MEMORIA EXPLICATIVAPROYECTO ELÉCTRICO

MEMORIA EXPLICATIVA LOCAL COMERCIAL PLAZA CONDELLTAKESHI (Local N° 8)

Iquique

MARZO DE 2014

0. DATOS GENERALES

Profesional a cargo: Pablo A. Pérez M.Ingeniero de Ejecución en ElectricidadReg. S.E.C. 15.196.995-K

Fecha: MARZO de 2014

1. DESCRIPCIÓN DE LA OBRA

Se proyecta la regularización de las dependencias correspondientes al local comercial N° 8 del centro comercial Plaza Condell, ubicado entre las calles Tarapacá con Serrano y Ramírez con Vivar, el cual abastece de alimentos a todos en el patio de comidas de dicho local comercial.

PROPIETARIO : Zhang LiuRUT : 76.239.776-5DIRECCIÓN : Tarapacá N° 630

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2. CALCULOS JUSTIFICATIVOS

1. Iluminación

La iluminación interior fue calculada sobre la base de parámetros normalizados como óptimos y tablas técnicas complementarias. Para ello, se consideraron los niveles mínimos de iluminación indicados en normativa de SEC.No obstante se verificaron los niveles de iluminación a través del cálculo del método Lúmen, expresado en la siguiente ecuación:

Neq= Em x S

Fl x Cu x Fm x Fd

Em = Nivel de iluminación recomendadoS = Superficie o arrea de recintoFl = Flujo de lámpara en lúmenesCu = Factor de utilizaciónFm = Factor de mantenciónFd = Factor de depreciación.

Los parámetros considerados según requerimientos son como mínimo:

Área Iluminación mantenida

Tipo de lámpara

Casinos, Restorán y Cocinas

300 lux Fluorescente

Estos datos se han obtenido de la tabla 11.24 de la Norma Nch. 4/2003, en donde se consideran los valores de fábricas en general.

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2. Demandas máximas

La demanda máxima fue determinada en función a la potencia total instalada y considerando los factores de demanda de acuerdo a lo indicado en la norma NCh elec. 2003/4 y a los datos estimados para el funcionamiento normal del local comercial.

Alumbrado Factor de demanda 0,4Fuerza Factor de demanda 0,7Calefacción Factor de demanda 1,0

De tal relación obtendremos la siguiente expresión:

Pot. Total = Σ (Pot. Inst. x Fd)

Las instalaciones existentes poseen las siguientes potencias instaladas:

InstalaciónAlumbrado (kW)

Fuerza (kW)

Calefacción (kW)

Local comercial 6.91 0.75 32.3Totales 6.91 0.75 32.3

Potencia instalada total: 39.96 kW

Al aplicar los factores de demanda se obtendrá las siguientes potencias máximas:

EdificioAlumbrad

o (kW)Fuerza (kW)

Calefacción (kW)

Total (kW)

Casino 2.76 0.52 32.3 35.58

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Luego se determinaron las corrientes máximas de la siguiente manera:

Imáx=P3∅

√3×V 3∅

Donde V 3∅= 400 V

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3. Selección del interruptor general.

Al conocer las corrientes se verifica que los interruptores automáticos generales se adecuan a los niveles de corriente existentes:

Edificio I Max (A)Capacidad Int.

GeneralCasino 54.12 3x60A

4. Selección del alimentador general

Con las corrientes máximas ya determinadas se puede verificar que las secciones de los alimentadores de cada edificio fueron dimensionadas de manera adecuada:

Edificio I máx (A) Alimentadores x faselargo (mts)

Casino 54.12 3c x 6AWG 45

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5. Cálculo caídas de tensión

Las caídas de tensión en los distintos alimentadores se determinan con la formula a continuación:

V p=L×Imáx×ρCu

S

Donde:V p= Caída de tensión en Volts.L = Largo del alimentador en metrosImáx= Corriente máxima en AmperesρCu= Resistividad del cobreS= Sección del alimentador en mm2

La caída de tensión calculada no puede superar el 3% de la tensión nominal de la alimentación, en este caso: 12 V.

