Pryecto Electrico

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  • UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR

    COORDINACIN DE INGENIERA ELCTRICA

    HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES PARA EL DISEO DE INSTALACIONES

    ELECTRICAS INTERIORES.

    POR:

    LUIS EDUARDO FERRER SNCHEZ

    PROYECTO DE GRADO PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR

    COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TTULO DE INGENIERO ELECTRICISTA

    Sartenejas, Octubre 2007

  • ii

    UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR

    COORDINACIN DE INGENIERA ELCTRICA

    HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES PARA EL DISEO DE INSTALACIONES

    ELECTRICAS INTERIORES.

    POR:

    LUIS EDUARDO FERRER SNCHEZ

    TUTOR:

    PROF.: AMINTA VILLEGAS DE OLIVERA

    ASESOR:

    PROF.: ALBERTO NARANJO

    PROYECTO DE GRADO PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR

    COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TTULO DE INGENIERO ELECTRICISTA

    Sartenejas, Octubre 2007

  • iii

    HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES PARA EL DISEO DE INSTALACIONES

    ELECTRICAS INTERIORES.

    Por:

    Luis Eduardo Ferrer Snchez

    RESUMEN

    En el presente trabajo de investigacin se estudian y generan diferentes rutinas de

    anlisis para la elaboracin de una herramienta computacional, interactiva y amena,

    para la automatizacin del diseo de instalaciones elctricas interiores.

    Haciendo uso de la herramienta de dibujo AutoCAD 2006 y de la plataforma de

    programacin Visual Basic 6.0, se logra agilizar el proceso de elaboracin de planos para

    instalaciones elctricas interiores, as como la automatizacin de los clculos de diseo

    de acuerdo con lo dispuesto en el Cdigo Elctrico Nacional.

    A travs de la herramienta creada se verifica de forma automtica la capacidad

    trmica y la cada de tensin de todos los circuitos ramales en el plano, se generan las

    hojas de tablero, se crea la hoja de alimentadores, se genera automticamente los

    cmputos mtricos y para finalizar se crean las leyendas de los planos.

  • iv

    DEDICATORIA

    A dios, por haberme iluminado.

    A mi abuelo Jos Antonio Snchez, por cuidarme desde el cielo.

    A mis padres y hermanos por creer en m.

    A toda mi familia, por ayudarme a hacer mis sueos realidad.

  • v

    AGRADECIMIENTOS

    A la Prof. Aminta Villegas, por orientarme y ayudarme a crecer da a da no slo

    como profesional sino tambin como persona.

    Al Prof. Alberto Naranjo, por estar siempre dispuesto a ayudarme a la hora de aclarar

    cualquier duda.

    Al Ing. Pedro Quintana, por tenderme siempre su mano amiga en todo momento.

    Al Arq. Rimski Espino, por ayudarme a dar los primeros pasos en al investigacin.

    A todos mis compaeros que me apoyaron y me dieron sus palabras de aliento para

    motivarme a seguir adelante.

    A todos muchas gracias.

  • vi

    NDICE GENERAL

    RESUMEN ..................................................................................................................................III

    DEDICATORIA.........................................................................................................................IV

    AGRADECIMIENTOS.............................................................................................................. V

    NDICE GENERAL ...................................................................................................................VI

    NDICE DE FIGURAES ........................................................................................................... IX

    LISTA DE SMBOLOS Y ABREVIATURAS .................................................................... XIV

    1. INTRODUCCIN ................................................................................................................ 1

    2 EL PROYECTO ELECTRICO ............................................................................................. 4

    2.1 DESCRIPCIN DE UN PROYECTO DE ELECTRICIDAD. ......................................................... 4

    2.1.1 COORDINACIN ENTRE DISCIPLINAS. ............................................................................ 5

    2.1.2 CRITERIOS DE SEGURIDAD .............................................................................................. 6

    2.1.3 OPERACIN Y MANTENIMIENTO .................................................................................... 7

    2.1.4 ESTUDIO DE CARGAS....................................................................................................... 7

    2.1.3.1 Conceptos bsicos para estimacin de la demanda. ........................................ 8

    a) Demanda. ...................................................................................................................... 8

    b) Demanda mxima..................................................................................................... 8

    c) Carga Conectada. ......................................................................................................... 8

    d) Factor de Demanda. ................................................................................................. 9

    e) Factor de Potencia. ....................................................................................................... 9

    2.1.3.2 Clasificacin de las cargas.................................................................................... 9

    2.1.5 CLCULOS. ................................................................................................................... 10

    2.1.3.1 Clculos para la seleccin de los conductores. ............................................... 10

    a) Capacidad Trmica................................................................................................. 10

  • vii

    b) Cada de Tensin. ................................................................................................ 13

    c) Nivel de Cortocircuito............................................................................................ 16

    d) Criterio de flexibilidad ....................................................................................... 17

    2.1.3.2 Clculos para la seleccin de las protecciones. ............................................... 18

    2.1.3.3 Clculos para la seleccin de las canalizaciones............................................. 20

    2.1.6 PLANOS. ........................................................................................................................ 21

    2.1.7 ESPECIFICACIONES........................................................................................................ 22

    2.1.8 CMPUTOS MTRICOS Y PRESUPUESTO. ....................................................................... 23

    3 METODOLOGA................................................................................................................ 24

    3.1 USO DE LA LIBRERA INTELIGENTE PARA LA ELABORACIN DE LOS PLANOS. ................ 27

    3.1.1 Creacin de la librera de bloques inteligentes en AutoCAD. ......................... 27

    3.2 DISEO DE LA TOPOLOGA ELCTRICA DE LA EDIFICACIN, EN AUTOCAD. ................ 28

    3.3 EXTRACCIN DE LA INFORMACIN, EN AUTOCAD....................................................... 29

    3.4 PROCESAMIENTO DEL BANCO DE DATOS, EN VISUAL BASIC. ......................................... 31

    3.4.1 Circuitos ramales. ................................................................................................... 31

    a) Rutina para el clculo de la capacidad trmica. .................................................... 31

    b) Clculo de la cada de tensin.................................................................................. 35

    3.4.2 Hoja de Tablero....................................................................................................... 43

    3.4.3 Hoja de Alimentadores. ......................................................................................... 48

    3.4.4 Cmputos Mtricos. ............................................................................................... 52

    3.4.5 Insercin de leyendas en los planos..................................................................... 54

    4 CASO DE ESTUDIO Y ANLISIS DE SUS RESULTADOS .................................... 56

    5 CONCLUSIONES............................................................................................................... 92

    6 RECOMENDACIONES..................................................................................................... 94

    REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS...................................................................................... 97

    ANEXOS...................................................................................................................................... 99

  • viii

    ANEXO 1: SMBOLOS DE LA LIBRERA. ..................................................................................... 100

    ANEXO 2: MODELO DE HOJAS DE TABLERO. ........................................................................... 104

    ANEXO 3: MODELO DE HOJA DE ALIMENTADORES................................................................. 107

    ANEXO 4: CARACTERSTICAS DE R Y X DE LOS CONDUCTORES COMERCIALES. ..................... 109

    ANEXO 5: CAPACIDAD DE CORRIENTE DE LOS CONDUCTORES COMERCIALES....................... 114

    ANEXO 6: CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA...................................................................... 119

    ANEXO 7: FACTORES DE DEMANDA......................................................................................... 121

    ANEXO 8: RESULTADOS DEL CASO DE ESTUDIO....................................................................... 127

    ANEXO 9: HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES. ................................................................... 139

    ANEXO 10: NORMAS EN EL DISEO DE INSTALACIONES ELCTRICAS INTERIORES. .............. 145

  • ix

    NDICE DE FIGURAES

    Figura 1: Modelo utilizado para el clculo de la frmula de cada de tensin.................. 13

    Figura 2: Diagrama Vectorial del esquema propuesto.......................................................... 14

    Figura 3: Dispositivo de proteccin por cada conductor no conectado a tierra. ............... 19

    Figura 4: Estructura general de las actividades del proyecto. ............................................. 26

    Figura 5: Ejemplo de la ventana de la "Herramienta de Diseo" para el anlisis de los

    circuitos ramales................................................................................................................... 34

    Figura 6: Ejemplo de circuito ramal. ........................................................................................ 38

    Figura 7: Indicacin del Segmento Principal. ......................................................................... 38

    Figura 8: Localizacin de las derivaciones.............................................................................. 39

    Figura 9: Clculo de cadas de tensin. ................................................................................... 39

    Figura 10: Eliminacin de segmento con menor cada.......................................................... 40

    Figura 11: Circuito resultante.................................................................................................... 40

    Figura 12: Algoritmo para la verificacin de la cada de tensin en circuitos ramales. ... 42

    Figura 13: Algoritmo para la generacin e inicio del llenado de las hojas de tablero. ..... 47

    Figura 14: Algoritmo para la creacin de la hoja de alimentadores.................................... 51

    Figura 15: Algoritmo para la elaboracin de los cmputos mtricos. ................................ 53

    Figura 16: Plano de planta del ejemplo didctico. ................................................................. 57

    Figura 17: Ventana de Inicio del Programa. ........................................................................... 58

    Figura 18: Diseo de la topologa elctrica. .......................................................................... 59

    Figura 19: Ubicacin de Circuitos Ramales. ........................................................................... 60

    Figura 20: Ubicacin de los Circuitos Alimentadores. .......................................................... 61

    Figura 21: Pasos para crear la biblioteca de datos. ................................................................ 62

    Figura 22: Ventana del programa donde se verifica la disposicin de los circuitos

    ramales del plano, y se elaboran las hojas de tablero. .................................................... 63

    Figura 23: Resultados del anlisis de la capacidad trmica de los circuitos ramales del

    plano. ..................................................................................................................................... 65

  • x

    Figura 24: Plano con la propuesta 1. ........................................................................................ 67

    Figura 25: Plano con la propuesta 2. ........................................................................................ 68

