1. INTRODUCCIÓN.

Las subestaciones como integrantes de sistemas eléctricos en el pasado como en

la actualidad han jugado un papel muy importante en las cuestiones de demanda

de energía, siempre buscándose la calidad y eficiencia, ya sean en la transmisión,

distribución o entrega de energía eléctrica a usuarios.

Las subestaciones son las principales responsables e importantes como puntos de

conmutación o interligación entre otros sistemas eléctricos, proporcionando alta

confiabilidad, alternatividad y continuidad a costos de inversión que satisfacen

características de aplicación y servicios eléctricos por la demanda de los usuarios

que lo utilizan.

Con el paso del tiempo se ha vuelto necesario modificar las relaciones de

consumo para prestar diferentes tipos de configuraciones, dependiendo de las

necesidades del consumidor. Para esta empresa realizamos el diseño de

instalación y subestación eléctrica en la que se requirió de cierta demanda de

energía, lo que nos llevo a realizar ciertas configuraciones las cuales

expresaremos conforme se desarrolle el presente documento con lo que

esperamos este tratado favorezca en el conocimiento y la salida de dudas al

respecto.

2. OBJETIVO.

Realizar el suministro y distribución de la energía eléctrica con calidad y eficiencia

para satisfacer las necesidades de consumo de la maquinaria e iluminación,

consiguiendo con esto un buen funcionamiento de los procesos de producción de

la forrajera.

1

3. JUSTIFICACIÓN.

Esta empresa presenta necesidades en el diseño y distribución de la energía

eléctrica para eficientar la operación en todos sus procesos y con esto facilitar su

adecuada producción.

4. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA EMPRESA Y UBICACIÓN.

TREEMEC ELECTRIFICACIONES es una empresa que se dedica a realizar obras

electromecánicas en media y baja tensión con la más alta calidad, buscando la

completa satisfacción del cliente, rebasando sus exigencias hasta alcanzar la

excelencia en nuestros servicios y productos basados en los códigos y normas de

instalaciones eléctricas ANCE, NOM-001-SEDE-1999 y demás organismos para

cada uso especifico de la energía y así lograr una mejora continua para atender

las necesidades del cliente. La empresa se encuentra ubicada en el Kilometro

No.1 de la carretera Tecalitlán - San Juan Espanatica.

2

5. RECONOCIMIENTO DE LA FORRAJERA Y PROCESO DE PRODUCCIÓN.

En este capítulo se hará una breve descripción de la distribución de los componentes que integrarán la instalación y se describirá brevemente el proceso de funcionamiento de la planta.

En la Fig. 1 se presenta el croquis de la forrajera donde se llevará a cabo el diseño y la instalación eléctrica.

Fig. 1 Croquis de la forrajera.

Esta forrajera se caracteriza por ser de tamaño mediano (Dimensiones explícitas en Fig. 1.) y de estructura resistente. En cuanto a la estética se caracteriza por ser rustica, además de encontrarse en un espacio abierto y fuera de la ciudad.

A continuación se describe el proceso de producción mediante un sencillo diagrama a bloques (Fig. 2).

3

Fig. 2 Proceso de producciòn

La materia prima a procesarse son granos de distintos tipos, los cuales serán transportados por bandas para su procesamiento en las maquinas.

El proceso comienza con un tipo de grano que es colocado sobre una banda, la cual lo transporta a una tolva de almacenamiento (Fig. 2, tolva 1). Enseguida el grano es transportado hacia el molino donde es triturado hasta obtener la consistencia deseada para posteriormente ser enviado a alguna de las tolvas de almacenamiento (tolvas 2, 3, 4). Una vez que se tienen los distintos granos en cada una de las tolvas se procede con las mezclas (según sea el requerimiento) enviando determinada cantidad de cada tipo de grano a las revolvedoras 1 y 2, donde se obtendrán las mezclas deseadas para posteriormente ser empacadas.

4

TOLBA1

MOLINOTOLB

A2

TOLBA3

TOLBA4

REVOLVEDORA1

REVOLVEDORA2

6. ACTIVIDADES A REALIZAR.

6.1. LEVANTAMIENTO DE DATOS DE LOS ELEMENTOS ELÉCTRICOS QUE COMPONEN EL PROCESO Y ÀREAS DE SERVICIO.

Durante la elaboración del sistema eléctrico de la forrajera serán necesarios una cantidad considerable de componentes para completar satisfactoriamente la distribución de la energía eléctrica. En seguida mostramos los dispositivos de más importancia en la instalación con su respectiva función y características para hacer digerible su comprensión. Componentes a utilizar:

* Transformador.

