memorias eléctricas

MEMORIAS DE DISEO RED ELECTRICA PROYECTO PARQUE CENTRAL CORREGIMIENTO DE ARAUCA MUNICIPIO PALESTINA-CALDAS PROPIETARIO MUNICIPIO DE PALESTINA DIRECCION CALLES 7 Y 8 CARRERAS 3 A 4 DISEADOR ING. ANDRES PORRAS GRANADOS

MATRICULA BY 25064573

MEMORIA DE CALCULOS ELECTRICOS

PARQUE CENTRAL DEL AREA URBANA DEL

MUNICIPIO DE PALESTINA CORREGIMIENTO DE

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INDICE I. GENERALIDADES DE DESCRIPCION DEL PROYECTO ELECTRICO

II. CRITERIO DE DISEO

III. CALCULO DE LA CAPACIDAD INSTALADAD Y REGULACION

IV CLCULO DE CONDUCTORES

V. CALCULO DE REGULACION

VI. CALCULO DE LLENADO Y DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS.

VII. CALCULO DE COORDINACIN DE PROTECCIONES SOBRE- CORRIENTES.

VIII. ANLISIS TCNICO DE MITIGACIN DE RIESGO ELCTRICO.

IX. ANLISIS DE PROTECCIN CONTRA RAYOS.

X. EVALUACION DE RIESGO FRENTE A RAYOS Y ANALISIS DEL SIPRA

XI. CONDICIONES AMBIENTALES

XII. CALCULO MECANICO DE ESTRUCTURAS: No Aplica

XIII. ANALISIS DE COORDINACION DE AISLAMIENTO: No aplica.

XIV. CALCULO DE CARGAS ELECTROMAGNETICAS: No Aplica.




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I. GENERALIDADES DE DESCRIPCION DEL PROYECTO ELECTRICO 1.1 ALCANCE

El proyecto elctrico para Parque Central Corregimiento de Arauca Municipio Palestina-Caldas a desarrollarse en zona rural del Municipio de Palestina a orillas del rio Cauca.

La carga esencialmente es de iluminacin; se alimentarn

LUMINARIAS PEATONALES: MARCA: Philips Referencia: ZEUS

POTENCIA: 70 W VOLTAJE: 220V

POSTE: MARCA: DIMEL MATERIAL: ACERO GALVANIZADO EN CALIENTE ALTURA: 4,50 m

Esta carga se conectar a la red secundaria existente por el sector mediante la construccin de dos recmaras segn planos; el transformador que alimenta las Redes existentes es monofasico de 50 kVA 13200V / 240-120V Nodo C11045; alimentado desde la subestacin margarita.

El proyecto cuenta con una tarima y sus respectivas instalaciones elctricas internas, con su batera sanitaria y un almacn. La medicin de energa se realizara con un medidor de energa monofsico trifilar, este medidor se debe matricular ante la CHEC el cual se conectara desde la red de B.T. existente.

MEDIDOR DE ENERGA MARCA: ELSTER

REFERENCIA: MONOFASICO TRIFILAR VOLTAJE: 120 / 240 V

LUMINARIAS INTERNAS MARCA: SILVANIA Referencia: SYLREEF 2X32W Referencia: RGB 40W POTENCIA: 2X32W VOLTAJE: 120V




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TOMAS MARCA: LUMINEX VOLTAJE: 120 / 240V

PROTECCIONES MARCA: LUMINEX

POTENCIA: 1X6A, y 2X20A.

1.1.1 PLANOS DEL PROYECTO ELCTRICO Elaboracin de los planos del proyecto del sistema elctrico en los cuales se muestra la ubicacin de salidas de alumbrado y de tomacorrientes, tomando como base los planos Arquitectnicos. Adicionalmente se muestran los circuitos correspondientes a cada salida, la disposicin de la tubera y la cantidad de conductor en cada tramo.

1.1.2 CALCULO DE LA CARGA Y DE ACOMETIDAS ELCTRICAS. Teniendo como base las salidas elctricas, y la informacin elctrica suministrada por el Arquitecto diseador, se realiza el clculo de la carga elctrica para las diferentes reas y para la carga total del proyecto. Adicionalmente sirve para el clculo de las acometidas y las protecciones de los tableros.

1.2 TABLERO PRINCIPAL Forma parte de este proyecto el clculo del tablero principal, como el tablero del equipo de medida y distribucin de energa con todos los elementos de proteccin que intervienen en el suministro de energa. 1.3 TABLERO PARCIAL Igualmente hace parte de este proyecto el clculo de un tablero parcial de distribucin de zona Tarima.

1.4 DEFINICIONES Siempre que se utilicen palabras estrictamente tcnico en la presente memoria su significado ser por las Normas Tcnicas Colombiana NTC 2050, RETIE y RETILAP.




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II. CRITERIO DE DISEO

Los criterios bsicos de diseo para la elaboracin del proyecto elctrico fueron:

2.1 CUENTA DE ENERGIA Existir una cuenta general de energa para la Tarima la cual utilizara un medidor monofsico trifilar con medicin directa tipo electrnico segn Normas CHEC

2.2 CAIDA DE VOTAJE (REGULACIN) Los conductores para las acometidas fueron calculadas para una capacidad amperica de acuerdo con la carga que debe alimentar segn Normas CHEC.

2.3 SALIDAS DE ALUMBRADO Y TOMAS Las salidas de alumbrado y tomacorrientes, se disearon de acuerdo con las reas a utilizar.

2.4 NORMAS Las normas aplicadas al proyecto son la Norma Tcnica Colombiana NTC 2050, el Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas RETIE, RETILAP y normas tcnicas CHEC.

III. CALCULO DE LA CAPACIDAD INSTALADA

3.1 CARGAS ELECTRICAS A continuacin se anexan los cuadros con las cargas elctricas de las diferentes reas del proyecto.

3.2 CALCULO DE ACOMETIDAS Y REGULACIONES DE VOLTAJE El clculo de acometida y las regulaciones de voltaje se muestran en forma Tabulada a continuacin.