    Figura 26: Resultados del anlisis de capacidad trmica de los circuitos ramales para la

    propuesta 1............................................................................................................................ 70

    Figura 27: Resultados del anlisis de capacidad trmica en los circuitos ramales para la

    propuesta 2............................................................................................................................ 74

    Figura 28: Resultados de la modificacin de la propuesta 2. ............................................... 75

    Figura 29: Ventana para crear las hojas de tablero, la hoja de alimentado y la leyendas

    del plano. ............................................................................................................................... 80

    Figura 30: Ventana para el clculo de alimentadores............................................................ 83

    Figura 31: Plano final generado por el programa. ................................................................. 90

    Figura 32: Leyenda de Smbolos del Plano. ............................................................................ 91

    Figura 33: Algoritmo propuesto para la restriccin del uso de conductores..................... 96

    Figura 34: Simbologa para Iluminacin. .............................................................................. 101

    Figura 35: Simbologa para TC's............................................................................................. 102

    Figura 36: Simbologa para suiches........................................................................................ 102

    Figura 37: Simbologa para circuitos...................................................................................... 103

    Figura 38: Simbologa para tableros....................................................................................... 103

    Figura 39: Simbologa para TRX y medidor. ........................................................................ 103

    Figura 40: Simbologa para cajas de paso, tanquillas, stanos y casetas. ......................... 103

    Figura 41: Modelo de hoja de alimentadores, parte A. ....................................................... 108

    Figura 42: Modelo de hoja de alimentadores, parte B......................................................... 108

    Figura 43: Resultados del anlisis de capacidad trmica de los circuitos ramales para la

    propuesta 1.......................................................................................................................... 128

    Figura 44: Plano final generado por el programa. ............................................................... 137

    Figura 45: Leyenda de Smbolos del Plano. .......................................................................... 138

  • xi

    NDICE DE TABLAS

    Tabla I: Porcentaje de la Seccin Transversal de Conductos y Tubera para Conductores.

    ................................................................................................................................................ 21

    Tabla II: Modelo de la plantilla para la extraccin de la informacin referente a circuitos

    ramales................................................................................................................................... 30

    Tabla III: Resultados del anlisis de cada de tensin en los circuitos ramales para la

    propuesta 1............................................................................................................................ 71

    Tabla IV: Resultados del anlisis de cada de tensin para la modificacin de la

    propuesta 2............................................................................................................................ 77

    Tabla V: Ejemplo de una de las hojas de tablero resultante al oprimir el botn "Hojas de

    Tablero". ................................................................................................................................ 79

    Tabla VI: Hoja de alimentadores para el ejemplo en estudio. (Parte A)............................. 84

    Tabla VII: Hoja de alimentadores para el ejemplo en estudio. (Parte B). ........................... 84

    Tabla VIII: Hoja de alimentadores para el ejemplo en estudio. (Parte C). ......................... 84

    Tabla IX: Hoja del tablero TTC1 del ejemplo en estudio, generada por el programa. ..... 85

    Tabla X: Cmputos Mtricos realizados por el programa. (Parte A).................................. 87

    Tabla XI: Cmputos Mtricos realizados por el programa. (Parte B) ................................. 88

    Tabla XII: Tabla de descripcin de circuitos del plano. ........................................................ 91

    Tabla XIII: Hoja modelo para tablero trifsico. .................................................................... 105

    Tabla XIV: Hoja modelo para tablero bifsico...................................................................... 106

    Tabla XV: Caractersticas de R y X de conductores monopolares de cobre con

    aislamiento de 0 a 600V en ducto magntico. ................................................................ 110

    Tabla XVI: Caractersticas de R y X de conductores monopolares de cobre con

    aislamiento de 0 a 600V en ducto no magntico. .......................................................... 111

    Tabla XVII: Caractersticas de R y X de conductores monopolares de aluminio con

    aislamiento de 0 a 600V en ducto magntico. ................................................................ 112

    Tabla XVIII: Caractersticas de R y X de conductores monopolares de aluminio con

    aislamiento de 0 a 600V en ducto no magntico. .......................................................... 113

  • xii

    Tabla XIX: Capacidades de corriente (A) permisibles de conductores aislados de 0 a 2000

    Volt y 60 C a 90 C no ms de tres conductores activos en una canalizacin, cables o

    directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30 C; Segn tabla 310-

    16 del CEN. ......................................................................................................................... 115

    Tabla XX: Continuacin de la tabla anterior, Factores de correccin por variacin de la

    temperatura ambiente. ...................................................................................................... 116

    Tabla XXI: Capacidad de corriente (A) permisible en cables monopolares aislados de 0 a

    2000 Volt al aire libre, para una temperatura ambiente de 30 C; Segn tabla 310-16

    del CEN. .............................................................................................................................. 117

    Tabla XXII: Continuacin de la tabla anterior, Factores de correccin por variacin de la

    temperatura ambiente. ...................................................................................................... 118

    Tabla XXIII: Calibre mnimo de los conductores de puesta a tierra de equipos para

    canalizaciones. Segn Tabla 250-95 del CEN................................................................. 120

    Tabla XXIV: Factores de demanda para alimentadores de cargas de iluminacin, segn

    Tabla 220-11 del CEN. ....................................................................................................... 122

    Tabla XXV: Factores de demanda para cargas de tomacorriente en unidades no

    residenciales. Segn Tabla 220-13 del CEN. .................................................................. 123

    Tabla XXVI: Factores de demanda para secadoras de ropa de tipo domestica. Segn

    Tabla 220-18 del CEN. ....................................................................................................... 123

    Tabla XXVII: Demandas para cocinas elctricas domsticas, hornos de pared, cocinas

    empotradas y otros artefactos electrodomsticos de cocina con demanda nominal

    mayor de 1,75 kW. Segn Tabla 220-19 del CEN. ........................................................ 124

    Tabla XXVIII: Factores de demanda para alimentadores de equipos de cocina en locales

    distintos a las unidades de viviendas. Segn Tabla 220-20 del CEN. ........................ 125

    Tabla XXIX: Mtodo opcional para calcular los factores de demanda para alimentadores

    y conductores de entrada de acometida para escuelas. Segn Tabla 220-34. ........... 125

    Tabla XXX: Mtodo opcional para el clculo de los factores de demanda para

    alimentadores y conductores de entrada de acometida para nuevos restaurantes.

    Segn Tabla 220-36. ........................................................................................................... 126

  • xiii

    Tabla XXXI: Resultados del anlisis de cada de tensin en los circuitos ramales para la

    propuesta 1.......................................................................................................................... 129

    Tabla XXXII: Hoja del Tablero TG, generada por el programa. ........................................ 130

    Tabla XXXIII: Hoja del Tablero TAA, generada por el programa. .................................... 131

    Tabla XXXIV: Hoja del Tablero TTC1, generada con el programa.................................... 132

    Tabla XXXV: Hoja del Tablero TTC2, generada por el programa. .................................... 133

    Tabla XXXVI: Hoja de alimentadores para el ejemplo en estudio. (Parte A)................... 134

    Tabla XXXVII: Hoja de alimentadores para el ejemplo en estudio. (Parte B). ................. 134

    Tabla XXXVIII: Hoja de alimentadores para el ejemplo en estudio. (Parte C). ............... 134

    Tabla XXXIX: Cmputos Mtricos realizados por el programa. (Parte A) ...................... 135

    Tabla XL: Cmputos Mtricos realizados por el programa. (Parte B) .............................. 136

    Tabla XLI: Tabla de descripcin de circuitos del plano. ..................................................... 138

  • xiv

    LISTA DE SMBOLOS Y ABREVIATURAS

    PAE = Programa de Ahorro Energtico.

    DAO = Diseo Asistido por Ordenador. CEN = Cdigo Elctrico Nacional. GUI = Graphical User Interface (Interfaz grfica de usuario). R = Resistencia elctrica de un conducto (). I = Corriente por el circuito (A). L = Longitud medida desde el Tablero hasta el punto de suministro de energa. A = Seccin transversal del conductor. Cap. = Capacidad. Cal. = Calibre. NA. = Nmero de alimentadores. TC = Tomacorriente. C1-TTC1 = Circuito 1 del Tablero de tomacorrientes 1. C2-TTC1 = Circuito 2 del Tablero de tomacorrientes 1. C1-TTC2 = Circuito 1 del Tablero de tomacorrientes 2.

  • 1

    CAPITULO 1

    1. INTRODUCCIN

    Desde el ao 1998 viene funcionando en la Universidad Simn Bolvar el

    Programa de Ahorro Energtico (PAE), dirigido por la profesora Aminta Villegas de

    Olivera. Dentro de los objetivos principales del PAE se encuentra el recopilar

    informacin acerca del estado de la red elctrica de la universidad as como aportar

    nuevas ideas que conlleven a un mejoramiento del sistema, para ello es necesario

    realizar tanto auditorias a la infraestructura existente as como remodelaciones o nuevos

    proyectos. De aqu surgi la idea de tener una herramienta para facilitar los clculos de

    los sistemas ramales y alimentadores.

    Para realizar nuevos proyectos de instalaciones elctricas interiores y validar

    alguna informacin levantada en la auditoria, es necesario seguir una serie de pasos que

    aunque son fciles de hacer se vuelven rutinarios, lo que muy a menudo origina fallas

    en el diseo, ya sea por un error en la medicin de las longitudes de los circuitos, por

    errores en los clculos realizados o por fallas en el cmputo de los materiales, entre otras

    equivocaciones. En fin, existen innumerables errores que se pueden cometer a la hora de

    elaborar cualquier proyecto en forma manual.

    La intencin del presente trabajo es la de proveer una herramienta computacional

    para facilitar al ingeniero electricista la realizacin del proyecto de instalaciones

  • 2

    elctricas interiores, en el clculo de los sistemas ramales y alimentadores. Para hacer

    esto se us la experiencia de la tutora y de la asesora del trabajo.

