentalmente de plata (en casos
especiales), cobre electrolito con aleación de plata, o cobre aleado con estaño.
Existen deferentes tipos de cuchillas fusibles, de acuerdo con el empleo que se les de.
Entre los principales tipos y características tenemos:
La cuchilla desconectora es un elemento que sirve para desconectar físicamente un
circuito eléctrico.
Clasificación De Cuchillas Desconectoras
Por su operación:
a) Con carga (con tensión nominal).
b) Sin carga (con tensión nominal).
c) De puesta a tierra.
Por su tipo de accionamiento:
a) Manual.
b) Automático.
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Apartarrayos
Las sobretensiones que se presentan en las instalaciones de un sistema pueden ser:
1. Sobretensiones de origen atmosférico.
2. Sobretensiones por fallas del sistema.
Los apartarrayos es un dispositivo que nos permite proteger las instalaciones contra
sobretensiones de origen atmosférico.
Las ondas que se presentan durante las descargas atmosféricas viajan a la velocidad de
la luz y dañan al equipo si no se tiene protegido correctamente; para la protección del
mismo se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:
1. Descargas directas sobre las instalaciones.
2. Descargas indirectas.
El apartarrayos, dispositivo que se encuentra conectado permanentemente en el
sistema, opera causando se presenta una sobretensión de determinada magnitud,
descargando la corriente a tierra.
Su principio general de operación se basa en la formación de un arco eléctrico entre dos
explosores, cuya separación está determinada de antemano de acuerdo con la tensión a
la que va operar.
La función del apartarrayos no es eliminar las ondas de sobretensión presentadas
durante las descargas atmosféricas, si no limitar la magnitud a valores que no sean
perjudiciales para las maquinas del sistema.
Las sobretensiones originadas por descargas indirectas se deben a que se
almacenan sobre las líneas, cargas electrostáticas que al ocurrir la descarga se parten en
dos y viajan en ambos sentidos de las líneas a la velocidad de la luz.
Los apartarrayos protegen también a las instalaciones sobre descargas directas,
para lo cual se tiene un cierto radio de protección. Para dar mayor seguridad a las
instalaciones contra descargas directas se instalan unas varillas conocidas como
bayonetas e hilos de guardia semejantes a los que se colocan a las líneas de transmisión.
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2.3.3.2 CARGA TOTAL INSTALADA INDICE
CARGA
INSTALADA
(KW)
FASE
A
(KW)
FASE
B
(KW)
FASE
C
(KW)
CORRIENTE
(AMPS.)
VOLTAJE
(Volts.)
45.262
14.979
15.358
14.924
131.98
220
14.660
5.300
4.460
4.900
42.75
220
TABLERO “C”
9.120
3.100
3.100
2.920
26.59
220
TABLERO “D”
9.500
2.850
2.850
3.800
27.70
220
TABLERO “E”
20.280
6.760
6.740
6.780
53.88
220
TABLERO “F”
3.750
1.250
1.250
1.250
10.93
220
TABLERO “G”
12.153
4.049
4.109
3.994
35.44
220
INT. DE
SEGURIDAD
15.000
5.000
5.000
5.000
43.74
220
TOTALES
129.725
43.288
42.867
43.568
378.26
220
TABLERO
TABLERO “A”
TABLERO “B”
TABLA 3.1 CARGA TOTAL INSTALADA
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2.3.3.3 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR
INDICE
Para alimentar la carga eléctrica, se propone instalar un transformador trifásico de
la capacidad siguiente:
Carga instalada
129.725 Kw
Factor de demanda
0.75
Demanda máxima aproximada
Factor de potencia
97.293 kw
0.90
129.725 X F.D.
129.725 X 0.75 = 97.293 KW
De acuerdo a CFE y así como el Art. 924-19(d) de la NOM-001-SEDE-2005 los
transformadores se deben utilizar entre el 80 y 100% de su capacidad, por lo que el
transformador será de 112.5 KVA para satisfacer la carga instalada y demandada en
cualquier momento.
KVA 
KW
97.293

 108.103 KVA
F .P
0.9
De acuerdo con lo anterior y para disponer de capacidad instalada, se propone
instalar un transformador con las siguientes características eléctricas: Transformador
trifásico de distribución, con boquillas en la tapa, tipo de enfriamiento OA en aceite mineral
de 112.5 KVA, 3F, 60 HZ, con relación de voltaje 13800 / 220-127 V., con 8 derivaciones
estándar de +-2/2 x 2.5% c/u de la tensión nominal conexión delta-estrella, fabricado para
operar con s/elevación de temperatura de 65°C, sobre una media de 30°C y una máxima
de 40°C.
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2.3.3.4 SELECCIÓN DE EQUIPO ELÉCTRICO INDICE
Con objeto de hacer una cuidadosa selección de equipos en una subestación que
cumpla con los requisitos de la Norma Oficial Mexicana, en la parte 2.3.3.1 de este trabajo
recepcional se mencionan los equipos de que se compone una subestación eléctrica en
términos generales y se particulariza en los distintos tipos de subestaciones.
Equipo de medición eléctrica.
La preparación para el equipo de medición de energía eléctrica estará instalado al
límite de la propiedad ( frente a la calle) donde se instalará un gabinete metálico según
especificación de C.F.E. dentro del cual irá una base soquet de 13 terminales y de 20
amperes, junto con los transformadores de corriente.
El equipo de medición, será suministrado por la C.F.E.
Acometida De Media Tensión
Calibre y tipo de conductor: DS-Al (aluminio para distribución subterránea) calibre 1/0
Sección transversal: 53.48 mm.
Longitud de línea dada en metros: 81 mts.
Voltaje de línea primaria: 13.2 Kva.
Resistencia del conductor: 0.4134 ohm/km a 75ºc
Reactancia inductiva del conductor: 0.3215 ohm/km. A 75ºc
Formula Para seleccionar el conductor adecuado:
ΔV= I X L X 1 (R X FP + SEN (COS-1 X FP )) ------------------- (EC. 3.1)
Para la caída de tención en %
𝑒%=
∆𝑉 𝑋 100
𝑣𝑓
---------------------------------------------------------------- (EC 3.2)
Donde:
ΔV:
Caída De Voltaje
R:
Resistencia Del Conductor 0.4134
X:
Reactancia Inductiva Del Conductor 0.3215
Fp:
Factor De Potencia (90%)
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En este caso la reactancia capacitiva no se toma en cuenta, ya que se considera
con un valor despreciable para nuestros cálculos, los valores de resistencia y de
reactancia se sacaron de las tabla 2.6.4-c1 de la norma de Comisión Federal de
Electricidad (ver anexos).
Por lo tanto:
La corriente total:
𝐼=
𝐾𝑉𝐴 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑋 1000
𝑉
---------------------------------------------- (EC. 3.3)
Sustituyendo La Ecuación 3.3
I
112.5 X 1000
 8.5 AMP
13200
Por lo tanto sustituyendo la ecuación 3.1. La caída de tensión en 81 metros de
línea, a un factor de potencia de 90%, que corresponde a un conductor DS-AL-1/0 AWG
es:
ΔV= 8.5 X .081 X 1 (0.691 X 0.9 + 0.3287 (COS-1 X 0.9)) = 0.568
e % = (0.568 X 100) = 0.0043%
13200
EL % DE LA CAIDA DE TENSION EN LA LINEA ES: 0.0046 % < 1% PERMITIDO POR
LA NORMA
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2.3.4 CÁLCULO DE CIRCUITOS ALIMENTADORES INDICE
2.3.4.1 CÁLCULO DE ALIMENTADORES DEL TABLERO I-LINE INDICE
CARGA INSTALADA
(KW)
CORRIENTE
(AMP.)
VOLTAJE
(Volts.)
TABLERO “A”
45.262
131.98
220
TABLERO “B”
14.660
42.75
220
TABLERO “C”
9.120
26.59
220
TABLERO “D”
9.500
27.70
220
TABLERO “E”
20.280
53.88
220
TABLERO “F”
3.750
10.93
220
TABLERO “G”
12.153
35.44
220
INT. DE SEGURIDAD
15.000
43.74
220
TOTALES
129.725
378.26
220
TABLERO
TABLA 4.1 CARGA TOTAL DE ALIMENTADORES
TABLERO “I-LINE”
KW
129.725
IN
Volts
LONGITUD
(Amps.)
V
(Mts)
378.26
220
15
TABLA 4.2 CARGA DEL TABLERO I-LINE
Calculo Del I-LINE Por Ampacidad
De acuerdo con la NOM-001-SEDE-2005, artículo 310-15(g) dice: que se debe
agregar un factor de ajuste a la IN. En este caso se alojaran 4 a 6 conductores, por lo que
le corresponde un factor de ajuste de 0.80 (Ver anexo, tabla 310-15(g)).
I AJ 
I
F .A.

378.26
 472.82 Amp.
0.80
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Corrigiendo este valor por el factor de temperatura, con una temperatura ambiente
de 36-40 °C. y la temperatura de operación del conductor a 90 ºC. De acuerdo con la tabla
310-16 de la NOM-001-SEDE-2005 tenemos que para este caso F.T.= 0.91 (ver anexo).
IC 
I AJ
172.82

 519.58 Amp.
F .T .
0.91
Con la corriente corregida IC. Se consulta la tabla 310-16 de la NOM-001-SEDE-2005 (ver
anexos), Por lo que se propone 2 conductores por fase de 300 KCM que tiene una
capacidad de conducción de corriente de 570 Amp.
Cálculo del alimentador por caída de voltaje
La caída de voltaje en alimentadores no debe exceder el 3 % Con la ecuación 2.2 vista
anteriormente tenemos que:
S
2  L  I N 2  15  378.26

 89.35 mm 2
EF  e %
127  1
De acuerdo a la tabla 10-5 de la NOM-001-SEDE-2005 (ver anexos), a esta área le
corresponde un calibre 300 KCM. (152 mm 2), Por lo que se utilizará el conductor obtenido
por ampacidad, que es calibre 300 KCM.
Comprobación de caída de tensión de acuerdo con la ecuación 2.1
e% 
2 L I N
2  15  378.59

 .29%
FF  S CON
127  304
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2.3.4.2 CÁLCULO DEL ALIMENTADORES DEL TABLERO A INDICE
CARGA DEL TABLERO A
TABLERO
CARGA INSTALADA
(W)
CORRIENTE
(AMP.)
VOLTAJE
(Volts.)
TABLERO “A-B”
420
2.12
220
TABLERO “A-B”
2,680
13.54
220
TABLERO “A-C”
6,540
33.03
220
TABLERO “A-D”
4,572
23.09
220
TABLERO “A-E”
700
3.54
220
TABLERO “A-F”
11,460
33.42
220
TABLERO “A-G”
11,560
33.71
220
TABLERO “A-H”
1,180
5.96
220
TABLERO “A-I”
1,200
6.06
220
ALUMBRADO
EXTERIOR
4,950
25.00
220
TOTALES
45,262
131.98
220
TABLA 4.3 CARGA TOTAL DEL TABLERO A
CÁLCULO DEL ALIMENTADOR POR AMPACIDAD.
TABLERO “A”
KW
45.262
IN
Volts
LONGITUD
(Amp.)
V
(Mts.)
131.98
220
50
De acuerdo con la NOM-001-SEDE-2005, artículo 310-15(g), se debe agregar un
factor de ajuste a la IN. En este caso se alojaran 4 a 6 conductores, por lo que le
corresponde un Factor de ajuste de 0.80. (Ver anexo tabla 310-15(g)).
. I AJ 
I
F . A.