Calculo de la acometida para alumbrado TOTAL CARGA INSTALADA: 4828W CORRIENTE/FASE =4828W / 240V = 20,12A PROTECCION SELECCIONADA 2X30A CONDUCTOR SELECCIONADO ACOMETIDA SUBTERRANEA: Cu THW 3N6+1No.8T (75)




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NOTAS:

Las redes subterrneas siempre tendrn un ducto de reserva de la misma dimensin.

Las luminarias a instalar son de sodio 70W-240V y RGB 40W-120V

Las luminarias de alumbrado pblico de sodio alta presin 70W con balastro tipo reactor.

Ser cerradas con ip mnimos, para su conjunto ptico (65) y elctrico (43), ser autocontroladas.

La carcaza de las luminarias de acuerdo a su potencia, para este caso 70W color azul martillado.

Cuadro de cargas para el Alumbrado Exterior del Parque, la alimentacin se realizada desde barrajes en baja tensin en cmara de inspeccin.




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Cuadro de cargas para la Tarima.

Con un F.P. de 0.95 la carga para la iluminacin del parque es de 1794W; cuando se ilumina el Parque, se requieren todas las lmparas en funcionamiento, por tanto la demanda es aproximadamente igual a la carga instalada. La Acometida para la Red de Alumbrado Ser Trifilar en 3N6 +1No.8T Cu desde la Red Existente hasta la Recmara N 2. R 2. (La Red Existente por el Sector es Area en 2N 1/0 + 1N 1/0). La Acometida para la Tarima ser Trifilar en Cable Concntrico 2x8 +8 Cu.




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NIVEL DE TENSION REQUERIDO Cmo se Disean dos Acometidas Subterrneas (Una en 3No.6+1No.10T Cu. THW (75) y Otra en 2No.8+1No.10+1No.10, para Alimentar una Carga desde una Red y Transformador Existente, La tensin Requerida ser a NIVEL 1.

DISTANCIAS DE SEGURIDAD Por los Linderos del Parque Hay una red primaria de 13.2kV, por una de sus Vas , Pero de acuerdo a la normatividad se requieren 2.40 m de distancia , aqu se cumple ya que las Luminarias a Instalar quedan a una Distancia Horizontal Superior a la Mnima Requerida. Distancia luminaria a red ms cercana es de 3m.

IV. CALCULO DE CONDUCTORES

Se Tienen en cuenta los siguientes Parm de Diseo, que estn de Acuerdo a lo consignado en las Normas CHEC, NTC 2050 y el RETIE

Regulacin de Tensin: Circuito Ramal: < 3% Desde el Alimentador principal hasta la Salida ms lejana de Circuito: < 5% Tipo de Acometidas: 2 fases, 3 Hilos Tensin de Servicio de baja Tensin: 240/ 120 V Potencia por Salida de Alumbrado parque: 70W Potencia por Salida de Alumbrado tarima 32W , 2x32W Potencia por Salida de Toma Doble Tarima : 180VA Capacidad de Corriente de Circuito Ramal: 80% de la Carga instalada Ajuste de capacidad de corriente por nmero de conductores en canalizacin: Facto de Ajuste capacidad de corriente del conductor portador de corriente; de 4

a 6 conductores, 0.80% y de 7 a 9, 70% (Ver Nota 8 Tablas 310-16 hasta 310-19 NTC 2050)

Sistema de puesta a tierra Se utiliza un factor de Demanda de 1.0 para las cargas de Iluminacin del Parque y de Almacn y tarima. El clculo del Calibre de los Conductores se Subordin a la Capacidad de corriente permisible y a la cada de Tensin, respetando los parm enunciados.

ACOMETIDAS. Los calibres de las acometidas y alimentadores se Seleccionaron de Acuerdo con la Tabla 310-16 de la NTC 2050.




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CIRCUITOS ALIMENTADORES: para el Parque se utilizar Cable de Cobre N 8 con recubrimiento de tipo THHN, con Conductor aislado N 8 Cu de Puesta a Tierra (Ver NTC2050 T250-94). Para la Alimentacin de tomas y Circuitos de Alumbrado en Almacn-Tarima se utilizar alambre de Cobre N 12 con Recubrimiento de tipo THHN, y Conductor Aislado N 12 como conductor de Tierra de color verde.

V. CALCULO DE REGULACION.

LA REGULACIN PARA LA ACOMETIDA DE L ALUMBRADO

La Regulacin para la Acometida a Barraje, tiene en Cuenta que el Transformador monofsico que alimenta el Nodo de Arranque, Est Instalado a una distancia de en dos tramos Tramo 1 = 0m, con %Reg.= 0.00% y Tramo 2= 20m.

%Reg. Barraje=(Zeficaz ()xCorriente(A)xLong (m) x100)/120Vx1000 Cable: Cobre N 6 Eficaz: 1.52 Amperios: 10.2 Long Acometida: 20m %Reg. Barraje= (1.52x 10.2A x 20m x 100)/ (120V x1000)= 0.25 Luego la Regulacin Acumulada para el Barraje es = 0.25= 0.25%

LA REGULACIN PARA LA ACOMETIDA DE LA TARIMA- ALMACN, tiene en Cuenta que el transformador monofsico que Alimenta el Nodo de

Arranque, est instalado a un Primer Tramo de Red Secundaria de 1 metro, en Cable de aluminio N 1/0.

Con una Z eficaz= 0.417(), Long (m) = 1, Voltaje secundario de Servicio en el Transformador 240/120V

Entonces se tiene que el %Reg Tramo 1 es igual a 0,44%

Luego la regulacin Acumulada en la Red Existente para el Tramo 1 es 0.44%.




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Cable: Cobre N 8

Zeficaz: 2.38 Corriente: 15 A Longitud Acometida: 20m Entonces se tiene que el %Reg Tarima es igual a 0,74%

La Regulacin Acumulada para la Tarima-Almacn: 0.44%+0.74% =1.18 %

CALCULOS DE PERDIDAS DE ENERGIA. Prdida de energa para el operador de red es poca, sin embargo en estos 20 m hay una cada calculada as:

P=I^2*R R para cable N 6 es 1.45

P = (10.2A) (10.2A) x 1.45 =0,151kW Las Prdidas de Energa Equivalen a un Porcentaje muy Bajo, Por Tanto no Afectan el Bun Funcionamiento de las Luminarias a Instalar.

