Calculo de cortocircuito

Método punto a punto:

El  método de punto-a-punto se basa en que la corriente de corto circuito va disminuyendo paulatinamente a partir de la fuente, por lo que haciendo algunas consideraciones y sumando las contribuciones de motores a la corriente de corto circuito en la fuente, se puede hacer el cálculo punto a punto.

NOTA: Para convertir la longitud de metros a pies se usa una constante 3.2802 ft/m

Calculo de cortocircuito en el segundo transformador en un sistema:

Use el siguiente procedimiento para calcular el nivel de corriente de falla en el segundo secundario,  el flujo descendente de un transformador en un sistema cuando el nivel de corriente de falla en un transformador primario es conocida.

Iluminacion

El lux (símbolo lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel deiluminación. Equivale a un lumen /m².
 El lumen (símbolo: lm) es la unidad del Sistema Internacional de Medidas para medir el flujo luminoso, una medida de la potencia luminosa emitida por la fuente. 
Se usa en la fotometría como medida de la luminancia, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda según la función de luminosidad, un modelo estándar de la sensibilidad a la luz del ojo humano.
La diferencia entre el lux y el lumen consiste en que el lux toma en cuenta la superficie sobre la que el flujo luminoso se distribuye. 1000 lúmenes, concentrados sobre un metro cuadrado, iluminan esa superficie con 1000 lux. Los mismos mil lúmenes, distribuidos sobre 10 metros cuadrados, producen una iluminancia de sólo 100 lux. 
Una iluminancia de 500 lux es posible en una cocina con un simple tubo fluorescente. Pero para iluminar una fábrica al mismo nivel, se pueden requerir decenas de tubos. En otras palabras, iluminar un área mayor al mismo nivel de lux requiere un número mayor de lúmenes.


















La candela (símbolo cd) es una de las unidades básicas del Sistema Internacional, de intensidad luminosa.

Fuente	Potencia aproximada en vatios (W)	Luminosidad aproximada en candelas (cd)
vela, bujía o candela de cera	no notoria	1 cd
Led poco luminoso	decenas de milivatios	decenas de milicandelas
Led de potencia	algunos vatios	algunas candelas
Lámpara incandescente	40 W	40 cd
Lámpara incandescente	100 W	130 cd
Lámpara fluorescente	40 W	200 cd
Proyector de alta potencia	decenas de miles de vatios	millones de candelas

Las normas que tratan sobre los niveles de iluminación son:
NOM-025-STPS-2008
NOM-007-ENER (Conuee)
NOM-013-ENER 2013

Capacitores

Factor de potencia:

Para proteger su instalación eléctrica interna y recibir una calidad de servicio adecuada, es muy útil que usted esté informado acerca de la importancia del factor de potencia de su consumo.

Es un indicador sobre el correcto aprovechamiento de la energía, de forma general es la cantidad de energía que se ha convertido en trabajo

El factor de potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que significa que: 

El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo.

Considerando lo anterior el factor de potencia por debajo del 90% significa energía desperdiciada por su empresa y en consecuencia un incremento innecesario en el importe de su facturación por este concepto.

De acuerdo al comportamiento del factor de potencia se aplica una penalización cuando el f.p. es < al 90% o bonificación cuando el f.p. es > al 90% conforme a lo siguiente:

Origen del bajo Factor de Potencia 

La mayoría de los equipos eléctricos utilizan potencia activa o real que es la que hace el trabajo real y utilizan también la potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico directo en los equipos. Un alto consumo de energía reactiva puede producirse como consecuencia principalmente de: 

• Un gran número de motores. 
• Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado.
• Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos, por una mala planificación y operación en el sistema eléctrico de la industria. 
• Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos de la industria. 

Problemas técnicos 

Además del incremento en el importe de la facturación, un bajo factor de potencia también deriva en los siguientes problemas: 

• Mayor consumo de corriente. 
• Aumento de las pérdidas en conductores. 
• Desgaste prematuro de los conductores. 
• Sobrecarga de transformadores y líneas de distribución. w Incremento en caídas de voltaje

¿Cómo corregir su factor de potencia?

Ya que el bajo factor de potencia se origina por la carga inductiva, que algunos equipos requieren para su funcionamiento, es necesario compensar este consumo reactivo mediante bancos de capacitores y/o filtros de armónicas (Carga lineal y no lineal).

Se pueden manejar tres arreglos para la aplicación de capacitores, los cuales pueden combinarse entre sí según el arreglo que más beneficie en cada caso.

