• Author / Uploaded
• juvenciom

• Categories
• Transformador
• Fusible (Eléctrico)
• Corriente eléctrica
• Electricidad
• Cantidades físicas

Citation preview

.

MEMORIA DE CÁLCULO ELÉCTRICA DE LA PLANTA DE BOMBEO GENERAL.

.

MEMORIA DE CÁLCULO ELÉCTRICA DE LA PLANTA DE BOMBEO 1.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA. El sistema eléctrico correspondo a la planta de bombeo de la ciudad de Miguel Alemán Tamaulipas Acometida Eléctrica. La acometida será proporcionada por la compañía suministradora a una subestación tipo poste con una capacidad de 112.5 KVA, relación de 13.2 KV.-440/254 V. Centro de Control de Motores. Formado por gabinetes tipo sobreponer en muro, servicio interior NEMA-1 , usos generales, para operar a 440 V., 3F, 3H, 60 Hz. el cual los interruptores termo magnéticos de cada uno de los motores se localizan en un tablero general tipo NF , el arrancado tipo autotransformador se localiza en su gabinete exclusivamente con todos sus elementos de control y de medición. Alumbrado interior. En la caseta de CCM, se emplean luminarias fluorescentes a base de lámparas de 2x32 W, la energía que se emplea para este fin proviene de un sistema a 220/127 V, 60 Hz.,a través de un transformador tipo seco que nos proporciona este voltaje. Alumbrado exterior. Se emplean luminarias tipo punta de poste, con lámparas de aditivos metálicos de 175 watts, 220 V. y 60 Hz. Distribución de fuerza. Se da a través de cables con aislamiento THW-LS 75°C., en tubos conduit pared gruesa galvanizada y condulets en los cambios de dirección. La conexión del motor se hará mediante tubo flexible tipo liquatite.

Red de Fuerza. Los elementos básicos que componen la red de fuerza en baja tensión son interconexión entre: acometida eléctrica,-CCM, CCM-alimentación a motores y CCMtransformador tipo seco este a su vez alimenta a tablero de alumbrado. Cuando falle la energía proporcionado por comisión federal de electricidad entrara una planta generadora de energía de 100 kW /125 kVA. Para dar servicio a nuestra planta de bombeo.

.

MEMORIA DE CALCULO ELECTRICA DE LA PLANTA DE BOMBEO SELECCIÓN DEL VOLTAJE. Debido a que el sistema de 440 v. Presenta menores perdidas eléctricas así como, menor caída de voltaje será la alimentación en baja tensión utilizada. CALCULO DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS. 1) MOTOR DE 40 HP Tensión 440 V F.S. = 1.15 VELOCIDAD = 1760 r.p.m. Considerando F.P. = 0.89  = 0.93

In =

746 x H.P.xF.S.  3 x V x  x F.P.

746 x 40 x 1.15 3 x 440 x 0.93 x 0.89

In = 54.4 Amp. La corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna (tabla 430.150 de la norma NOM-001-SEMP-1999) de 40 c.p. (29.84 kw) a 440 v.c.a. es de 52 amp. CALCULO DE LOS CIRCUITOS DERIVADOS. 2) MOTOR DE 40 HP Tensión 440 V F.S. = 1.15 VELOCIDAD = 1760 r.p.m. Considerando F.P. = 0.89  = 0.93

In =

746 x H.P.xF.S.  3 x V x  x F.P.

746 x 40 x 1.15 3 x 440 x 0.93 x 0.89

In = 54.4 Amp. La corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna (tabla 430.150 de la norma NOM-001-SEMP-1999) de 40 c.p. (29.84 kw) a 440 v.c.a. es de 52 amp.

.

3) CALCULO DE LOS CONDUCTORES POR CAPACIDAD DE CORRIENTE PARA LOS MOTORES DE 40 HP. In = 54.4 AMP. Factor de agrupamiento: 1.00 (3 conductores) Tabla A-310-11 Factor de temperatura: 0.88 (36-40 ºc) tabla 310-16 Los conductores derivados para alimentar un solo motor, deberán tener capacidad no menor al 125% de la corriente nominal del motor a plena carga (430-22) (a) NOM-001-SEDE-1999)

Icond =

In x 1.25 54.4 x 1.25  F.A. x F.T. 1.0 x 0.88

I cond = 77.27 AMP. Se selecciona un conductor por fase calibre 2 AWG, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de conducción de 115 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999.