Alimentadores y Caída de Tensión

EdificioI máx.

(A)alimentador

x faselargo (mts)

Vp (V)

Casino 54.12 3C x 6 AWG 45 3,29

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6. Puestas a tierra

El Valor Obtenido es de 2.3Ohms

Observación:Se tiene una malla de puesta a tierra de resistencia igual a 2,3Ohms lo cual

es inferior a 5 y da cumplimiento a lo estipulado en la norma NCh Elec 4/2003.

1. UBICACION:

El emplazamiento de malla de puesta a tierra equipotencial estará emplazado en

sector de Superficie de Edificio Estacionamientos Subterráneos, ubicado en Plaza

Condell S/N° Iquique.

5 10 15 20 25 30 35 401.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00Medicion de Resistencia de Puesta a Tierra

Distancia (m)

Re

sis

ten

cia

(o

hm

s)

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TABLA DE DATOSRESISTENCIA

"R1" DISTANCIA "D"

1,120ohm

5 m

1,420ohm

10 m

1,678ohm

15 m

1,820ohm

20 m

2,110ohm

25 m

2,300ohm

30 m

2,890ohm

35 m

4,780ohm

40 m

2. DESCRIPCION DE MALLA DE PUESTA A TIERRA M.T. - EQUIPOTENCIAL.

La malla de puesta a tierra equipotencial de superficie, está construida en terreno

disponible, compuesto de 36 c/u reticulados de 1,0x1,0m de conductor de cobre

desnudo, obteniendo una malla de 6,0mx6,0m de Cu desnudo 2/0 AWG blando.

Adicionalmente se considera unión equipotencial de 5mx4m reticulado 1mx1m de

SSEE Subterránea y Malla Perimetral a Edificio Estacionamiento.

Las mediciones de resistividad de suelo se han realizado en plataforma de Edificio Estacionamiento. Se considera aplicar Aditivo Reductor de Resistencia Producto KAM.

4.- MEDIDAS DE RESISTIVIDAD

Utilizando la Configuración Schlumberger se tiene lo siguiente:

4.1. Características de las Medidas

Fecha de la medida : 14 de diciembre de 2011.

Instrumento empleado : SONEL, serie 700400

Tipo de terreno : Compactado

Estado del terreno al día de la medición : Seco.

Temperatura ambiente : 23ºC

na a na

AB/2

A M 0 N B

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Humedad relativa del aire : S/I

Hora de Medición : 1000 P.m. 1530 p.m.

4.2.-Tabla de Valores Obtenidos.

De estos valores podemos obtener el gráfico de Resistividad v/s AB/2

TABLA DE RESISTIVIDAD

LECTURA FACTOR a n R Rho AB/2

Nº ESCALA (m) (Ohm) (Ohm) (m)

1 1 1 0.5 30.500 72 1

2 1 1 1 27.600 173 1.5

3 1 1 1.2 14.700 122 1.7

4 1 1 1.5 7.900 93 2

5 1 1 2 3.600 68 2.5

6 1 1 2.5 2.300 63 3

7 1 1 4.5 0.370 29 5

8 1 1 7.5 0.020 4 8

9 1 1 9.5 0.020 6 10

10 1 1 11.5 0.020 9 12

Del análisis comparativo con las curvas patrones de Orellana-Mooney se obtiene como resultado la siguiente Configuración Geo-Eléctrica:

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Fig.1.: Grafico de Resistividad de Terreno.

Fig.2.: Grafico de Resistividad de Curva Patrón.

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CURVA PATRÓN: H-24 1 TERRENO PLATAFORMA EDIFICIO ESTACIONAMIENTOSEJE Nº : (0,9; 180)CANTIDAD DE CAPAS : 3

1ª Capa Rho 1 (Ohm-m) : 180 Altura H1 (m) : 0,9

2ª Capa Rho 2 (Ohm-m) : 4,5 Altura H2 (m) : 1,8

3ª Capa Rho 3 (Ohm-m) : inf. Altura H3 (m) : inf.

