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1
INSTITUTO POLITECNICO
NACIONAL.
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA
MECANICA Y ELECTRICA.
UNIDAD ZACATENCO
INGENIERIA ELECTRICA.
INSTALACIONES ELECTRICAS EN
BAJA TENSION.
Problemario.
Ing. Fedro Noyola Isgleas.
2
1. Escriba claramente el objetivo de la Ley de la Industria Eléctrica.
El objetivo de la ley es dar a conocer lo que se necesita para solicitar, utilizar
respetar el servicio de energía eléctrica.
2. De la Ley de la Industria Eléctrica, explique claramente, lo referente al
Título segundo, Capítulo II (de la generación de energía eléctrica).
Que la CFE es quien suministra la energía eléctrica a todo aquellos que se lo
solicite, es quien puede suspender el suministro del servicio, no incurrirá en
responsabilidad por interrupciones del servicio, tener todos los equipos
necesarios en óptimas condiciones, la venta de la energía eléctrica, todo lo que
tiene que ver con las tarifas del servicio, los contratos para la prestación del
servicio y la prestación del mismo.
3. Explique los tipos de cargas eléctricas que se tienen en baja tensión.
Son las cargas resistivas, capacitivas e inductivas.
Las resistivas son aquellas que consumen electricidad y la generan en luz o
calor. Las capacitivas son aquellas que utilizan electricidad, pero no la disipan.
Las inductivas son aquellas que utilizan electricidad, pero no la disipan,
solamente la absorben y luego la devuelven al sistema.
4. Explique la importancia que tiene el reglamento de la Ley de la
industria eléctrica y sus alcances
Es importante debido a que como todas las leyes en el estado tiene ciertas
características que modificaran dependiendo de las especificaciones de
nuestra instalación eléctrica.
5. Escriba correctamente la fundamentación de la materia de
Instalaciones Eléctrica de Baja tensión.
El programa de Instalaciones Eléctricas en baja tensión es fundamental dentro
de la carrera ya que en el se muestra estudio de las disposiciones legales,
reglamentarias, normativas y de suministro, que rigen los requisitos de
seguridad que deben cumplir las instalaciones eléctricas del usuario; asimismo,
les otorga a los alumnos el estudio de los elementos básicos que intervienen
en el diseño de las instalaciones eléctricas con tensión de alimentación menor
o igual a 600 V.
3
No existen asignaturas antecedentes, las materias colaterales son: Análisis
de Circuitos Eléctricos, Conversión de la Energía II y Equipo Eléctrico, las
materias consecuentes son: Instalaciones Eléctricas en alta Tensión,
Instalaciones Eléctricas Especiales.
6. Escriba cinco ventajas y/o desventajas en el uso de la energía
eléctrica en baja tensión.
1. Es un voltaje no tan peligroso para los usuarios.
2. todos tienen acceso a ella. 3. Nos sirve para cualquier artículo de uso
doméstico. 4. su costo económico no es mui alto.
5. desventaja que no la podemos utilizar en la industria.
7. Escriba en media cuartilla la fundamentación de la Ley de la Industria
Eléctrica.
La ley del Servicio Público de la Energía Eléctrica en nuestro país, esta
dictado por una serie de artículos acordados de parte del Ejecutivo Federal
y el H. Congreso de la Unión.
La ley contiene artículos en los cuales nos muestra unas características que
nos presentan que la energía eléctrica es de la nación, or lo tanto solo la
nación podrá distribuir, vender, generar y abastecer energía eléctrica que
tenga por objetivo el servicio público, en nuestro país la empresa que esta
designada para realizar dicho servicio es la Comisión Federal de
Electricidad (CFE), nos indica también que cualquier acción que queramos
realizar con relación al servicio público de energía eléctrica son de orden
público, eso quiere decirnos que nadie puede vendernos energía eléctrica
más que CFE, nadie más puede distribuirla, generarla, auto abastecerse,
etc. Solo CFE puede exportar o importar energía eléctrica. En estos
artículos también se dicta que servicios son de carácter del servicio público
de energía eléctrica, nos especifica que la empresa responsable de que
todas las disposiciones relativas es la CFE. En algunos casos la empresa
responsabilizada por parte de la CFE de algunos programas es la
Secretaria de Energía.
8. Escriba el objetivo de la NOM-001-SEDE-2012 (utilización).
El objetivo es establecer las especificaciones y lineamientos de carácter
técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadas a la utilización de
la energía eléctrica, con el fin de que tengan las condiciones adecuadas de
seguridad para las personas, con respecto a su protección.
