Calculo de alimentadores y circuitos derivados

APLICACIN: CLCULO DEL ALIMENTADOR Y CIRCUITOS DERIVADOS PARA UNA VIVIENDA Se tiene un terreno de 20m de largo y 8m de ancho. En este terreno se edificar una vivienda de 2 plantas:

Primera planta: Sala-comedor Escritorio Cocina Bao de visitas Patio de servicio Hall de ingreso Jardn

Segunda planta: 4 dormitorios Bao principal Hall Escalera

Segn los planos de arquitectura, el terreno y la vivienda tienen las siguientes caractersticas:

rea del terreno = 20 x 8 = 160 m2rea techada 1ra planta: 89,6 m2rea techada 2da planta: 73,2 m2Total rea techada: 162,8 m2rea libre no techada: 70,4 m2 (Jardn, patio, cochera)

La vivienda contar adems con una cocina elctrica de 4 hornillas y una therma elctrica.

ESQUEMA BSICO DE INSTALACIONESCircuitos derivadosInterruptores ST1ST2AlimentadoresAlimentador principalAcometidasConcesionarioS.D.S.Punto de entregaTGPT

SOLUCINPara la elaboracin del proyecto de Instalaciones Elctricas, es necesario conocer los artefactos elctricos: los electrodomsticos que convierten energa elctrica en energa calorfica como la cocina, therma y secadora, son grandes consumidores de energa e influyen en el clculo de la seccin de los conductores.

En caso no se cuente con esta informacin, el proyectista deber considerar reservas para instalarlos en el futuro.

Clculo de la capacidad mnima del alimentador

De acuerdo con la regla 050-200 del CNE Utilizacin:

El rea habitable de esta vivienda es 320 m2

(i) Una carga bsica de 2500 W primeros 90 m2, DM1 = 2500 W(ii) Ms una carga adicional (230/90 = 2.56) = 3*1000 W DM2 = 3000 W

Salidas especiales:Cocina Consumos tpicos: 4 hornillas con horno 6 000 W4 hornillas sin horno 4 500 W2 hornillas sin horno 3 500 W

Para nuestro caso consideramos una cocina de 4 hornillas con horno (3 ):(iii) DM3 = 6 000 W con F.D. = 0.8

Therma Consumos tpicos:

35 litros 750 W65 litros1 100 W95 litros1 300 W 130 litros1 600 W

Para nuestro caso consideramos una therma de 65 litros(iv) DM4 = 1 100 W con F.D. = 1.0

TABLA 3 - VIDEMANDAS MAXIMAS PARA COCINAS ELECTRICAS DE USO DOMESTICO, HORNOS EMPOTRADOS, COCINAS DE MOSTRADOR Y OTROS ARTEFACTOS DE COCCIN DE USO DOMSTICO MAYORES DE 1 Kw. NUMERO DE MAXIMA FACTORES DE DEMANDAARTEFACTOS DEMANDA Columna A Columna B Columna C No mayor de menor de 4 kW 4 kW hasta 9 kW 12 kW % %

1 8 80 80 2 11 75 65 3 14 70 55 4 17 66 50 5 20 62 45 6 21 59 43

TABLA 4 VIIFACTORES DE DEMANDA PARA ALIMENTADORES DE EQUIPO DE COCCIN ELCTRCICOS COMERCIALES, INCLUYENDO LAVA PLATOS CON CALENTADOR, CALENTADORES DE AGUA Y OTROS EQUIPOS DE COCINA.

NUMERO DE EQUIPOSFACTORES DE DEMANDA %1 23456 Y MAS10090807065

. FACTORES DE DEMANDA PARA SECADORAS DE ROPA TIPO DOMTICO

NMERO DE SECADORASFACTORES DE DEMANDA1 4567891011 1314 1920 2430 3435 3940 ms100 %80 %70 %65 %60 %55 %50 %45 %40 %32.5 %30 %27.5 %25 %

Clculo de la Mxima Demanda Total (MDT ):DM1 = 2 500 WDM2 = 3 000 WDM3 = 6 000 W x 0.8 = 4 800 WDM4 = 1 100 W

MDT = 11 400 W

Este valor hallado corresponde a la Mxima Demanda de la vivienda, el cual nos permitir calcular la corriente que circula por el alimentador desde el medidor de energa hasta el tablero de distribucin.

Clculo del alimentador entre el medidor y el tablero

Clculo de la intensidad de corriente (I)

MDT (en W)I = ------------------- K x V x Cos

I: corriente en amperiosMDT: Mxima Demanda en WV: Tensin de servicio en VoltiosK: Factor que depende del suministro 1 o 3

K = 1 (1)K = 3 (3)

Cos : Factor de potencia (para cargas domsticas Cos = 0,9)

11 400 W I = ----------------------- 3 x 220 V x 0,9

I = 33.24 A De acuerdo con la regla 050-200 se elige este valor para la corriente de diseo.

Para determinar la seccin del conductor consideramos un 25% ms para reserva futura:

IDISEO = 33.24 x 1,25 = 41.55 A

Para seleccionar el conductor, utilizamos las tablas de intensidades de corriente permisible en amperios de conductores de cobre aislados e instalados en tubera (Tabla 4-V del CNE Tomo V).