5.- DATOS DE MALLA DE PUESTA A TIERRA M.T. EQUIPOTENCIAL PROYECTADA.

5.1 GEOMETRIA MALLA M.T. - EQUIPOTENCIAL PROYECTADA EXTERIOR

Fig.3.: Emplazamiento y Geometría Malla Media Tensión - Exterior

RESISTENCIA FINAL MALLA M.T. EQUIPOTENCIAL REQ= 2,41

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5.3.- DATOS MALLA DE PUESTA A TIERRA – EQUIPOTENCIAL EXTERIOR

MALLA MEDIA TENSIÓN - EXTERIOR

SECCIÓN MALLA (S) : 36 m2LADO MAYOR (A) : 6,0 m LADO MENOR (B) : 6,0 mCOND. // LADO A (Na) : 7 COND. // LADO B (Nb) : 7LARGO COND. (Lc) : 84 m.SECCIÓN COND. : 67 mm2.PROFUNDIDAD (H) : 0,6m.SEPARACION COND. (D) : 1,0m, Simétrica, ver emplazamiento.ADITIVO Y DOSIS : PRODUCTO KAM 14KG x 6m Lineales.

6.-CÁLCULO RESISTIVIDAD EQUIVALENTE.ρe=

Fn

∑i=1

n1ρi

(F i−F i−1)(Ω−m)

Siendo Fi = Parámetro dependiente de las dimensiones de la puesta a tierra, profundidad de los elementos y profundidad de los diferentes estratos. El cálculo puede efectuarse analíticamente o mediante gráficos.

Aplicando la fórmula anterior tenemos:

6.1.- RESISTIVIDAD EQUIVALENTE PARA MALLA DE PUESTA A TIERRA 6x6m

= 47,83(Ω−m )

Utilizando Aditivo Reductor de Resistencia KAM, se obtiene:

= 30,59 (Ω−m )

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7.- CÁLCULO DE RESISTENCIA

7.1- Cálculo de Resistencia Malla M.T. 6x6m

7.1.1- Factores de forma dependientes de la geometría de la malla

Utilizando método de SCHWARTZ se obtiene:

; K1= 1,156

K2= 4,750

7.1.2.- Resistencia del Reticulado Malla.

R1=ρe

Π∗LC∗[Ln 2 LC

√h∗DC+K 1∗LC

√ S−K 2](Ω)

Rmalla= 2,41

8.- CALCULOS DE CORRIENTES DE FALLA

Para cálculos de gradientes de potencial se estiman valores de corriente de cortocircuito

del Alimentador en Media Tensión, los cuales por condiciones de seguridad para las

personas y equipos han sido sobre dimensionados.

 

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Icc 3Ø M.T. : 4.500 A

Icc 1Ø M.T. : 3.500 A

Voltaje de Operación MT : 23.000 V

Tiempo de Operación Protecciones : 0,1 seg

Resistencia Malla : 2,41 ohms

Fig. 4. Esquema de las redes de secuencia

Aplicando fórmulas siguientes de cortocircuito, estimadas para falla asimétrica:

Z1 = Z2 = jX1 = jX2;X 1=X2= v

√3 Icc( trif )(Ω )

= 2,95 ohm.

X 0= 3V

√3 Icc(monof )−(X 1+X 2 ) (Ω )

= 5,48 ohm.;

;

IF=3 ´ V

√3 ´ √ (3 ´ RM )2+( X 0+X 1+X 2 )2

Por lo anterior se obtiene un nuevo valor de cortocircuito en M.T.