* Panel de control.

* Motores.

* Interruptores termomagnéticos.

* Registros.

* Lámparas.

* Ductos.

* Cable de aislamiento.

* Paros de emergencia.

6.1.1. TRANSFORMADOR 112.5 KVA TIPO COSTA.

En la Fig. 3 se muestra un transformador el cual reducirá la tensión de manera que pueda ser utilizada en nuestra instalación, su capacidad 15 a 300 KVA. Tipo de enfriamiento OA, conexión A.T. y B.T, Delta o Estrella. Frecuencia de operación 60Hz Elevación de temperatura 65° sobre un ambiente máximo de 40° y promedio de 30° en un periodo de 24 h, Altura de operación 2,300 m.s.n.m. Líquido aislante: aceite mineral, R-temp o silicona líquida. Tensiones primarias 23KV Tensión secundaria 440Y/254 ó 220Y/127 V,

Tipo NRF-025-CFE o NMX-J-116.

5

Fig. 3 Transformador 112.5 KVA tipo costa.

6.1.2. PANEL DE CONTROL.

Es denominado también tablero de fusibles o de disyuntores, es la unidad a partir de la cual la energía eléctrica se distribuye. Contiene los fusibles e interruptor de la línea principal. Este último puede emplearse para desconectar todos los servicios eléctricos. La capacidad del centro de carga está diseñada de acuerdo con el número de fusibles o disyuntores de circuito que pueden colocarse en él, y con una carga o consumo nominal de corriente. En el caso de la instalación que se realiza utilizaremos un tablero de distribución y control en baja tensión tipo 8MX (Fig. 4).

Fig. 4 Panel de control.

6

Características técnicas del panel de control:

- Tensión de servicio: 600Vc.a., 500Vc.c.- Barras horizontales: 400, 600, 800, 1000, 1200, 1600, 2000.- Frecuencia: 60Hz.- Tensión de control: 110, 220, 440V.- Barra de tierra: Cobre sin platear.- Resistencia mecánica a corto circuito: 25 kA IR máximo.- Clases de protección: IP40 (servicio interior). IP50 (servicio a prueba de polvo).

6.1.3. MOTORES.

Los motores a utilizar son de tipo trifásico, la única variante entre los motores que utilizaremos es la potencia que desarrolla cada uno de ellos (3hp, 15hp y 25hp). A estos motores se les anexará una carcasa especial, ya que en el lugar de trabajo estarán expuestos al polvo. En la Fig. 6 se muestra el motor que se utilizará.

El motor trifásico se compone fundamentalmente de un rotor y un estator. Ambas partes están formadas por un gran número de laminas ferromagnéticas, que disponen de ranuras, en las cuales se alojan los devanados estatoricos y rotoricos respectivamente. Al alimentar el bobinado trifásico del estator, con un sistema de tensiones trifásicas, se crea un campo magnético giratorio, el cual induce en las espiras del rotor una fuera electromagnética, y como todas las espiras forman un circuito cerrado, circula por ellas una corriente, obligando al rotor a girar en el mismo sentido que el campo giratorio del estator.

Fig. 6 Motor trifàsico.

7

6.1.4. INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS.

Básicamente son interruptores que testean la corriente que entra al sistema eléctrico y la que sale del mismo.

Cuando no hay diferencia es un circuito equilibrado, pero cuando se produce la diferencia de corrientes (I de entrada e I de salida), a la que el mismo esta calibrado, generalmente a 30mA, se produce una corriente en el anillo en el cual están las bobinas de la corriente de entrada y la corriente de salida. Esta corriente se induce en una tercera bobina la cual activa el dispositivo de disparo. Estos también traen un botón de prueba el cual simula una fuga a tierra y activa el accionamiento del mismo.

6.1.4.1 Interruptores principales.

Estos interruptores (Fig. 6) tendrán la función de proteger a todo el sistema eléctrico en caso de cortocircuito y en caso de sobrecarga. Estas son sus características: Interruptor automático I-LINE Clase 670 y 830 intensidad interruptora alta.