131.98
 164.98 Amp.
0.80
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Corrigiendo este valor por el factor de temperatura, con una temperatura ambiente
de 36-40 °C. y la temperatura de operación del conductor a 90 ºC. De acuerdo con la tabla
310-16 de la NOM-001-SEDE-2005 tenemos que para este caso F.T.= 0.91, (ver anexo).
IC 
I AJ
164.98

 181.30 Amp.
F .T .
0.91
Con la corriente corregida IC. se consulta la tabla 310-16 de la NOM-001-SEDE2005, que nos proporciona un conductor de calibre 2/0 AWG, que soporta una corriente
de 195 Amps. a 90°C, (ver anexo ).
Cálculo del alimentador por caída de voltaje
La caída de voltaje en alimentadores no debe exceder el 3 % Con la ecuación 2.2 vista
anteriormente tenemos que:
S
2  L I N
2  50 131.98

 51.96 mm 2
EF  e %
127  2
De acuerdo a la tabla 10-5 de la NOM-001-SEDE-2005 (ver anexo), a esta área le
corresponde un calibre 1/0 AWG. (53.5 mm2), Por lo que se utilizará el conductor obtenido
por ampacidad, que es calibre 2/0 AWG.
Comprobación de caída de tensión de a cuerdo con la ecuación 2.1
e% 
2 L I N
2  50 131.98

 1.54 %
E F  S CON
127  67.4
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2.3.4.3 CÁLCULO DE ALIMENTADORES DEL TABLERO B INDICE
CARGA DEL TABLERO B
TABLERO
CARGA INSTALADA
(W)
CORRIENTE
(AMP.)
VOLTAJE
(Volts.)
CIRCUITO 1
400
3.50
127
CIRCUITO 2
1,260
11.00
127
CIRCUITO 3
2,700
23.60
127
CIRCUITO 4
1,300
11.40
127
CIRCUITO 5
1,300
11.40
127
CIRCUITO 6
1,300
11.40
127
CIRCUITO 7
1,300
11.40
127
CIRCUITO 8
1,300
11.40
127
CIRCUITO 9
1,900
9.60
127
CIRCUITO 10
1,900
9.60
127
TOTALES
14,660
42.75
127
CÁLCULO DEL ALIMENTADOR POR AMPACIDAD.
TABLERO “B”
KW
14.660
IN
Volts
LONGITUD
(Amps.)
V
(Mts)
42.75
220
50
De acuerdo con la NOM-001-SEDE-2005, artículo 310-15(g), se debe agregar un
factor de ajuste a la IN
.
En este caso se alojaran 4 a 6 conductores, por lo que le
corresponde un Factor de ajuste de 0.80 (Ver anexo tabla 310-15(g)).
I AJ 
I
F . A.

42.75
 53.44 Amp.
0.80
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Corrigiendo este valor por el factor de temperatura, con una temperatura ambiente
de 36-40 °C. y la temperatura de operación del conductor a 90 ºC. De acuerdo con la tabla
310-16 de la NOM-001-SEDE-2005 tenemos que para este caso F.T.= 0.91, (ver anexo).
IC 
I AJ
53.44

 58.72 Amp.
F .T .
0.91
Con la corriente corregida IC. Se consulta la tabla 310-16 de la NOM-001-SEDE-2005 (ver
anexos), que nos proporciona un conductor de calibre 6 AWG, que soporta una corriente
de 55 Amps. a 90°C.
Calculo del alimentador por caída de voltaje
La caída de voltaje en alimentadores no debe exceder el 3 % Con la ecuación 2.2 vista
anteriormente tenemos que:
S
2 L I N
2  50  42.75

 16.83 mm 2
EF  e %
127  2
De acuerdo a la tabla 10-5 de la NOM-001-SEDE-2005, a esta área le corresponde un
calibre 6 AWG. (13.3 mm2), considerando carga futura se instalará un conductor calibre 2
AWG.
Comprobación de caída de tensión de a cuerdo con la ecuación 2.1
e% 
2 L I N
2  50  42.75

 1.00 %
E F  S CON
127  33.6
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70
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
2.3.4.4 CÁLCULO DE CANALIZACIONES DE LOS ALIMENTADORES INDICE
Selección De La Canalización Del Alimentador Del Tablero I-LINE
Para protección de los conductores eléctricos, los 4 conductores cal. No. 300 kcm, y 1d
cal. 2 AWG, deberán ser alojados de acuerdo a lo siguiente.
Cable Cal. 300 kcm
Diámetro aprox. en mm = 20.8
Cable Cal. 2d AWG
Diámetro aprox. en mm = 10.5
Distancia total de los conductores = (4 x 20.8) + 10.5 = 93.7 mm
Por lo que se utilizará charola de 305 mm de ancho para soportar los conductores
(considerando conductores de retorno).
Selección De La Canalización Del Alimentador Del Tablero A
Para protección de los conductores eléctricos, los 4 conductores cal. No. 2/0 AWG, Y 1d
cal. 6 AWG, deberán ser alojados de acuerdo a lo siguiente.
Cable Cal. 2/0 AWG
Área aprox. En mm2= 169 mm2
Cable Cal. 6d AWG
Área aprox. En mm2 = 46.8 mm2
Área total de los conductores = (4 x 169) + 46.8 = 722.8 mm2
De acuerdo con la tabla 10-4 de la Nom-01 (ver anexos), Dimensiones de Tubo
(conduit) metálico tipo pesado, semipesado y ligero y área disponible para los
conductores, se utilizará tubo conduit semipesado de
63mm (2 1/2”) que tiene un área
disponible de 1236 mm2.
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71
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
Selección De La Canalización Del Alimentador Del Tablero B
Para protección de los conductores eléctricos, los 4 conductores cal. No. 2 AWG, Y 1d cal.
8 AWG, deberán ser alojados de acuerdo a lo siguiente.
Cable Cal. 2 AWG
Área aprox. En mm2= 86 mm2
Cable Cal. 8d AWG
Área aprox. En mm2 = 28.2 mm2
Área total de los conductores = (4 x 86) + 28.2 = 372.2 mm2
De acuerdo con la tabla 10-4 de la Nom-01 (ver anexos), Dimensiones de Tubo (conduit)
metálico tipo pesado, semipesado y ligero y área disponible para los conductores, se
utilizará tubo conduit semipesado de 53mm (2”) que tiene un área disponible de 867 mm2.
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72
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2.3.5 CÁLCULO DE PROTECCIONES CONTRA SOBRECORRIENTE INDICE
2.3.5.1 PROTECCIÓN EN CIRCUITOS DE ALUMBRADO INDICE
La iluminación interior se proyectará con luminarias tipo fluorescentes instaladas en
gabinetes de sobreponer con difusor acrílico, equipadas con dos lámparas de 32 Watts.
Determinar la carga total de alumbrado.
1 Luminaria = 2 lámparas de de 32 Watts + 25 %
1 Luminaria =2 x 32 x 16 = 80 Watts
Por tanto:
5 Luminarias de 80 Watts / luminaria = 400 Watts
Aplicando la ecuación 1.9 obtenemos la corriente para cada una de las cargas parciales
del alumbrado.
I LAMPARAS 
watts
400

 3.49 AMPS .
(voltaje )( F : P) 127 0.90
Selección De La Protección
La capacidad de corriente de los elementos térmicos, debe ser en promedio de 125
% de la corriente nominal del tablero al cual debe protegerse, es decir:
capacidad del elemento térmico  1.25  I n
capacidad del elemento térmico  1.25  3.49  4.36 Amp.
Considerando carga futura seleccionamos un Térmico
de 1 x 15 Amps.
Para la
protección del circuito 1 que se encuentra en el tablero “B”.
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73
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
Bajo el mismo criterio se cálculo las protecciones para todos los circuitos de
iluminación ya que solamente se realizó para un solo circuito. Para todos son los mismos
cálculos y se realizan de la misma manera, ellos se resumen a continuación:
CIRCUITO
2 X 32 W
1 X 34 W
CARGA
CORRIENTE
PROTECCION
Watts
AMPS.
POLOS
AMPS.
1-AA
3
240
2.1
1
15
1-AB
8
640
5.6
1
15
1-AC
6
840
7.3
1
15
1-AE
2
160
1.4
1
15
1-AF
4
2
440
3.8
1
15
2-AF
6
1
540
4.7
1
15
1-AG
11
2
960
8.4
1
15
1-AH
4
320
2.8
1
15
480
4.2
1
15
400
3.5
1
15
1-AI
6
8
1-B
5
1-C
5
2
520
4.5
1
15
6-C
5
1
460
4
1
15
7-C
3
1
300
2.6
1
15
1-E
1
80
0.7
1
15
7-E
1
80
0.7
1
15
15-E
1
80
0.7
1
15
2-G
10
800
7
1
15
6-G
2
160
1.4
1
15
TOTAL
77
23
7500
65.4
18
270
TABLA 5.1 PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE PARA SISTEMAS DE ALUMBRADO
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74
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2.3.5.2 PROTECCÓN EN CIRCUITOS DE FUERZA INDICE
Calcular el conductor de un circuito de fuerza para el clima con un voltaje de 220
volts, cuya distancia al centro de cargas es de 15 mts. Y los conductores estarán
alojados en tubo conduit, y que aloja un total de 4 conductores y pasan por una zona cuya
temperatura es de 37º C. aproximadamente.
Contacto para clima de 1 900 Watts
Aplicando la ecuación 1.9 obtenemos la corriente para cada una de las cargas parciales
del alumbrado.
I TOTAL CLIMAS 
watts
1900