If = 3.010 (A)

9.- CALCULO DE CORRIENTE DE FALLA 1F EN FUENTE BAJA TENSIÓN

Con el objetivo de facilitar los cálculos, se considera que el corto circuito es

permanente únicamente por la impedancia de la fuente, representada por una

potencia hasta 1250 kVA de SSEE, lo cual significa considerar un valor de corto

circuito bastante mayor al real, con el objetivo de obtener un amplio margen de

seguridad de acuerdo a lo anterior se consideran las siguientes ecuaciones:

XT=Z%

100→ X

T=0. 0575

o/1

I f=V %X t

→ If=16 ,6

o/1

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Corriente de falla: 37.830 (A)

10.- CALCULO DE LA SECCIÓN MÍNIMA DEL CONDUCTOR

El IEEE Std. 80-1976, Guide for Safety in Substation Grounding, la norma

aceptada por la industria eléctrica, usa la ecuación de Onderdonk como base para

seleccionar el mínimo tamaño del conductor que se funda bajo condiciones de

falla.

Para conductores de cobre esta ecuación es:

SMIN=IF

1973 ´ √ Log 10(1083−TA

234+ TA

+1)33 ´ Top

Esta ecuación se transforma en la siguiente expresión, la que se evalúa

dependiendo del tipo de unión a utilizar para la construcción de la malla, la que

permite determinar la sección mínima que debería tener el conductor:

Smin=K ´ IF ´ √T op1973

Donde:IF : Corriente de falla a tierra monofásica. (A)Top : Tiempo de despeje de la falla (seg.)TA: Temperatura máxima admisible (450°C)K : Factor de conexión (9.12)

El factor de conexión K varia de la máxima temperatura admisible para los varios tipos de conexiones.

Tipo de unión T° máxima admisible ( °C )

Valor de K

Conexión soldada 450 9,12

Considerando una corriente de falla de 37.830 (A) y un tiempo de despeje de la falla de

0,1 segundos. Estos valores son los que consideraremos para el cálculo de la sección

mínima del conductor.

Reemplazando los datos en la ecuación anteriormente descrita, se tiene que:

Sección mínima del conductor: 55,25 mm2

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Considerando eventuales problemas de corte accidental por esfuerzo mecánico ante

fallas y la corrosión del terreno, se consideran los siguientes factores adicionales:

Factor por Esfuerzo Mecánico y Corrosión : 1,2 67 mm2

Finalmente se considera una sección de 67 mm2.

11.- CÁLCULOS DE GRADIENTE DE POTENCIAL EN MALLA EQUIPOTENCIAL.

11.1.- Coeficientes KI, KM y KS

11.1.1.- Coeficiente de irregularidad

NA = 7; NB = 7, N = (NA*NB)1/2

KI= 0,599

11.1.2.- Coeficiente KM

KM= 1,425

11.1.3.- Coeficiente KS

KS= 0,99

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KM= 12Π {Ln { D2

16 hd+

(D+2h )2

8Dd− h

4d }+ Kiikh ∗Ln( 8Π (2n−1 ) )}

KS= 1Π [ 2

2h+ 1D+h

+ 1D

(1−0,5n−2 )]

11.2.- Gradientes producidos en la zona interior de la malla.

VOLTAJE CONTACTO “MANO – PIE” GENERADO EN ZONA DE MALLA M.T.

EM=KM∗KI∗ρe∗IfLC

(V )

donde: ρe =47,61 ohm-m; If =3.010 A Lc = 84

EM = 1.464,16 V

11.3.- Gradientes producidas en la zona periférica de la malla

VOLTAJE DE PASO “PIE – PIE” GENERADO EN ZONA DE MALLA M.T.

= 2.310,11 V

11.4.- Gradientes toleradas en zona interior de la malla

VOLTAJE CONTACTO “MANO – PIE” TOLERADO EN ZONA DE MALLA M.T.

Cs = 0,90

Cs = Factor de reducción de los potenciales debido a la capa superficial, y cuyo valor se determina por:

donde:

ρ s =2.000 ohm-m (valor de resistividad de superficie de hormigon ó gravilla de 10 cm de espesor, 1m sobresale del perímetro de las dimensiones de la malla ó losa de Hormigón.

Tiempo Operación Protecciones t = 0,1 seg.