- Interruptor principal primario

500 A 3P N.C. MH36500 - 600 V

- Interruptor principal secundario

600 A 3P N.C. MH36600 - 600 V

Fig. 6 Interruptor termomagnètico principal.

6.1.4.2. Interruptores de motores.

Los motores que se utilizan manejan una cantidad considerablemente alta de energía lo que hace necesario la aplicación de interruptores con una capacidad interruptiva alta y con esto asegurar la protección de los mismos en caso de corto circuito y en caso de sobrecarga. A continuación se muestran las características de los interruptores que tienen como función la protección de cada uno de los motores y se muestra la imagen del tipo de termomagnético que se utilizará (Fig. 7).

8

Interruptor automático I-LINE Clase 650 y 651 intensidad interruptora alta

1.- 70 A 3 polos N.C. FH36070 - 600 V

2.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V

3.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V

4.- 70 A 3 polos N.C. FH36070 - 600 V

5.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V

6.- 125 A 3 polos N.C. KH36125 - 600 V

7.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V

8.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V

9.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V

10.- 30 A 3 polos N.C. FH36030 - 600 V

Fig. 7 Interruptor termomagnètico para motor.

6.1.4.3. Interruptores para iluminación.

Estos interruptores (Fig. 8) tendrán la función de proteger a todo el sistema iluminación en caso de cortocircuito y en caso de sobrecarga. Estas son sus características: Interruptor automático I-LINE Clase 650 y 651 intensidad interruptora alta.

C1.- 15 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V

C2.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V

C3.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V

C4.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V

C5.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V

Fig. 8 Interruptor termomagnètico para iluminaciòn.

6.1.5. REGISTRO.

9

En la Fig. 9 se muestra el registro a utilizarse, que estará ubicado entre el trayecto del transformador y el panel de control, este nos servirá para chequear cuando se tenga algún desperfecto en los conductores de alimentación de la planta en general. Datos del registro: No. B.2.1, Código MySAP 12198, Descripción corta: Registro de media tensión, Norma CFE-RMTB3.

Fig. 9 Registro de media tensiòn.

6.1.6. LAMPARAS.

La función de estas será la de dar iluminación a los espacios en que se haga necesaria la visibilidad para trabajar adecuadamente en el interior de la forrajera, así como en el exterior.

Algunas características de las lámparas son las siguientes:

- El material de sello de este tipo de lámpara es indeformable, resistente al calor y de alta duración.

- Potencia: 200-400w.

- Lámparas de aditivos metálicos para uso industrial y comercial; alta eficiencia, CRI 65.

- Luz blanca pura con eficiencia lumínica de: 19000 lúmenes con 250 watts (Fig. 10) y 28000 lúmenes con 400 watts (Fig. 11)

10

Fig. 10 Lampara 250 Watts. Fig. 11 Lampara 400 Watts.

6.1.7. DUCTOS.

6.1.7.1. Ducto PAD

En la Fig. 12 se muestra un ducto tipo PAD (polietileno de alta intensidad) de 4 pulg. NRF – 057 - CFE De diámetro y una RD de B, con superficie lisa, tersa al tacto y sin salientes de ninguna clase con abocinado en un extremo para su acoplamiento. La función de este ducto será la de transportar el conductor que va del transformador hasta el panel de control.

Fig. 12 Ducto PAD

6.1.7.2. Ducto cuadrado nema 1.

Puede ser aplicado en trayectorias de cableado y circuitos de alimentación de tableros de fuerza y de alumbrado en plantas industriales, así como en agrupamientos de equipos tales como controladores de motores, interruptores de seguridad, etc. También en trayectorias verticales de cableado. Los conectores abisagrados quedan asegurados en una rígida conexión debido a sus ranuras

11

exclusivas y al diseño de las proyecciones del ducto y ayudados por los tornillos pija del conector, que además de dar firmeza al ensamble, tiene la función de proporcionar una continuidad de tierra. Toda la trayectoria del ducto será apropiada para permitir el fácil acceso y conducción de los conductores dentro de él. Los conectores son siempre proporcionados con su cubierta ensamblada, la cual podrá ser removida si no es requerida o no es necesaria (Fig. 13).