    Previamente se explor, por va Internet, la existencia de herramientas similares

    para la propuesta y no se encontr ninguna aplicacin dentro o fuera del pas. Aunque

    si existen aplicaciones para sistemas industriales de alta demanda.

    La presente investigacin plantea la forma de utilizar la informacin de la base de

    datos del programa AutoCAD cuando con l se realiza cualquier dibujo (en este caso, un

    plano). Se plantea el diseo de un algoritmo que permita la extraccin de la informacin,

    consistente en la topologa elctrica que el proyectista ha empleado en los diferentes

    planos que ha creado. A partir de esta informacin y con la ayuda de la plataforma

    Visual Basic 6.0 se disean los diferentes algoritmos necesarios para realizar todos los

    clculos concernientes a la correcta seleccin de conductores, calibres de cables de tierra,

    protecciones, canalizaciones, hojas detalladas de tablero y de alimentadores, y por

    ltimo, la realizacin de los cmputos mtricos del proyecto. Todo esto en concordancia

    con lo dispuesto en el Captulo II Cableado y proteccin del Cdigo Elctrico

    Nacional.

    El presente trabajo est compuesto de 6 captulos. En el Captulo 2 se comenta

    El proyecto Elctrico junto con una propuesta de los pasos que se sugieren seguir para

    llevar a trmino un proyecto de electricidad interior. La metodologa propuesta se

  • 3

    presenta en el Captulo 3. En el captulo 4 se presenta el anlisis de un caso de estudio

    con fines didcticos a partir del cual se pretende que el lector observe paso a paso las

    fases de ejecucin del programa diseado. Las conclusiones se muestran en el Captulo

    5. Por ultimo, en el Captulo 6 se presentan las recomendaciones finales.

  • 4

    CAPITULO 2

    2 EL PROYECTO ELECTRICO

    2.1 Descripcin de un proyecto de electricidad.

    El uso de la energa elctrica ha tenido un gran auge debido a sus dos caractersticas

    principales:

    La facilidad de transformarse econmicamente en otros medios de energa.

    La facilidad para transportarla y llevarla al sitio apropiado para el consumo.

    La electricidad como tal, no se usa. Se usan las otras formas de energa en las cuales

    se transforma (movimiento, luz, fri, etc.), es por lo tanto un servicio, que suma valor a

    la edificacin dependiendo de cmo se disee e implemente dicho sistema.

    Un proyecto elctrico debe, en consecuencia, ser diseado de tal forma que garantice

    un servicio adecuado, en el presente, y que pueda dentro de lo econmicamente

    justificable, tener la capacidad de ampliarse para cubrir las necesidades que en el futuro

    se puedan crear. Por otra parte un buen proyecto de electricidad debe garantizar que la

    instalacin que se haga ofrezca un alto grado de seguridad a las personas y a los

    equipos, mediante la seguridad en las protecciones y la rigurosidad en las

  • 5

    especificaciones del material a usarse y de las normas de instalacin que deben seguirse.

    [6]

    La responsabilidad del proyectista es lograr armonizar un buen funcionamiento y

    seguridad en las instalaciones con un costo razonable, por ello se puede decir, a grosso

    modo, que las fases de un proyecto estn constituidas por: la coordinacin entre

    disciplinas, la fijacin de criterios de seguridad, criterios de operacin y mantenimiento,

    estudio de cargas, clculos de diseo, planos, especificaciones, cmputos mtricos y

    presupuesto.

    2.1.1 Coordinacin entre disciplinas.

    Cualquiera que sea el tipo de edificacin que se desea proyectar es fundamental que

    desde el primer momento se fijen criterios y conozcan datos que permitan garantizar

    que hay igualdad de criterios bsicos entre el proyecto de electricidad y los dems

    proyectos de la estructura.

    La electricidad es servicio de los otros servicios, porque requiere la informacin de

    carga, ubicacin y caractersticas de los proyectos de aire acondicionado, de voz y data,

    deteccin y extincin de incendio, bombas de agua, ventilacin, etc.

  • 6

    Por lo anterior, es necesario que el arquitecto coordinador fije los acuerdos

    conjuntamente con los dems profesionales participantes en las otras reas, ya que de

    esta manera cada equipo de trabajo plantear a tiempo sus requerimientos de espacios, y

    las caractersticas fundamentales de los sistemas y equipos que se propondr en el

    diseo. Si esto no se hace as pueden resultar conflictos en el momento de la

    construccin de la obra; como por ejemplo se puede citar el caso de sistemas de tuberas

    de agua helada, que ocupan el mismo espacio escogido para las canalizaciones

    elctricas.

    Los acuerdos de las reuniones de coordinacin se tomarn en cuenta en el diseo del

    proyecto elctrico mencionndolo, cuando se considere necesario, algunos aspectos o

    caractersticas importantes del proyecto que son impuestos por la coordinacin. Las

    exigencias del arquitecto y la coordinacin entre servicios condicionan en alguna forma

    el proyecto elctrico.

    2.1.2 Criterios de seguridad

    La seguridad a las personas y a la propiedad tiene prioridad absoluta y est

    garantizada por la aplicacin del CEN y otras normas aplicables. Aun cuando la

    seguridad a los bienes materiales y personas est garantizada por el respeto a tales

    disposiciones, es bueno decir que su observancia constituye un mnimo de

    requerimientos que puede ser excedido por el criterio del proyectista. [11]

  • 7

    2.1.3 Operacin y mantenimiento

    El sistema que se disea debe ser fcil de operar y mantener garantizando los

    espacios, el acceso a los equipos y la identificacin de los componentes. Esta ltima

    compatible con la identificacin establecida en los planos. [11]

    2.1.4 Estudio de cargas.

    El estudio detallado de la carga a servirse es sin lugar a duda el pilar fundamental en

    el cual descansa un proyecto elctrico. Si no se conocen exactamente las necesidades de

    carga, actuales y futuras no se podr dar un buen servicio. Cualquier esfuerzo por lograr

    un estudio completo y detallado de la carga es justificable.

    Una estimacin de la demanda errada por exceso o por defecto tiene efectos

    igualmente perniciosos. Lo ms frecuente, cuando no se usan tcnicas apropiadas de

    estimacin, es la tendencia a sobreestimar la demanda. [11]

    Para realizar un estudio de cargas hay que definir previamente si sta es de tipo

    residencial, comercial, industrial, educacional, etc. Segn el tipo de carga el Cdigo

    Elctrico Nacional define claramente los criterios mnimos que debern cumplirse para

    una adecuada estimacin de la misma. Existen estadsticas de demanda de acuerdo al

    tipo de edificacin que sirven bien para acotar la estimacin de la demanda.

  • 8

    En la seccin 220 del CEN, se encuentran diversas tablas para calcular la demanda de

    acometidas, alimentadores y ramales en proyectos residenciales pero no esta ninguna

    informacin para demanda de oficinas, industrias u otros usos. Por ejemplo, se pueden

    nombrar las tablas 220-11 Factores de Demanda para Tableros de Iluminacin, 220-13

    Factores de Demanda para Cargas de Tomacorrientes en Unidades no Residenciales,

    etc. Adicionalmente, en la parte III de la seccin 220 del CEN Clculos Opcionales para

    la Determinacin de Alimentadores y Cargas de Acometida, se mencionan criterios

    adicionales que pueden ser considerados para estimar las demandas.

    2.1.3.1 Conceptos bsicos para estimacin de la demanda.

    a) Demanda.

    Se entiende por demanda, la carga utilizada, promediada durante un perodo de

    tiempo determinado. [12]

    b) Demanda mxima.

    Es el valor mximo de demanda determinado en un periodo, tpicamente de 24 horas.

    Esta demanda es la que condiciona el diseo de la distribucin elctrica.

    c) Carga Conectada.

    Se entiende por carga conectada a la sumatoria del valor de la carga nominal (tomada

    de los datos de placa) de todos los equipos consumidores, que se encuentren conectados

    a la red del sistema. [12]

  • 9

    d) Factor de Demanda.

    Relacin entre la demanda mxima de un sistema o parte de l y la carga total

    conectada al sistema o parte del sistema en consideracin. [6]

    ConectadaaCDmxFD_arg

    = (1)

    e) Factor de Potencia.

    Se define como la relacin entre la potencia activa y la potencia reactiva.

    varWfp = (2)

    2.1.3.2 Clasificacin de las cargas.

    La clasificacin de las cargas puede llevarse a cabo segn el propsito del estudio que se

    desee realizar [11]. Por ejemplo, se pueden clasificar segn su uso en:

    Residencial. Comercial. Industrial. Institucional.

    Existen adems otras clasificaciones que no aplican en esta investigacin.

    En adicin al mtodo sugerido para la estimacin de cargas del CEN se puede

    encontrar en el libro Proyecto del Sistema de Distribucin Elctricodel Prof. Alberto

  • 10

    Naranjo un mtodo adicional para realizar la estimacin de la demanda de tipo

    Residencial, Comercial, Industrial e Institucional.

    2.1.5 Clculos.

    Existen diferentes tipos de clculos y criterios que deben ser tomados en cuenta a la

    hora de elaborar un proyecto de instalaciones elctricas. Estos clculos son aquellos

    relacionados a: La seleccin de conductores, seleccin de las protecciones y seleccin de

    las canalizaciones. Es importante enfatizar que los clculos no son suficientes a la hora

    se seleccionar todos los equipos elctricos del proyecto, adicionalmente a estos clculos

    es necesario tomar en consideracin ciertos criterios de seguridad, flexibilidad y de

    operacin y mantenimiento que garanticen un buen diseo de las instalaciones.

    2.1.3.1 Clculos para la seleccin de los conductores.

    Los conductores deben cumplir restricciones de capacidad trmica y de cada de

    tensin con el fin de garantizar la calidad del servicio elctrico.

    a) Capacidad Trmica.