VI. CALCULO DE LLENADO Y DIMENSIONAMIENTO DE DUCTOS.

La Seleccin de la Tubera se Realiz bajo el artculo 310-16 hasta 19, Norma NTC 2050, Aplicando los Factores de correccin por Agrupamiento y Temperatura (Tabla 310-16, NTC 2050).

DUCTO IMC PARA EL BAJANTE EN POSTE TRAF. PARA ALUMBRADO (3 N 6 AWG) Y LA ACOMETIDA PARA EL REGISTRO DE CORTE DE LA TARIMA 12; Ver Tabla C4 Capitulo 9 NTC2050

DUCTO PVC PARA SUBTERRANEA ALUMBRADO RAMALES (3 N 6 AWG) 22; Ver Tabla C11 Capitulo 9 NTC2050

DUCTO PVC PARA SUBTERRANEA TARIMA (3 N 8 AWG) 21 1/4; Ver Tabla C11 Capitulo 9 NTC2050

DUCTO PVC PARA SUBTERRANEA ALUMBRADO RAMALES (2 N 8 + 1N1/0 AWG) 21 1/4; Ver Tabla C11 Capitulo 9 NTC2050




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DUCTO PVC PARA SUBTERRANEA ALUMBRADO RAMALES (4 N 8 + 1/0 AWG) 21 1/4; Ver Tabla C11 Capitulo 9 NTC2050

VII. CALCULO DE COORDINACIN DE PROTECCIONES SOBRECORRIENTES

1. PROTECCIN DE LAS INSTALACIONES

1.1 Proteccin contra sobreintensidades: Todo circuito estar protegido contra los efectos de las sobreintensidades que puedan presentarse en el mismo, para lo cual la interrupcin de este circuito se realizar en un tiempo conveniente y estar dimensionado para las sobreintensidades previsibles.

Las sobreintensidades pueden estar motivadas por:

Sobrecargas debidas a los aparatos de utilizacin o defectos de aislamiento de gran impedancia.

Cortocircuitos.

Descargas elctricas atmosfricas

a) Proteccin contra sobrecargas. El lmite de intensidad de corriente admisible en un conductor ha de quedar en todo caso garantizada por el dispositivo de proteccin utilizado. El dispositivo de proteccin esta constituido por un interruptor automtico de corte omnipolar con curva trmica de corte.

b) Proteccin contra cortocircuitos. En el origen de todo circuito se establecer un dispositivo de proteccin contra cortocircuitos cuya capacidad de corte estar de acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en el punto de su conexin. Se admite, no obstante, que cuando se trate de circuitos derivados de uno principal, cada uno de estos circuitos derivados disponga de proteccin contra sobrecargas, mientras que un solo dispositivo general pueda asegurar la proteccin contra cortocircuitos para todos los circuitos derivados. Tambin se recomienda proteger todos los circuitos secundarios frente a los cortocircuitos, con el fin de garantizar la continuidad de servicio de aquellos circuitos no afectados por la falta. Esto exigir tambin la coordinacin y selectividad de las protecciones (interruptores automticos (IA).




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As se tiene que, de forma general, el poder de corte del dispositivo de proteccin deber ser mayor o igual a la intensidad de cortocircuito mxima que pue producirse en el punto de su instalacin y que corresponde a un cortocircuito trifsico, en el lugar de colocacin de los dispositivos de proteccin Icn>Icc mxima prevista en el punto de instalacin del IA.

Se tiene como informacin entregada por el operador en las condiciones del servicio (factibilidad). Corriente de corto circuito NODO C11045: (monofsica, bifsica y trifsica) Circuito: CHA23L13 monofsica:1,799 KA bifsica: 2,1 KA trifsica: 2,398 KA

Para IA de caja moldeada y de bastidor metlico fabricados segn UNE EN 60947-2: Se aplicar una de las condiciones siguientes:

a) Icu>Icc mxima prevista en el punto de instalacin del IA, Poder de corte mnimo del IGA: Icu 4500 A o bien,

b) Ics>Icc mxima prevista en el punto de instalacin del IA Poder de corte mnimo del IGA: Ics 4500 A Siendo: Icu el poder de corte ltimo asignado Ics el poder de corte de servicio En la prctica es habitual usar la condicin a), ya que los cortocircuitos de valor elevado ocurren raramente. La condicin b) se aplicara en aquellos casos especiales con mayor probabilidad de que se produzcan defectos en la instalacin o cuando se trate de instalaciones o circuitos particularmente crticos a juicio del proyectista, como por ejemplo los circuitos con exigencia de continuidad de servicio. En todo caso, se recomienda que para aplicar el criterio de seleccin del dispositivo se tengan en cuenta:

Las condiciones de selectividad o proteccin en serie de la instalacin, La importancia econmica y/o estratgica de los equipos alimentados, La probabilidad de faltas y Las consideraciones de tipo econmico.

El funcionamiento de los IA se define mediante una curva en la que se observan dos tramos: - Disparo por sobrecarga: caracterstica trmica de tiempo inverso o de tiempo dependiente




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- Disparo por cortocircuito: Sin retardo intencionado, caracterizados por la corriente de disparo instantneo (Im), tambin denominados de caracterstica magntica o de tiempo independiente.