Compensación individual: Únicamente estaría en servicio cuando opere la carga a controlar

Compensación en grupo: Varias cargas de igual capacidad y periodo de trabajo, se pueden compensar con un capacitor en común, en un punto único como un centro de carga

Compensación central: Cargas distintas que operan a diferentes períodos pueden ser compensadas, con un banco único de capacitores, conectado usualmente a la entrada de la instalación, el cual mejora el nivel de voltaje pero no reduce las pérdidas

NOTA:

El factor de potencia no se cobra ni se toma en cuenta para casas solo en tarifas de media y alta tensión

Transformadores

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario. 

Funcionamiento:

Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro.

Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario.

NOTAS: 

1. Cuando el valor nominal del fusible o el ajuste del interruptor automático exigido no correspondan a un valor nominal o ajuste estándares, se permitirá tomar el valor nominal o ajuste estándar inmediatamente superior. 

2. Cuando se exija protección contra sobrecorriente del secundario, se permitirá que el dispositivo de protección contra sobrecorriente del secundario esté compuesto por un máximo de seis interruptores automáticos o seis grupos de fusibles agrupados en un lugar. Cuando se utilicen dispositivos múltiples de protección contra sobrecorriente, el total de los valores nominales de los dispositivos no debe exceder el valor permitido para un solo dispositivo de protección contra sobrecorriente. Si como dispositivo de protección contra sobrecorriente se utilizan tanto interruptores como fusibles, el total de los valores nominales del dispositivo no debe exceder el permitido para los fusibles. 

3. Un lugar supervisado es aquel en que las condiciones de mantenimiento y supervisión aseguren que solamente personal calificado supervisará y prestará servicio a la instalación de transformadores. 

4. Los fusibles accionados electrónicamente que se puedan ajustar para abrir a una corriente específica se deben ajustar de acuerdo con los ajustes para interruptores automáticos.

5. Se permitirá que un transformador equipado por el fabricante con protección térmica coordinada contra sobrecarga no tenga protección independiente del secundario. 

NOTAS: 

1. Cuando el 125 por ciento de la corriente no corresponde a un valor estándar de un fusible o interruptor automático no ajustable, se permitirá elegir el valor nominal estándar inmediatamente superior.

2. Cuando se exija protección contra sobrecorriente en el secundario, se permitirá que el dispositivo de sobrecorriente del secundario esté compuesto por máximo seis interruptores automáticos o seis grupos de fusibles agrupados en un lugar. Cuando se utilicen dispositivos múltiples de protección contra sobrecorriente, el total de todos los valores nominales de los dispositivos no deben exceder el valor permitido para un solo dispositivo de protección contra sobrecorriente. 

3. Se permitirá que un transformador equipado por el fabricante con protección térmica coordinada contra sobrecarga y dispuesta para interrumpir la corriente del primario, tenga protección contra sobrecorriente en el primario con valor nominal o ajuste a un valor de corriente que no sea más de seis veces la corriente nominal del transformador, para transformadores que no tienen una impedancia de más del 6 por ciento y no más de cuatro veces la corriente nominal del transformador, para transformadores que tienen una impedancia de más del 6 por ciento pero no más del 10 por ciento. 

EJEMPLO:

Grounding y Bonding

Tierra (Ground): Es el suelo conductor cuyo potencial eléctrico en cualquier punto se establece, por convención, igual a cero. Designa tanto a la tierra como lugar (por ejemplo: masa, chasis, carcasa, armazón, estructura y tubería de agua) como la tierra como material (por ejemplo: suelo, humus, arcilla, arena, grava y roca). La palabra "masa" solo debe utilizarse para aquellos casos en que la superficie no es el suelo, como sucede en los aviones, los barcos, los automóviles y otros.

Poner a tierra (Grounded): Conectar intencional o accidentalmente un equipo o una parte conductora de una instalación eléctrica (neutro, centro de estrella de transformadores o generadores, carcasas, incluso una fase para sistemas en delta, entre otros), con la tierra mediante una instalación de puesta a tierra.

Instalación de electrodos de tierra (Grounding): Es el conjunto de todos los elementos y medios conductores en contacto con el suelo o una masa metálica de referencia común que son instalados con el fin de establecer una conexión eléctrica de baja resistencia y distribuir las corrientes eléctricas de falla en éstos. Comprende los electrodos de tierra y sus interconexiones. También se le conoce como toma de tierra.

