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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA E.A.P. INGENIERÍA ELÉCTRICA

 CURSO

:

INSTALACIONES ELECTRICAS I

 PROFESOR

:

ING. HUBER MURILLO

 TRABAJO

: PREDIO UNIFAMILIAR INTEGRANTES

QUISPE ASTUPIÑAN PATRICIA LUQUE CALLO LUIGUI GIANCARLO GARRIAZO BERNAL ALAN SUAREZ MENDOZA ANTONY 1

23 de Enero del 2015

INDICE I.

MEMORIA DESCRIPTIVA...........................................................3 1. GENERALIDADES................................................................................3 2. ALCANCE DEL PROYECTO.................................................................3 3. NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES.................................3 4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO..........................................................3 -

Constitución del predio:................................................................3

-

Características de la red de alimentación eléctrica.................3

-

Potencia contratada......................................................................4

5. PLANOS DEL PROYECTO...................................................................4 II. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS..................................................5 1.

Tableros: General y Distribución...........................................................5

2.

Interruptores Trifásicos y Monofásicos..................................................6

3.

Electroductos........................................................................................ 6

4.

Cajas rectangulares y hexagonales......................................................6

5.

Interruptores usados en iluminación.....................................................6

6.

Tomacorrientes usados.........................................................................7

7.

Electro Bomba...................................................................................... 7

8.

Sistema de aterramiento......................................................................7

III. MEMORIA DE CÁLCULO............................................................9 2

IV. CONCLUSIONES.....................................................................18 V. APENDICE.............................................................................19

I.

MEMORIA DESCRIPTIVA

1. GENERALIDADES La presente Memoria Descriptiva, es complementaria a los planos de Instalaciones eléctricas; requerida para la ejecución de la obra del predio unifilar de propiedad del Sr. Juan José Soza Ferreyros ubicado en Jr. Guzmán Ugarte 1345-San Luis-LIMA 2. ALCANCE DEL PROYECTO El proyecto requiere de diseño y cálculo de absolutamente todas las instalaciones del sistema eléctrico: sistema de alumbrado, tomacorrientes, fuerza, acometida, tableros y los sistemas de puesta a tierra. 3. NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES El presente trabajo se efectuó siguiendo las secciones de los siguientes reglamentos: - Código Nacional de Electricidad- utilización - Código Nacional de Electricidad – interpretación - Código Nacional de electricidad sección 50 (para el cálculo de la demanda máxima y potencia instalada) - Reglamento Nacional de Edificaciones 4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO -

Constitución del predio: Área total del terreno: 160 m2 Área techada del primer piso: 97 m2 Área techada total: 97 m2 Área libre: 63 m2 3

Primer piso: Únicamente Reuniones de coordinación: Propietario -

Características de la red de alimentación eléctrica Documentos de factibilidad eléctrica y punto de alimentación: Ninguno Distancias: - Red EDELNOR– medidor: 6 m. - Medidor – TA-: 17 m. Suministro eléctrico de emergencia: No requiere Ubicación del medidor y TA (tablero alimentador) -

Potencia contratada P = 10 KW (potencia contratada) Tensión = 220V

5. PLANOS DEL PROYECTO En proyecto contiene los siguientes planos: PLANO N° IE-01: Distribución Eléctrica de Alumbrado y Tomacorriente, Tv, Telefonía, cable. PLANO N° IE-02: Unifilares, cuadro de cargas, simbología utilizada, sistema de aterramiento, detalles de la ubicación del TG, detalles de la electrobomba y ubicación del predio. PLANO N° IE-03: Plano de ubicación Escala 1/500.