9. Escriba la explicación de la importancia del Titulo 2 de la NOM 001
SEDE 2012
10. Escriba la explicación de lo que son las tarifas eléctricas
4
Las tarifas eléctricas son las disposiciones especificaciones, que contienen las
condiciones y cuotas que rigen para los suministros de energía eléctrica
agrupados en cada clase de servicio.
11. Por medio de un cuadro sinóptico de la clasificación de las tarifas
eléctricas para servicios en baja tensión e inclusive las tarifas OM y
HM de mediana tensión.
12.Escriba las características que deben cumplir un buen conductor
eléctrico.
a) alta conductividad
b) adecuada resistencia mecánica
c) flexibilidad
d) Bajo costo
13.Defina y escriba la explicación de lo que es un material dieléctrico.
Son aquellos que poseen electrones libres en su estructura.
Son los materiales que están fuertemente ligados a los núcleos y por lo
tanto requieren de un suministro de energía externa para desplazarlos de
un átomo a otro.
14.Escriba en qué consisten los agentes mecánicos, químicos y
eléctricos que pueden afectar en el comportamiento de un aislante de
un conductor eléctrico.
Mecánicas: adecuada resistividad, flexibilidad, abraccion, tracción,
compresión.
Eléctricas: baja conducción de energía.
TARIFAS se clasifican
en:
Especificas
son desde la 1
hasta 9N
Generales
son desde la 2
hasta la E 1-30
De respaldo
son desde la
HM-R hasta la
HT-RM
5
Químicas: resistentes a la corrosión, humedad, ácidos, hidrocarburos,
alcalides.
15. Mencione los principales aspectos de la Ley Federal sobre Metrología
y Normalización.
Disposiciones generales, el organismo encargado de la prestación del
servicio, la participación y capacitación de los trabajadores, las obras e
instalaciones, del Suministro de energía eléctrica, sanciones, los recursos
administrativos, la competencia y el aprovechamiento para obras de
infraestructura eléctrica.
16. Describa el objetivo y alcance del Reglamento de la Ley Federal sobre
Metrologia y Normalizacion.
Es dar a conocer las reglas y condiciones con las cuales se puede llevar a
cabo la ley del servicio público de energía eléctrica.
17.Describa los sistemas de distribución utilizados en baja tensión.
Son 4 los tipos de sistemas que hay en baja tensión los cuales son:
a) (1 Fase/2 Hilos) es monofásica, se encuentre desde 1KV hasta 5KV es
de 127V
b) (2 Fases/3 Hilos) es monofásica, se encuentra desde 5.1KV hasta 10KV
es de 127V
c) (3 Fases/4 Hilos) es trifásica, se encuentra desde 10.1KV hasta 25KV y
puede ser de 127/220 v
d) (3 Fases/3 Hilos) es trifásica, se encuentra desde 25.1KV en adelante y
es de 220V
18.Mencione las partes constitutivas de una subestación eléctrica a partir
de la acometida hasta los equipos de utilización.
Acometida, transformador de potencia, cuchillas desconectadoras,
interruptores, transformador de corriente, transformador de potencial,
cuchillas desconectadoras para sistemas de medición, cuchillas
desconectadoras de los transformadores, barras de conexión, aisladores de
soporte, conexión a tierra, apartarrayos, trampas de onda, equipo de
comunicación, y controles.
Calcule la corriente nominal a plena carga de un motor de 20 HP, 220 V, 3
fases, 60 Hz, con factor de Potencia de 90% y eficiencia del 92%.
De la formula W = 1.732 ( I)(N)( Vn) x F.P despejamos I :
6
I = W / 1.732(N)( Vn) x F.P donde I es la corriente a plena carga, N es la
eficiencia, F.P. Es el factor de potencia y se considerara un voltaje de 220 V
por ser de 3 fases
Entonces reemplazando valores :
I = (746 x 20)/(.92)(220)(.90) = 14,920/315.5011 = 47.2898 [A]
La corriente nominal a plena carga se calcula mediante In = 1.25 x I
obteniendo:
In = 1.25 x ( 47.2898) = 59.1123 [A]
Calcule la corriente nominal en el lado de alta y baja tensión para un
transformador de 45KVA, con tensiones de 440/220-127 volts.
De la formula S = (In)(Vn)x1.73 despejamos In obteniendo:
In = S / (Vn)x1.73 = 45 / (440 x 1.73) = 59.0471 [A] donde S es la potencia
del transformador en KVA.