De la tabla elegimos conductor de 10 mm2 que admite una corriente de 50 A (conductor THW).

Es necesario tener en cuenta que esta seccin elegida es vlida cuando la temperatura ambiente es igual o menor a 30 C; s la temperatura es superior a este valor, se debe utilizar los factores de correccin dados en la tabla 4-VII para corregir la capacidad corriente del conductor.

TABLA 4-V del CNE Tomo VIntensidad de corriente mxima permisible en amperios en conductores aisladosPara nuestro caso, de esta tabla elegimos conductor de 10 mm2 THW que admite una corriente de 50 A.

Seccin nominalmm60 CTW-MTW75CRHW THWTHWN XHHW2.546101618253546622027385075

Clculo de cada de tensin (V)

Los conductores alimentadores deben tener secciones que admitan una cada de tensin no mayor a 2,5% de la tensin nominal.

El clculo se realiza utilizando la siguiente expresin:

V = K x I x R Cos

V : Cada de tensin en voltios.I : Intensidad de corriente en amperios.R: Resistencia del conductor en ohm K: Factor que depende del circuito.

K = 2 (circuitos 1)K = 3 (circuitos 3)

% DE CADA DE TENSINV : Cada de Tensin en conductoresV (%)= V (100%)Vn=Tensin Nominal (220 V.) VnEjemplo 4% de 220 V. 8.8 V.

L R = ------ S

: resistividad del conductor en ohm-mm2/m para el Cu = 0,0175 ohm-mm2/m L: longitud del conductor en m. S: Seccin del conductor en mm2

Luego:

K x I x x L x Cos V = --------------------------------S

Para el alimentador del presente caso:

Las longitudes se obtienen del plano arquitectnico

L = 1,0 + 0,1 + 3,2 + 0,4 + 0,4 + 4,8 + 1,8 + 0,1 + reserva para conexiones

Reserva para conexiones = 0,4 m

L = 12,2 m

Cada de tensin

3 x 41.55 x 0,0175 x 12,2 x 0,9 V = ---------------------------------------10

V = 1,38 V

Cada de tensin mxima permitida: 2,5% de Vn = 5,5 V

Luego: V < 2,5% de Vn

De manera similar se procede a calcular la cada de tensin para los circuitos derivados y salidas especiales, pero debiendo tener cuidado que algunos circuitos son monofsicos y que para este caso la cada de tensin mxima permitida es 1,5% de Vn.

Seleccin del dimetro de tuberas

Para seleccionar el dimetro de las tuberas, utilizamos la Tabla 4-VIII del CNE Tomo V que nos indica el nmero mximo de conductores en tubos metlicos y tubos de PVC.

Para nuestro caso, podemos ver que 3 conductores de 10 mm2, pueden instalarse en un tubo de PVC de 20 mm (equivalente a 3/4 en clase liviana), sin embargo debemos considerar que la mxima corriente circular por este tramo, por lo que es recomendable utilizar tubera de 25 mm de dimetro PVC-SAP (1 clase pesada). Adems, en caso de ampliacin, permitira cambiar el conductor por el inmediato superior (16 mm2).

Nomenclatura para el diagrama unifilar:

25 mm PVC-SAP 3 x 10mm2 - THW

TABLA 4-VIII DEL CNENumero mximo de conductores en tubos metlicos y tubos de PVC de dimetros nominales.

Tipo de conductores Dimetromm Seccin (pulg)mm131520251351 401 TW, XHHWSimilares1.52.54675419752161310427211674733281364513918TWTHWTHHWRHW10162535111111131115422974412965

De acuerdo con el numeral 3.2.2 del CNE, la seccin mnima a utilizar para circuitos derivados es 2,5 mm2; segn la tabla 4-V, este conductor tiene una capacidad de corriente hasta 18 A.

De la tabla de tuberas seleccionamos tubera PVC-SEL liviano de 13 mm

Especificacin : 13 mm PVC-SEL2 x 2,5 mm2 - TW

Tablero de Distribucin

Para elegir la capacidad de los interruptores, se debe tener en cuenta la corriente que circular por el circuito y la capacidad de corriente del conductor.

As para el Interruptor General, seleccionamos con una capacidad de corriente de 3 x 50 A. Del mismo modo seleccionamos los interruptores para los circuitos derivados.

RESUMEN GENERAL

CuantoNumeroTubo de proteccin PVCConductorAlimentadoresPrincipal25 mm (PVC-SAP)3 x 10 mm THWAlumbradoC-113 mm (PVC-SEL)2 x 2.5 mm TWTomacorrienteC-213 mm (PVC-SEL)2 x 2.5 mm TWCocinaC-320 mm (PVC-SAP)3 x 4 mm THWThermaC-413 mm (PVC-SEL)2 x 2.5 mm TWReservaC-5

TABLERO DE DISTRIBUCINC-12 x 15 C-22 x 15 C-33 x 25 C-42 x 15 C-52 x 15 AlumbradoPVC 13 mm 2 x 2.5 mm TWTomacorrientesPVC 13 mm 2 x 2.5 mm2 TWCocinaPVC 20 mm 3 x 4 mm TWThermaPVC 15 mm 2 x 2.5 mm TWReserva3 x 10 mm THWPVC 25 mm3 x 50

TABLERO DE DISTRIBUCIN