4

II.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

 Conductores de la acometida:

cable NYY

 Conductor para la alimentación principal:

cable N2XH

 Conductores para instalaciones interiores:

cable N2XH

 Tuberías:

PVC-SAP (pesado)

 Interruptores:

marca TICINO

 Tomacorrientes:

marca TICINO

 Pozo a tierra:

ver gráfico

Los cables y alambres que se utilicen en las instalaciones de alumbrado, tomacorrientes, deberán ser de cobre rojo electrolítico 99% de pureza, temple suave y aislamiento termoplástico para 600 Tipo NH80. En acometida cable tipo NYY. 1. Tableros: General y Distribución También llamada caja de acometida. Es la parte de la instalación que contiene los elementos de protección de los diferentes circuitos de la vivienda, es decir, el interruptor de control de potencia, el interruptor diferencial y los pequeños interruptores automáticos. La CGP (caja general de protección) señala el principio de la propiedad de las instalaciones de los usuarios. La instalación eléctrica será insegura si: 

No existe CGP:

En este caso no hay ningún dispositivo de protección en la vivienda, frente a posibles fallos. Está totalmente prohibido por el REBT (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión), que no exista CGP en la vivienda. 

La CGP está puenteada: 5

Es un hábito que suele ser común en viviendas en las que se dispara con frecuencia el interruptor diferencial; ya que, como no encuentran la causa por la que se dispara, optan por la solución "más cómoda", es decir, puentearlo; con esto lo que se consigue es que no haya ningún dispositivo de protección en la vivienda, frente a posibles contactos directos o contactos indirectos. Además de puentear el interruptor diferencial, también podría ser tentador puentear los interruptores magneto térmicos (o tacos), si lo que se quiere es consumir más potencia de la contratada; ya que a la compañía eléctrica, además de por el consumo, se le paga, más o menos, según la potencia contratada. 2. Interruptores Trifásicos y Monofásicos Línea Magic Marca Ticino.Los interruptores sencillos serán de tipo de incrustar, apropiados para instalaciones con corriente alterna, con una capacidad de 10 A. 250 V. de contacto mantenido, dos posiciones (abierta y cerrada) con terminales de tornillo apropiados para recibir alambre de cobre de calibres No.12 y No.14 AWG, con herrajes, tornillos y placa anterior. 3. Electroductos PVC – SAP. Para la canalización se utilizará tubería Conduit PVC de características similares a las fabricadas por PAVCO S.A. y COLMENA S.A., para todos los circuitos de alumbrado, tomacorrientes, teléfonos, acometidas, etc. Estas tuberías serán de los diámetros especificados en los planos. Un tramo de tubería entre salida y salida, salida y accesorio o accesorio y accesorio no contendrá más curvas que el equivalente a cuatro ángulos rectos (360 grados) para distancias hasta de 15 m., y un ángulo recto (90 grados) para distancias hasta de 45 m., (para distancias intermedias se calcula proporcionalmente). 4. Cajas rectangulares y hexagonales Las cajas serán fabricadas en láminas Cold Rolled mínimo calibre No.20 y llevarán una capa de galvanizado electrolítico. Las cajas para salidas que se utilizarán serán: Cajas galvanizadas de 2” x 4” (Ref. 5.800) para todas las salidas de tomas monofásicas, interruptores sencillos siempre y cuando no estén incrustados en una columna o muro de concreto y no lleguen más de dos tubos de ½”. Cajas galvanizadas de 2” x 4” (Ref. 5.800) para todas las salidas de tomas telefónicas, antena de T.V. cuando no estén incrustadas en una columna o muro de concreto y no lleguen más de dos tubos de ½”. Cajas galvanizadas de 4” x 4” (Ref. 2.400) para todos los interruptores y tomas que no estén incluidos en el caso anterior y se proveerán del correspondiente suplemento. Cajas galvanizadas octagonales de 4” para todas las salidas de lámparas, bien sea en el techo o en el muro, a excepción de los sitios donde figure tubería de ¾”, los cuales llevarán cajas Ref. 2.400. Cajas galvanizadas Ref. 2.400 para tomas monofásicas 20 A. pata trabada. Todas las tapas de cajas así como los 6