In = S / (Vn)x1.73 = 45 / (220 x 1.73) =118.0943[A]
In = S / (Vn)x1.73 = 45 / (127 x 1.73) = 204.572
19.Mencione el alcance de la Norma NOM-001-SEDE-2012.
Objetivo.- Establecer los criterios a seguir en el desarrollo de la verificación
de la NOM-001-SEDE-2012 en las instalaciones eléctricas; describe la
responsabilidad, lineamientos, actividades y condiciones adecuadas de
servicio y de seguridad en la utilización de las instalaciones eléctricas.
Alcance.- Este procedimiento aplica a la evaluación de la conformidad para
que la Unidad de Verificación determine el grado de cumplimiento con la
NOM-001-SEDE-2012, desde que es aceptado por el cliente, hasta la
emisión del dictamen en caso de cumplimiento.
20.Defina que es el factor de demanda y de un ejemplo de su aplicación.
Es la razón entre la demanda máxima de la instalación o sistema y la carga
total conectada, definida sobre un total de tiempo dado. Se entiende por
7
carga total conectada a la suma de las potencias nominales de la
instalación considerada.
Una aplicación común la encontramos en las cargas de iluminación, las
cuales se consideran como continuas o no continuas y para algunos casos
especiales el código permite el uso de un factor de demanda. Para
sistemas a 600 voltios o menos los requerimientos sobre cargas continuas
están localizados en las secciones 210.19 y 210.20 para circuitos ramales,
secciones 215.2 y 215.3 para alimentadores y sección 230.42 para
conductores de acometida. Por ejemplo, la carga general de iluminación
para un edificio de oficinas de 1000 m² es de 22000 VA (1000x22 VA) tabla
220-3b. Los 22000 VA son incrementados un 25% ya que las cargas son
continuas 22000x1.25 = 27500 VA.
21.Describa el procedimiento para obtener de la CFE el suministro de
energía en baja tensión.
Primero debe realizarse un contrato de suministro de energía eléctrica en
baja tensión el cual consta de declaraciones( “EL USUARIO” declara que...
y “LA COMISIÓN” declara que ...), cláusulas, características de suministro y
facturación.
Se debe seguir el siguiente procedimiento ubicado en la Especificación
Técnica de CFE “DCPROASO“ en la sección de Atención De Solicitudes De
Servicio De Energía Eléctrica (PROASOL):
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO:
No. RESPONSABLE DESCRIPCIÓN
1 Solicitante
Presenta solicitud de servicio de energía eléctrica bajo el régimen de
aportaciones (Formato 1), acompañada de los requisitos para obtener el servicio.
2
Departamento
Comercial
Recibe y registra solicitud de servicio acompañada de los requisitos completos,
de acuerdo al tipo de solicitud.
3
Departamento de
Planeación.
Descarga solicitudes recibidas del área Comercial y adicionalmente registra en
SIAD solicitudes de servicio recibidas localmente.
4
Departamento de
Planeación.
Realiza visita de campo con la información proporcionada por el solicitante y
elabora estudio técnico.
5
Departamento de
Planeación.
¿Existe impedimento técnico?
8
Si = Continua proceso en actividad 6 No = Continua proceso en actividad 7
6
Departamento de
Planeación.
Notifica impedimento técnico (Formato 8)
7
Departamento de
Planeación.
¿La demanda de la solicitud es mayor a 20 MVA?
Si = Continúa proceso en actividad 8 No = Continúa proceso en actividad 12
8
Departamento de
Planeación.
Integra propuesta de atención y envía al departamento de Planeación Divisional.
9 Planeación Divisional.
Revisa propuesta de atención y envía a Gerencia de Planeación para su
aprobación.
10
Gerencia de
Planeación.
Analiza propuesta en coordinación con el área de Programación, en su caso
involucra a la Unidad de Ingeniería Especializada, se acuerda punto de
suministro.
11
Gerencia de
Planeación.
Informa a la División correspondiente los términos de atención de la solicitud.
RESPONSABLE DESCRIPCIÓN
12
Departamento de
Planeación
Prepara presupuesto de obras en base a los términos de atención definidos y
turna para su formalización (Formato 2).
13
Departamentos de
Planeación/Comercial
Zona
Entrega oficio de presupuesto de obra al solicitante
14
Departamento de
Planeación
¿Está exento de aportaciones?