    La capacidad de transporte de energa elctrica que tiene un conductor est

    condicionada por varios factores: la conductividad del material conductor, tipo de

  • 11

    instalacin, temperatura ambiente, nmero de conductores por ducto, tipo de aislante,

    entre los ms importantes. El hecho de que el conductor tenga una resistencia elctrica

    hace que se presente el efecto Joule, cuya expresin es la siguiente. [10]

    RIW .2= (3) Se sabe adems que:

    ALR .= (4)

    Donde es la resistividad del conductor, L la longitud y A el rea de la seccin

    transversal del mismo. El calor generado, bsicamente por efecto Joule, si no es disipado

    total e inmediatamente provoca un aumento de la temperatura del conductor con

    respecto a la del ambiente.

    Existen tres formas de disipacin del calor: conduccin, radiacin y conveccin. Estas

    formas de disipacin se presentan en mayor o menor grado de acuerdo al tipo de

    instalacin. As se tiene que en el caso de conductores al aire libre, la disipacin se

    realiza fundamentalmente por conveccin y radiacin en tanto que en el caso de

    conductores en canalizaciones prevalece la disipacin por conduccin.

    En caso de tener un conductor al aire desnudo, el calentamiento no afecta tanto el

    conductor si no se excede la temperatura de fusin del material; normalmente la

    temperatura de trabajo est muy por debajo de este valor. Como se evidencia en (4) a

    medida que se aumente la seccin A del conductor la resistencia disminuir con lo que

  • 12

    el efecto Joule producir una menor cantidad de calor y por ende una temperatura

    menor. [10]

    En caso de que se trate de un conductor aislado, el efecto Joule puede producir un

    calentamiento que afecte en mayor o menor grado el material del aislamiento. A fin de

    no daar ni de afectar la vida til de ste es importante entonces nunca sobrepasar la

    corriente nominal del cable.

    Resumiendo, con el fin de realizar una adecuada seleccin del calibre del conductor

    por capacidad trmica se deben tomar en cuenta todos los factores antes sealados.

    Con el fin de facilitar esta seleccin se han elaborado tablas y grficas donde se indica

    la capacidad de corriente que tendr un conductor para los casos que se sealan a

    continuacin:

    a) Capacidad de corriente para cables desnudos.

    b) Capacidad de corriente para cables aislados al aire.

    c) Capacidad de corriente para cables aislados en tuberas o directamente

    enterrados.

    d) Capacidad de corriente para ms de 3 conductores en ducto.

    e) Capacidad de corriente para conductores en ductos dispuestos en bancadas de

    ms de 4 tubos.

    f) Capacidad de corriente para el caso de temperatura ambiente mayor de 30 C.

  • 13

    En la seccin 310 Conductores para Cableado en General del Cdigo Elctrico

    Nacional se pueden encontrar las tablas antes mencionadas.

    b) Cada de Tensin.

    La seleccin de los conductores por cada de tensin se establece con el fin de

    garantizar que el voltaje en cada punto de conexin de un equipo est en el rango

    establecido por las Normas COVENIN N 159-97, las cuales fijan mximos y mnimos

    para cada sistema existente en el pas. Con el fin de obtener un medio prctico de

    seleccionar el calibre de un conductor en funcin de la cada de tensin en forma

    porcentual se hace uso del esquema aceptado para una lnea corta, el cual desprecia las

    conductancias y es mostrado en la Figura N 1.

    Figura 1: Modelo utilizado para el clculo de la frmula de cada de tensin.

  • 14

    Donde:

    V = Vo V1

    Vo = Tensin a la salida del tablero.

    V1 = Tensin de la carga.

    En la Figura N 2 se muestra el diagrama vectorial del esquema.

    Figura 2: Diagrama Vectorial del esquema propuesto.

    A partir del diagrama vectorial se deduce:

    22 )()1( IRSenIXCosIXSenIRCosVVo +++= (5)

    En esta ecuacin se puede despreciar la componente reactiva de Vo cuando los

    valores de IR e IX no exceden un 10%, como sucede usualmente, por lo que la cada de

    tensin por fase resulta:

    IXSenIRCosVVoV +== 1 (6) La magnitud del error asumido es igual a )2/(2 2 VoSen , donde es el ngulo entre

    la tensin de salida y la de llegada, en la practica es menor de 5, por lo cual significa

  • 15

    que el error no exceder el 1%, de la cada de tensin, por consiguiente se considera

    despreciable. [10]

    Tomando en cuenta que la R y la X son funciones de la longitud del circuito se

    pueden redefinir como:

    rLR 2= , xLX 2= (7) Quedando establecido r como la resistencia en por unidad de longitud y x la

    reactancia por unidad de longitud.

    Reemplazando (7) en (6) resulta:

    )(.2 xSenrCosILV += (8) Expresando (4) en tanto por ciento de Vo resulta:

    21 10).(

    .2% xSenrCosVoILV += (9)

    O bien

    221 10).(

    .2% xSenrCosVoVoILV += (10)

    Introduciendo el concepto de kVA y kV en la ecuacin anterior resulta:

    21 ).(10)(....2%

    kVoxSenrCosLkVAV += (11)

    Realizando un anlisis similar se obtiene las frmulas de cada de tensin para

    sistemas bifsicos y trifsicos respectivamente.

    22 ).(10)(....2%

    kVoxSenrCosLkVAV += (12)

  • 16

    23 ).(10)(...%

    kVoxSenrCosLkVAV += (13)

    Tambin se puede reescribir Vo como Vfn o Vff segn sea el caso

    21 ).(10)(...2%

    kVfnxSenrCosLkVAV += (14)

    22 ).(10)(...2%

    kVffxSenrCosLkVAV += (15)

    23 ).(10)(..%

    kVffxSenrCosLkVAV += (16)

    c) Nivel de Cortocircuito.

    Para la seleccin o verificacin de los conductores y equipos de proteccin, es

    necesario calcular la corriente de cortocircuito en todos puntos del sistema donde exista

    un tablero. Para esto, se necesitan conocer las impedancias de todos los elementos de

    aquel, incluyendo la del transformador de alimentacin de la compaa de servicio.

    Normalmente la corriente de cortocircuito que se calcula, segn los mtodos usuales,

    para la seleccin de los conductores es la corriente de cortocircuito simtrica (r.m.s).

    Para cualquier estudio interesa conocer la corriente de falla trifsica, falla monofsica a

    tierra, falla lnea a lnea y falla bifsica a tierra. Para calcularlas, se utiliza el mtodo de

    componentes simtricas, expresando las impedancias del sistema en por unidad. [12]

  • 17

    A nivel residencial los niveles de cortocircuitos son bajos y los conductores que se

    escogen por capacidad trmica y cada de tensin, cumplen con las exigencias del

    cortocircuito. Para los casos de edificios residenciales, comerciales, de oficina o en

    industrias, la escogencia del calibre del conductor por cortocircuito se har conociendo

    el valor de la corriente de cortocircuito simtrica y el tiempo mximo de la duracin del

    cortocircuito, dato que se obtendr de las caractersticas del dispositivo de proteccin

    que despejar la falla. [10]

    A nivel prctico, lo usual es recurrir a programas especializados como por ejemplo el

    PCFlO, ETAP, entre otros.

    Con los datos antes mencionados y haciendo uso de grficas destinadas para tal fin se

    puede obtener el calibre del conductor para esta condicin. stas grficas se pueden

    consultar en el apndice A del libro Canalizaciones Elctricas Residenciales de

    Oswaldo Penissi.

    d) Criterio de flexibilidad

    Dependiendo del tipo de edificacin (industrial, comercial o institucional), el sistema

    elctrico debe disearse para proporcionar la flexibilidad necesaria en la distribucin de

    los circuitos. La disposicin y el tipo del equipo deben aceptar fcilmente los cambios en

    las ubicaciones de motores y otros equipos. Las lneas de alimentacin, los tableros de

    distribucin y los circuitos deben ser adecuados para la amplia variedad de modelos de

  • 18

    utilizacin, que permitan el uso completo y eficiente de la capacidad de energa para las

    actividades de las diversas zonas del edificio. [9]

    Por ejemplo, para dar mayor flexibilidad a los circuitos ramales en esta investigacin

    se decidi utilizar los mismo a un mximo del 50% de su capacidad nominal, y en

    cuanto a los circuitos alimentadores se decidi no superar su porcentaje de utilizacin

    ms all del 80% de su capacidad esto ltimo con el fin de prevenir la activacin de las

    protecciones a causa de posibles desbalances que se puedan presentar.

    2.1.3.2 Clculos para la seleccin de las protecciones.

    Una vez que los niveles de cortocircuito han sido calculados, se pueden especificar la

    capacidad de interrupcin, Icc, que deben tener los dispositivos de proteccin

    establecidos en funcin de los calibres seleccionados por capacidad trmica y cada de

    tensin. De ser necesario se pueden, posteriormente, hacer los estudios de coordinacin

    de las protecciones.

    De acuerdo con el CEN, la clasificacin o ajuste de los dispositivos de sobrecorriente

    en cualquier circuito de acometida, circuito alimentador o circuito ramal no deber

    exceder la capacidad de conduccin de corriente del conductor. Apartado 210-3, 210-20

    del CEN.

  • 19

    Existen una gran diversidad de reglas generales y especificaciones del CEN para la

    proteccin contra sobrecorriente que aplican tanto para circuitos ramales como

    alimentadores. Algunas de estas se menciona a continuacin:

    1. Se debe instalar un dispositivo de sobrecorriente (fusible o interruptor

    termomagntico) en cada conductor activo. Apartado 240-40 del CEN Ver

    Figura N 3.

    Figura 3: Dispositivo de proteccin por cada conductor no conectado a tierra.