En Interruptores automticos para instalaciones domsticas y anlogas (IA modulares o magnetotrmicos) se definen tres clases de disparo magntico (Im) segn el mltiplo de la corriente asignada (In), cuyos valores normalizados son:

Curva B: Im = (3 5) In Curva C: Im = (5 10) In Curva D: Im = (10 20) In

La curva B tiene su aplicacin para la proteccin de circuitos en los que no se producen transitorios, mientras que la curva D se utiliza cuando se prevn transitorios importantes (por ejemplo arranque de motores). La curva C se utiliza para proteccin de circuitos con carga mixta y habitualmente en las instalaciones de usos domsticos o anlogos. Todo dispositivo de proteccin contra cortocircuitos deber cumplir las dos condiciones siguientes:

1) El poder de corte del dispositivo de proteccin debe ser igual o mayor que la intensidad de cortocircuito mxima prevista en su punto de instalacin, tal y como se ha explicado anteriormente. Se acepta un poder de corte inferior al resultante de la aplicacin de la condicin anterior si existe otro dispositivo con el suficiente poder de corte instalado aguas arriba. En este caso, las caractersticas de ambos dispositivos deben coordinarse de forma que la energa que dejan pasar ambos dispositivos de proteccin no exceda la que pueden soportar, sin daarse, el dispositivo y el cableado situado aguas abajo del primer dispositivo. Para una mayor seguridad y como medida adicional de proteccin contra el riesgo de incendio, esta condicin 2) se puede transformar, en el caso de instalar un IA, en la condicin siguiente, que resulta ms fcil de aplicar y es generalmente ms restrictiva: Icc mn > Im Siendo: Icc mn corriente de cortocircuito mnima que se calcula en el extremo del circuito protegida por el IA. La Icc mn para un sistema TT corresponde a un cortocircuito fase-neutro.




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Im: corriente mnima que asegura el disparo magntico, por ejemplo, para un IA de uso domstico y con curva C, se tiene: Im = 10 In

Coordinacin entre la proteccin contra las sobrecargas y la proteccin contra los cortocircuitos. Cuando se utilicen dispositivos distintos, sus caractersticas debern coordinarse de forma que la energa que deja pasar el dispositivo de proteccin contra cortocircuitos no supere la que puede soportar sin dao el dispositivo de proteccin contra sobrecargas.

En cuanto a la coordinacin entre dispositivos de proteccin contra sobrecargas se recomienda consultar la documentacin del fabricante

Limitacin de las sobreintensidades por las caractersticas de alimentacin. Se consideran protegidos contra cualquier sobreintensidad los conductores alimentados por una fuente cuya impedancia sea tal que la corriente mxima que pueda suministrar no sea superior a la corriente admisible en los conductores (tales como ciertos transformadores para timbres, ciertos transformadores de soldadura, ciertos generadores accionados por motor trmico). Mtodo grfico de proteccin de lneas contra cortocircuitos En este apartado se presenta un mtodo grfico para determinar la necesidad de instalar una proteccin contra cortocircuitos en circuitos derivados de una lnea principal. Este mtodo se aplica fundamentalmente a aquellos circuitos en los que se puede omitir la proteccin contra sobrecargas y en los que se debe comprobar que existe una proteccin efectiva contra cortocircuitos. Segn la norma UNE 20460-4-473, en los locales que no presenten riesgos de incendio o explosin y que no tengan condiciones especficas diferentes, se admite no prever proteccin contra las sobrecargas: a) En una canalizacin situada por detrs de un cambio de seccin, de naturaleza, de forma de instalacin o de constitucin, y que est efectivamente protegida contra las sobrecargas por un dispositivo de proteccin situado por delante; b) En una canalizacin que no es susceptible de ser recorrida por corrientes de sobrecarga a condicin de que est protegida contra los cortocircuitos y que no incluya ni derivacin ni tomas de corriente; c) Sobre las instalaciones de telecomunicacin, control, sealizacin y anlogas. Ejemplos ilustrativos de la condicin b) anterior, son: i) Cuando el equipo de utilizacin dispone de una proteccin incorporada contra las sobrecargas que protege tambin eficazmente la canalizacin que lo alimenta. ii) Canalizacin que alimenta a un equipo de utilizacin conectado de forma fija




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no susceptible de producir sobrecargas y no protegido contra sobrecargas. La corriente de utilizacin de este equipo no ser superior a la corriente admisible en la canalizacin. Por ejemplo, calentadores de agua, radiadores, cocinas y luminarias. iii) Canalizacin que alimenta varias derivaciones protegidas individualmente contra las sobrecargas siempre que la suma de las corrientes asignadas de los dispositivos de proteccin de las derivaciones sea inferior a la corriente asignada del dispositivo que protegera contra sobrecargas la canalizacin considerada.

El mtodo se basa en la utilizacin de un tringulo rectngulo del cual se determinan la longitud de los catetos en funcin de las caractersticas del suministro, de la proteccin y del conductor. Utilizacin del mtodo grfico

ALUMBRADO:

Circuito principal SF1=SNt= St= 13,29 mm2 Derivaciones. SF2 = SN2 =S2 =8,36 mm2

Se quieren instalar una derivacin para luminaria cada 8 m promedio a lo largo del parque, siendo 2 el total de derivaciones y estando la primera derivacin a 5,44 m del origen m= SF1/ SF2= 13,29/8,36=1 Im=10*In curva C Im= 500 Icc=U/(2*Zcc)=22 Longitud de=124,53 m Pero se debe Instalar cmo proteccin general para la carga de la Tarima un Breaker de 2x20A. Las protecciones correspondientes a cada ramal en la recmara con Barraje y en el Tablero de la Tarima TG, se han escogido de Acuerdo con la Tabla 210-24 de la NTC 2050 Y estn indicadas en los correspondientes cuadros de carga que aparecen en los planos.




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VIII. ANLISIS TCNICO DE MITIGACIN DE RIESGO ELCTRICO.

EVENTO O EFECTO FACTOR DE RIESGO FUENTE

RIESGO A

EVALUAR

Cortaduras, Golpes,

lesiones en manos y/o

extremidadespor

Riesgo Mecnico(al) en (en)

Herramientas de Mano

Escaleras y/o Andamiospor (al) en (en)

RIESGO A

EVALUAR


Caida a Diferente Nivel Riesgo Mecanico




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RIESGO A

EVALUAR

Contacto Directo, por

Riesgo Electrico(al) en (en)

Linea Energizada

El anlisis arroja que existe un MEDIO: Por tanto se deben de seguir todos los procedimiento para trabajo

seguro, aplicar las cinco reglas para trabajo elctrico, verificar la existencia de todos los E.P.P. y que se

encuentren en funciones adecuadas antes de realizar el trabajo. Divulgar al personal sobre tipos los tipos de

riesgos asociados al trabajo y evaluar el estado fsico y emocional de los operarios antes de ejecutar

cualquier actividad.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES




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X. ANLISIS DE PROTECCIN CONTRA RAYOS.