Para determinar el tipo de ducto que utilizamos fue necesario realizar algunos cálculos en cuanto al calibre y número de cables que pasarían a través de él y, con esto, determinamos el diámetro del ducto.

Suma de todos los diámetros de los conductores que pasaran por este ducto que es de 121.58mm.

Fig. 13 Ducto cuadrado.

6.1.7.3. Codo de 90° para ducto cuadrado.

Los codos (Fig. 14) están disponibles en 22,5°, 45° y 90°, para efectuar los cambios de dirección de la trayectoria por las necesidades propias de la instalación eléctrica o bien para seguir el contorno de la estructura del edificio. Se ensambla a los tramos rectos por medio de los conectores. Todas las cubiertas y laterales son removibles y están sostenidas por medio de tornillos. Todos los accesorios están diseñados para mantener la característica de fácil manejo de conductores en cualquier plano. Las esquinas interiores de los codos están redondeadas para facilitar la acción de tirar de los conductores en caso necesario. Las cabezas de los tornillos quedan en los empotrados de la cubierta para proteger el aislamiento de los conductores, de ser rasgado o roto.

Fig.14 Codo de 900 para ducto cuadrado.

12

6.1.7.4. Soporte de pared para ducto.

En la Fig. 15 se muestra el tipo de soporte que será utilizado para mantener a una cierta elevación el ducto por el cual se distribuirá la energía eléctrica.

Fig.15 Soporte de pared para ducto

6.1.7.5. Tubo conduit metálico.

La longitud de cada tramo es de 3.05 M. Tubo conduit metálico rígido de pared gruesa. Se fabrica en diámetros de 1/2 pulg. A 6 pulg. El interior debe ser liso para no dañar los conductores. Ambos extremos tiene rosca, además uno de los extremos viene con un cople (Fig. 16). Este tipo de tubo será utilizado para distribuir los conductores eléctricos al sistema de iluminación interno de la forrajera.

Fig. 16 Tubo conduit metàlico.

6.1.7.6. Condulet LR de 90° para tubo conduit.

Fig. 17 Condulet LR de 900 para tubo conduit.

13

6.1.8. CABLES DE AISLAMIENTO DE POLIETILENO DE CADENA CRUZADA O POLIETILENO DE ALTA INTENSIDAD.

En la Fig. 18 se muestra un conductor de cobre con aislamiento XLP polietileno calibre 500 MCM tipo 052CFE para 600 v. Este será el conductor que transmitirá la corriente eléctrica desde el transformador hasta el panel de control.

Fig. 18 Cable de aislamiento de alta intensidad.

6.1.9. BOTON TIPO HONGO (PARO DE EMERGENCIA).

Al manipular la maquinaria siempre se está expuesto a riesgos, ya sean factores que dañan la infraestructura o factores que atentan con la integridad física de quien opera la maquinaria, lo que hace necesario implementar dispositivos de emergencia. En este caso utilizaremos corta circuitos o paros de emergencia en cada una de las maquinas para garantizar la seguridad de los equipos y del personal. El dispositivo se muestra en la Fig.19 y algunas de sus características.

Botón operador tipo hongo de 35 mm. De diámetro contacto momentáneo 1NA, 1NC; botón operadores tipo TK clase 9001.

Fig. 19 Boton tipo hongo.

14

6.2. DISEÑO DE SUBESTACIÓN Y CÁLCULO DE CONDUCTORES DE ALIMENTACIÓN DE SUBESTACIÓN Y TABLERO GENERAL.

6.2.1. TARIFA.

Para la subestación que se diseña se asignará una tarifa general, de acuerdo al consumo en media tensiòn que se tendrá en la planta. La tarifa a aplicar es: [Tarifa H-M (2008 - 2009)]. Esta tarifa se aplica a los servicios que destinen la energía a cualquier uso, suministrados en media tensión, con una demanda de 100 kilowatts o más.

Se aplicarán los siguientes cargos por la demanda facturable, por la energía de punta, por la energía intermedia y por la energía de base.

Región Cargo por kilowatt de demanda facturable

Cargo por kilowatt - hora de energía de

punta

Cargo por kilowatt - hora

de energía intermedia

Cargo por kilowatt - hora de energía de

baseCentral $ 155.01 $ 1.5157 $ 0.7598 $ 0.6351

El importe que resulta de aplicar el cargo por kilowatt de demanda facturable al 10% de la demanda contratada.