    2. Cuando el dispositivo de proteccin que alimenta los conductores est

    ajustado para dar proteccin a los conductores ms pequeos tomados de los

    conductores ms grandes, no hay necesidad de proporcionar proteccin en el

    punto donde los conductores ms pequeos se derivan. [9]

    3. Un dispositivo de sobrecorriente no se debe instalar en ningn conductor

    conectado permanentemente a tierra, excepto:

  • 20

    a) Cuando el dispositivo abre simultneamente todos los conductores del

    circuito.

    b) Cuando se usa el dispositivo para la proteccin de sobrecargas durante

    la marcha de un motor. Apartado 430-37 del CEN.

    4. Los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente deben localizarse de

    manera que sean fcilmente accesibles. El trmino fcilmente accesible

    significa que se pueda alcanzar rpidamente, para operaciones, renovaciones o

    inspecciones, sin necesidad de que quienes deban tener acceso a estos

    necesiten trepar o retirar obstculos, o recurrir a escaleras porttiles, sillas, etc.

    Apartado 230-70 del CEN.

    2.1.3.3 Clculos para la seleccin de las canalizaciones.

    Una vez determinado el nmero de conductores, calibre de las fases, neutro, puesta a

    tierra y tipo de aislante, el siguiente paso ser escoger la seccin de tubera requerida

    para alojarlos. Previamente habr que definir si se estima dejar espacio de reserva, o

    tubos de reserva, para futuras ampliaciones o modificaciones en la condiciones de carga

    conectada. Cuando resulten varios conductores por fase se recomienda colocar cada

    terna con su neutro en una tubera aparte. [10]

  • 21

    Para dimensionar el dimetro de las canalizaciones se usan las tablas del captulo 9

    del CEN las cuales aplican cuando los conductores en la tubera son del mismo calibre.

    Si existen combinaciones de calibres diferentes se debe elegir la tubera siguiendo el

    criterio de que el porcentaje de utilizacin de la misma no puede pasar de cierto

    porcentaje que se establece en el CEN. (Ver Tabla I)

    Tabla I: Porcentaje de la Seccin Transversal de Conductos y Tubera para Conductores.

    Nmero de Conductores

    Todos los Tipos de Conductores

    1 53% 2 31%

    Ms de 2 40% Tabla 1 del Captulo IX del CEN.

    2.1.6 Planos.

    La presentacin de los planos es la expresin grfica del proyecto, y ellos deben

    representar claramente las obras que se van a realizar, con todos los detalles y

    explicaciones necesarias para que no hayan errores de interpretacin. Por lo general,

    debido a la complejidad de las instalaciones, es necesario dividir los planos, uno para

    alumbrado, otro para fuerza, otro para comunicaciones, etc.; el nmero de planos en que

    se divida depender de los requerimientos de cada proyecto.

  • 22

    Los planos deben incluir, desde la acometida general hasta el ltimo punto de

    suministro de energa, la ruta que deben seguir las canalizaciones, los sitios donde

    deban colocarse las cajas de paso, etc. Dentro de los planos se debe incluir tambin

    diagramas unifilares, diagramas verticales y todos los dems detalles cortes en reas

    tales como centros de transformacin, tableros principales, etc.

    Por ltimo, vale la pena enfatizar que los planos no deben dejar nada a discrecin del

    constructor.

    2.1.7 Especificaciones.

    Las especificaciones deben cubrir varios aspectos:

    a) Ejecucin de la mano de obra.

    b) Materiales y equipos.

    c) Obras civiles.

    d) Pruebas de operacin.

    e) Normas para la presentacin de ofertas (licitaciones).

    f) Obras especiales.

    g) Normas aplicables.

    h) Otros, a juicio del proyectista.

    Las especificaciones son un complemento indispensable de los planos del proyecto y

    estn indisolublemente ligadas a ellos, tanto o ms que los cmputos mtricos de la obra

    y los clculos. Con buenas especificaciones el proyectista no slo est cubierto contra

  • 23

    todo riesgo de interpretacin, en cuanto a la obra a realizar, sino que son indispensables

    para la inspeccin y certificacin de la obra. [11]

    2.1.8 Cmputos mtricos y presupuesto.

    Un proyecto debe terminarse con la elaboracin de los cmputos mtricos detallados

    de la obra y un presupuesto aproximado del costo de las instalaciones. Los cmputos

    mtricos estn constituidos por un listado completo de los materiales y equipos que se

    requerirn para llevar a cabo la obra que se proyect. El presupuesto estimado de la

    obra es necesario para realizar los procesos de licitacin y para la gestin de los

    financiamientos.

    En cuanto a los cmputos, stos estn usualmente representados de la siguiente

    manera:

    a) Cmputos con base en unidades de construccin.

    b) Cmputos de materiales (si son requeridos).

    c) Cmputos de mano de obra (si el usuario suple los materiales).

    d) Cmputos de equipos especiales. [11]

  • 24

    CAPITULO 3

    3 METODOLOGA

    El presente captulo tiene como objetivo explicar las diferentes actividades del trabajo,

    desde las etapas iniciales, llevadas a cabo en AutoCAD [Ver Anexo 9], hasta las finales,

    realizadas en Visual Basic 6.0 [Ver Anexo 9]. El programa que se ha diseado en esta

    plataforma de programacin recibe el nombre de Herramienta de Diseo.

    La primera actividad que se lleva acabo consiste en la creacin de la librera de

    bloques inteligentes para los planos en AutoCAD. La segunda actividad, tambin

    llevada acabo en AutoCAD, es la correspondiente a la creacin de la topologa elctrica

    de la edificacin por parte del proyectista, esto lo debe realizar a partir del uso de la

    librera antes mencionada; seguidamente se proceder a la extraccin de la informacin

    til de la base de datos de AutoCAD para la creacin de la base de datos de la

    Herramienta de Diseo.

    Una vez creada la base de datos, el programa Herramienta de Diseo estar en

    capacidad de llevar a cabo todas sus funciones1 a travs de la ejecucin de cada uno de

    sus mdulos internos.

    1 Automatizar el diseo de instalaciones elctricas interiores con herramientas digitales.

  • 25

    Todos los clculos que se realizan en los diferentes mdulos que se mencionarn a

    continuacin estn enmarcados segn los requerimientos mnimos de seguridad

    dispuesto por el Cdigo Elctrico Nacional. [Ver anexo 10]

    La tarea del primer mdulo de clculo consiste en verificar que todos los circuitos

    ramales, que presenta la topologa diseada, no violen la capacidad trmica del cable, ni

    sobrepasen la cada de tensin definida. El segundo mdulo se fundamenta en la

    generacin de las hojas de tableros, junto con el inicio de su llenado.

    El tercer mdulo lleva acabo el clculo de los alimentadores, junto con la culminacin

    del llenado de las hojas de tableros que se inicio en el segundo mdulo.

    El cuarto mdulo consiste en la elaboracin automtica de los cmputos mtricos del

    proyecto. Y por ltimo, el mdulo final del programa es el encargado de crear las

    leyendas que contienen toda la informacin de los circuitos en el plano.

    Para visualizar el comportamiento de los mdulos, a continuacin se presenta la

    Figura N 4 donde se puede observar cada una de las actividades del proyecto y su

    respectiva secuencia de ejecucin. Luego de esta Figura se procede a explicar

    detalladamente cada una de las etapas del proyecto.

  • 26

    Figura 4: Estructura general de las actividades del proyecto.

  • 27

    3.1 Uso de la librera inteligente para la elaboracin de los planos.

    Luego que el proyectista haya establecido los criterios de diseo y cuente con los

    estudios de carga, lo siguiente que debe hacer es disear la topologa elctrica de la

    edificacin en AutoCAD y para ello lo primero que debe realizar, para disminuir el

    tiempo empleado en esta actividad, es en crear ciertos bancos o libreras de dibujo que

    simplifiquen el dibujo del diseo a realizar, es decir, si se tienen libreras con bloques,

    que representan los elementos que se utilizan normalmente en cualquier proyecto, se

    puede hacer una llamada a dichos bloques e insertarlos en el dibujo sin necesidad de

    tener que crearlos cada vez que se haga un proyecto.

    3.1.1 Creacin de la librera de bloques inteligentes en AutoCAD.

    Los bloques inteligentes fueron creados de la siguiente manera: mediante el editor de

    bloques de AutoCAD se crea el dibujo que ser definido como bloque, posteriormente se

    programa una serie de parmetros y acciones, a partir de los cuales se les dota a las

    plantillas con cierto comportamiento dinmico, flexibilidad e inteligencia. En lugar de

    ser un dibujo fijo invariable, se puede manipular haciendo click directamente sobre el

    a medida que se trabaja en el plano, es decir se ahorra la necesidad de utilizar las

    herramientas de manipulacin de dibujo de AutoCAD que aparecen en las barras

    laterales de la pantalla de dibujo. Y esto se traduce directamente en una reduccin

    significativa del tiempo empleado en la elaboracin de los planos.

  • 28

    La librera que se ha creado se carga de forma automtica al abrir AutoCAD desde la

    Herramienta de Diseo. De manera que el usuario pueda hacer uso de sta

    inmediatamente despus que se abre AutoCAD, e implementar la topologa elctrica, al

    plano objeto de diseo, usando la librera antes mencionada con slo utilizar el botn de

    Insertar Bloque ubicado en la barra de herramientas de AutoCAD.

    Los smbolos que se han incluido en la biblioteca de AutoCAD estn basados en la

    norma COVENIN 398:1984 Smbolos Grficos para Instalaciones Elctricas en

    Inmuebles [Ver Anexo 10], en su apartado 5.9, donde se muestran los smbolos para

    puntos de iluminacin, fuerza, circuitos, cajas de paso, transformador, etc. Los nicos

    smbolos que se utilizan y no estn sujetos a la sugerencia de la norma COVENIN

    398:1984 son los smbolos utilizados para los tableros, pues se sustituyeron por otros que

    son ms fciles de identificar a simple vista. En el anexo N 1 se pueden observar los

    smbolos existentes en la librera.