aparatos que se instalen deberán ser niveladas y al ras con las paredes donde se instalen. 5. Interruptores usados en iluminación. Línea Magic Marca BTicino. Los interruptores sencillos serán de tipo de incrustar, apropiados para instalaciones con corriente alterna, con una capacidad de 10 A. 250 V. de contacto mantenido, dos posiciones (abierta y cerrada) con terminales de tornillo apropiados para recibir alambre de cobre de calibres No.12 y No.14 AWG, con herrajes, tornillos y placa anterior. Nunca se conectarán al conductor neutro. Los interruptores dobles, triples, conmutables, dobles conmutables y de 4 vías deberán tener características similares a las anteriores, y según el artículo 380-14 de la norma NTC 2050. Los interruptores cuando se coloquen en posición vertical deben quedar encendiendo hacia arriba y apagando hacia abajo. 6. Tomacorrientes usados. Los tomacorrientes de uso general serán dobles, polo plano y polo a tierra con una capacidad de 15 A. a 250 V. con terminales de tornillo apropiados para recibir cables No.12 y No.14 AWG, con herrajes, tornillos y placa. Se instalarán en posición horizontal. 7. Electro Bomba El motor objeto de esta especificación será usado para operar como electrobomba, el motor entrega una potencia necesaria de acuerdo con los requerimientos de la bomba (0.5HP) y cuyas RPM estarán de acuerdo con la bomba a suministrar, el voltaje de alimentación de éstos equipos es de 220v monofásico con arranque a plena tensión, el factor de servicio es 1.15 con una eficiencia a carga total de acuerdo con la norma MG-1.El encapsulamiento del motor será TEFC o equivalente. Esta instalación Llevará un ITM y también un interruptor diferencial, así mismo llevará un contactor, un relé de sobrecarga (Relé Térmico). Poseerá 02 interruptores de Nivel tipo Flotador, válvula de pie, cebador para poder llenar el agua. 8. Sistema de aterramiento  Se ha considerado la instalación de un pozo de puesta a tierra para protección de los equipos y personas, éste deberá ser instalado de acuerdo a los siguientes argumentos:  Es necesario contemplar la construcción de pozos de tierra de electrodo.  El pozo de tierra a construir deberá ser rellenado con tierra de cultivo previamente zarandeada en malla de 1/2 pulgada

7

 





mezclada y tratada con dosis químicas del compuesto químico Thorgel, Laborgel ó similar. Los pozos deberán tener 3 metros de profundidad por 1 metro de diámetro (Pozo vertical). Se debe dejar caja de registro de 40 X 40 cms. con tapa para inspección y mantenimiento. Asimismo se debe considerar la elaboración de por lo menos 2 puntos de medición con sus respectivas tapas metálicas sobre piso de concreto. La línea a tierra deberá ser llevada hasta el tablero eléctrico con cable eléctrico TW color verde, con el fin de efectuar posteriormente la distribución respectiva a los circuitos para finalmente llevar la línea a tierra hasta los tomacorrientes que se instalarán para los diferentes circuitos derivados. El valor óhmico del sistema de puesta a tierra debe ser menor a 10 ohmios.

9. Sistemas de Iluminación En lo que respecta a iluminación, básicamente se está considerando el valor de 400 LUX por los diversos ambientes y área de producción.

8

III.

MEMORIA DE CÁLCULO

Cuadro de Cargas De acuerdo al Código Nacional de Electricidad (ver regla 050200, Viviendas Unifamiliar), la capacidad mínima de los conductores de un alimentador: Una carga básica de 2,500W para los primeros 90 m². Una carga adicional de 1,000W por cada 90 m² o fracción en exceso de los primeros 90 m². La carga de una cocina eléctrica, como sigue 6,000 W para una cocina hasta de 12,000 W. Carga de aire acondicionado al 100% Carga menor o igual de 1,500 W al 100% (calentador de agua) Carga mayor de 1,500 W al 25%, cuando existe cocina eléctrica (lavadora secadora 3,500W). El cuadro de carga se presenta en el plano IE-02 Cálculo de la Máxima demanda de potencia: PMD= PINST * FD Dónde: FD= Factor de Demanda PINST= Potencia Instalada A) Cálculo de la Potencia Contratada: 9

PCONTRATADA= FSIM * PMD Dónde: FSIM= Factor de Simultaneidad PMD= Máxima demanda de potencia

10

B) Selección de Alimentador y Circuitos Derivados Cálculo de la Corriente: In = P / (k x 220 x Cos Ø) Id = 1.25 x In Dónde : In

