Guía de diseño eléctrico

por | Dic 15, 2019 | instalaciones-electricas | 0 Comentarios

¿Tienes que hacer tu primer proyecto como ingeniero electricista?, Si es así estás en el lugar correcto. Ya son dos años desde que salí como egresado de la universidad Nacional, al entrar al mundo laboral tuve suerte de encontrar trabajo. De hecho, mi primer empleo fue participando en los diseños eléctricos y de iluminación de la que será la ampliación de la sede de ingeniería de la universidad Distrital Francisco Jose de Caldas en Bogotá. Apenas me asignaron el proyecto me sentí feliz y algo abrumado por el nuevo reto que tenia entre manos. Con la experiencia de ese trabajo hice una recopilación de normas y referentes de otros proyectos del que en aquel entonces fue mi mentor, Juan Antonio. Así, me decidí a recopilar las normas necesarias para cada una de las partes de un diseño eléctrico. Al final, organice esa información creando una guía de diseño eléctrico, que sea útil para todos los ingenieros electricistas recién egresados, o para aquellos que necesitan recordarlo.

Esquema general como guía del diseño eléctrico:

Todo proyecto eléctrico debe pasar por unas etapas previas, en ese orden de ideas una guía del diseño eléctrico no estaría completa si no se describieran estos pasos en detalle:

Objetivos:

Son cruciales para definir el alcance del proyecto. En primer lugar, se debe escribir en detalle cada uno de los objetivos del diseño, esta parte es importante y no debe ser menospreciada, esto te evitará futuros dolores de cabeza.

Definición de alcance:

En el alcance del proyecto eléctrico de diseño se debe mencionar el cumplimiento de los objetivos, especificando tiempos y entregables del proyecto. Así, como las respectivas especificaciones técnicas. Por ejemplo, el alcance del diseño de una ampliación de un edificio educativo podría quedar así » Se cumplirá con cada uno de los respectivos objetivos del proyecto. Además, se diseñará la subestación de 500KVA y los diseños eléctricos y de iluminación para el nuevo edificio ubicado en los predios de la sede de ingeniería de la universidad Distrital. Así, los diseños serán entregado en 4 meses con sus respectivas memorias de cálculos, APU y manual técnico de instalación basados en el RETIE y las normas existentes»

Análisis de información y normas:

Asimismo, se deben recopilar las normas necesarias para el diseño de cada uno de los elementos del proyecto eléctrico, por ejemplo, en general se usara la NTC 2050, no obstante esta cita otras normas. Así, la puesta tierra sera diseñada con los lineamientos de la IEEE 80. Asimismo, el SIPRA se basará en la NTC 4552 y los diseños de iluminacion se basaran en el RETILAB.

Cuantificación y clasificación de cargas:

En primer lugar se deben colocar las cargas y luminarias del sistema en una hoja de calculo, donde se especifique su lugar en el tablero. Así, los circuitos impares están a la izquierda y los pares a la derecha. Además se debe indicar la fase y potencia asociada. No olvides que el desvalance entre las tres fases no supere el 5%:

Cuadro de cargas

Lo segundo que se debe calcular es la regulación de las cargas, esta se hacen mediante unas constantes de regulación de codensa, simplemente se multiplica esta constante con la potencia en KVA del circuito y la distancia en metros. Asimismo se debe especificar el calibre y el tamaño de los ductos y canalizaciones. Revise la sección 3 y la tabla de anexos de la NTC 2050.

Regulación

Regulación circuitos trifásicos:

El calculo y demostración de la regulación en circuitos trifásicos y se aplica la siguiente formula.

V_{conductor}=\sqrt{3}I*D*(R*cos(\Phi )+L*sen(\Phi))

\% Reg=\sqrt{3}*S*D*(\frac{R}{V^{2}_{max}}*cos(\Phi )+\frac{L}{V^{2}_{max}}*sen(\Phi))

\% Reg=S*D*C_{Reg}

Donde:

  • %Reg es el porcentaje de regulación.
  • S potencia máxima del circuito en KVA
  • D Longitud del circuito en metros
  • R resistencia en Ohms/m
  • L inductancia en Henrrios/m
  • V voltaje linea a linea en KV
  • Vconductor ciad de tensión en la acometida
  • Phi angulo del factor de potencia de la carga

Regulación de Circuitos monofásicos y bifasicos:

La constante de regulación para los circuitos monofásicos es igual a 3 veces la constante de los circuitos trifásicos. Asimismo, para circuitos bifásicos la constante de regulación corresponde al doble.