    3.2 Diseo de la topologa elctrica de la edificacin, en AutoCAD.

    El primer paso para que la Herramienta de Diseo pueda llevar a cabo su objetivo2,

    comprende la definicin de la topologa elctrica de las diferentes plantas que pueda

    tener la edificacin; el proyectista debe llevar esto a cabo haciendo uso de la librera

    inteligente de la cual dispone el programa.

  • 29

    En estos bloques se debe indicar toda la informacin inherente al tipo de objeto

    insertado, es decir, a la hora de insertar un bloque inteligente de Circuito este le

    solicitar al usuario que se especifique el punto de donde procede (nodo inicial), punto a

    donde llega (nodo final), junto con el nombre del circuito y del tablero al cual pertenece.

    Esto se debe hacer con todos los objetos insertados a fin de que el programa pueda

    contar con una plena definicin de la topologa elctrica del sistema. La manipulacin

    de estos bloques inteligentes se realiza de la misma forma como se manipulara un

    bloque normal o estndar.

    3.3 Extraccin de la informacin, en AutoCAD.

    Luego de contar con la definicin de la topologa elctrica de la edificacin se debe

    crear el banco de datos que necesita el programa.

    La extraccin de la informacin se realiza a travs de una herramienta de AutoCAD

    llamada Extractor de Atributos, a la cual hay que suministrarle las especificaciones

    para que facilite slo la informacin que se necesita; esta tarea se reduce muchsimo al

    programar las llamadas Plantillas de Extraccin de Datos las cuales, como su nombre

    lo indica, no son ms que plantillas que contienen todas las especificaciones que necesita

    AutoCAD para crear la biblioteca de datos que se desea de una manera rpida. Esta

    2 Automatizar el diseo de instalaciones elctricas interiores con programas digitales.

  • 30

    biblioteca que se crea contiene toda la informacin correspondiente a los circuitos

    ramales, alimentadores, tableros, cajas de paso, tomacorrientes, luminarias, motores, etc.

    Dichas plantillas se encuentran en la carpeta Base de datos, en el directorio C:\

    del ordenador; esta carpeta se crea cuando se instala el programa Herramienta de

    Diseo. El banco de informacin que se extrae de AutoCAD esta constituido por varios

    archivos en formato EXCEL que se crean gracias a las plantillas.

    A fin de que el lector tenga una idea de la estructura que poseen estos archivos

    creados a partir de las plantillas, se muestra a continuacin en la Tabla II, el modelo del

    archivo creado cuando se extrae la informacin referente a los circuitos ramales.

    Es importante sealar que estos archivos son de uso exclusivo de la Herramienta de

    Diseo.

    Tabla II: Modelo de la plantilla para la extraccin de la informacin referente a circuitos ramales.

    NOMBRE_DEL_CIRCUITO TABLERO TIPO DISTANCIA N_INICIAL N_FINAL

  • 31

    3.4 Procesamiento del banco de datos, en Visual Basic.

    Esta seccin explica como funciona los mdulos de clculo de la Herramienta de

    Diseo, pues se detalla, mediante el uso de diagramas de flujo, los algoritmos

    utilizados para las principales tareas que se realizan. Para poder llevar a cabo esta

    actividad es necesario que el lector comprenda la estructura general del programa, para

    luego poder entrar con los detalles de cada mdulo o seccin. En la Figura N 4 se

    pueden observar las diferentes actividades que lleva a cabo la aplicacin que se ha

    creado.

    3.4.1 Circuitos ramales.

    Este mdulo en Visual Basic permite el anlisis de la capacidad trmica y la cada de

    tensin de todos los circuitos ramales, y si sobrepasan los lmites establecidos por el

    usuario; estas rutinas se describen a continuacin:

    a) Rutina para el clculo de la capacidad trmica.

    Al ejecutar el mdulo de los circuitos ramales (Mdulo I) se cargan en una ventana de

    la Herramienta de Diseo, el listado de todos los circuitos ramales existentes en el

    plano objeto de estudio. Al cargarse dicha lista se establece las caractersticas de todos

  • 32

    los circuitos ramales con los valores establecidos por defecto para ello. Estos valores son

    los siguientes:

    Calibre AWG # 12.

    Tipo de aislante TW.

    Tensin del circuito: 120 V.

    Carga por punto de TC normal en 300VA.

    Carga por punto de TC especial en 1000 VA.

    Carga por punto de iluminacin en 200 VA.

    Mximo porcentaje de utilizacin permitido igual al 50%.

    Tipo de canalizacin utilizada: Metlica de A.G.

    Estos son los valores estndar utilizados normalmente para realizar el diseo de los

    circuitos ramales en instalaciones elctricas interiores dedicadas a labores de oficina,

    comerciales, educacionales y afines. Es importante sealar que las caractersticas

    asignadas por defecto a los circuitos ramales se pueden modificar fcilmente en la

    ventana activa de la Herramienta de Dibujo; es por ello que cambiar la tensin del

    circuito, el calibre usado, el porcentaje de uso, etc.; es una tarea que se realiza de forma

    rpida y sencilla con slo oprimir un botn en dicha ventana.

    Una vez generado el listado de todos los circuitos ramales y definidas todas sus

    caractersticas antes mencionadas, la Herramienta de Diseo ejecuta en forma

  • 33

    automtica la verificacin de la capacidad trmica de todos los circuitos existentes. Para

    realizar este anlisis lo primero que se realiza es el clculo de la corriente de cada

    circuito, posteriormente se compara si el valor de la corriente resultante es soportado

    por el conductor del circuito, para ello se hace uso de las tablas de capacidad trmica del

    CEN. [Ver Anexo N 5]

    El resultado del anlisis de la capacidad trmica se mostrar en una columna

    identificada como Capacidad Trmica la cual tendr dos posibles resultados; Status

    OK para indicar que no se a violado la capacidad del circuito, o en su defecto Limite

    violado el cual hace referencia que se ha sobrepasado la capacidad trmica del mismo,

    junto a esto se denotar de color rojo toda la fila donde se encuentre el circuito violado.

    Ver Figura N 5.

  • 34

    Figura 5: Ejemplo de la ventana de la "Herramienta de Diseo" para el anlisis de los circuitos ramales.

  • 35

    Adicionalmente, la ventana activa de la Herramienta de Diseo presenta una

    columna denominada % de Utilizacin, la cual indica para cada circuito el porcentaje

    que se esta utilizando de la capacidad total del cable seleccionado.

    Es importante mencionar que se sugiere no sobrepasar de 50% el porcentaje de

    utilizacin de los cables que componen los circuitos ramales, ya que de esta manera se

    dar una mayor flexibilidad a estos circuitos.

    b) Clculo de la cada de tensin

    Una vez se han especificado para todos los circuitos ramales la carga y los

    conductores necesarios, la siguiente rutina que lleva acabo el mdulo de circuitos

    ramales es el referente al anlisis de la cada de tensin. Esta rutina evala si alguno de

    los circuitos ramales del plano objeto de estudio excede el lmite establecido por el

    usuario. Para ello se hace uso de las frmulas de cada de tensin expuestas en el

    Captulo 2, en conjunto con la informacin de la longitud de los circuitos que se

    encuentra en la biblioteca de datos y la informacin referente al tipo de cable utilizado

    para cada circuito ramal que se fijaron en el paso anterior (Verificacin de la capacidad

    trmica).

    21 ).(10)(....2%

    kVfnxSenrCosLkVAV += (10)

  • 36

    22 ).(10)(....2%

    kVffxSenrCosLkVAV += (11)

    23 ).(10)(...%

    kVffxSenrCosLkVAV += (12)

    El lmite mximo permitido por el usuario se define en la misma ventana de la

    Herramienta de Diseo que se utilizo en la rutina anterior (Ver Figura N 5). De

    manera predeterminada se establece el mximo porcentaje de cada de tensin en 2%,

    pero con opcin de variarlo de acuerdo con las necesidades del proyecto. Se establece en

    2% siguiendo la normativa del CEN en su articulo 210-19 Conductores Ampacidad

    Mnima y Calibre, en donde se establece que la cada de tensin total no debe exceder

    el 5% desde el medidor hasta el punto de servicio ms lejano y se sugiere que no debe

    exceder de 3% en los ramales, es por ello que se opta por fijar de manera

    predeterminada en 2% y se deja el 3% restante para los alimentadores.

    El procedimiento de anlisis que se sigue para llevar a cabo la verificacin que se

    desea realizar contempla varios pasos o etapas. La primera consiste en contabilizar el

    nmero de circuitos ramales que posee el plano, esto permite llevar a cabo una plena

    identificacin de los mismo, es decir, se evala la conectividad para determinar cuan

    extenso es cada ramal y a que tablero y circuito pertenece el mismo.

    La segunda etapa consiste en determinar cuales de los circuitos ramales posee

    derivaciones y cuales no; en la tercera se realiza el clculo de la cada de tensin en

  • 37

    circuitos que no poseen derivaciones. En el cuarto paso se realiza el clculo de cada de

    tensin de los circuitos ramales con derivaciones.

    Para visualizar mejor todo el procedimiento que lleva acabo la rutina aplicada para el

    anlisis de la cada de tensin obsrvese el siguiente ejemplo: Asmase que se ha creado

    el siguiente circuito ramal, ver Figura N 6, en donde ya se han asignado todos los

    atributos a los bloques de circuitos3 y TCs4; tambin asmase que por ser un ejemplo

    con fines netamente didcticos se considera que el circuito no presenta problemas por

    violacin de su capacidad trmica.

    Es importante sealar que la numeracin de los nodos, para el caso de los circuitos

    ramales, debe hacerse siguiendo una nica consideracin, la cual consiste en que el

    segmento que posea un mayor nmero de tramos sea el primero en ser enumerado, los

    segmentos restantes pueden seguir cualquier orden. Este primer segmento numerado

    recibe el nombre de Segmento Principal. (Ver Figura N 7).

    3 Los atributos para los bloques de circuitos son: Nodo Inicial, Nodo Final y Nombre del Circuito. 4 Los atributos para los bloques de TC son: Nmero de Nodo y Nombre del Circuito.