 9.6 AMPS .
(voltaje )( F : P) 2200.90
Selección De La Protección
La capacidad de corriente de los elementos térmicos, debe ser en promedio de 175 % de
la corriente nominal del tablero al cual debe protegerse, es decir:
capacidad del elemento térmico  1.75  I n
capacidad del elemento térmico  1.75  9.6  16.8 Amp.
Considerando carga futura seleccionamos un Térmico
de 2 x 20 Amps.
Para la
protección del circuito 9 que se encuentra en el tablero “B”.
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75
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
Nota: Bajo el mismo criterio se cálculo todas las protecciones para aires acondicionados
de las instalaciones de la caseta, ya que son los mismos cálculos y se realizan de
la misma manera siguiendo este mismo método para cada uno de ellos. Aquí se
resumen toda la iluminación de las instalaciones.
CIRCUITO
1 900 W
1 250 W
CARGA
CORRIENTE
PROTECCION
(Watts)
AMPS.
POLOS
AMPS.
3- AC
1
1900
9.6
1
20
5- AF
1
1900
9.6
1
20
6- AF
1
1900
9.6
1
20
7- AF
1
1900
9.6
1
20
8- AF
1
1900
9.6
1
20
3- AG
1
1900
9.6
1
20
4- AG
1
1900
9.6
1
20
9- B
1
1900
9.6
1
20
10-B
1
1900
9.6
1
20
1- D
1
1900
9.6
1
20
2- D
1
1900
9.6
1
20
3- D
1
1900
9.6
1
20
4- D
1
1900
9.6
1
20
5- D
1
1900
9.6
1
20
1- F
1
1250
6.31
1
20
2- F
1
1250
6.31
1
20
3- F
1
1250
6.31
1
20
TOTAL
14
30350
153.33
17
340
TABLA 5.2 PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE PARA SISTEMAS DE FUERZA
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2.3.5.3 PROTECCIÓN EN ALIMENTADORES INDICE
Para saber la protección de cada tablero primero se debe saber la carga instalada
de ellos para después saber la corriente nominal y así decidir la protección conveniente.
Tablero B área de “telemática”
Con una carga total de 14.660 kw
I REGULADOR  D  EENERGIA 
watts

14660
 3 (voltaje)(F : P)  3 2200.90  42.75 AMPS .
La capacidad de corriente de los elementos térmicos, debe ser en promedio de 125 % de
la corriente nominal del tablero al cual debe protegerse, es decir:
capacidad del elemento térmico  1.25  I n
capacidad del elemento térmico  1.25  42.75  53.43 Amp.
Considerando carga futura seleccionamos un Térmico
de 3 x 100 Amp.
Para la
protección del tablero “B”.
CARGA
(KW)
CORRIENT
E
(AMP.)
VOLTAJE
(Volts.)
TABLERO “A”
45.262
131.98
TABLERO “B”
14.660
TABLERO “C”
TABLERO “D”
TABLERO
PROTECCIÓN
POLOS
AMPS.
220
3
150
42.75
220
3
100
9.120
9.500
26.59
27.70
220
220
3
3
60
60
TABLERO “E”
20.280
53.88
220
3
100
TABLERO “F”
3.750
10.93
220
3
60
TABLERO “G”
12.153
35.44
220
3
60
INT. DE SEGURIDAD
15.000
43.74
220
3
60
375.26
295.24
220
3
400
TABLERO GENERAL
(I-LINE)
TABLA 5.3 PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE EN CIRCUITOS ALIMENTADORES
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2.3.5.4 PROTECCIÓN EN LA SUBESTACIÓN INDICE
Protección en la transición aérea-subterránea
Para limitar las sobretensiones que se producen por efecto de descargas
atmosféricas, y así mismo proteger la subestación, se instalarán apartarrayos clase
distribución para 12 kv, tipo autovalvular oxido de Zinc para sistemas con neutro sólido a
tierra para operar a 1000 msnm, y de 65000 Amps. de corriente máxima de descarga e
instalado en forma horizontal.
Para la seccionalización y protección contra sobrecorriente originadas por fallas
eléctricas, en los puntos de la transición se instalará cortacircuito fusible tipo expulsión
para 14.4 Kv, 100 Amps. 8000 A.C.I. y 95 kv de nivel básico de aislamiento al impulso,
para los cuales se calcula la capacidad nominal del listón fusible de la forma siguiente:
Para el transformador
Inp
= KVA / 1.73KVnp
Inp
= 4.92 Amps.
= 112.5 / (13.2*1.73)
Para la Transición.Inp
= KVA / 1.73KVnp
= 112.5 / (13.2*1.73)
Inp
= 4.92 amps. X 1.25 = 6.15 Amps.
Para el Punto de Interconexion.Inp
= KVA / 1.73KVnp
= 112.5 / (13.2*1.73)
Inp
= 4.92 amps. X 1.25 = 6.15 Amps..
Mas el 25 % para protección de la línea y transformador.
6.15 x 1.25
=
7.68 Amps.
Por lo anterior, se selecciona un listón fusible tipo universal, para la transición se
seleccionó de 6 amps. (Instalados en P1) y para el punto de interconexión de 8 Amps.
(Instalados en P0) para 15 kv, velocidad de fusión rápida K para que se proteja el
transformador contra sobre corrientes.
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2.3.6 ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO INDICE
En los sistemas de potencia grandes y en instalaciones industriales se deben
determinar las de cortocircuito en distintos puntos para seleccionar el quipo de protección
y efectuar una coordinación en forma adecuada.
Se puede decir de un cortocircuito es el establecimiento de un flujo de corriente
eléctrica muy alta debido a una conexión por un circuito de baja impedancia, que
prácticamente siempre ocurre accidente. Las corrientes elevadas, así como las fuerzas
electrodinámicas atracción y repulsión entre conductores que se producen en un
cortocircuito, pueden provocar daños importantes en la instalación y en los equipos.
El objeto del estudio de cortocircuito es calcular el valor máximo de la corriente y su
comportamiento durante el tiempo que permanece en cortocircuito. Esto permite
determinar el valor de la corriente que debe interrumpirse y conocer el esfuerzo al que es
sometido los quipos durante el tiempo transcurrido desde que se presenta la falla hasta
que se interrumpe la circulación de la corriente.
Las magnitudes de una falla de cortocircuito puede ser tal que produzca
explosiones y provoque la destrucción de equipos completos, tableros, transformadores e
interruptores, entre otros, pero sobre todo puede producir condiciones de peligro para
personas que estén próximas a la instalación.
UN ESTUDIO DE FALLAS INCLUYE LO SIGUIENTE
1. Determinación de las corrientes máximas y mínimas de cortocircuito trifásicos.
2. Determinación de las corrientes en las fallas asimétricas, como son, una simple
línea a tierra, doble línea a tierra, línea a línea y fallas de circuito abierto.
3. Determinación de las especificaciones de los disyuntores de circuitos requeridos.
4. Investigación de los sistemas de protección con relevador.
5. Determinación de niveles de voltajes en puntos estratégicos durante una falla.
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2.3.6.1 CONCEPTOS TÉCNICOS DE CORTO CIRCUITO INDICE
Las corrientes de corto circuito que se originan por diversas causas en los sistemas
erétricos son alimentadas por elementos activos: generadores, motores etc. Y se limitan
por los elementos pasivos del sistema: impedir impedancias de conductores, motores,
transformadores, generadores etc.
Las principales fuentes suministradoras de la corriente de cortocircuito son los
generadores. En un generador la corriente es limitada por sus reactancias: subtransitoria,
transitoria y síncrona. Las reactancias mencionadas pueden definirse brevemente como
sigue:
REACTANCIA SUBTRANSITORIA
Es la reactancia aparente del estator en el instante en que se produce el
cortocircuito y determina la corriente que circula en el devanado del estator durante los
primeros ciclos mientras dure el cortocircuito.
REACTANCIA TRANSITORIA
Se trata de la reactancia inicial aparente del devanado del estator i se desprecian
los efecto de todos los arrollamientos amortiguadores y solo se consideran los efectos de
arrollamiento del campo inductor. Esta reactancia determina la intensidad que circula
durante el intervalo posterior y en la reactancia subtransitoria constituye el factor decisivo.
REACTANCIA SINCRONA
Es la reactancia que determina la intensidad que circula cuando se ha llegado a un
estado estacionario. Solo se hace sentir sus efectos después de transcurrir algunos
segundos desde el instante que se produce el cortocircuito, y por tanto carece de un valor
en los cálculos de cortocircuito relacionados con la operación de los interruptores, fusibles
o contactores.
El hecho de asignar tres reactancias a las máquinas rotatorias constituye, una
simplificación de los métodos para determinar las corrientes de cortocircuito suministradas
en instantes fijos.
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PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
PROTECCION CONTRA CORTOCIRCUITOS
Se dice que una instalación está preparada para soportar cortocircuitos cuando sus
elementos cumplen con las siguientes características:
a) Robustez suficiente para soportar esfuerzos mecánicos de la máxima fuerza
posible.
b) Capacidad de los conductores para soportar los esfuerzos térmicos de la corriente
más alta que pueda ocurrir.
c) Rapidez de respuesta del sistema de protección para interrumpir y aislar la zona
donde aparezca un cortocircuito
d) Capacidad de los interruptores parta disipar la energía de arco
Las protecciones de toda la instalación deben estar diseñadas para operar con
seguridad en condiciones extremas y para aislar partes dañadas, de tal forma que pueda
continuar funcionando el mayor número de equipos no cercanos a la falla.
TIPOS DE FALLAS DE CORTOCIRCUITO
Los diferentes tipos de fallas de cortocircuito que pueden ocurrir en un sistema
eléctrico se presentan en la figura 6.1; la frecuencia de ocurrencia disminuye de la parte
en la falla de línea a tierra, a) falla línea-línea, b) falla doble línea-tierra, c) cortocircuito
trifásico balanceado, d) falla de circuito abierto, e) fallas entre líneas, f) falla de línea con
resistencia.
FIGURA 6.1 TIPOS DE FALLAS DE CORTOCIRCUITO
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81
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FALLAS SIMÉTRICAS
Un cortocircuito trifásico equilibrado (fig. 6.1 ) es un ejemplo de una falla simétrica.
Los cálculos de las fallas de un circuito trifásico equilibrado se pueden realizar en un
modelo por fase, de tal forma que solo los circuitos monofásicos equivalentes se requieren
para el análisis. Invariablemente, las constantes del circuito se expresan en términos por
unidad y todos los cálculos se hacen en una base unitaria. En los cálculos de un
cortocircuito, evaluamos a menudo los MVA. (Mega-Volt-Amperes) del cortocircuito, que
son iguales a 3VIIf donde VI es el voltaje nominal de la línea en kilovolts e I f es la corriente
de falla en kiloamperios.
Un ejemplo de la falla simétrica trifásica es un corto repentino en las terminales de
un generador síncrono. La representación simétrica de la onda de corriente del estator en
cortocircuito se muestra en la Fig. 6.2. La onda, cuya envolvente se aprecia en la Fig. 6.3,
puede dividirse en tres periodos o regímenes de tiempo; el periodo sub-transitorio, que
dura solo en los primeros ciclos, durante los cuales la corriente disminuye muy rápido.
FIG. 6.2. REPRESENTACIÓN SIMÉTRICA DE LA ONDA DE CORRIENTE DEL ESTATOR
CORTOCIRCUITO.
FIG. 6.3. PERIODOS TIEMPO DE UNA ONDA DE CORRIENTE
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82
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
El periodo transitorio, que abarca un tiempo relativamente largo durante el cual la
corriente disminuye en forma más moderada, y finalmente el periodo del estado
estacionario. El incremento i’ (en la Fig. 6.3) entre la envolvente del transitorio y la
amplitud del estado estacionario se traza a una escala logarítmica como una función del
tiempo en la Fig. 6.4, junto con el i” entre la envolvente sub-transitoria y una
extrapolación de la envolvente transitoria. Ambas gráficas se aproximan a líneas rectas,
ejemplificando la naturaleza esencialmente exponencial del decremento.
FIG. 6.4. ESCALA LOGARITMICA DEL INCREMENENTRE LA ENVOLVENTE DEL TRANSITORIO Y LA
AMPLITUD DEL ESTADO ESTACIONARIO
Las corrientes durante esos tres regímenes las limitan sobre todo varias reactancias de la
máquina sincrónica. Estas corrientes y reactancias se definen por las ecuaciones
siguientes, a condición de que el alternador estuviese operando sin carga ante de la
existencia de una falla trifásica en sus terminales:
I 
Oa