Diversificación de cargas:

Asimismo, se debe realizar una adeacuada diversificación de las cargas para dimencionar apropiadamente el transformador, esto se puede revisar en la NTC 2050 en la sección 2 que habla detenidamente de los factores de demanda para cada caso, así:

  • 210-24 %factores de demanda de tomas.
  • 210-11 %factor de demanda de alumbrado.
  • 220-18 %factor de demanda secadora.
  • 220-19 %factor de demanda de estufas eléctricas, hornos y calentadores.
  • 220-32 %factor de demanda opcional para edificios multifamiliares.
  • 220-20 %factor de demanda de equipos de cocina comercial.
  • 220-34 %factor de demanda instalaciones educativas.
  • 220-41 % factor de demanda Instalaciones agrícolas.

No obstante, la NTC 2050 no se actualiza desde 1999. En consecuencia la parte de alumbrado esta sobredimencionada al considerar bombillas incandescentes. por eso te recomiendo usar el NEC code 70 sección 215.2 2019 o su equivalente en la norma europea IEC 60364-5 para está parte. En continuación hay un pequeño ejemplo de este cálculo donde FDD corresponde al factor de diversificación o de demanda:

Diversificación de alimentadores

Dibujo, como elemento crucial de una guía de diseño eléctrico:

Para el dibujo eléctrico es necesario manejar Autocad. Incluso, si eres estudiante, no te preocupes por la licencia, Autocad a puesto a tu disposición una version para estudiantes. Asimismo, se debe manejar una simbología. De hecho, el RETIE hace hincapié en el obligatoria aplicación de los símbolos gráficos extraídos de normas tales como: IEEE 315 (guía completa de símbolos eléctricos entre la pagina 14 a la 15, también hay una descripción detallado de cada bloque y ejemplos de cuando no está bien dibujado), IEC 60617 (norma europea equivalente a la IEEE 315), ANSI Y32 y la CSA Z99. A continuación, encontrarás un breve compendio de estos, no obstante si no encuentras uno de estos símbolos aquí, consulta algunas de las normas previamente citadas. Por otro lado, recuerda que el RETIE establece que no se deben mesclar nosrmas, si estás diseñando con la norma gringa solo usa el NEC y el IEEE, asimismo, si estás diseñando con ala norma europea solo usa la IEC 60617.

Los dibujos no estarían completos sin un previo dimensionamiento de los equipos representados en él. De hecho, lo cálculos diferencia la ingeniería básica de la ingeniería en detalle, a continuación veremos elementos necesarios para culminar el diseño de una instalación eléctrica:

Documento técnico:

Los planos son la conexión entre el mundo de las ideas y la realidad. Pero, un diseño no estaría completo sin un documento técnico que especifique las características técnicas de cada elemento de la instalación eléctrica. Este documento debe ser lo suficientemente descriptivo para que sirva de apoyo para la implementación de esta, recuerda que la persona que diseña muchas veces no es la misma que implementa. Por lo tanto, es obligatorio generar este documento. Por ejemplo, si se instala una puesta a tierra para la subestación, el documento debería especificar, que tipo de sustratos se usarán, calibres de las varillas, profundidad de la malla a tierra y sus respectivas memorias de calculo basados en la IEEE 80.

APU y analisis economico:

Una vez definido las cargas, dimensionado la subestación y cada una de las partes del sistema eléctrico, es importante hacer un APU, análisis de precios unitarios, este tiene implícito tanto detalle que elabore un articulo de como realizar un presupuesto de las instalaciones eléctricas.

Para finalizar, espero que te haya resultado útil este articulo, ¡NO OLVIDES SUBSCRIBIRTE! para estar al tanto de las ultimas actualizaciones, si tienes dudas, o alguna observación con respecto al articulo puedes dejarla en la cajita de comentarios, ayúdame a mejorar esta guía para que sea útil para cualquier ingeniero electricista.

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