=

Corriente nominal en Amperes

Id

=

Corriente de diseño en Amperes

P

=

Potencia en Watts

k

= Factor (k=1.73, 3Ø y k = 1, 1Ø)

Cos Ø = Factor de potencia (Cos Ø = 0.8) Cálculo de cables: consideramos una tolerancia del 25% I d=1.25∗I n En el Anexo N° 3, se presenta el cuadro de la sección de alimentador y circuitos derivados. Cálculo de los tolerancia del 20%

interruptores:

consideramos

una

I itm =1.2 I n En el Anexo N° 3, se presenta el cuadro del cálculo de los ITM. Cálculo de la Caída de Tensión

V = k x  x Cos Ø x d x Id / S Dónde: k 

= Factor (k= 1.73, 3Ø y k =2, 1Ø) = Resistividad del cobre (0.0175 ohm-mm² / m)

Cos Ø = Factor de potencia (Cos Ø = 0.8) d

= Longitud del alimentador o circuito en metros

Id

= Corriente de diseño en amperios 11

S

= Sección del conductor en mm²

Sistema de Aterramiento De acuerdo al Código Nacional de Electricidad (ver regla 060, puesta a tierra y enlace equipotencial): A.1 Conductor Eléctrico del tablero a la puesta a tierra. El conductor hacia el tablero general es de cobre con aislamiento tipo N2XH de una sección de 10 mm 2 para conectar a tierra y 2.5 mm2 para los circuitos derivados. A.2 Tubería para el electrodo de puesta a tierra La tubería por donde pasará el electrodo de cobre es de PVC. A.3 Electrodos Se precisa electrodos de cobre electrolítico de un diámetro de 10 mm y una longitud de 3m. A.4 Conductor de cobre El conductor será de cobre desnudo, cableado y recocido, de las características indicadas en la Tabla de Datos Técnicos Garantizados. El conector para la conexión entre el conductor de bajada y el electrodo de puesta a tierra, deberá ser fabricado a base de aleaciones de cobre de alta resistencia mecánica, y tener adecuadas características eléctricas, mecánicas y de resistencia a la corrosión necesarias, para el buen funcionamiento de la conexión. El conector tendrá la configuración geométrica que se muestra en los planos del proyecto. Luego de hacer un estudio minucioso para calcular la resistividad del terreno mediante el método Wenner y mediante las curvas estándar y auxiliar se determinó que se realizará un pozo vertical.

12

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.

Para el Cálculo de la puesta a tierra, se ha considerado según el Código Nacional de Electricidad Suministro 2001, una resistencia máxima de puesta a tierra de 25 ohmios para el sistema normal. Para lo cual se ha considerado la siguiente expresión: Cálculo de Resistencia de Puesta a Tierra.

Para lo cual se ha considerado la siguiente expresión:  R

= -------- (Ln 4L - 1) 2 L

d

Donde:

 = Resistividad específica del terreno ohm – metro

:

L = Longitud de la varilla de cobre m

:

d = diámetro de la varrilla de cobre 0,015875 m

:

Ln

=

100 2,40

Logaritmo neperiano

Reemplazando valores se tiene:

100

13

R

= -----------------2x3.1416x2.4

(Ln 4 x 2.4 - 1) = 35.87 Ω 0.0158

Siendo necesario obtener los 25, el terreno de alta resistividad se reducirá parcialmente realizando el zarandeo de la tierra, desechando las piedras contenidas y realizando el tratamiento al terreno donde se construirá el pozo de puesta a tierra con thorgel, se debe llegar a una resistividad del terreno de aproximadamente entre 60 a 50 ohm-m y siguiendo el proceso constructivo indicado en el plano IE-01, la resistividad del terreno se reducirá 10 Ohm-m aproximadamente.

60 R

= -----------------2x3.1416x2.4

(Ln 4 x 2.4 - 1) = 8,48 Ω 0.0158

R = 8.48 Ω  15 Ω

Este valor es menor a 15 Ω y cumple lo recomendado por el CNE para puestas a tierra. En el Apéndice se apreciara el cálculo de la estratificación del terreno.