2
I´ 
Ob
I ´´ 
Oc

2
2

Eg
-------------------------------------------
(EC. 6.1)
Xd
Eg
------------------------------------------- (EC. 6.2)
X ´d
Eg
------------------------------------------- (EC. 6.3)
X ´´d
Donde (Eg) es el voltaje sin carga del generador, las corrientes son corrientes rms
(raíz cuadrática media) y O, a, b y c se muestran en la Fig. 6.2, las reactancias de la
máquina Xd, X’d y X’’d se conocen como reactancias síncronas del eje directo y reactancia
sub-transitoria del eje directo, respectivamente.
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83
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Las corrientes I, i’ e i’’ se llaman corrientes en estado estacionario, transitorio y
sub-transitorio. De (6.1) hasta (6.3) se deduce que las corrientes de falla en un generador
síncrono pueden calcularse cuando se conocen las reactancias de la maquina.
Supóngase ahora que un generador tiene carga cuando ocurre una falla. La Fig.
6.5 (a) muestra el circuito equivalente correspondiente y la falla ocurrida en el punto P.
FIG. 6.5 CIRCUITO EQUIVALENTE CON FALLA OCURRIDA EN EL PUNTO P.
La corriente que circula antes de que ocurra la fala es I L, el voltaje en la falla es Vf y el
voltaje de la terminal del generador es VF. Cuando ocurre la falla trifásica en P, el circuito
que se muestra en la Fig. 6.5 (b) se convierte en el circuito equivalente apropiado (con el
interruptor S cerrado). Aquí un voltaje E”, en serie con X” d, suministra la corriente IL de
estado estacionario cuando el interruptor S está abierto, y suministra la corriente al
cortocircuito a través de X’’d y Zext, cuando el interruptor S está cerrado. Si logramos
determinar E”g, podemos encontrar esta corriente a través de X’’d, la cual será i”. Con el
interruptor S abierto, tenemos:
E”g = Vt + j ILX’’d -------------------------------------- (EC. 6.4)
La define E”g, el voltaje subtransitorio interno. De igual manera, para el voltaje transitorio
interno tenemos:
E’g = Vt + j ILX’d
-------------------------------------- (EC. 6.5)
Está claro que E”g y E’g son dependientes del valor de la carga antes que ocurra la falla.
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Fallas Asimétricas Y Componentes Simétricos
Las fallas simétricas, como fallas de línea a línea y de línea a tierra (que ocurre
más a menudo en los cortocircuitos trifásicos) se pueden analizar usando una base por
fase. Con ellas se utilizará el método de componentes
simétricas. Los fasores del
conjunto de componentes de secuencia positiva tienen una rotación de la fase en sentido
contrario al movimiento de las manecillas del reloj (o sea de fase) ABC; y los componentes
de secuencia negativa tienen la secuencia de fase inversa, esto es ACB; y los
componentes de secuencia cero están todos en fase unos con otros. Estos componentes
en secuencia se representan geométricamente en la Fig. 6.6.
Fig. 6.6. COMPONENTES SIMETRICOS DE SECUENCIA POSITIVA, SECUENCIA NEGATIVA Y
SECUENCIA CERO
Así, el sistema desequilibrado de la Fig. 6.7 se puede dividir en componentes simétricas
como se muestra en la Fig. 6.6. En particular, tenemos:
Va = Vao + Va1 + Va2 ----------------------- (EC. 6.6)
Vb = Vbo + Vb1 + Vb2 ---------------------- (EC. 6.7)
Vc = Vco + Vc1 + Vc2 ---------------------- (EC. 6.8)
FIG. 6.7. CONJUNTO DE FASORES DESEQUILIBRADOS TRIFÁSICO
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85
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
Introducimos ahora un operador que provoca una rotación contraria al sentido de
las manecillas del reloj de 120º (del mismo modo que el operador j produce un rotación de
90º), tal que:
a = 1  120º = 1xej120 = -0.5 + j0.866
a2 = 1  240º = -0.5 - j0.866 = a
a3 = 1  360º = 1  0º
1 + a + a2 = 0
Utilizando esas propiedades, podemos escribir los componentes de una secuencia dada
en términos de cualquier componente elegida. De la Fig. 6.6, tenemos:
Vb1 = a2Va1
Vc1 = aVa1
Vb2 = aVa2
Vc2 = a2Va2
Va0 = Vb0 = Vc0
En consecuencia, (6.6 a 6.8) se convierten, en términos de componentes de fase a:
Va = Vao + Va1 + Va2
-------------------- (EC. 6.9)
Vb = Vao + a2Va1 + aVa2
-------------------- (EC. 6.10)
2
Vc = Vao + aVa1 + a Va2
------------------- (EC. 6.11)
Al despejar las componentes en secuencia de (6.9 a 6.11) se obtiene:
Va0 =
1
(Va + Vb + Vc)
3
Va1 =
1
(Va + aVb + a2 Vc) ------------------3
Va2 =
1
(Va + a2Vb + aVc)
3
------------------- (EC. 6.12)
(EC. 6.13)
------------------ (EC. 6.14)
Las ecuaciones iguales a (6.9 hasta 6.14) también se aplican a corrientes. Una
cantidad (corriente, voltaje, impedancia, potencia) que está dada en términos de sus
componentes simétricas se llama cantidad de secuencia, como en “corriente de
secuencia”.
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Método De Cálculo De Corto Circuito Por El Método Porcentual
Para el cálculo de corto circuito en sistemas eléctricos, ya sean que las
impedancias de las máquinas vienen expresadas en porcentajes. El porcentaje de
reactancia se define como el porcentaje de voltaje nominal que es consumido por la caída
de voltaje en la reactancia cuando se circula la corriente nominal es decir:
% 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝐼𝑁
𝑋 100
𝑉𝑛
En donde:
In= carriente nominal
Vn= voltaje nominal
En caso de que se utilice la potencia en KVA como base común en lugar de un voltaje
base, obteniéndose:
𝑋=
𝐾𝑉𝐴𝑏𝑎𝑠𝑒
𝑋𝑍
𝐾𝑉𝐴
La corriente de corto circuito se puede determinar por medio de formulas diversas, como
por ejemplo:
𝐼𝐶.𝐶 =
𝐼𝐶.𝐶 =
𝐾𝑉𝐴. 𝑏𝑎𝑠𝑒
𝑋 𝑝. 𝑢. √3 𝐾𝑉.
100 𝐾𝑉𝐴. 𝑏𝑎𝑠𝑒
% 𝑋√3 𝐾𝑉.
La potencia de cortocircuito en KVA se obtiene de manera semejante:
𝑃𝐶𝐶 =
𝐾𝑉𝐴. 𝑏𝑎𝑠𝑒
𝑋 𝑝. 𝑢
𝑃𝐶𝐶 =
100
𝑋 𝐾𝑉𝐴 𝑏𝑎𝑠𝑒
%𝑋
La fórmula que se escoja dependerá de la manera en se haya elegido el diagrama de las
reactancias o impedancias, así como la forma en que se desea obtener el resultada, es
decir, si en potencia o en corriente de cortocircuito.
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2.3.6.2 CÁLCULO DE FALLAS TRIFASICAS
INDICE
Se determinan las corrientes y las potencias de cortocircuito en los buses de 13200 y 220
volts de la subestación eléctrica, para seleccionar las capacidades interruptivas de los
dispositivos de protección y diseñar la red de tierras. Como se muestra en la figura 4.8.
FIGURA 6.8
DIAGRAMA DE REACTANCIAS
SECUENCIA POSITIVA Y NEGATIVA
FIGURA 6.9
El diagrama de reactancia de secuencia positiva y negativa se muestra en la figura
6.9. Se obtendrán valores de potencia y corrientes de cortocircuito a partir de la reactancia
equivalente de Thevenin en cada punto de falla utilizando valores en por unidad. Datos
proporcionados por la compañía suministradora C.F.E. en el punto de conexión de la
subestación.
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Potencia de cortocircuito trifásico
PCC = 221.02 MVA
Como primer paso se cambiará de base las impedancias para lo cual se toman como
valores base los datos proporcionados por C.F.E.
Potencia base:
Pb = 100 MVA.
Voltaje base:
Vb = 13.8 KV.
Reactancias de secuencia positiva y negativa.
Sistema:
100
X =
221.02
= 0.4524 p.u.
Transformador de 112.5 KVA: X =
(100)(.028)
0.1125
= 28.8888 p.u.
Cortocircuito trifásico.
Del diagrama de reactancias de secuencia positiva y negativa:
En media tensión:
Pcc =
Icc =
100
0.4524
= 221.043 MVA.
221043
(1.73)(13.8)
= 9 247.77 A.
En baja tensión:
Pcc =
Icc =
100
28.8888
= 4.0178 MVA.
4017
(1.73)(0.22)
= 10 541.89 A.
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2.3.6.3 CÁLCULO DE FALLAS MONOFASICAS
INDICE
Datos proporcionados por la compañía suministradora C.F.E. en el punto de
conexión de la subestación.
Potencia de cortocircuito monofásico:
PCC = 206.99 MVA
La reactancia de secuencia cero se determina de la siguiente forma:
Sistema:
206990 KVA
= 8 670.101 A.
( 1.73 )( 13.8 KV )
Ia =
Ib =
100000 KVA
= 4188.65 A.
( 1.73 )( 13.8 KV )
Ip.u. =
8670.101 A.
= 2. 06 p.u.
4188.65 A.
Ia0 =
2.06
3
= 0.6899
p.u.
De la ecuación:
Ia0 =
E
X1  X 2  X 0
Despejando X0 y sustituyendo:
X0 =
1
- 2(0.4524) = 0.5446 p.u.
0.6899
Transformador de 112.5 KVA: X1 = X2 = X0 = 28.888 p.u.
El diagrama de reactancias de secuencia cero queda como se muestra en la Fig. 4.10.
Cortocircuito monofásico.
En media tensión:
Pcc =
Icc =
X0 = 0.4542 p.u.
300
= 206.98 MVA.
2(0.4524)  0.5446
206000
= 9 020.84 A.
(1.73)(13.2)
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En baja tensión:
Pcc =
Icc =
X0 = 28.888
300
= 3.41 MVA.
2(29.53)  28.888
3410
= 8 959.53 A.
(1.73)(0.22)
FIGURA 6.10
2.3.6.4 CAPACIDAD INTERRUPTIVA DE LAS PROTECCIONES ELECTRICAS
INDICE
El objetivo de un estudio de corto circuito, es proporcionar información sobre corrientes de
voltajes al ocurrir una falla en cualquier punto del sistema eléctrico.
Esta información se requiere para determinar las características de capacidad interruptiva
y momentánea de los interruptores y otros dispositivos de protección, localizados en el
sistema, calcular los esfuerzos electromecánicos en barras o buses de subestaciones y