EVALUACIN DE RIESGOS POR RAYOS: Metodologa: NTC 4552, IEC 62305 2 y NFPA 780 La representacin y modelamiento de los factores de riesgo por rayo implica el uso de variables numricas (cuantitativas) y lingsticas (cualitativas), por consiguiente los modelos empleados en el anlisis de riesgo por rayo tienen que soportar estas dos clases de entidades. Por estas razones un modelo de lgica difusa parece ser el ms adecuado. Definicin del problema:

Municipio de Palestina Corregimiento Cauca (Ribereo al rio Cauca en el Departamento de Caldas) Riesgo = Numero de eventos dainos ndice de severidad

Riesgo = 0,7 * RDDT + 0,3 * Rlabs

Nivel Cerunico (NC): 100 das tormentosos / ao

Densidad de Descargas a Tierra (DDT) = 0,0017Td1.56 = 4 Corriente Absoluta Promedio: 25kA origen de los datos.

Densidad de descargas a tierra

[

Descargas/km2

- ao]

Corriente pico absoluta promedio [kA]

40

labs

20

labs

<

40

labs

<

20

30 DDT

15 DDT < 30

5 DDT < 15

DDT < 5

Altos

Bajos

Como la Corriente Absoluta promedio es de 25 KA, el ndice de riesgo por rayos es MEDIO

Severo

s

Medio

s




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Clasificacin

de

estructura

s

Ejemplos de estructura Indicador

A Teatros, centros educativos, iglesias, supermercados, centros

comerciales, reas deportivas al

aire libre, parques de diversin,

aeropuertos, hospitales, prisiones

40

B Edificios de oficinas, hoteles, viviendas, grandes industrias, reas

deportivas cubiertas.

30

C Pequeas y medianas industrias, museos, bibliotecas, sitios histricos

y arqueolgicos

20

D Estructuras no habitadas 0

Segn la clasificacin de la estructura A su indicador es de 40

INDICADOR USO = 40

Tipo de estructura Indicador

No metlica 40

Mixta 20

Metlica 0

Como podemos definir que el tipo de estructura es MIXTA (Metlica y no Metlica) el indicador nos arroja




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INDICADOR TIPO = 20

Altura y rea de la estructura Indicador

rea menor a 900 m2

Altura menor a 25 m 5

Altura mayor o igual a 25 m 20

rea mayor o igual a 900 m2

Altura menor a 25 m 10

Altura mayor o igual a 25 m 20

De acuerdo a la altura y rea del proyecto Altura (Postes de Iluminacin) = 4,50 m rea del Proyecto = 38,11x32, 48=1237,81 m2

INDICADOR ALTURA = 10

IG = I USO + I TIPO+I ALTURA = 40 + 20 + 10 = 70

Resultado de la suma de

Indicadores de estructura

Indicador

de

Gravedad

0 a 35 Leve

36 a 50 Baja

51 a 65 Media

66 a 80 Alta

81 a 100 Severa




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INDICADOR DE GRAVEDA ES ALTA FACTOR DE RIESGO

GRAVEDAD

PARM

Severa Alta Media Baja Leve

Severo Alto Medio

Bajo

Nivel de Riesgo

ALTO

MEDIO

BAJO

Podemos evaluar que el factor de riesgo es MEDIO Pero como tenemos postes metlicos izados para las luminarias las cuales deben llevar puntas de captacin tipo Franklin, adicionalmente se deben equipotenciar a tierra. XI. EVALUACION DE RIESGO FRENTE A RAYOS Y ANALISIS DEL




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SIPRA

1. INTRODUCCIN

Las tormentas elctricas son fenmenos naturales que no pueden evitarse, los rayos impactan las edificaciones, los servicios que entran a las mismas, y la tierra cercana a unos y otros. Tambin en las instalaciones se inducen sobre tensiones originadas por maniobras en los sistemas elctricos tanto dentro de la propia instalacin como provenientes del exterior. De aqu surge la necesidad de protegerse contra todos estos fenmenos.

La necesidad de la proteccin, la seleccin de las medidas de proteccin ms adecuadas y los beneficios econmicos de las medidas de proteccin adoptadas deben determinarse en funcin del anlisis del riesgo. En edificaciones existentes, que es el caso que nos ocupa, las medidas de proteccin seleccionadas deben tomar en cuenta las caractersticas y condiciones de la construccin, y las de los sistemas elctricos y electrnicos existentes. Importancia de la evaluacin del riesgo.: Todo diseo que se haga de un sistema de proteccin contra el rayo debe estar basado en la evaluacin del riesgo, esta: Permite evaluar si es necesario protegerse; Si hay que protegerse, permite entonces conocer cules son las medidas de proteccin ms adecuadas a la instalacin o al servicio en cuestin; Permite evaluar los beneficios econmicos de las medidas de proteccin seleccionadas, por comparacin de los costos de las prdidas econmicas con o sin las medidas de proteccin adoptadas.

El anlisis del riesgo se desarrollar sobre la base del documento 81/241A/CDV, el cual constituye el proyecto de norma de la IEC CDV 62305-2 Ed. 1.

2. ANLISIS DEL RIESGO

Fuente de dao (S)

La corriente del rayo es la primera fuente de dao; las siguientes fuentes se diferencian segn el punto de impacto del rayo (vea la Tabla que se muestra ms adelante): S1: Impacto a la estructura, S2: Impacto cercano a la estructura, S3: Impacto a un servicio, S4: Impacto cercano a un servicio.