Los cuales se alojarán en una tubería conduit galvanizada de pared gruesa de 32 mm 1 1/4” de diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999). 4) COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION. DATOS: Calibre 2 AWG Area en mm2 33.62 Longitud 30 m Tensión 440 v Corriente a plena carga del motor 54.4 amp

E% =

2 x 3 x L x I 2 x 3 x 30 x54.4  S x VL 33.62x 440

E% = 0.01 La caída de tensión permisible en un circuito derivado es de 3%, teniendo un global entre circuito alimentador y circuito derivado de 5% (215.2 nota 1 de la norma NOM-001-SEDE-1999), por lo tanto el conductor seleccionado es el adecuado. 5) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CIRCUITO CORTO Y FALLA A TIERRA A MOTOR DE 40 HP. Corriente nominal = 54.4 amp. Considerando un factor de multiplicación del 125% como rango de ajuste mínimo para el dispositivo de protección.

.

IINT. = 54.4 X 1.25 = 68.0 AMP. Este valor es correcto porque según la tabla 430-152 de la norma NOM-001-SEDE-1999 el rango máximo o ajuste de disparo para un interruptor termomagnético de tiempo inverso para un motor de corriente alterna de jaula de ardilla arranque a tensión reducida tipo autotransformador sin letra de código será de 250% de la corriente a plena carga. Se selecciona un interruptor termomagnético de 3 x 100 amp con tensión de operación 440 v (600 v máximos), 60 hz., capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco recomendado por el fabricante SQUARE D es FH se anexa copia). 6) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA SOBRECARGA. Según el artículo 430.32 el dispositivo de sobrecarga que sea sensible a la corriente del motor, su corriente de disparo no será mayor al 115% de la corriente del motor, para motores con factor de servicio menor a 1.5 y con aumento de temperatura menor a 40 ºC. Isc = 54.4 x 1.15 = 62.56 Se seleccionan elementos térmicos tipo bimetalito con un rango de disparo de (50-63) amp. Se anexa copia. 7) ARRANCADOR En general los interruptores son de tipo termo-magnéticos con capacidades nominales comerciales, dotados de sus respectivas protecciones térmicas SELECCIÓN DE INTERRUPTOR Y ARRANCADOR MAGNETICO No MOTOR

APLICACIÓN

CORRIENTE A PLENA CARGA

Bomba

H.P. o KVA 440 v, 3f,60Hz 40

1

54.4

ATP 110-15

2

Bomba

40

54.4

ATP 110-15

3 RESERVA

Bomba

40

54.4

ATP 110-15

TIPO

INTERRUPTOR Y ARRANCADOR MAGNETICO CAPACIDAD TENSIÓN TIPO / TAMAÑO (v) (A) 3X100 440 Tensión reducida –auto MCA. SQUARE transformador / 4 D 3X100 440 Tensión reducida –auto MCA. SQUARE transformador / 4 D 3X100 440 Tensión reducida –auto MCA. transformador / 4 SQUARE D

MCA SIEMENS

ELEMENT O TERMICO 50-63

SIEMENS

50-63

SIEMENS

50-63

Se selecciona un arrancador magnético a tensión reducida tipo auto transformador en gabinete nema 1 con botones de arranque y paro, así como lámparas indicadoras (roja y verde).

.

8) CALCULO DEL TRANSFORMADOR. 8.1) 1 MOTOR DE 40 HP. DATOS: TENSION 440 V F.S. = 1.15 F.P. = 0.89  = 0.93 VELOCIDAD = 1770 r.p.m.

KVA =

H.P. x 0.746 x F.S. 40 x 0.746 x 1.15   41.46 KVA  xF.P. 0.93 x 0.89

SON TRES MOTORES DE IGUAL CAPACIDAD LOS CUALES DOS ESTARAN EN SERVICIO Y UNO EN RESERVA. 8.2) 6 KVA DE USOS GENERALES Esta capacidad esta en función de los requerimientos del uso, del equipo de alumbrado y servicios generales. KVA totales = 41.46+41.46+6 = 88.92 Se selecciona un transformador de 112.5 kva, 13.2 kv-440/254 v, delta-estrella, 3 fases, 60 hz, enfriamiento OA montaje en poste. 8.3) FUSIBLE DE ALTA TENSION Transformador de 112.5 KVA

Ip =

KVA 112.5  3 xKV 3 x13.2

Ip = 4.92 AMP. Según la tabla 450.3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-1999, el rango de ajuste para el dispositivo contra sobrecorriente (fusible) para el primario de un transformador con voltaje mayor a 600 v y una impedancia no mayor a 6% no debe ser mayor del 300% de la corriente del transformador. I fus = Ip x 3 = 4.92 x 3 = 14.76 AMP. El fusible comúnmente usado para la protección de un transformador trifásico de 112.5 kva a 13.2 kv es de 10 amp. (manual elmex) Se selecciona un fusible de 10 amp. para una tensión nominal de 13.2 kv y una capacidad interruptiva de 1600 mva.