La demanda contratada la fijará inicialmente el usuario; su valor no será menor del 60% de la carga total conectada, ni menor de 100 kilowatts o la capacidad del mayor motor o aparato instalado.

En el caso de que el 60% de la carga total conectada exceda la capacidad de la subestación del usuario, sólo se tomará como demanda contratada la capacidad de dicha subestación a un factor de 90%.

Para los efectos de la aplicación de esta tarifa, se utilizarán los horarios locales oficialmente establecidos. Por días festivos se entenderán aquellos de descanso obligatorio, establecidos en el artículo 74 de la Ley Federal del Trabajo, a excepción de la fracción IX, así como los que se establezcan por Acuerdo Presidencial.

15

6.2.2. PARTES DE LA SUBESTACIÒN.

En la Fig. 20 se muestra la colocación y distribución de las partes componentes que conformarán de la subestación de la forrajera.

Fig. 20 Partes de la subestaciòn.

En la Tabla 1. se dan a conocer los nombres de los componentes de la subestación de la forrajera.

16

Tabla 1. Componentes de la subestación.

17

6.2.3. EXCAVACIÓN DE ZANJA PARA BAJA Y MEDIA TENSIÒN.

La excavación se puede llevar a cabo por medios manuales, principalmente en donde se presenten materiales sueltos como arena o de aglomerado como tepetate, arcilla, etc.

La excavación por medios mecánicos no es muy recomendable en lugares donde existan otras instalaciones de servicio tales como: teléfono, agua potable, drenaje, alumbrado público, gas, etc. ya que existe la posibilidad de ocasionar algún daño. Las dimensiones de la zanja dependen del tipo de banco de ductos a instalar, de acuerdo a las Normas de Distribución, Construcción de Líneas Subterráneas. En los casos donde la zanja tenga que ser profunda y el terreno no sea estable, se debe ampliar hasta encontrar el ángulo de reposo del material o en caso contrario ademar, para evitar derrumbes y accidentes. La zanja debe estar limpia, libre de basura y derrumbes, la plantilla nivelada y compactada al 90% PROCTOR. Norma CFE-BMT-C.

En este caso no existe ninguna línea que intervenga con la trayectoria que tendrá la línea del conductor eléctrico, lo que facilita la excavación e instalación de los ductos y registros.

6.2.4. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DE SUBESTACIÓN.

De manera esencial es necesario determinar el consumo o demanda de energia que se tendrá en toda la planta para así asegurar el correcto suministro y evitar las pérdidas en los procesos de producción.

Potencia total trifásica.

En la ec. 1 determinamos la corriente de línea que es la carga total del sistema que se requiere, donde: IL= corriente de línea, Pt= potencia total, VL= Voltaje de línea, F.P= Factor de potencia y, √3= porque es un sistema trifásico.

I L=PT

(√3 ) (V L ) (F .P ) ec. 1

I L=85200

(1.73 ) (220 ) (0.8 ) = 279.82 A

18

Cálculo de la corriente afectada.

En la Ec. 2 determinamos la corriente afectada por medio del factor de corrección por temperatura y por agrupamiento, donde:I A= corriente afectada, F .T= Factor de corrección de temperatura, F.A= Factor de corrección por agrupamiento, P.T= potencial total.

I A=PT

(F .T ) (F . A ) ec. 2

I A=85200

(0.87 ) (0.8 ) = 402 A

Y con este valor de I A podemos determinar el calibre del cable que va del transformador hasta el panel de control. Conductor 500 MCM – 405 A.

En la ec. 3 determinamos la caída de tensión en porcentaje que habrá en el conductor de acuerdo a la NOM oficial mexicana, dada por la distancia que existe del transformador al panel de control, que debe de estar dentro del rango de operación que no debe superar el 3%. Donde: Fc = factor de caída de tensión unitaria, L= longitud del circuito, I = corriente que circula, V L= voltaje de línea.

%∆V=(Fc ) (L ) (I )

(10 ) (V L) ec. 3

%∆V=(0.16 ) (60 ) (279.82 )

(10 ) (220 ) = 1.22%

Diámetro de la tubería a utilizar.