  • 38

    Figura 6: Ejemplo de circuito ramal.

    Figura 7: Indicacin del Segmento Principal.

    Como se menciono anteriormente el primer paso que lleva acabo esta rutina es la

    concerniente a realizar un reconocimiento de todos los circuitos ramales. Luego de esto,

    la rutina iniciar la identificacin de las derivaciones que poseen los ramales, ver Figura

    N 8.

  • 39

    Figura 8: Localizacin de las derivaciones.

    El procedimiento que ejecuta la rutina en este caso, consiste en realizar el anlisis de

    la cada de tensin desde el nodo ms lejano al ms cercano del tablero; este anlisis

    consiste en la comparacin de la cada de tensin de la ltima derivacin (la ms lejana

    al tablero) con respecto a la cada de tensin del trozo restante del segmento principal,

    comprendido desde el punto de la derivacin hasta el ltimo nodo del segmento

    principal. Ver Figura N 9.

    Figura 9: Clculo de cadas de tensin.

  • 40

    Una vez realizada la comparacin, la rutina elimina el segmento que represente una

    menor cada de tensin y suma la carga de toda la seccin eliminada al nodo de donde

    parta ese segmento. En el caso del ejemplo se supone que la menor cada la presenta el

    segmento de la derivacin. Ver Figura N 10.

    Figura 10: Eliminacin de segmento con menor cada.

    Luego se va repitiendo este mismo procedimiento hasta llegar el momento donde

    exista un slo segmento equivalente (Ver Figura N 11).

    Figura 11: Circuito resultante.

    Por ltimo, se realizar el clculo de la cada de tensin del circuito resultante.

  • 41

    Cuando ya se ha realizado todo este procedimiento la Herramienta de Diseo

    muestra una hoja de reporte, donde se observan los resultados de la cada de tensin de

    cada circuito ramal, y en aquellos circuitos donde se viole el lmite de tensin, que ha

    sido previamente establecido, el programa los marcar en color rojo para que sean de

    fcil identificacin para el proyectista y en consecuencia pueda buscarle una rpida

    solucin al problema presentado. Por otro lado, esta hoja de resultados est sujeta a la

    aprobacin del proyectista ya que es el punto de partida para los siguientes mdulos del

    programa.

    Para finalizar se debe mencionar que la Herramienta de Diseo est orientada a

    instalaciones elctricas interiores residenciales, comerciales, de oficinas y escuelas; es

    decir, para aquellas instalaciones elctricas interiores donde los circuitos ramales no

    alimenten motores, ya que el estudio de estos circuitos requieren consideraciones

    especiales que no han sido objeto de estudio en est investigacin.

    La rutina que se utiliza para la verificacin de la cada de tensin en los circuitos

    ramales se puede resumir en el diagrama de flujo de la Figura N 12:

  • 42

    Figura 12: Algoritmo para la verificacin de la cada de tensin en circuitos ramales.

  • 43

    3.4.2 Hoja de Tablero.

    La hoja del tablero se refiere a la hoja contentiva de las caractersticas ms relevantes

    de un tablero, esto sirve luego para la identificacin y control del sistema en estudio.

    El Cdigo Elctrico Nacional en su articulo 384-13 Tableros. General establece lo

    siguiente: Todos los circuitos de un tablero y modificaciones de los circuitos se

    deben identificar de manera legible en cuanto a su finalidad o uso, en un directorio

    situado en la puerta del tablero o en su interior.; es por esto que siguiendo la norma

    todos los tableros existentes en cualquier proyecto elctrico deben poseer una hoja de

    tablero. En esta investigacin se eligi utilizar el formato de hoja que se utiliza en el

    Programa de Ahorro Energtico de la USB, ya que el mismo se ha venido utilizando

    desde hace muchos aos en la universidad y ha demostrado ser muy til por la claridad

    con que muestra la informacin.

    Cuando se dispone de la verificacin y aprobacin por parte del proyectista sobre la

    disposicin de los circuitos ramales, el usuario est en capacidad de llevar a cabo el

    siguiente mdulo, el cual consiste en generar las hojas de tablero y dar inicio al llenado

    de las mismas.

  • 44

    El formato de las hojas de tablero que se utiliza se puede ver en el anexo N 2; al igual

    que las plantillas de extraccin de datos, estas hojas estn ubicadas en el directorio

    C:\ del ordenador en la carpeta denominada Base de Datos.

    Este inicio de creacin de las hojas de tablero consiste en la siguiente serie de pasos:

    Lo primero que lleva a cabo el programa es la realizacin del conteo de los tableros

    existen en el plano junto con la lectura de sus principales caractersticas, es decir, sus

    niveles de tensin, nmero de fases, ubicacin, tipo de montaje, etc.

    Una vez que se dispone de esta informacin se procede a generar las hojas de tablero

    respectivas, mediante la creacin de copias de las hojas modelos que se encuentran en la

    base de datos, estas copias se crean en un nuevo libro Excel llamado Hojas de Tablero, el

    cual se estar ubicado en el directorio C: \ dentro de una carpeta denominada

    Solucin, esta carpeta se cre cuando se instal la Herramienta de Diseo en el

    ordenador.

    Una vez creado el archivo Hojas de Tablero la Herramienta de Diseo procede a

    llenar las hojas con la informacin de los circuitos ramales obtenida en el modulo

    anterior (3.4.1) junto con la informacin de ubicacin, tensin y nombre de cada tablero.

    Es importante sealar que la distribucin de los circuitos ramales en el tablero se

    realiza ocupando primero todos los circuitos impares del tablero y luego de agotarse

  • 45

    todos estos se comienza a ocupar los circuitos pares; esto se hace con el fin de equilibrar

    las cargas en el panel de distribucin.

    Una vez realizado esto, las hojas son mostradas al proyectista, para su evaluacin, el

    cual debe ingresar para cada tablero su porcentaje de reserva y su factor de demanda

    respectivo.

    El porcentaje de reserva se refiere a aquella capacidad de cargar que debe dejarse

    dada la confianza de las estimaciones de demanda con que se cuenta. Si se piensa en el

    desbalance de carga que puede ocurrir en los sistemas, se ajustar una reserva de 20 a

    30% en cada alimentador o circuito que alimente cargas distribuidas. [11]

    Por ejemplo, si se estuviera hablando de un tablero de iluminacin se pueden utilizar

    como refrencia los factores de demanda de la tabla 220-11 del CEN Factores de

    demanda para alimentadores de cargas de iluminacin; en dicha tabla se puede

    observar los factores de demanda aplicables a viviendas, hospitales y depsitos, para

    cualquier otro ambiente recomienda utilizar un F.D. igual a 100%.

    En el anexo N 7 se muestran algunas tablas adicionales del CEN que sirven de

    ayuda o referencia a la hora de especificar estos valores para tableros de fuerza; tambin

    se podran calcular los factores de demanda si se dispone de la curva de carga de la

  • 46

    edificacin, en caso de ser una remodelacin, la informacin necesaria para calcular este

    factor se puede conseguir en el libro El proyecto Elctrico del Prof. Alberto Naranjo.

    Para culminar el llenado de las hojas faltara toda la informacin concerniente a los

    alimentadores y protecciones del cada tablero, esta actividad la realiza el siguiente

    mdulo del programa, una vez que se cuente con esa informacin y slo con oprimir un

    botn, se actualizarn de forma automtica todas las hojas de tablero. A continuacin,

    en la Figura N 13 se puede observar el algoritmo para la generacin e inicio del llenado

    de las hojas de tablero.

  • 47

    Figura 13: Algoritmo para la generacin e inicio del llenado de las hojas de tablero.

  • 48

    3.4.3 Hoja de Alimentadores.

    La hoja de alimentadores no es ms que una hoja resumen de las caractersticas ms

    importantes de todos los alimentadores del sistema que se est proyectando; dentro de

    estas especificaciones cabe mencionar, por ejemplo:

    Calibre de los conductores.

    Porcentaje de utilizacin de los cables.

    Longitud de los alimentadores.

    Cada de tensin.

    Protecciones.

    Calibres de los cables de tierra.

    Tamao y tipo de las canalizaciones, etc.

    Para poder crear esta hoja de alimentadores se utiliza como punto de partida toda la

    informacin que se ha logrado recabar hasta el momento, junto con un archivo hecho en

    formato Excel, el cual contiene todas las caractersticas tcnicas de los conductores

    comerciales tanto de cobre como de aluminio.

    Este archivo, con las caractersticas de los conductores se crea en el computador

    cuando se instala el programa. El mismo se encuentra en la carpeta Base de Datos. El

    modelo de la hoja de alimentadores utilizada se puede observar en el anexo N 3.

  • 49

    La seleccin de los alimentadores se realiza de forma interactiva entre el usuario y la

    Herramienta de Diseo, ya que para cada alimentador se pueden tener diferentes

    condiciones de operacin he instalacin, lo cual afecta la seleccin de los conductores

    ms apropiados. En este punto el usuario cuenta con una amplia gama de factores que

    debe definir, entre estos se mencionan:

    Seleccin del material del conductor: Cobre Aluminio.

    Seleccin del aislamiento: TW, THW, THHW.

    Seleccin de la temperatura ambiente.

    Seleccin de la mxima cada de tensin permisible.

    Seleccin del tipo de canalizacin: Termoplsticos, acero galvanizado, aluminio, conduit flexible metlico y no metlico, etc.

    Nmero de circuitos por tubera.

    Calibre mximo y mnimo a utilizar.

    Mximo porcentaje de utilizacin del alimentador.

    En fin, son una amplia gama de opciones a las cuales tiene acceso el proyectista para

    poder as realizar una mejor seleccin de los alimentadores. Para agilizar este proceso el

    programa ya tiene precargado por defecto las caractersticas ms comunes que se suelen

    usar en cualquier proyecto, como son: Utilizar conductores de cobre tipo THW, fijar la

    temperatura ambiente en 30 C, calibre mnimo a utilizar en AWG #6, el factor de

    utilizacin de los alimentadores nuevos al 80% de su valor nominal, etc.