tableros, calcular redes de tierra, seleccionar conductores alimentadores, así como diseñar
un adecuado sistema de relevadores de protección, los cuales deberán reconocer la
existencia de la falla e iniciar la operación de los dispositivos de protección, asegurando
así la mínima interrupción en el servicio y evitando daños a los equipos.
DISPOSITIVO DE PROTECCION
CAPACIDAD INTERRUPTIVA
EN:
CALCULADA
MEDIA TENSION
8.9595 KA
BAJA TENSION
9.0284 KA
TABLA 6.1 CAPACIDAD INTERRUPTIVA DE LAS PROTECCIONES ELECTRICAS.
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2.3.7 SISTEMAS DE TIERRA INDICE
Sistema de Puesta a Tierra: Conjunto de elementos conductores de un sistema
eléctrico específico, sin interrupciones ni fusibles, que unen los equipos eléctricos con el
suelo o terreno. Comprende la puesta a tierra y todos los elementos puestos a tierra.
Los sistemas de puesta a tierra son componentes importantes de los sistemas
eléctricos, puesto que deben permitir la conducción hacia el suelo de cargas eléctricas no
deseadas, originadas por las fallas en los equipos del sistema eléctrico y las producidas
por las descargas atmosféricas. Deben poseer una capacidad de dispersión sin que se
presenten potenciales peligrosos en la superficie del suelo que puedan dañar los equipos
eléctricos y poner en riesgo la seguridad de los trabajadores.
Por razones de seguridad en sistemas subterráneos las pantallas metálicas de los
conductores deben estar siempre puestas a tierra al menos en un punto con el objeto de
limitar las tensiones inducidas (55 V, NOM-001-SEDE-2005). Parte importante en el
proceso de limitar las tensiones inducidas lo constituye la resistencia de puesta a tierra,
cuyos valores no deben exceder de 5 Ω en épocas de lluvia y de 10 Ω en temporada de
estiaje respectivamente, según se indica en el procedimiento para la revisión, supervisión
y construcción de redes subterráneas.
Basándose en la composición de la tierra, la resistencia de la misma puede variar
dentro de un rango muy amplio de un lugar a otro, de hecho la tierra está compuesta de
muchos y diferentes materiales, algunos de los cuales, cuando está seca, son muy pobres
conductores de la electricidad.
FIG. 7.1 PARTES DEL SISTEMA DE TIERRA
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2.3.7.1 CONCEPTOS TEORICOS DEL SISTEMA DE TIERRA INDICE
Funciones Principales Del Sistema De Tierra
1. Proveer un medio seguro para proteger al personal en la proximidad de sistemas o
equipos conectados a tierra, de los peligros de una descarga eléctrica bajo
condiciones de falla.
2. Proveer un medio para disipar las corrientes eléctricas a tierra, sin que se excedan
los límites de operación de los equipos.
3. Proveer una conexión a tierra para el punto neutro de los equipos que así lo
requieran (Transformadores, Reactores, etc.).
4. Proveer un medio de descarga y desenergizaciòn de equipos antes de proceder a
tareas de mantenimiento.
Elementos Que Constituyen Una Puesta A Tierra
Conductores
Sirven para formar el sistema de tierra y para la conexión a tierra de los equipos.
Los conductores empleados en los sistemas de tierra son generalmente cables
concéntricos formados por varios hilos y los materiales empleados en su fabricación son:
el cobre, cobre estañado, copperweld (acero recubierto con cobre), acero, acero
inoxidable, acero galvanizado o aluminio.
El cobre es la selección más común para los conductores, ya que es económico y
tiene buena conductividad, además de ser resistente a la corrosión y a la fusión.
Varillas o electrodos de tierra.
Estos elementos se clavan en el terreno y sirven para encontrar zonas más
húmedas y por lo tanto con menor resistividad eléctrica en el subsuelo. Los materiales
empleados en la fabricación de varillas o electrodos de tierra son generalmente el acero,
acero galvanizado, acero inoxidable y copperweld. Como en los conductores, la selección
del material dependerá del de las características de resistencia a la corrosión que
presenten al estar enterrados.
El copperweld es el material más empleado en las varillas de tierra ya que
combinan las ventajas del cobre con la alta resistencia mecánica de acero, tiene buena
conductividad, resistencia a la corrosión y buena resistencia mecánica para ser clavada en
el terreno.
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Electrodo vertical en pozo
Son las que se aplican por el mínimo espacio, se usa un electrodo simple tipo varilla
de cobre (jabalina), siendo las medidas estándar, para su longitud l: 2.0, 2.5, y 3.0m, con
diámetro de d 0.025m y 0.013m, siendo su resistencia:
FIG.7.2 ELECTRODO VERTICAL
Electrodo horizontal en zanja
Se aplican poco, se emplea un electrodo simple de cobre tipo platina o con conductor
desnudo, se resistencia es:
FIG.7.2 ELECTRODO HORIZONTAL
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Conectores o juntas.
Son los elementos que nos sirven para unir los conductores del sistema de tierra,
para conectar las varillas a los conductores y para la conexión de los equipos, a través de
los conductores al sistema de tierra.
Los conectores utilizados en los sistemas de tierra son generalmente de dos tipos:
A) Conectores a presión.
B) Conectores soldables
Los conectores a presión son todos aquellos que mediante presión mantienen en
contacto a los conductores. En este tipo están comprendidos los conectores atornillados y
los de compresión.
Los conectores a presión deberán diseñarse para una temperatura máxima de 250 a
350ºC.
Los conectores soldables son aquellos que mediante una reacción química
exotérmica, los conductores y el conector se sueldan en una conexión molecular. Este tipo
de conector, por su naturaleza, soporta la misma temperatura de fusión del conductor.
Los conectores deberán seleccionarse con el mismo criterio con que se seleccionan los
conductores, además tendrán las siguientes propiedades:
a) Tener dimensiones adecuadas para absorber el calentamiento que se produce al
circular por las corrientes elevadas (Resistente a la fusión).
b) Tener suficientemente asegurados a los conductores para soportar los esfuerzos
electrodinámicos originados por las fallas, además de no permitir que el conductor
se mueva dentro de él.
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Clasificación De Los Sistemas De Tierra Por Su Uso
a) Sistema de tierra para protección
Significa drenar a tierra las corrientes de falla de todos los elementos metálicos (no
conductores) que formen parte de la instalación eléctrica incluyendo equipos para
protección de las personas.
b) Sistemas de tierra
Se refiere a que una parte del sistema eléctrico debe mantenerse a potencial de
tierra para el buen funcionamiento; en los sistemas de distribución, los neutros,
generadores, bases de los apartarrayos, los circuitos de comunicación para eliminar
los ruidos de interferencias; en los circuitos eléctricos, para señal de referencia, etc.
c) Sistema de tierra provisional
Es una puesta a tierra con carácter provisional que debe garantizar seguridad a la
integridad física de las personas es común utilizarla en trabajos de mantenimiento
de elementos eléctricos, que normalmente se hallan energizados y temporalmente
fuera de servicio.
Conceptos Fundamentales En Estudios De Resistividad
Las corrientes eléctricas que nos interesan no recorren conductores lineales (hilos y
cables) como en las instalaciones y aparatos eléctricos usuales, sino que se mueven en
un medio tridimensional por lo que debemos estudiar las leyes físicas a las que obedecen
estas corrientes.
Para hacer el problema fácilmente abordable desde el punto de vista matemático,
habremos de estilizar las condiciones reales, suponiendo que el subsuelo se compone de
varias zonas, dentro de cada una de las cuales la resistividad suponemos constantes
separadas entre sí por superficies límite perfectamente planas. A pesar de esta
simplificación, el problema es matemáticamente muy difícil y solo ha sido resuelto en
casos muy sencillos
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Criterios para el diseño y análisis de mallas conectadas a tierra
Resistividad del suelo
La resistividad del suelo varía con la profundidad, el tipo y concentración de sales
solubles, el contenido de humedad y la temperatura del suelo. La presencia de agua
superficial no necesariamente indica baja resistividad. Dado el impacto de éste parámetro
en el valor final de la RPT, es necesario que la resistividad del suelo en el sitio donde será
ubicado el sistema de puesta a tierra, sea medida en forma precisa.
Resistividad
Cuando menor sea la resistividad del terreno, más fácilmente se pueden alcanzar
valores bajos para la resistencia de la instalación de los sistemas de tierra.
VALORES TIPICOS DE RESISTIVIDAD DE LOS
TERRENOS
TIPO DE SUELO
RESISTIVIDAD OHM/M
Húmedo o suelo mojado
Cultivo arcilloso
Arenoso húmedo
Arenoso seco
Con guijarro y cemento
Rocoso
Roca compacta
10 - 50
100
200
1 000
1 000
3 000
10 000
TABLA 7.1 VALORES TIPICOS DE RESISTIVIDAD
Métodos para la reducción de la resistencia eléctrica