Para determinar el diámetro de la tubería que utilizaremos es necesario conocer la cantidad de conductores que habrá en su interior y el diámetro de estos. En este caso tenemos 4 conductores de 500 MCM, los cuales tienen un diámetro de 25.60mm cada uno. Una vez obtenidos los datos aplicamos la ec. 4, para así determinar el diámetro total de la tubería. Donde: D= diámetro del cable.

A1500MCM=π D2

4 ec. 4

19

A1500MCM=π (25.60 )2

4=514.71mm2

Atcond=4 A1500MCM

Atcond=4 (514.81 )=2058.87mm2

Factor de relleno (le llamamos factor de relleno al espacio que existe en una tubería para que por ella circule corrientes de aire).

Atcond=AtcondF .R

ec. 5

Donde: Atcond = Área del conductor, F.R= factor de relleno.

Atcond=2058.870.8

= 2573.58 mm2

Dtuberia=√ At 4π

ec. 6

Donde: D= diámetro de tubería, At= área total.

Dtuberia=√ (2573.58 )4π

=57.24mm

Selección del interruptor termomagnético principal.

En la ec. 7 determinamos la corriente de selección mediante el producto de la corriente afectada por la constante de 1.25. El resultado de esta ecuación determinará el termo magnético principal que se utilizará.

I sel=1.25 I A ec. 7

Donde: I sel= corriente de selección, I A=corriente afectada.

I sel=1.25 (402 )=502.50 A

20

Selección del interruptor termomagnético secundario.

En la ec. 7 determinamos la corriente de selección mediante el producto de la corriente nominal por la constante de 1.25.

I sel=1.25 IN ec. 8

Donde: I sel= corriente de selección, IN=corriente nominal

I sel=1.25 (279.82 )=349.77 A

Selección del centro de carga.

I sel=3 IN ec. 9

I sel=3 (279.82 )=839.46 A

Capacidad del transformador.

En la ec. 10 se determina la capacidad del transformador a utilizar, por medio de la carga total en KW de consumo, donde: KW T= potencia total en watts, F.P= factor de potencia.

KVA=KW T

F .P ec. 10

KVA=852000.8

=106500KVA

Potencia aparente del transformador S = 112.5 KVA

Corriente del lado primario de media tensión.

En la ec. 11 se muestra el cálculo de la selección de protección de cuchilla-fusible en el lado primario de media tensión, donde: S= potencia aparente de transformador, √3= viene dado por ser un sistema trifásico, V L= voltaje de línea, I L= corriente de línea.

S=√3V L I L ec. 11

21

I L=112500

1.73 (23000 )=2.82

Amperes de selección del listón del fusible 3 A

Tabla 2.- Concentrado de calibre de conductores de motores y su protección de acuerdo a la NOM.

N. DE MOTOR

HP L I A %∆V CALIBRE DEL CONDUCTOR

TERMOMAGNETICO

1 15 HP 27 m 65.71 A 2.61 % 8 70 A2 3 HP 25 m 13.17 A 1.94 % 14 15 A3 3 HP 25 m 13.17 A 1.94 % 14 15 A4 15 HP 38 m 65.91 A 2.31 % 6 70 A5 3 HP 16 m 13.17 A 1.24 % 14 15 A6 25 HP 15 m 109.87 A 0.95 % 4 125 A7 3 HP 15 m 13.17 A 1.16 % 14 15 A8 3 HP 36 m 13.17 A 2.79 % 14 15 A9 3 HP 34 m 13.17 A 2.64 % 14 15 A

10 5 HP 47 m 21.96 A 2.41% 10 30 A

1.- MOTOR DE 15 HP.

En la ec. 12 determinamos la corriente afectada por medio del factor de corrección por temperatura y por agrupamiento, donde:I A= corriente afectada, F .T= Factor de corrección de temperatura, F.A= Factor de corrección por agrupamiento, P.T= potencial total.

I A=PT

(F .T ) (F . A ) ec. 12

I A=45.88

(0.87 ) (0.8 ) = 65.91 A

En la ec. 13 determinamos la caída de tensión en porcentaje que habrá en el conductor de acuerdo a la NOM oficial mexicana, dada por la distancia que existe del panel de control hasta el motor, que debe de estar dentro del rango de operación que no debe superar el 3%. Donde: Fc = factor de caída de tensión unitaria, L= longitud del circuito, I = corriente que circula, V L= voltaje de línea.