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Tipos de dao (D)

Los daos que puede causar el rayo dependen de las caractersticas del objeto a proteger como son el tipo de construccin, contenido y aplicacin, tipos de servicios y las medidas de proteccin aplicadas. Para el anlisis del riesgo se distinguen tres tipos bsicos de daos: D1: Lesiones a los seres vivos, D2: Daos fsicos, D3: Fallas de los sistemas elctricos y electrnicos. Tipos de prdidas (L)

Cada tipo de dao, solo o en combinacin con otros, puede producir una prdida consecuente diferente en el objeto a proteger. Las prdidas que pueden aparecer en una edificacin son: L1: Prdidas de vidas humanas, L2: Prdidas de servicios pblicos, L3: Prdidas del patrimonio cultural, L4: Prdidas de valores econmicos (por la edificacin y su contenido, por prdidas relacionadas con la actividad productiva).




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Riesgo y componentes del riesgo (R)

El riesgo Res una medida de las prdidas, para cada tipo de prdida debe evaluarse el riesgo relacionado. Los riesgos a evaluar en una edificacin pueden ser:

R1: Riesgo de prdida de vidas humanas; R2: Riesgo de prdida de servicios pblicos;




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R3: Riesgo de prdida del patrimonio cultural; R4: Riesgo de prdida de valores econmicos. Riesgo tolerable Rt (Rt)

Es responsabilidad de las autoridades pertinentes identificar los valores del riesgo tolerable. Valores representativos del riesgo RT, donde la cada de rayos involucra prdida de vidas humanas, o prdida de valores culturales o sociales, se reflejan en la siguiente tabla:

TIPO DE PRDIDA

Rt

Prdida de vidas humanas 10-5

Prdida de servicios pblicos 10-3

Prdida del patrimonio cultural 10-3

(El numero 10 tiene como exponente negativo 5 y 3)

Evaluacin del riesgo

Procedimiento bsico para realizar la evaluacin: Identificar el objeto a proteger y sus caractersticas; Identificar todos los tipos de prdidas en el objeto y los riesgos relacionados R (R1a R4); Evaluacin del riesgo R para cada tipo de prdida; Evaluacin de la necesidad de la proteccin, por comparacin de los riesgos R1, R2, y R3con el riesgo tolerable Rt;

Evaluacin de la conveniencia econmica de la proteccin por comparacin del costo de las prdidas totales con o sin medidas de proteccin. En este caso debe evaluarse R4.




ARAUCA - CALDAS

DIAGRAMA DE FLUJO




ARAUCA - CALDAS

En el caso del proyecto a disear, los riesgos a evaluar son R1 (riesgo de prdida de vidas humanas) R4 (riesgo de prdida de valores econmicos).

Se decidi poner instalacin exterior de pararrayos en los postes de iluminacin. Se har la evaluacin del riesgo en dos variantes, una sin instalar dispositivos de proteccin contra las sobretensiones (SPDs), y la otra variante con SPDs.

Componentes del riesgo a evaluar:

R1= RA+RB+RU+RV R4= RB+RC+RM+RV+RW+RZ

Como vamos a evaluar a R1solamente, definiremos los componentes del riesgo relacionados con este valor:

RA: Componente de riesgo causado por tensiones de paso dentro estructura debido a descargas sobre la misma, no se considera

RB: Componente del riesgo relacionado con el impacto del rayo a la estructura, tiene que ver con el dao fsico causado por una chispa peligrosa dentro de la edificacin (L1, L2, L3, L4)

RU: Componente del riesgo para la edificacin debido a un impacto del rayo a un servicio conectado a la misma. Este se relaciona con el dao a los seres vivos causado por la tensin de toque dentro de la edificacin, provocada por la corriente del rayo inyectada en la lnea que entra a la edificacin (L1)

RV: Componente del riesgo para la edificacin debido a un impacto del rayo a un servicio conectado a la misma. Componente relacionado con el dao fsico (fuego o explosin provocados por una chispa entre la instalacin externa y partes metlicas generalmente en el punto de entrada de la lnea a la edificacin) debido a la corriente del rayo transmitida a travs de los servicios de entrada (L1, L2, L3, L4)

DATOS DE LA EDIFICACIN Y DE LOS SERVICIOS QUE ENTRAN A LA MISMA

DATOS DE LA EDIFICACIN Y CARACTERSTICAS CUADRO I PARAMETRO COMENTARIO SIMBOLO VALOR

DIMENSIONES

m L 32,48

m W 38,11

m H 4,5




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FACTOR DE

UBICACIN

Rodeada de

rboles y

edificaciones

de ms altura

Cd 0,25

TIPO DE PISO Losas de

granito ra 10^-3

RIESGO DE FUEGO Bajo rf 10^-2

RIESGO ESPECIALES

h=hz

No h 5

PROTECCION CONTRA

EL FUEGO r=rp

No r 0,5

PERDIDAS POR DAOS

FISICOS

Lf 10^-1

PROTECCION CONTRA

LESIONES

No PA 1

LPS PB 1

PERSONAS EN EL

EXTERIOR DE LA

EDIFICACION

Si 1200

DENSIDAD DE

IMPACTO DE RAYOS A

TIERRA

1/Km2/ao DDT (Ng) 9

RESISTIVIDAD DEL

SUELO

100

Datos y caractersticas de las lneas de entrada y los equipos internos

LINEA DE ENERGIA AEREA AL TRANSFORMADOR

CUADRO III

PARAMETRO COMENTARIO SIMBOLO VALOR

La lnea de energa viene area hasta el transformador a pa rtir de ah baja con un bajante