EMPT= 1.519,1

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Cs=0 ,96∗{1+2∑n=1

infKn

[1+(2nhs /0 ,08 )2 ]1/2} (V )EMPT=

116+0 ,174×C s×ρ s√ t

(V )

K=ρe−ρ sρe+ρs

(V )

Por otra parte de manera simplificada, es posible obtener el valor de Cs en función del

espesor de la capa de gravilla hs=0,1m para diversos valores de K mediante grafico de

ANSI/IEEE Std. 80-2000 “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding”.

11.5.- Gradientes toleradas en la zona periférica de la malla.

VOLTAJE DE PASO “PIE – PIE” TOLERADO EN ZONA DE MALLA M.T.

EPPT= 3.005,74 V

11.6.- Condiciones de Seguridad.

10.6.1.- EM EMPT

1.464,16 1.519,1

10.6.2.- EPP EPPT

2.310,33 3.005,74

12.- CONCLUSIONES

De los puntos anteriores podemos concluir que las malla de puesta a tierra de media

tensión de Empalme Exterior cumple con valor de resistencia < 5,0 ohms y con las

condiciones de seguridad necesarias para el control de los gradientes de potencial en

función de las corrientes de cortocircuito, sin embargo, para cumplir con requerimiento de

norma NCH 4/2003 en punto 10.2.6, se deberá utilizar protecciones diferenciales u otras

medidas de protección especificas contra contactos indirectos indicadas en sección 9 de

la NCH 4/2003.

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EPPT=116+0,7Cs ρ s

√ t

3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

3.1 TABLEROS ELECTRICOS

3.1.1 El tablero general fue fabricado en plancha de acero tipo A-37-24-ES o equivalente de 1.9 mm. de espesor.

3.1.2 El tablero lleva luz piloto sobre cada fase para indicación de tablero energizado para la red normal y de emergencia.

3.1.3 Los dispositivos de control, luces piloto, instrumentos de medida u otros similares montados en un tablero y que necesiten de energía eléctrica para su funcionamiento, son alimentados desde circuitos independientes cuya protección es como máximo de 10 Amperes y de la capacidad de ruptura adecuada.

3.1.4 Todos los tableros fueron construidos para soportar un 30% de crecimiento.

3.1.5 Todos los tableros llevarán repartidores para la distribución de circuitos.

3.1.6 Todos los tableros poseen una cubierta que impide tener acceso a los puntos de conexión en forma accidental a las partes peligrosas que se pueda hacer contacto eléctrico, esta debe ser fijada en cuatro puntos.

3.1.7 Los cables de llegada están conectados directamente a los bornes de conexión del interruptor principal.

3.1.8 Todos los tableros, disyuntores, protecciones llevan una identificación mediante plaquetas de acrílico negro con letras y/o números grabados de color blanco apernados al panel.

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3.1.9 En la parte interior de la puerta esta instalada una nómina de circuitos plastificada en un diagrama unilineal de la instalación de cada tablero.

3.1.10 Para las conexiones de conductores fases y tierras de protección y servicio, se instalaron barras de Cu desnudas en la parte superior de los tableros montadas en aisladores de resina, reforzados con fibra de vidrio.

3.1.11 Todas las protecciones dentro de un tablero sor de la misma marca de fabricación y coordinadas.

3.2 CENTROS DE ALUMBRADO

3.2.1 Los circuitos de enchufes llevan un diferencial por circuito.

3.2.2 Los circuitos de alumbrado y enchufes son independientes entre sí.

3.2.3 Se utilizaran equipos fluorescentes sobrepuestos de 2x40W y 2x18W.

3.3 CANALIZACIONES

3.3.1 El diseño permite futuras ampliaciones o modificaciones, por ello se utilizaran EPC para la repartición de los circuitos generales de fuerza.

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4. EQUIPOS Y MATERIALES

Los materiales y equipos a instalar en las dependencias del local comercial como permanentes de estas especificaciones, contemplan nuevos y de primera calidad, de marca y representación conocidas en el país, su procedencia podrá ser corroborada a través de un certificado de calidad de algún laboratorio autorizado por SEC.

Los modelos, tipos y marcas mencionadas son solo referencia y estas pueden ser modificadas siempre y cuando se mantenga un estándar en la coordinación de protecciones.

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