Existen distintos métodos para lograr la reducción de la resistencia eléctrica,
aunque todos ellos presentan un punto de saturación que es conveniente conocer para
evitar diseños antieconómicos. Los métodos para la reducción son los siguientes:
a) El aumento del número de electrodos en paralelo
b) El aumento de la distancia entre ejes de los electrodos
c) El aumento de la longitud de los electrodos.
d) El aumento del diámetro de los electrodos
e) El cambio del terreno existente por otro de menor resistividad.
f) El tratamiento químico electrolítico del terreno.
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2.3.7.2 DISPOSICIONES BÁSICAS DE LAS REDES DE TIERRAS
INDICE
Las disposiciones básicas de las redes de tierras son tres
1. Sistema radial
2. Sistema en anillo
3. Sistema de malla
En nuestro trabajo recepcional consideramos el sistema en anillo
Sistema en anillo.
El sistema en anillo se obtiene colocando en forma de anillo un conductor de
suficiente calibre alrededor de la superficie ocupada por los equipos de la subestación. Al
anillo se conectan las derivaciones de cada uno de los equipos usando un conductor de
calibre más delgado. En los vértices del anillo se instalan varillas o electrodos de tierra.
Este sistema es más eficiente que el sistema radial, ya que los potenciales disminuyen al
disiparse la corriente de falla por varias trayectorias en paralelo.
FIG. 7.3 SISTEMA EN ANILLO
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2.3.7.3 CÁLCULO DEL SISTEMA DE TIERRAS
INDICE
El más elaborado sistema de tierras que sea diseñado, puede ser inadecuado, a
menos que la conexión del sistema a tierras sea el adecuado y tenga una resistencia baja.
Por consiguiente, la conexión a tierra es una de las partes más importantes de todo
sistema de tierras. Esto es también la parte más difícil de diseñar y obtener.
La perfecta conexión a tierra deberá tener una resistencia con valor cero, pero esto es
imposible de obtener.
Para subestaciones pequeñas y plantas industriales, el valor de la resistencia a tierra no
deberá exceder de 5 ohms.
Utilizando para el cálculo electrodos o varillas de cobre de 16 x 3000 mm., con un
conductor de cobre desnudo semiduro, calibre
4/0
AWG, marca condumex
con
resistencia a 20 ºC de 0.170 ohms/km. tomando lectura en el terreno de resistividad
proporciona una resistencia de 2000 ohms/cm3 .
DIMENSIONES DEL ANILLO
4 MTS.
5 MTS.
RE = Resistencia del conductor de cobre cal. 4/0 awg
RT = Resistencia total
RV = Resistencia total de la malla
RC = Resistencia del terreno ohms/cm
S = Espaciamiento entre varillas = 4 m. = 400 cm.
A = Radio de la varilla d/2 = 16 / 2 = 0.8 cm.
L = Longitud de la varilla = 300 cm.
LT = 5 + 5 + 4 + 4
LT = 18 M. = 0.018 KM.
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RV =
e
4L
4L
S
S2
S4
[LOGe + LOGe − 2 +
−
+
]
4πL
A
S
2L 16L2 152L4
RV =
(4)(300)
2000
(4)(300)
400
(400)2
(400)4
[LOGe
+ LOGe
−2+
−
+
]
(2)(300) (16)(300)2 (152)(300)4
4π(300)
(0.8)
400
RV = (0.531)(3.176 + 0.477 − 2 + 0.666 − 0.111 + 0.0207)
RV = 1.183 OHMS
RE = (0.17)(0.018) = 3.06x10−3
RT = RE + RV = (3.06x10−3 ) + (1.183)
RT = 1.18606 OHMS
De acuerdo a estos valores, cumple con la resistencia eléctrica total del sistema de
tierra, ya que debe conservarse en un valor menor de 10 ohms; de acuerdo al artículo
(2403-2-c) de la NOM - 001 - SEDE - 2005.
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2.3.8 ESTUDIO TECNICO ECONOMICO INDICE
En la planeación de la obra eléctrica, una de las etapas de gran importancia es la
elaboración de los precios unitarios para obtener un presupuesto total de la obra. En esta
etapa son más importantes los diferentes factores que intervienen en la elaboración de
presupuesto y son los siguientes:
COSTOS DIRECTOS
Los costos directos son los cargos aplicables al concepto de trabajo que se derivan de
las erogaciones por mano de obra, materiales, maquinaria, herramientas, instalaciones y
por patentes en su caso, efectuadas exclusivamente para realizar dicho concepto de
trabajo.
Costo directo por mano de obra
Es el que se deriva de las erogaciones que hace el contratista por el pago de salarios
al personal que interviene exclusiva y directamente en la ejecución del concepto de trabajo
que se trate, incluyendo al cabo o al primer mando.
Costos directos por materiales
Es el correspondiente a las erogaciones que hace el contratista para adquirir o
producir todos los materiales necesarios para la correcta ejecución del concepto de
trabajo.
Costo directo por materiales
Es el que se deriva del uso correcto de las máquinas consideradas adecuadas o
necesarias para la ejecución del concepto del trabajo, conforme al programa establecido.
Costo por herramientas
Este costo corresponde al consumo por desgaste de las herramientas utilizadas en la
ejecución del concepto.
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COSTO INDIRETOS
Estos corresponden a los gastos necesarios para la ejecución de los trabajos en los
costos directos que realiza el contratista, tanto en sus oficinas centrales como en la mano
de obra y que comprenden además, los gastos de administración, dirección técnica,
vigilancia, supervisión e imprevistos etc.
Financiamiento
Los gastos por financiamiento son las erogaciones que realiza el contratista debido a
las necesidades económicas del servicio. Este costo se determinará basándose en el flujo
efectivo en el que intervengan el pago y amortización de los anticipos: y estarán
representados por un
porcentaje sobre el total de de los costos directos mas los
indirectos.
Utilidad
La utilidad quedan representados por un porcentaje sobre la suma de los costos
directos más los indirectos de los costos del trabajo. Dentro de este cago queda incluido el
impuesto sobre la renta.
Después de haber determinado la utilidad conforme a lo establecido al párrafo interior
debe incluirse:
a) El desglose de las aportaciones que eroga el contratista por el concepto del SAR.
b) El desglose de las aportaciones que eroga el contratista por el concepto de
INFONAVIT.
c) El pago que efectúa el contratista por el servicio de vigilancia, inspección y control que
realiza la SECODAM.
NOTA: EN NUESTO CASO PRESENTAMOS PRIMERO LA LISTA DE MATERIALES
OCUPADOS EN LA OBRA, PARA DESPUES PRESENTAR LOS PRECIOS UNITARIOS
CONFORME A UN CATALOGO DE CONCEPTOS A REALIZAR EN LAOBRA. DESPUES
LA COTIZACION FINAL DE LA OBRA BASANDONOS EN EL CATALOGO DE
CONCEPTOS.
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LISTA DE MATERIALES
No.
1
2
UNIDAD
PRECIO U.
ABRAZADEA OMEGA 11/2"
PZA
5.00
4.33
MATERIAL
ABRAZADERA OMEGA 1 1/4"
PZA
3
ABRAZADERA OMEGA 2 1/2"
PZA
9.62
4
ABRAZADERA OMEGA 3/4"
PZA
2.00
ABRAZADERA OMEGA 4"
PZA
793.08
2.19
5
6
ABRAZADERA OMEGA DE 1"
PZA
7
ABRAZADERA OMEGA DE 2"
PZA
8.16
8
ABRZADERA OMEGA 4"
PZA
16.71
9
ANGULO DE 1" X 3/16"
PZA
270.00
APAGADOR
PZA
13.00
250.00
10
11
BRAZO HB TIPO "C" DE ACERO GALVANIZADO CED. 30 DE 1.00
PZA
12
BULBO ED-37 400 WATTS Y BALASTRO
PZA
814.63
13
CABLE THHW CAL 300 KCM MARCA CONDUMEX
ML
361.51
CABLE THW CAL 10 MARCA CONDUMEX
ML
24.68
74.75
14
15
CABLE THW CAL 2 AWG MARCA CONDUMEX
ML
16
CABLE THW CAL 2/0 AWG MARCA CONDUMEX
ML
149.44
17
CABLE THW CAL 8 MARCA CONDUMEX
ML
42.05
CABLE THW CAL. 12 MARCA CONDUMEX
ML
18.09
12.71
18
19
CABLE THW CAL. 14 MARCA CONDUMEX
ML
20
CAJA DE CONEXIONES DE 20 X 30 X 10 CM DE PROFUNDIDAD
PZA
960.00
21
CAJAS DE CONEXION 6 X 6
PZA
14.00
CAJAS DE PVC TMK 125 X 83 X 35 MM
PZA
17.00
379.50
22
23
CAJAS REGISTRO 1 1/2"
PZA
24
CAJAS REGISTRO 1"
PZA
207.00
25
CAJAS REGISTRO 2"
PZA
690.00
CAJAS REGISTRO 3/4"
PZA
129.38
65.90
26
27
CABLE 6 AWG DESNUDO MARCA CONDUMEX
ML
28
CANALETA TMK 1735 SIN DIVISIÓN DE PVC DE 17 X 35 MM
ML
37.40
29
CANALETA TMK1020 SIN DIVISIÓN DE PVC DE 10 X 20 MM
CENTRO DE CARGA DE SOBREPONER QOD4, 4 POLOS, 60 AMPS. NEMA
TIPO 1 CAT. QOD4S
CENTRO DE CARGA DE SOBREPONER QOD8, 8 POLOS, AMPS. NEMA TIPO
1 CAT. QOD8S
CENTRO DE SOBREPONER QOD2, 2 POLOS, 50 AMPS. NEMA TIPO 1 CAT.
QOD2S
ML
14.00
30
31
32
33
PZA
192.69
PZA
490.08
PZA
96.05
CODO GALVANIZADO 2" P.G.
PZA
34
CODO GALVANIZADO P. G. 1 1/4"
PZA
68.40
35
CODO GALVANIZADO P.G 2 1/2"
PZA
248.00
36
CODO GALVANIZADO P.G. 1"
PZA
58.25
33.00
37
213.00
CODO GALVANIZADO P.G. 3/4"
PZA
38
CODO GALVANIZADO P.G. DE 1 1/2"
PZA
117.00
39
CONECTORES PARA TUBO LICUATITE 3/4"
PZA
16.50
ESPARRAGO DE 1/4"
PZA
14.00
40
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
103
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
40
INTERRUPTOR DE SEGURIDAD DE SOBREPONER MARCA SQUARE D 30
AMP. NEMA 1 CAT D321N CON FUSIBLES
PZA
41
LAMPARA FLUORECENTE 32 WATTS
LUMINARIA DE 400 WATTS CAT. TFL-400MRA2TB BULBO BULBO 400
WATTS
LUMINARIA DE 400 WMARCA CROMALITE CAT CRG-801-10- S-400
ADHITIVO METÁLICO PARA EXTERIOR
LUMINARIA DE SOBREPONER MARCA LITHONIA LIGTHING (CERRADO)
MODELO L -232-120ES
LUMINARIA DE SOBREPONER MARCA LITHONIA LIGTHING MODELO LB
232 120 GEB (0770093)
LUMINARIA DE SOBREPONER MARCA MAGG DE 2 X 32 WATTS MODELO
L-7616-0