22

%∆V=(Fc ) (L ) (I )

(10 ) (V L) ec. 13

%∆V=(4.64 ) (27 ) (45.88 )

(10 ) (220 ) = 2.61%

Tabla 3.- Càlculo de tuberia.

No DE MOTOR CAL. CONDUCTOR TUBERIA METROS1 8

114 pulg. 6 m

2 14 3/ 4 pulg. 6 m3 14 3/ 4 pulg. 6m4 6

112pulg. 11 m

5 14 3/ 4 pulg. 11 m6 4 2 pulg. 9 m7 14 3/ 4 pulg. 9 m8 14 3/ 4 pulg. 6 m9 14 3/ 4 pulg. 13 m

10 10 1 pulg. 5 m

1.- 4 conductores 8 MCM D = 6.0 mm

A1500MCM=π D2

4 ec. 14

A1500MCM=π (6.0 )2

4=28.27mm2

Atcond=4 A1500MCM ec. 15

Atcond=4 (28.27 )=113.08mm2

23

Factor de relleno

Atcond=AtcondF .R

ec. 16

Atcond=113.080.8

= 141.35 mm2

Dtuberia=√ At cond 4π

ec. 17

Dtuberia=√ (141.45 )4π

=13.41mm

Tabla 4.- Concentrado de calibre de conductores del sistema de iluminaciòn y su protección de acuerdo a la NOM.

No DE CIRCUIT

O

W No DE LAMPARA

S

I I A %∆V CAL. DEL CONDUCTO

R

TERMOMAGNETICO

C1 250 w 4 5.68 A 8.16 A 1.30 % 14 15 AC2 250 w 4 5.68 A 8.16 A 0.72 % 14 15 AC3 400 w 2 4.54 A 6.52 A 0.96 % 14 15 AC4 400 w 4 9.08 A 13 A 1.37 % 12 15 AC5 400 w 2 9.08 A 13 A 2.18 % 12 15 A

C1.- Primer circuito.

En la ec. 18 determinamos la corriente afectada por medio del factor de corrección por temperatura y por agrupamiento, donde:I A= corriente afectada, F .T= Factor de corrección de temperatura, F.A= Factor de corrección por agrupamiento, P.T= potencial total.

I A=PT

(F .T ) (F . A ) ec. 18

24

I A=5.68

(0.87 ) (0.8 ) = 8.16 A

En la ec. 19 determinamos la caída de tensión en porcentaje que habrá en el conductor de acuerdo a la NOM oficial mexicana, dada por la distancia que existe del panel de control hasta las lámparas, que debe de estar dentro del rango de operación que no debe superar el 3%. Donde: Fc = factor de caída de tensión unitaria, L= longitud del circuito, I = corriente que circula, V L= voltaje de línea.

%∆V=(Fc ) (L ) (I )

(10 ) (V L) ec. 19

%∆V=(18.65 ) (27 ) (5.68 )

(10 ) (220 ) = 1.30%

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6.3. DISTRIBUCIÓN DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS PARA ALIMENTACIÓN DE MOTORES Y DERIVACIONES DE USO GENERAL.

Los motores presentan una distribución determinada por el mecanismo del que tienen la función de movilizar. En el plano de distribución de motores que se presenta en el anexo 1 de la pag. 29 se presenta cada uno de los motores y la maquina a la que estarán ligados para su funcionamiento.

6.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN.

Para el diseño del sistema de iluminación utilizamos el método de “punto por punto” con el cual determinamos la distribución de las lámparas en el interior de la forrajera y en el exterior.

6.4.1. Método del punto por punto

El método de los lúmenes es una forma muy práctica y sencilla de calcular el nivel medio de la iluminancia en una instalación de alumbrado general. Pero, qué pasa si queremos conocer cómo es la distribución de la iluminación en instalaciones de alumbrado general localizado o individual donde la luz no se distribuye uniformemente o cómo es exactamente la distribución en el alumbrado general. En estos casos emplearemos el método del punto por punto que nos permite conocer los valores de la iluminancia en puntos concretos.

Consideraremos que la luminancia en un punto es la suma de la luz proveniente de dos fuentes: una componente directa, producida por la luz que llega al plano de trabajo directamente de las luminarias, y otra indirecta o reflejada procedente de la reflexión de la luz de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del local.