  • 50

    Es de inters aclarar que el criterio de establecer el factor de utilizacin de los

    alimentadores al 80% de su capacidad viene dado para evitar el disparo de las

    protecciones por los posibles desbalances que puedan existir.

    Una vez que se han definido todas las condiciones de operacin y utilizando la

    informacin proveniente de las hojas de tablero, la Herramienta de Diseo procede a

    realizar de manera automtica el clculo concerniente a la seleccin de los conductores

    por capacidad trmica y cada de tensin, una vez realizado esto se termina de obtener

    toda la informacin necesaria para culminar el llenado de las hojas de tablero, y para

    llevar acabo esta actividad slo basta con oprimir un botn dentro del programa.

    Luego que han sido seleccionados los conductores a utilizar, se selecciona de manera

    automtica las respectivas protecciones para cada circuito, posteriormente con esta

    informacin y en conjunto con lo que sugiere el CEN en sus artculos 250-95 Proteccin

    de Equipos Contra Fallas a Tierra y las tablas C1 a la C11 Nmero mximo de

    conductores para distintos tipos de canalizaciones del Captulo 9, se procede a la

    seleccin del calibre de los cables de tierra y el tamao de las tuberas necesarias para

    cada circuito sujeto a las condiciones de operacin planteadas. A continuacin en la

    Figura N 14 se muestra el algoritmo para la creacin de la hoja de alimentadores.

  • 51

    Figura 14: Algoritmo para la creacin de la hoja de alimentadores.

  • 52

    3.4.4 Cmputos Mtricos.

    Como se mencion en el captulo 4, los cmputos mtricos estn constituidos por un

    listado completo de los materiales y equipos que se requerirn para llevar a cabo la obra

    que se proyecto; es por ello que este paso constituye uno de los ltimas etapas que

    realiza el programa, pues es necesario que el proyectista haya dado por finalizado los

    detalles y especificaciones que deseaba plasmar en el proyecto. Para llevar a cabo este

    mdulo el programa necesita leer la biblioteca de datos junto con la hoja de

    alimentadores resultante, y a partir de ello elaborar el listado requerido.

    Los cmputos mtricos estn integrados por 5 partes. La primera esta constituida por

    la generacin del listado de las canalizaciones y cajas de paso, con los detalles referentes

    al tipo de tubera, tamao de la misma y tipo de construccin requerida.

    La segunda lista enumera la cantidad de conductores necesarios para el proyecto,

    separando la cantidad requerida de cables de colores negro, rojo azul para las fases, de

    color blanco para el neutro y de color verde para la tierra.

    La tercera la integra las especificacin de los equipos de proteccin (Tableros), ac se

    detalla el tipo de tablero que se necesita junto con las protecciones que integran cada

    uno.

  • 53

    Las dos parte restantes generan el listado de los puntos de tomacorriente y

    iluminacin, dentro de este ltimo se incorpora los suiches. A continuacin, en la Figura

    N 15 se puede visualizar el flujograma del proceso:

    Figura 15: Algoritmo para la elaboracin de los cmputos mtricos.

  • 54

    3.4.5 Insercin de leyendas en los planos.

    Finalmente, realizadas todas las tareas previas, verificacin de los circuitos ramales,

    creacin de las hojas de tablero, creacin de la hoja de alimentadores y elaboracin de

    los cmputos mtricos, se pasa al ltimo mdulo del programa, el cual tiene como

    funcin la elaboracin de los archivos de leyenda que se incorporarn a los planos.

    Tradicionalmente lo que se hace para identificar los circuitos en los planos, sean

    alimentadores ramales, es colocar las especificaciones sobre cada una de las lneas que

    representaban los mismos; lo que hace que en instalaciones con cierto grado de

    extensin y complejidad se cargen con demasiada informacin, lo que hace dificultoso

    observar los detalles.

    Con el fin de simplificar un poco la visualizacin de los planos se decidi crear

    leyendas que mostrasen las especificaciones de los circuitos, dejando nicamente dentro

    del dibujo la respectiva identificacin de cada uno. Por ejemplo, si la persona que esta

    observando el dibujo desea informacin sobre las especificaciones del circuito C1-TG lo

    nico que deber hacer este es buscar dentro de la leyenda del plano y encontrar la

    informacin respectiva a: Tamao de conductores, protecciones, calibre de cables de

    tierra, tamaos y tipos de tubera a emplear, etc.

  • 55

    El archivo de leyenda se crea a partir de la hoja de alimentadores, seleccionando de

    esta slo la informacin de inters para el plano. En la Figura N 43 del Anexo N 8 se

    puede observar el formato de esta leyenda.

  • 56

    CAPITULO 4

    4 CASO DE ESTUDIO Y ANLISIS DE SUS RESULTADOS

    Supngase el siguiente ejemplo didctico, cuya finalidad es dejar en claro la

    potencialidad y funcionalidad del programa diseado.

    Se cuenta con el siguiente plano de planta de la empresa XY, ver Figura N 16, la

    cual esta dedicada al procesamiento de alimentos, la misma se encuentra en una etapa

    de remodelacin y la compaa ha decidido reemplazar todo el sistemas elctrico de

    fuerza, el sistema de iluminacin se encuentra en buen estado, razn por la cual no ser

    sujeto a ninguna remodelacin, para tales fines se le solicita al ingeniero electricista de la

    planta el proyecto de reemplazo del sistema elctrico de fuerza de la planta.

    Luego de las reuniones previas, sostenidas entre el ingeniero electricista y los dems

    profesionales de las otras reas de la empresa, se llega a los criterios que debe tener en

    cuenta cada equipo del proyecto general. El ingeniero electricista debe disear su

    proyecto de tal forma que en todas las paredes, menos en la pared donde se encuentra la

    cava, sea cubierta con tomacorrientes en intervalos mximos de tres metros cada uno y

    adicionalmente deben existir 2 tomacorrientes por cada punto sealado con X ya que en

    dichos lugares se colocarn mesas de trabajo.

  • 57

    Figura 16: Plano de planta del ejemplo didctico.

    Para llevar a cabo este trabajo el proyectista hace uso del programa que se ha

    diseado en esta tesis. Lo primero que hace el diseador luego de abrir el programa es

    seleccionar en el men del mismo la opcin Crear nuevo proyecto como se muestra en

    la Figura N 17.

    X

    X

    X

  • 58

    Figura 17: Ventana de Inicio del Programa.

    Luego de hacer esto, la Herramienta de Diseo le ir indicando paso a paso lo que

    debe hacer el usuario a lo largo del programa; ver Figura N 18.

  • 59

    Figura 18: Diseo de la topologa elctrica.

    Para iniciar el proceso de creacin del nuevo proyecto el usuario deber presionar el

    botn Comenzar. Luego el programa abrir la aplicacin AutoCAD, precargando en

    la nueva ventana la librera inteligente que ha sido programada. En este momento el

    proyectista, del presente ejemplo, plasma sus ideas en el plano mediante el diseo de la

    topologa elctrica que tenga en mente. Ver Figura N 19 y 20.

  • 60

    Figura 19: Ubicacin de Circuitos Ramales.

  • 61

    Figura 20: Ubicacin de los Circuitos Alimentadores.

  • 62

    Luego de que se realice el diseo de la topologa que se quiere implantar, el usuario

    deber seguir unos cuantos pasos que le indica el programa para crear la biblioteca de

    datos del mismo. Ver Figura N 21.

    Figura 21: Pasos para crear la biblioteca de datos.

    Una vez creada la biblioteca de datos, el proyectista volver a la ventana activa de la

    Herramienta de Diseo y tras presionar el botn que contiene la flecha hacia la

    derecha el programa pasar al siguiente paso, ver Figura N 22, ac el usuario tendr

  • 63

    acceso a las funciones del programa correspondientes a la verificacin de la capacidad

    trmica y cadas de tensin de los circuitos ramales, junto con la funcin de creacin de

    las hojas de tablero.

    Figura 22: Ventana del programa donde se verifica la disposicin de los circuitos ramales del plano, y se elaboran las hojas de tablero.

    Una vez que el proyectista se encuentre con esta ventana lo primero que deber hacer

    es presionar el botn Verificar Ramales, cuando realice esto aparecer una ventana

  • 64

    adicional, ver Figura N 23, la cual tiene precargada las caractersticas ms comunes que

    presentan los circuitos ramales. En esta nueva ventana se muestra los resultados del

    anlisis de la capacidad trmica de todos los ramales existentes en el plano que se esta

    estudiando; este anlisis se realizar de forma automtica.

    Es importante resaltar el hecho que las caractersticas de los circuitos ramales, como

    se mencion en el punto 3.4.1 del Captulo 3, pueden ser diferentes entre s; tanto en

    carga por punto de TC iluminacin como en calibre, tensin, porcentaje de utilizacin

    y tipo de canalizacin.

  • 65

    Figura 23: Resultados del anlisis de la capacidad trmica de los circuitos ramales del plano.

  • 66

    Como se puede observar en la ventana de la Herramienta de Diseo (Ver Figura N

    22), la topologa dispuesta para los circuitos ramales en el plano sobrepasa la capacidad

    trmica permitida para el calibre establecido (Por defecto TW # 12); resultado que era

    lgico esperar ya que el circuito C1-TTC1 posee 10 tomacorrientes con una carga de 300

    VA/TC lo que dara una carga total de 3 kVA a un conductor que slo permite 2.4 kVA

    cuando se opera al 100 % de su capacidad; caso similar ocurre con el circuito C1-TTC2.

    En vista que el proyectista se ha percatado de tal error decide estudiar dos posibles

    soluciones. La primera consiste en dividir el circuito C1-TTC1 en tres, uno que alimente

    los 4 TCs que darn servicio a las m