LUMINARIA DE SOBREPONER MARCA MAGG SERIE SQUARE 400 03-509531 CAT. L-1635
PZA
PIJA 8 X 1
PZA
0.30
45.00
42
43
44
45
46
47
48
617.43
24.60
PZA
1,886.93
PZA
2,597.64
PZA
496.64
PZA
990.00
PZA
565.27
PZA
399.69
49
PINTURA ANTICORROSIVA ( PRIMER ) COMEX
LT
50
PINTURA ESMALTE COMEX 100
LT
78.00
POLIDUCTO 1 1/2"
PZA
10.00
4.80
51
52
POLIDUCTO DE 1"
PZA
53
POSTE CÓNICO CIRCULAR DE 6 M DE ALTURA
PZA
2,250.00
54
PROYECTOR CENTRY MARCA MAGG 1X70 WATTS MHI 220 VOLTS AFP
TABLERO DE CONTROL I LINE DE SOBREPONER MARCA SQUARE D
TAMAÑO 2, 10 CIRCUITOS DERIVADOS 400 AMPS.1 DE 3 POLOSMARCO
KA -150A, 2 DE 3 POLOS MARCO FA 100A, 3 DE 3 POLOS MARCO FA-60A
TABLERO DE SOBREPONER NQOD CON INTERRUPTOR PRINCIPAL CLASE
1630 3 POLOS, 4 HILOS NO. DE POLOS =24 CAT.NQOD 244AB12S CON
INTERRUPTOR PRINCIPAL DE 100 AMPS. CON BARRA DE TIERRAS
PK186TA
TABLERO DE SOBREPONER NQOD CON INTERRUPTOR PRINCIPAL CLASE
1630 3 POLOS, 4 HILOS, NO. DE POLOS = 30, CAT NQOD 304AB22S CON
INTERRUPTOR PRINCIPAL DE 150 AMPS. CON BARRA DE TIERRAS
PK156TA
TABLERO DESOBREPONER NQOD CON INTERRUPTOR PRINCIPAL CLASE
1630 3 POLOS, 4 HILOS, NO. DE POLOS = 12, CAT NQOD 124AB125 CON
INTERRUPTOR PRINCIPAL DE 100 AMPS. CON BARRA DE TIERRAS
PK156TA
PZA
1,030.00
55
56
57
58
59
PZA
29,660.69
PZA
6,605.03
PZA
7,052.77
PZA
6,016.47
TAPA PVC
PZA
60
TAQUETE PIJA BROCA
PZA
0.40
61
TERMOMAGNÉTICO DE 100 AMP 3P
PZA
2,141.37
62
TERMOMAGNÉTICO DE 15 AMP 1P
PZA
63.90
240.96
63
14.50
TERMOMAGNÉTICO DE 15 AMP 2P
PZA
64
TERMOMAGNÉTICO DE 15 AMP 3P
PZA
689.08
65
TERMOMAGNÉTICO DE 150 AMP 3P
PZA
7,655.66
66
TERMOMAGNÉTICO DE 20 AMP 1P
PZA
65.00
245.00
67
TERMOMAGNÉTICO DE 20 AMP 2P
PZA
68
TERMOMAGNÉTICO DE 30 AMP 1P
PZA
67.00
69
TERMOMAGNÉTICO DE 30 AMP 2P
PZA
250.00
70
TERMOMAGNÉTICO DE 40 AMP 2P
PZA
260.00
TERMOMAGNÉTICO DE 40 AMP 3P
PZA
689.08
TERMOMAGNÉTICO DE 50 AMP 3P
PZA
700.00
71
72
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
104
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
73
TERMOMAGNÉTICO DE 60 AMP 3P
PZA
2,141.37
74
TORK FOTOCONTACTOR 2P 1T 60A 220V
PZA
2,069.00
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 1 1/4"
PZA
114.17
77.50
75
76
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 1"
PZA
77
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 11/2"
PZA
147.50
78
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 2 1/2"
PZA
356.13
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 2"
PZA
181.16
181.16
79
80
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 2"
PZA
81
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 3/4"
PZA
76.59
82
TUBERIA GALVANIZADA CED. 30 4"
PZA
677.66
83
TUBO LICUATITE E 3/4"
ML
24.00
TUERCAS 3/4"
PZA
2.00
84
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
105
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
106
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
107
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
108
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
109
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
110
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
NOTA: CON EL MISMO MÉTODO SE REALIZARON TODOS LOS PRECIOS UNITARIOS
DE LOS MATERIALES LA SIGUIENTE TABLA MUESTRA UN RESUMEN DEL
CATALOGO DE CONCEPTOS CON BASES A LOS PRECIOS UNITARIOS.
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
111
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
CATALOGO DE CONCEPTOS
CLAVE
OE1
DESCRIPCION
Suministro e instalación de postes de soporte con
tubería galvanizada de 2"Ø cal 30 de 1.00 m de
alto, 40 cm de ahogado en concreto y tapa
superior del mismo material, inc. Excavación dado
de concepto, alineado y plomeado
UNIDAD
PZA
CANTIDAD
30.00
PRECIO U.
303.78
TOTAL
9,113.40
OE2
Suministro y colocación de tubería galvanizada
cedula 30 de 4 "Ø , incluye herrajes de sujeción, y
curvas, material y mano de obra
ML
80.00
430.33
36,026.40
OE3
Suministro y colocación de tubería galvanizada
cedula 30 de 2 1/2 "Ø , incluye, codos, tees y
herrajes de sujeción material y mano de obra
ML
80.00
246.31
19,704.80
OE4
Suministro y colocación de tubería galvanizada
cedula 30 de 2 "Ø , incluye, codos, tees y herrajes
de sujeción material y mano de obra
ML
220.00
161.02
35,424.40
OE5
Suministro y colocación de tubería galvanizada
cedula 30 de 1 1/2 "Ø , incluye codos, tees y
herrajes de sujeción material y mano de obra
ML
290.00
132.35
35,776.00
OE6
Suministro y colocación de tubería galvanizada
cedula 30 de 1 1/4 "Ø , incluye codos, tees y
herrajes de sujeción material y mano de obra
ML
140.00
98.40
13,776.00
OE7
Suministro y colocación de tubería galvanizada
cedula 30 de 1 "Ø , incluye codos, tees y herrajes
de sujeción material y mano de obra
ML
90.00
81.83
7,364.70
OE8
Suministro e instalación de tubería galvanizada
3/4"Ø ced. 30 incluye codos, tees y herrajes de
sujeción material y mano de obra
ML
170.00
72.33
12,296.10
OE9
Suministro y colocación de cajas de registro de 2"
inc. material y mano de obra
PZA
4.00
977.50
3,910.00
OE10
Suministro y colocación de cajas de registro de 1
1/2" inc. material y mano de obra
PZA
10.00
561.39
5,613.90
OE11
Suministro y colocación de cajas de registro de 1"
inc. material y mano de obra
PZA
5.00
332.81
1,664.05
OE12
Suministro y colocación de cajas de registro de
3/4" inc. material y mano de obra
PZA
19.00
226.68
4,306.92
OE13
Cajas de conexión para de 6"x6"
PZA
11.00
32.15
353.65
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
112
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
CLAVE
OE14
DESCRIPCION
Suministro y colocación de cable THHW cal 300
KCM marca condumex inc. conectores material y
mano de obra
UNIDAD
ML
CANTIDAD
450.00
PRECIO U.
507.86
TOTAL
228,537.00
OE15
Suministro y colocación de cable THW cal 2/0
AWG marca condumex inc. material y mano de
obra
ML
310.00
209.26
68,870.60
OE16
Suministro y colocación de cable THW cal 2 AWG
marca condumex inc. material y mano de obra
ML
1,020.00
109.01
111,190.20
OE17
Suministro y colocación de cable cal 2 AWG
desnudo marca condumex inc. material y mano de
obra
ML
120.00
109.44
13,132.80
OE18
Suministro y colocación de cable THW cal 6 marca
condumex inc. material y mano de obra
ML
750.00
94.60
70,950.00
OE19
Suministro y colocación de cable cal 6 AWG
desnudo marca condumex inc. material y mano de
obra
ML
80.00
94.85
7,588.00
OE20
Suministro y colocación de cable THW cal 8 marca
condumex inc. material y mano de obra
ML
130.00
63.31
8,230.30
OE21
Suministro y colocación de cable cal 8 AWG
desnudo marca condumex inc. material y mano de
obra
ML
170.00
63.50
10,795.00
OE22
Suministro y colocación de cable THW cal 10
marca condumex inc. material y mano de obra
ML
2,300.00
39.64
91,172.00
OE23
Suministro y colocación de cable cal 10 AWG
desnudo o forrado formado THW cal 10 color
verde marca condumex inc. material y mano de
obra
ML
1,330.00
39.80
52,934.00
OE24
Suministro y colocación de cable THW cal 12
marca condumex inc. material y mano de obra
ML
2,100.00
30.11
63,231.00
OE25
Suministro y colocación de cable cal 12 AWG
desnudo o forrado THW cal 12 color verde marca
condumex inc. material y mano de obra
ML
770.00
31.21
23,261.70
OE26
Suministro y colocación de cable THW cal 14
marca condumex inc. material y mano de obra
ML
1,320.00
22.02
29,066.40
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
113
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
CLAVE
OE27
DESCRIPCION
Suministro e instalación de tablero de control I
line de sobreponer marca Square D tamaño 2, 10
circuitos derivados 400 amps.1 de 3 polos marco
KA -150A, 2 de 3 polos marco FA 100A, 3 de 3
polos marco FA-60A, incluye material y mano de
obra.
UNIDAD
PZA
CANTIDAD
1.00
PRECIO U.
39,542.80
TOTAL
39,542.80
OE28
Suministro e instalación de tablero de sobreponer
NQOD con interruptor principal clase 1630 3
polos, 4 hilos No. De polos =24 CAT. NQOD
244AB12S con interruptor principal de 100 Amps.
Con barra de tierras PK186TA inc. material y
mano de obra
Suministro e instalación de tablero de sobreponer
NQOD con interruptor principal clase 1630 3
polos, 4 hilos, No. De polos = 30, cat. NQOD
304AB22S con interruptor principal de 150 Amps.
Con barra de tierras PK156TA incluye material y
mano de obra
PZA
6.00
9,164.20
54,985.20
PZA
1.00
9,932.80
9,932.80
OE31
Suministro y colocación centro de carga de
sobreponer QOD8, 8 polos, 100 Amps. NEMA Tipo
1 cat. QOD8S incluye material y mano de obra
PZA
3.00
956.96
2,870.88
OE32
Suministro y colocación centro de carga de
sobreponer QOD4, 4 polos, 60 Amps. NEMA Tipo 1
cat. QOD4S incluye material y mano de obra
PZA
4.00
445.96
1,783.84
OE33
Suministro y colocación centro de sobreponer
QOD2, 2 PZA 3.00 265.94 797.82 polos, 50 Amps.
NEMA Tipo 1 cat. QOD2S incluye material y mano
de obra
PZA
3.00
265.94
797.82
OE34
Suministro e instalación de interruptor de
seguridad de sobreponer marca Square D 30
Amps. Nema 1 cat D321N con fusibles
PZA
1.00
1,033.81
1,033.81
OE35
Suministro e instalación de termomagnético de 15
Amps. 1P inc. material y mano de obra
PZA
47.00
101.06
4,749.82
OE36
Suministro e instalación de termomagnético de 15