subterrnea, por lo que se divide para el anlisi s en dos seccion es

SECCION 1 - LINEA DE MEDIA TENSION AER EA A 13,2 KVA

LONGITUD m LC 10




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ALTURA DE LA

LINEA

m HC 12

ALTURA DE LA

EDIFICACION

CONECTADA AL

EXTREMO "a" DEL

SERVICIO

m Ha 12

ALTURA DE LA

EDIFICACION

CONECTADA AL

EXTREMO "b" DEL

SERVICIO

Hb 4,5

TRANSFORMADOR SI Ct 0,2

FACTOR DE

UBICACIN DE LA

LINEA

Rodeada de rboles y

edificaciones

de ms altura

Cd 0,25

APANTALLADO DE

LA LINEA

No PLD 1

TENSION

SOPORTADA POR

LOS EQUIPOS

No KS4 0,6

CABLEADO HECHO

SEGN BUENAS

PRACTICAS

KS3 1

SPD No PSPD 1

CUADRO IV


SECCION 2 - LINEA DE BAJA TENSION SU BTERRANEA A

227/120 V

LONGITUD m LC 120

ALTURA DE LA LINEA m HC 0

ALTURA DE LA

EDIFICACION m Ha 0




ARAUCA - CALDAS

CONECTADA AL

EXTREMO "a" DEL

SERVICIO

ALTURA DE LA

EDIFICACION

CONECTADA AL

EXTREMO "b" DEL

SERVICIO

Hb 3

TRANSFORMADOR No Ct 0,2

FACTOR DE UBICACIN

DE LA LINEA

Rodeada de

rboles y

edificaciones

de ms altura

Cd 0,25

APANTALLADO DE LA

LINEA

No PLD 1

CABLEADO HECHO

SEGN BUENAS

PRACTICAS

No KS3 1

SPD No PSPD 1

CUADRO V


LINEA TELEFONICA A EREA Y EQUIPOS

ELECTRONICOS INTERNOS

LONGITUD m LC 1000

ALTURA DE LA LINEA m HC 6


FACTOR DE

UBICACIN

Rodeada de

rboles y

edificaciones de

ms altura

Cd 0,25

APANTALLADO DE

LA LINEA

No PLD 1

TENSIO SOPORTADA

POR LOS EQUIPOS Uw=0,8KV Ks4 1




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CABLEADO HECHO

SEGN BUENAS

PRACTICAS

No KS3 1

SPD No PSPD 1

CUADRO VI


MU LTIPAR

TELEFONICO

SUBTERRANEA

LONGITUD m LC 0

ALTURA DE LA

LINEA

m HC 0


FACTOR DE

UBICACIN

Rodeada de

rboles y

edificaciones de

ms altura

Cd 0,25

APANTALLADO DE

LA LINEA

No PLD 1

CABLEADO HECHO

SEGN BUENAS

PRACTICAS

No KS3 1

SPD No PSPD 1

La tubera de agua no metlicas y no tenida en cuenta. Tambin no se tendrn encuenta las redes de computadores. Clculo de los valores a) Clculo de las reas equivalentes; b) Clculo del nmero esperado de eventos peligrosos; c) Determinacin de las prdidas anuales esperadas; d) Evaluacin de los componentes del riesgo y el riesgo total

AREAS EQUIVALENTES DE LA ESTRUCTURA Y LAS LINEAS

CUADRO VII SIMBOLO

DEL

AREA

FORMULA

AEREA

VALOR

(m2)




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Ad Ad=LW +

6H(L+W)+9(H)2

2.128

AI(LE_S1) AI(LE_S1)=(Lc-

3Hb)6Hc

41.330

AI(LE_S2) AI(LE_S2)=15(Lc-

3Hb)

550

AI(Lta) AI(LTa)=(Lc-

3Hb)6Hc

36.225

AI(LtS) AI(LTs)=15(Lc-

3(Ha+Hb))

2.845

NMERO ANUAL ESPERADO DE EVENTOS PELIGROSOS

CUADRO VIII

SIMBOLO FORMULA VALOR

(1/AO)

ND ND = Ng x Ad x Cd x 10-6 0,0085

NL(LE_S1) NL(LE_S1)=Ng x AI(LE_S1) x Cd x Ct x

10-6

0,0331

NL(LE_S2) NL(LE_S2)=Ng x AI(LE_s2) x Cd x Ct x

10-6

0,0004

NL(Lta) NL(Lta)=Ng x AI(LTa) x Cd x Ct x 10-6 0,0290

NL(LTs) NL(LTs)=Ng x AI(LTs) x Cd x Ct x 10-6 0,0023

PRDIDAS ANUALES ESPERADAS

VALORES Lt Y Lf

CUADRO IX

SIMBOLO VALOR

Lt 0,0001

Lf 0,1

Clculo del riesgo El riesgo R1se expresa por la siguiente suma de componentes:




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R1=RB+RU(LE_S1)+RV(LE_S1)+RU(LE_S2)+RV(LE_S2)+RU(LTa) +RV(LTa) +RU(LTs)+RV(LTs)

En la siguiente tabla se muestran los componentes involucrados y la evaluacin del riesgo total:

EVALUACIN DEL RIESGO CUADRO X

SIMBOLO

DEL

COMPONE

NTE

FORMULA

VALOR X(10 -

5)

RB NDPBLB 0,07200

0

RU(LE_S1) NL(LE_S1)PULU 0,00700

0

RV(LE_S1) NL(LE_S1)PVLV 0,60000

0


4


0

RU(Lta) NL(LTa)PULU 0,00300

0

RV(Lta) NL(LTa)PVLV 2,83000

0

RU(Lts) NL(LTS)PULU 0,00000

00

RV(LTs) NL(LTS)PVLV 0,10000

0

R1 RB+RU(LE_S1)+RV(LE_S1)+RU(LE_S2)+RV(LE_S2)+RU(Lta)+RV(Lta)+RU(Lts)+RV(LTs)

3,61701

4

Conclusiones de la evaluacin de R1




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Debido a que el riesgo R1= 3,617014x10-5 es mayor que el valor del riesgo tolerable RT= 10-5 se requiere proteccin contra los efectos del rayo. Segn el valor obtenido de la evaluacin de RB= 0,072 x 10-5 vemos que nuestra decisin de poner instalacin exterior de pararrayos en los Postes Metlicos de iluminacin fue acertada. Las mayores contribuciones al valor del riesgo estn dadas por:

RV (Lta) (componente relacionado con la cada del rayo en la lnea telefnica area) con un 78 %;

RV (LE) (componente relacionado con la cada del rayo en la lnea de energa, es la suma de las dos secciones) con un 17%.