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Con la ec. 20 calculamos el numero necesario de luminarias para un nivel de iluminación determinado, donde: L = largo del área, W= ancho del área, N. I = nivel del área, L. H= lúmenes de luz, CU = coeficiente de utilización del haz, F. M = factor de mantenimiento.

# De luminarias =

LXWX N . I .L H X C .U . X FM ec. 20

# De luminarias =

28 .5 x 8 .5 x60028625 x .80 x .75

=8

Con la ec. 21 determinamos la iluminación por medio de la cantidad de luminarias que tenemos, donde: L = largo del área, W= ancho del área, L. H= lúmenes de luz, CU = coeficiente de utilización del haz, F. M = factor de mantenimiento, N. L = numero de la luminaria.

Luminancia =

N . L. X . L.H . XCUXFMLYW ec. 21

Luminancia =

8 x 28625 x . 80 x . 7528 .5 x 8 .5

=567 .18

Este cálculo aplicaría para todo el sistema de iluminación variando únicamente la potencia en watts de las lámparas interiores a las exteriores.

Se muestra el plano de distribución eléctrica para el sistema de iluminación en el anexo 2 de la pag. 30.

6.5. ELABORACIÓN DE PLANO Y DIAGRAMA ELÉCTRICO. En el Anexo 3 de la pàg. 31 se muestra el diagrama de los sistemas que conforman la instalaciòn elèctrica en general (Sistema de motores, sistema elèctrico y subestaciòn), junto con las referencias de posiciòn del terreno, una lista de componentes utilizados con su breve descripciòn y el diagrama unifilar. Todo esto con el fin de hacer mas comprensible el desarrollo del proyecto.

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7. CONCLUSIONES.

La ejecución de este proyecto hizo posible enfocar mas atención en el desarrollo de instalaciones industriales, adquiriendo mayor información y más experiencia que puede ser utilizada para evolucionar nuestra percepción en cuestiones de diseño y ,a travez de esto, en la práctica, ofrecer trabajos de calidad y de mejora continua.

Los conocimientos adquiridos en el desarrollo de la subestación e instalación eléctrica de la forrajera son de gran importancia, ya que en el ámbito empresarial es de vital que se cuente con personal capacitado para afrontar situaciones en cuestiones prácticas que tengan que ver con el desarrollo, además de que permite potencializar nuestras capacidades.

8. SUGERENCIAS Y OBSERVACIONES.

Hacemos notar que durante la desarrollo del proyecto se tuvieron algunas limitantes en cuanto a los componentes de trabajo, ya que no se contaba con un presupuesto elevado. Sin embargo, el diseño de la subestación y la instalación eléctrica fue exitosa, debido a que existía personal sumamente competente el cual supo dar soluciones para que un presupuesto bajo no interviniera con la calidad del trabajo y, con esto, obtener la eficiencia deseada de la planta.

A manera de sugerencia sería bueno que las empresas brindaran un poco mas de oportunidad a los residentes en el aspecto de participación en proyectos mas grandes y que los involucren en todas sus ramas de desarrollo, obviamente

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relacionadas con nuestras carreras. Esto serviría en demasía ya que permitiría desarrollar nuestro potencial exponencialmente.

9. ANEXOS

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Anexo 1. Distribuciòn de circuitos elèctricos para la alimentaciòn de motores.

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Anexo 2. Distribuciòn de circuitos elèctricos para iluminaciòn.

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10. REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS.

Norma Oficial Mexicana, NOM-001, Secretaría de Energía (1999).

Sobrevila, Marcelo A. Instalaciones Eléctricas en Viviendas, Industrias y Grandes Edificios Ed. Alsina, México, 2ª, (1998).

Chapa, J. Carreón. Manual de Instalaciones de Alumbrado y Fotometría. Ed. Limusa, México, (1990)

Enríquez Harper, Gilberto, Manual de Instalaciones Eléctricas Residenciales e Industriales, Ed. Limusa, México, (1987).

Refuerza, electrifica, canaliza. Manual técnico de cables de energía.Condumex MR.

Catalogo de Productos Eléctricos. Square D.

Proyectos, construcción y especificaciones en mediana y alta tensión.WWW.CFE.GOB.MXComisión Federal de Electricidad.

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