.

8.4)SELECCIÓN DE LA CUCHILLA SECCIONADORA. La cuchilla para aislar la subestación del sistema de distribución de la Cía. de Luz esta en función de la tensión del sistema en este caso es de 13.2 Kv. Donde para esta tensión la capacidad nominal de la cuchilla es de 15 Kv. según tabla 4.2 del libro V 4.3 Selección de equipo eléctrico. 9) CALCULO DEL CIRCUITO ALIMENTADOR (CONDUCTOR) La planta opera con dos equipos de bombeo en operación de 40 hp y un transformador de servicios generales de 6 kva (220 v). El alimentador será capaz se soportar la corriente generada por el transformador de 112.5 kva. DATOS:

= ITrans

KVA 112.5   147..62 3 *KV 3 *0.44

ITrans = 147.62 AMP. De acuerdo al artículo 430.24 los conductores que alimentan varios motores deberán tener una capacidad de conducción de corriente igual a la suma de las corrientes a plena carga de todos los motores, más el 25% de la corriente del motor mayor. Factor de agrupamiento: 0.8 (4 conductores) Tabla A-310-11 Factor de temperatura: 0.88 (36-40 ºc) tabla 310-16 En este caso sera la corriente nominal de la capacidad total del transformador de 112.5 kva. (147.62 Amp.)

I ALIM 

1.25 (147.62) = 209.7 AMP 1.0 * 0.88

IALIM = 262.1 AMP. Se selecciona un conductor por fase calibre 300 KCM, 75 ºc, THW-LS, con capacidad de conducción de 285 amp según la tabla 310-16 de la norma NOM-001-SEMP-1999. Los cuales se alojarán en una tubería conduit de pared gruesa galvanizada de 76 mm 3 1/2” de diámetro (tabla C4. de la norma NOM-001-SEDE-1999).

.

10)COMPROBACION POR CAIDA DE TENSION. DATOS: Calibre 300 KCM Area en mm2 152 Longitud 25 m Tensión 440 v Corriente a plena carga del transformador 147.62 amp

E% =

2 x 3 x L x I 2 x 3 x 25 x147.62  S x VL 107.2x 440

E% = 0.27 La caída de tensión permisible en un circuito derivado es de 3%, teniendo un global entre circuito alimentador y circuito derivado de 5% (215.2 nota 1 de la norma NOM-001-SEDE-1999), por lo tanto el conductor seleccionado es el adecuado. 11) CALCULO DE LA PROTECCION CONTRA CORTO CIRCUITO Y FALLA A TIERRA DEL CIRCUITO ALIMENTADOR, PARA SELECCIÓN DEL INTERRUPTOR PRINCIPAL. DATOS: IM40 = 54.4 AMP. Interruptor 3 x 100 amp El artículo 430.62 indica que el dispositivo de protección de valor nominal o ajuste no mayor de la capacidad del mayor de los dispositivos de protección del circuito derivado contra cortocircuito y falla a tierra más la suma de las corrientes a plena carga de los otros motores.

IINT  IINT MAYOR   IDEMAS.CARGAS =(100) + 54.4 + 7.87 I INT = 162.27 AMP La tabla 450.3 (a) (1) indica que el rango de ajuste para el dispositivo contra sobrecorriente (interruptor) para el secundario de un transformador con voltaje menor a 600 v y una impedancia no mayor a 6% no debe ser mayor del 125% de la corriente del transformador.

ISECUND 

KVA 112.5  3 x KV 3 x 0.44

I SECUND = 147.62 AMP. I ALIM = 1.25 x 147.62 = 184.52 AMP.

.

Se selecciona un interruptor termomagnético de 3P x 200 amp con tensión de operación 440 v (600 v máximos), 60 hz, capacidad interruptiva de 25,000 amp. rmc simétricos. (el marco recomendado por el fabricante SQUARE D es KA se anexa copia).