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Cálculos De La Iluminación En la elaboración de proyectos de instalaciones eléctricas interiores, los proyectistas estamos obligados a realizar cálculos de iluminación. A continuación se presenta la Tabla de iluminancias mínimas a considerar en lux, según los ambientes al interior de las edificaciones, definiendo la calidad de la iluminación según el tipo de tarea visual o actividad a realizar en dichos ambientes. TABLA N°1 AMBIENTES

ILUMINANCI A EN SERVICIO (LUX)

CALIDA D

Pasillos, corredores

100

D-E

Baño

100

C-D

Almacenes en tiendas

100

D-E

Escaleras

150

C-D

Áreas Generales

TABLA N°2 CALIDA D

TIPO DE TAREA VISUAL O ACTIVIDAD

A

Tareas visuales muy exactas

B

Tareas visuales con alta exigencia. Tareas visuales de exigencia normal y de alta concentración

C

Tareas visuales de exigencia y grado de concentración normales.

D

Tareas visuales de bajo grado de exigencia y concentración

E

Tareas de baja demanda visual

DISEÑO DE CONDUCTORES E INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS

CUADRO DE ELECCIÓN DE INTERRUPTORES 15

Item

Descripción del circuito

Potenci In FP a (W) (A) 18300

0.8

60

ELECCIÓN DE CONDUCTORES N2XH Y TUB Idis (A)

Scu (mm2 )

L(m )

Scu eleg (mm2)

72.0 4

10

10

3 - 1 x 10 N2XH

ΔV(% )

TG

TABLERO GENERAL

C-1

ALUMBRADO

3 - 1 x 2.5 N2XH

C-2

TOMACORRIENTES

3 - 1 x 2.5 N2XH

C-3

COCINA ELECTRICA TRIFÁSICA

8000

1

21

25.1 9

6

5

C-4

CALENTADOR DE AGUA

1500

1

6.8

8.18

2.5

20

C-5

LAVADORA-SECADORA

3500

1

9.2

11.0 2

4

25

2 - 1 x 4 N2XH 0.32

C-6

AIRE ACONDICIONADO 3φ

4000

1

10.5 12.6

6

25

3 - 1 x 6 N2XH 0.37

C-7

BOMBA DE AGUA

410

0.8

2.3

2.8

2.5

15

C-8

PUERTA LEVADIZA

746

0.8

4.2

5.09

2.5

30

C-9

INTERCOMUNICADOR

500

1

2.3

2.73

2.5

25

0.61

3 - 1 x 6 N2XH 0.15 2 - 1 x 2.5 N2XH

2 - 1 x 2.5 N2XH 2 - 1 x 2.5 N2XH 2 - 1 x 2.5 N2XH 2 - 1 x 2.5 N2XH

0.11

0.02 0.08 0.05

CENTRAL DE ALARMA 1000 1 4.5 5.45 2.5 25 0.09 CONTRA INCENDIOS C-11 RESERVA 1 C-12 RESERVA 2 NOTA: La sección del cable de TG debería ser 6mm2, sin embargo fue corregido a 10 mm2 al 1% C-10

PRESUPUESTO

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD

INGENIERÍA DE DISEÑO Diseño del Plano Eléctrico del Predio Diseño del Sistema de Protección

COSTO UNITAR IO S/.

CAN T.

COS TO SUB TOT AL S/.

COSTO SUBTO TAL S/.

640.00 200.00

-

-

440.00

-

16

Integral SUPERVISIÓN DE EJECUCIÓN DE LA OBRA.