Para reducir el riesgo R1a un valor tolerable, debern considerarse las medidas de proteccin que influencian los componentes RV.

Las medidas posibles son: a) Instalar SPDs en los puntos de entrada a la edificacin en las lneas de energa, esto reduce los valores de PU y PV de 1 a 0,03;

b) Otra medida podra ser instalar cables apantallados en estos servicios, esto tambin reduce los valores de PU y PV.

Nosotros escogimos la variante a) de instalar SPDs en las lneas de entrada, en la siguiente tabla mostramos los nuevos valores de los componentes del riesgo.

Reevaluacin del riesgo CUADRO XI

SIMBOLO

DEL

COMPONEN

TE

FORMULA

VALOR X(10 -

5)

RB NDPBLB 0,072

0


1




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0


0


2

RU(Lta) NL(LTa)PULU 0,000

1

RV(Lta) NL(LTa)PVLV 0,085

3

RU(Lts) NL(LTS)PULU 0,001

0

RV(LTs) NL(LTS)PVLV 0,100

0

R1 RB+RU(LE_S1)+RV(LE_S1)+RU(LE_S2)+RV(LE_S2)+RU(Lta)+RV(Lta)+RU(Lts)+RV(LTs)

0,280

7

Implantacin de las medidas seleccionadas La seleccin de las medidas a adoptar se har tomando como base el reporte tcnico IEC TR 61312-4 Ed. 1.0:1998. Proteccin contra el impulso electromagntico generado por el rayo Parte 4: Proteccin de equipos en edificaciones existentes. Implantacin de las medidas seleccionadas

Seleccin del sistema de distribucin

El sistema de distribucin elegido para la instalacin es el TN-S cuyas caractersticas son:

El punto neutro de cada fuente de energa se conecta a tierra de forma slida. Todas las partes conductoras accesibles de la instalacin y de los receptores estn conectadas a esa tierra mediante un conductor de proteccin (PE). El conductor neutro (N) y el de proteccin (PE) son independientes en todo el sistema y estn conectados entre s slo en el origen.

Seleccin de los SPDs a instalar en la entrada de la lnea de baja tensin a la edificacin de la Tarima.




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Debido a que los componentes del riesgo evaluado por cada del rayo en la lnea de energa dan un valor por debajo del permisible (RU (LE)= 0,007 y RV (LE)= 0,605), an sin instalar los SPDs, y adems motivados por razones econmicas, decidimos instalar SPDs para la proteccin contra sobretensiones originadas por cada lejana de rayos o por maniobras en el sistema electro energtico (Clase II), lo cual cumple con lo especificado en la norma IEC60364-4-44.

La seleccin de los SPDs se har segn lo especificado en las normas IEC 603645-53 e IEC 61643-12.

Forma de conexin La norma establece que, si hay una conexin directa entre el conductor de neutro y el PE en o cerca del origen de la instalacin, lo cual es nuestro caso, los SPDs deben conectarse entre cada conductor de lnea y la barra principal de tierra, o la barra de PE, cualquiera que sea la ruta ms corta.

Seleccin segn el nivel de proteccin (Up)

Segn la tabla 44B (IEC 60364-4-44) seleccionamos la sobretensin de categora III, la tensin soportada por los equipos en esta categora es de UW= 2,5 kV. Ejemplos de estos equipos son paneles de distribucin, interruptores automticos, cables, interruptores, tomacorrientes, etc. El nivel de proteccin Up del dispositivo seleccionado deber ser igual o menor de este valor.

Seleccin segn la tensin de operacin continua (Uc)

La tensin de operacin continua deber ser mayor o igual que 1,1Uo, siendo Uo la tensin de lnea a neutro.

Uc1,1 x115 V = 126 V Seleccin segn la corriente de descarga (In)

Esta no deber ser menor que 5 kA 8/20 us

Seleccin segn la corriente de cortocircuito esperada en el punto de instalacin La corriente de cortocircuito en el punto de instalacin es




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Los conductores de conexin del SDP, es decir, los conductores que van desde el conductor de lnea al dispositivo de proteccin por sobre corriente, de este al SPS, y del SPD al conductor PE o a la barra principal de tierra, deben ser lo ms cortos posibles, y en ningn caso deben sobrepasar los 0,5 m.

XII. CONDICIONES AMBIENTALES

a. Altura sobre el nivel del mar 853 m b. Ambiente Tropical c. Humedad Mayor al 90 % d. Temperatura mxima y mnima 21 a 35 C e. Temperatura promedio 28 C. f. Instalacin de luminarias y postes a la intemperie bajo condiciones de

contaminacin atmosfrica, humedad, humo, polvo, ozono y a cambios repentinos de temperatura. g. Zona Urbana

h. Coordenadas: 56'35"N 7542'8"W

XIII. CALCULO MECANICO DE ESTRUCTURAS: No Aplica

XIV. ANALISIS DE COORDINACION DE AISLAMIENTO: No aplica.

XV. CALCULO DE CARGAS ELECTROMAGNETICAS: No Aplica.




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XV. DIAGRAMA UNIFILAR. Tarima Tablero T G

CONDICIONES DE ENCUADRAMIENTO DEL PROYECTO ELECTRICO El Diseo Elctrico se realiza teniendo en cuenta las normas vigentes para Satisfacer las necesidades de las obras objeto del proyecto RETIE, RETILAP, NTC 2050 y Normas internacionales. El tablero de distribucin TG que prestar el servicio al almacn tarima tuvo en cuenta como condicin de diseo la capacidad demandada, equivalente segn norma al 80% de la capacidad Instalada. En la prctica se establece una disponibilidad de carga de 10 KVA disponible en el transformador del Sector (Factibilidad dada por el operador de red, en respuesta a consulta hecha a la CHEC de fecha 17 de Junio de 2014)




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Elabor:

Andres Porras Granados. Ingeniero electromecnico MP: BY 25064573

memorias eléctricas

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