Conductor de electrodo de tierra (Grounding electrode conductor): Es el conductor que conecta intencionalmente el terminal principal de tierra (conductor de neutro conectado a tierra en los equipos de servicio, la envolvente del medio de desconexión del edificio o la envolvente de los sistemas obtenidos independientemente) a los electrodos de tierra.

Unión (Bond): Es la unión permanente entre todas las partes metálicas para formar una trayectoria eléctricamente conductora que tenga la capacidad de conducir de manera segura cualquier corriente se falla que tenga la probabilidad de circular por ésta. Se realiza mediante conductores, bandejas metálicas, conectores, acoplamientos, blindaje metálico de cables con fijaciones y otros dispositivos reconocidos para esta finalidad.

Puente de unión (Bonding jumper): Es un conductor adecuadamente dimensionado que asegure la conductividad eléctrica entre las partes metálicas de la instalación eléctrica.

Puente de unión principal (Main bonding jumper): Es un conductor, tornillo o cinta que une el conductor de tierra en los equipos de servicio al conductor neutro de servicio conectado a tierra.

Puente de unión del sistema (System bonding jumper): Es el conductor, tornillo o cinta que une las partes metálicas de un sistema obtenido independientemente a un devanado del sistema. Este puente brinda la trayectoria de corriente de falla de baja impedancia hacia la fuente de suministro eléctrico con el propósito de limpiar dicha falla.

Circuitos Derivados Especificos ( Motores)

Los motores asíncronos o de inducción son un tipo de motor de corriente alterna en el que la corriente eléctrica del rotor necesaria para producir torsión es inducida por inducción electromagnética del campo magnético de la bobina del estator. 

Overload Relay ( rele de sobrecarga)

El relé o relevador, es un dispositivo electromecánico, que funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes

La potencia nominal de un motor eléctrico es la potencia mecánica disponible en el eje: se expresa en Watt (W) o en caballos vapor (1 Hp = 745.7 W) o en caballo vapor métrico (1 CV = 736 W); por comodidad se suele poner 1 CV = 1 Hp = 750 W.La corriente nominal es la corriente absorbida por el motor cuando, alimentado a tensión y frecuencia nominal, suministra la potencia nominal.

CALCULO DE CIRCUITOS ( PASO 4)

Paso 4: Calculo de canalizaciones y charolas

Las canalizaciones eléctricas o simplemente tubos en instalaciones eléctricas, son los elementos que se encargan de contener los conductores eléctricos. La función de las canalizaciones eléctricas son proteger a los conductores, ya sea de daños mecánicos, químicos, altas temperatura y humedad; también, distribuirlo de forma uniforme, acomodando el cableado eléctrico en la instalación. 

Las canalizaciones eléctricas están fabricadas para adaptarse a cualquier ambiente donde se requiera llevar un cableado eléctrico. Es por eso, que se pueden encontrar empotradas ( techos, suelo o paredes), en superficies, al aire libre, zonas vibratorias, zonas húmedas o lugares subterráneos.

Dependiendo del tipo de material que están fabricadas, estas se clasifican en: metálicas y no metálicas. Las no metálicas se fabrican de materiales termoplásticos, ya sea PVC o de polietileno; en el caso de las canalizaciones metálicas, se fabrican en acero, hierro o aluminio.

PARA LAS DIMENSIONES DE LOS TUBOS Y SU DESIGNACIÓN MÉTRICA: VER TABLA 4 DE LA NOM 001

SE SUMAN LAS ÁREAS DE CADA CABLE ( NEUTROS, FASES, TIERRA) Y SE BUSCA LA TUBERÍA MAS ADECUADA.

Charolas:

Las charolas portacables tienen una función muy importante en la industria, ya que nos permiten tener una buena distribución de fuerza en toda la instalación eléctrica

Los sistemas de canalización y soporte de cables eléctricos sirven para dar dirección y distribución de una forma clara y ordenada. Son de fácil instalación y no requieren de la elaboración de zanjas en la obra.

Las charolas portacables son flexibles, ajustables y de poco mantenimiento lo que permite que se adecuen en el futuro de acuerdo a las necesidades de cada cliente. Además facilitan la reparación, corrección, incremento de vías eléctricas, ubicación de fallas; dado que su exposición al aire libre facilita su supervisión y modificación, así como una constante ventilación de los cables de energía evitando sobrecalentamiento.

Las charolas portacables pueden ser usados para tender cables de corriente, fuerza, señalización, control, alumbrado; todos estos deben tener su respectivo aislamiento para su óptimo funcionamiento.