Amps. 2P inc. material y mano de obra
PZA
9.00
345.26
3,107.34
OE37
Suministro e instalación de termomagnético de 15
Amps. 3P inc. material y mano de obra
PZA
2.00
972.80
1,945.60
OE38
Suministro e instalación de termomagnético de 20
Amps. 1P inc. material y mano de obra
PZA
19.00
102.45
1,946.55
OE39
Suministro e instalación de termomagnético de 20
Amps. 2P inc. material y mano de obra
PZA
22.00
350.37
7,708.14
OE29
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
114
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
CLAVE
OE40
DESCRIPCION
Suministro e instalación de termomagnético de 30
Amps. 1P inc. material y mano de obra
UNIDAD
PZA
CANTIDAD
5.00
PRECIO U.
104.98
TOTAL
524.90
OE41
Suministro e instalación de termomagnético de 30
Amps. 2P inc. material y mano de obra
PZA
4.00
356.70
1,426.80
OE42
Suministro e instalación de termomagnético de 40
Amps. 2P inc. material y mano de obra
PZA
2.00
369.35
738.70
OE43
Suministro e instalación de termomagnético de 40
Amps. 2P inc. material y mano de obra
PZA
2.00
972.80
1,945.60
OE44
Suministro e instalación de termomagnético de 50
Amps. 3P inc. material y mano de obra
PZA
2.00
986.61
1,973.22
OE45
Suministro e instalación de termomagnético de 60
Amps. 3P inc. material y mano de obra
PZA
7.00
2,886.62
9,886.62
OE46
Suministro e instalación de termomagnético de
100 Amps. 3P inc. material y mano de obra
PZA
2.00
2,911.04
5,822.08
OE47
Suministro e instalación de termomagnético de
150 Amps. 3P inc. material y mano de obra
PZA
1.00
9,886.62
9,886.62
OE48
Suministro y colocación de luminaria de
sobreponer marca lithonia ligthing modelo LB 232
120 GEB (0770093) material y mano de obra
PZA
47.00
1,668.59
78,423.73
OE49
Suministro y colocación de bulbo ED-37 400
Watts y balastro material y mano de obra
PZA
8.00
1,266.51
10,132.08
OE 50
Suministro y colocación de luminaria de
sobreponer marca lithonia ligthing (cerrado)
modelo L -232-120ES material y mano de obra
PZA
21.00
973.69
20,447.49
OE51
Suministro y colocación de luminaria de
sobreponer marca MAGG de 2 x 32 Watts modelo
L-7616-0 material y mano de obra
PZA
7.00
998.26
6,987.82
OE52
Suministro y colocación de luminaria de
sobreponer marca Magg serie Square 400 03-509531 cat. L-1635(clave A) material y mano de obra
PZA
30.00
788.80
23,664.00
OE53
Suministro y colocación de luminaria de 400 W
marca Cromalite cat CRG-801-10-S-400 aditivo
metálico para exterior material y mano de obra
PZA
24.00
3,758.01
90,193.24
OE54
Suministro y colocación de Fotocontactor Marca
tork 2P 1T 40A 220V material y mano de obra
PZA
1.00
3,089.28
3,089.28
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELECTRICA
115
PROYECTO DE LA INSTALACION ELECTRICA DE LA PLAZA DE COBRO No. 13 “PUENTE TUXPAN”
CLAVE
OE55
DESCRIPCION
Suministro y colocación de luminaria de 400
Watts cat. TFL- 400MRA2TB material y mano de
obra
UNIDAD
PZA
CANTIDAD
1.00
PRECIO U.
3101.85
TOTAL
3,101.85
OE56
Suministro y colocación proyector Centry marca
MAGG 1X70 Watts MHI220 volts AFP MGO.41K
material y mano de obra
Suministro e instalación de soportaría a base de
dos espárragos de 1/4" de 30cm de largo
colocados a cada metro de distancia soportados
con omegas y angulo de 1" x 3/16" en la parte
inferior pintado color gris
Suministro e instalación de soportaría a base de
dos espárragos de 1/4" de 30cm de largo
colocados a cada metro de distancia soportados
con omegas y angulo de 1" x 3/16" en la parte
inferior pintado color gris
PZA
13.00
1,639.96
21,319.48
PZA
11.00
4,083.13
44,914.43
ML
26.00
125.54
3,264.04
OE58
Suministro e instalación de soportaría a base de
dos espárragos de 1/4" de 30cm de largo
colocados a cada metro de distancia soportados
con omegas y angulo de 1" x 3/16" en la parte
inferior pintado color gris
ML
26.00
125.54
3,264.04
OE59
Suministro y colocación de poliducto de 1" inc.
excavación de 30cm de prof. y relleno del mismo
ML
110.00
39.93
4,282.30
OE60
Suministro y colocación de poliducto de 11/2" inc.
excavación de 30cm de prof. y relleno del mismo
ML
110.00
55.59
6,114.90
OE61
Suministro e instalación de canaleta TMK1020 sin
división de PVC de 10 x 20 mm
ML
181.00
39.71
7,187.51
OE62
Suministro e instalación de canaleta TMK 1735 sin
división de PVC de 17 x 35 mm
ML
82.00
69.31
5,683.42
OE63
Suministro e instalación de cajas de PVC TMK 125
x 83 x 35 mm
PZA
64.00
48.55
3,107.20
OE64
Suministro e instalación de tapa de pvc y contacto
doble polarizado incluye tornillos material y
mano de obra
PZA
41.00
87.11
3,571.51
OE65
Suministro e instalación de tapa de pvc y apagador
doble incluye tornillos material y mano de obra
PZA
17.00
103.55
1,760.35
OE66
Suministro y colocación de licuatite
conectores para caja y lámpara de 3/4"
ML
11.00
105.81
1,163.91
OE57
OE58
con
TOTAL DE LA OBRA ELECTRICA
1'508,508.77
** UN MILLON QUINIENTOS OCHO MIL QUINIENTOS OCHO PESOS 77/100 M.N. **
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2.4 ANALISIS CRITICO DE LOS DIFERENTEES ENFOQUES INDICE
Una vez que se anuncio y se analiza el problema, atreves de la justificación se
explicaron los criterios que se tomaron en cuenta para seleccionarlo como objeto de estudio,
considerando la importancia de esta y los beneficios que proporcionaría.
Al terminar y especificar el objeto del estudio, se recurrió a conocimientos previos, los
cuales ayudaron a estructurar el apartado de las referencias teóricas y contextuales.
Con este análisis se seleccionó las que proporcionaban más elementos significativos
y que permitieran explicar el tema del estudio, así tratar de resolver adecuadamente el
problema planteado.
Después de haber definido el marco teórico y el marco contextual del presente tema,
se compararon los distintos enfoques de los diferentes autores que se consultaron en libros
y otras fuentes de información.
Una de las mayores dificultades para la explicación de este tema es el empleo de
palabras de algunos actores que escriben frases incidentales, explicativas, dentro de una
idea y esta se alarga, se vuelve densa y confusa; además estos investigadores muchas
veces son muy teóricos y poco prácticos.
Debido a esta situación este trabajo se pretende que el lector pueda comprender de
una forma más detallada y sencilla los resultados obtenidos.
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CAPITULO III
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3.1 CONCLUSIONES INDICE
EL PRESENTE PROYECTO ANALIZADO SE HA LLEVADO A CABO, MEDIANTE
UN ESTUDIO APEGADO A LAS NORMAS OFICIALES MEXICANAS NOM-SEDE-001
RELATIVAS A LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS (UTILIZACIÓN), LA LEY DEL
SERVICIO PÚBLICO DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y LAS NORMAS DE CONSTRUCCIÓN
SUBTERRÁNEAS DE LA COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD.
ESTAS NORMAS SE DEBEN HACER RESPETAR YA QUE SE HA COMPROBADO
QUE ES DE SUMA IMPORTANCIA PARA LA MAXIMIZACIÓN DE LOS PROYECTOS, EN
CONSECUENCIA SE TIENEN MEJORES INSTALACIONES PARA EL USO DE LA
ENERGÍA ELÉCTRICA.
TODA
INSTALACIÓN
ELÉCTRICA
INDEPENDIENTEMENTE
DE
SUS
CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO DEBE GARANTIZAR SU FUNCIONAMIENTO Y SOBRE
TODO SU SEGURIDAD DE OPERACIÓN. POR LO QUE EL TRABAJO ANTES EXPUESTO
DA UNA SOLUCIÓN FACTIBLE A LA NECESIDAD DE TENER UNA INSTALACIÓN
ELÉCTRICA SEGURA-FUNCIONAL.
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3.2 BIBLIOGLAFIA INDICE
 FUNDAMENTOS DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS DE MEDIANA Y ALTA
TENSION.
ENRIQUEZ HARPER
LIMUSA
 INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES
DAMES
C.E.C.S.A.
 INSTALACIONES ELECTRICAS PRECTICAS
BECERRIL L. DIEGO ONESIMO
 INSTALACIONES ELECTRICAS CONCEPTOS BASICOS Y DISEÑOS
N. BRUTO
ALFAOMEGA
 MANUAL PRACTICO DEL ALUMBRADO
ENRIQUEZ HARPER
LIMUSA
 NORMA
OFICIAL
MEXICANA
ELÉCTRICAS (UTILIZACIÓN).
NOM-001-SEDE-2005,
INSTALACIONES
 NORMAS DE DISTRIBUCIÓN – CONSTRUCCIÓN DE LÍNEAS AÉREAS Y
SUBTERRÁNEAS DE C.F.E.
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3.3 ANEXOS Y APENDICE INDICE
TABLA 310-15(G).- FACTORES DE AJUSTE PARA MÁS DE TRES CONDUCTORES PORTADORES
DE CORRIENTE EN UNA CANALIZACIÓN O CABLE
TABLA 10-1. FACTORES DE RELLENO EN TUBO (CONDUIT)
TABLA 10-4. DIMENSIONES DE TUBO (CONDUIT) METÁLICO TIPO PESADO,
SEMIPESADO Y LIGERO Y ÁREA DISPONIBLE PARA LOS CONDUCTORES
(BASADO EN LA TABLA 10-1, CAPÍTULO 10)
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TABLA 310-16.- CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE (A) PERMISIBLE DE CONDUCTORES
AISLADOS PARA 0 A 2 000 V NOMINALES Y 60 °C A 90 °C.
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TABLA 310-17.- CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE (A) PERMISIBLE PARA CABLES
MONOCONDUCTORES AISLADOS DE 0 A 2 000 V NOMINALES.
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TABLA 2.6.4 –C.1 RESISTENCIA Y REACTANCIA INDUCTIVA PARA CABLES DS. CABLES CON
CONDUCTOR DE ALUMINIO
CARACTERÍSTICAS DE LA LUMINARIA SELECCIONADA
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