1500.0 0 1692.0 0

INSTALACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO Por punto de alumbrado 20 26 520 Por punto de tomacorriente 16 18 288 Calentador de agua 30 2 60 Cocina Eléctrica 20 1 20 Tablero General 150 1 150 Sistema de Comunicación 100 1 100 Por punto por teléfono 13 4 52 Por punto cable TV 13 4 52 Sistema Puesta a Tierra 450 1 450 COSTO MATERIALES (Incluye Terma y Bomba de agua) COSTO TOTAL DEL PROYECTO (S./) COSTO TOTAL DEL DESCUENTO (S./)

PROYECTO

3877.6 6 7709.6 6 7500.0 0

CON

PRESUPUESTO DE MATERIALES PRODUCTO

CONDUCTORES

Conductores Conductores Conductores Conductores Conductores

N2XH N2XH N2XH TV teléfono externo

Medida 2.5mm2 6mm2 4mm2

Marc a

Cantidad

I N D E C O

8 Rollos 8 Rollos 2Rollos 30m 30m

17

Interruptor alimentador termomagnético Principal Interruptor termomagnético alumbrado Interruptor termomagnético INTERRUPTORES TERMOMAGNETICO tomacorriente Interruptor termomagnético S (Riel) calentador de agua Interruptor termomagnético cocina eléctrica Interruptor diferencial (30mA)

INTERRUPTORES

TOMACORRIENTES

TV CABLE

Interruptor de Alumbrado S Interruptor de Alumbrado 100x55x50 S2i Interruptor de Alumbrado 100x55x50 Sci Tomacorriente doble monofásico con tierra Tomacorriente trifásico con tierra 100x55x50 Salida para cable TV 100x55x50 Salido para teléfono externo 100x55x50 Lámpara Fluorescente en el techo

CAJAS

PORTERO CARGAS TABLERO

3x63

1

2x16

2

2x16

2

2x16

1

3x25 3x25 100x55x5 0 100x55x5 0 100x55x5 0 100x55x5 0 100x55x5 0 100x55x5 0 100x55x5 0 OCT.100X 40

Lámpara incadescente empotrada en la pared Cajas para interruptor Cajas para tomacorrientes Caja cable TV Caja Tel externo Cajas para alumbrado Caja de Paso Portero intercomunicador(equipo)

OCT.100X 40

Calentador de agua (1200W) Tablero General

80litros (24polos)

TUBOS

Sistema de Puesta a Tierra

Tubo PVC SAP Cinta Vulcanizante Autofundantes Electrodo Conector Bentonita Caja de Registro

20mm 23 16mm 16mm 7Kg 24.9

B T I C I N O

1 6 11 2 1 19 5 3 3 15 3 14 24 3 3 13 8 1

SOL E Sant a Ros a 3M

1 1

11 2 1 1 3 1

Otros accesorios TOTAL (s./) COSTO TOTAL CON DESCUENTO (S./)

6000

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IV.

CONCLUSIONES



Durante la verificación y ensayos se deben tomar precauciones para garantizar la seguridad de las personas y animales.



Cuando haya cruce de instalaciones sanitarias subterráneas con cables de eléctricas, éstos últimos irán por la parte superior, debiendo de tener un recubrimiento de tierra de 50 cm. en caso contrario se protegerá con tuberías apropiadas.



Se deben emplear cables para las intensidades máximas previstas y para las caídas de tensión admisibles según norma.



Toda instalación debe de contar con un pozo a tierra ya que este aterra corrientes de fuga y las corrientes de falla.



Los planos deben tener las indicaciones necesarias tales como: El tipo y composición de circuitos (cantidad, sección del cable, canalizaciones, etc) y las características necesarias para la identificación de los dispositivos 4de protección, de mando; así como su localización.

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V.

APENDICE

ESTRATIFICACION DEL SUELO Resistividad y resistencia del suelo Los parámetros de resistencia y resistividad, tienen significados diferentes. La resistividad eléctrica ñ del suelo describe la dificultad que encuentra la corriente para pasar por él mientras que la resistividad viene a ser una característica del suelo analizado.

El suelo es una mezcla de rocas, gases, aguas y otros materiales orgánicos e inorgánicos. Esta mezcla hace que la resistividad del suelo aparte de depender de su composición interna, dependa también de factores externos como la temperatura, humedad, concentración de sales, etc. A continuación la variación de la resistividad en función a distintos factores:

Otro factor que influye más directamente sobre la resistividad, es el carácter geológico del terreno. En la siguiente tabla se indican los valores para diferentes tipos de suelo.

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