Si = Continúa proceso en actividad 15 No= Continúa proceso en actividad 16
15
Departamento de
Planeación
¿Requiere construcción de obras?
Si = Continúa proceso en actividad 18 No= Continúa proceso en actividad 21
16 Solicitante
¿Acepta presupuesto, conviene o paga aportación por obra específica?
Si = Continúa proceso en paso 18 No =Continúa proceso en paso 17
17 Solicitante
¿El solicitante construye la obra específica?
Si= Continúa trámite de acuerdo el Procedimiento de Obras Construidas por
Terceros.
9
No= Finaliza proceso
18
Departamento de
Distribución o
Construcción
Programa, ejecuta o licita las obras, de acuerdo al proyecto definido.
19
Departamento de
Distribución o
Construcción.
Envía plano definitivo elaborado en software institucional e inventario físico
valorizado al área de Planeación y Administración respectivamente, notifica la
terminación o recepción de las obras al Departamento Comercial e ISC para su
contratación y conexión.
20
Departamento de
Distribución.
Energiza las obras.
21
Departamento
Comercial.
Formula contrato(s) y conecta servicio(s).
22 Administración. Capitaliza obras e incorpora al activo fijo.
22.Explique la importancia de los planos, especificaciones y memorias de
cálculo a desarrollar en el proyecto eléctrico.
Planos: Con ellos la obra se construye. Es el producto final de la ingeniería.
Deben ser claros y autosuficientes, o sea que no sea necesario recurrir a
otros planos para su entendimiento (comprenderlos), salvo en lo necesario.
No deben dejar margen de creación a la obra, salvo en detalles menores de
montaje, que quien hace la obra (el montador) conoce generalmente mejor
que el proyectista. Y para cubrir esta necesidad se hacen a veces planos de
detalles denominados típicos de montaje.
Los planos deben ser, en lo posible, de un mismo tamaño, lo que facilita su
archivo y manejo de los mismos en obra. Se recomienda el tamaño A1 de la
norma IRAM que corresponde a 600 x 845 mm, y el A4 210 x 297 mm, o el
tamaño que mas se aproxime si se debe respetar otra norma.
Al iniciar la ejecución de cada plano, un croquis a mano alzada del mismo
es muy útil para cubrir las consideraciones básicas, y ver lo que se quiere
mostrar.
Ejecutado un plano, el mismo se emite al Comitente "Para Aprobación",
luego superada esta etapa con o sin observaciones, y completadas las
revisiones que corresponden se emite "Apto para Construcción" o
"aprobado para Construcción".
Un plano puede sufrir varias revisiones hasta que llega la aprobación, esto
obliga a definir en forma clara y adecuada para reconocer las diferentes
revisiones.
Especificaciones técnicas
10
En lo que corresponde valen las mismas consideraciones que para las
memorias de calculo. Las especificaciones técnicas deben definir con
claridad como se deben realizar técnicamente las tareas especificadas a
cargo del contratista, o como se debe ejecutar la provisión de determinado
equipo.
Las especificaciones deben definir la función, no son un manual
constructivo del equipo o del procedimiento, se debe tener en claro que la
responsabilidad del producto, o de la construcción es del contratista o del
proveedor.
El ingeniero de proyecto no es ingeniero de producto, y para obtener la
calidad deseada se basa en las normas, la sola mención de las mismas
debe definir correctamente la calidad deseada del producto.
Durante los pasos intermedios de fabricación, debe verificarse los
diferentes requerimientos de las normas.
Una advertencia importante es que en una misma provisión, no se deben
mezclar normas, ya que de hacerlo se generan problemas imposibles de
liquidar.
Las especificaciones técnicas deben tener un desarrollo claro de sus
puntos, similarmente a las memorias de calculo, por ejemplo:
objeto
alcance
características generales
características particulares
ensayos
Frecuentemente el proveedor debe anticipar con documentación las
características detalladas de su provisión, el alcance, necesidad e
importancia de esta documentación debe ser claramente transmitida al
momento del contrato.
En cuanto a revisiones, referencias, reciben el mismo tratamiento que antes
se detallo para los planos
Memorias de cálculo
El objeto es conservar documentadas las razones de las decisiones
tomadas al adoptar una determinada solución, a veces se tienen varias
opciones y se debe optar, estas memorias se emiten al comitente para
aprobación.
Aprobadas por el comitente, se tiene el visto bueno para llevar adelante el
proyecto de la propuesta adoptando la solución. Para no atrasar la
ingeniería, frecuentemente no se espera esta aprobación, en la esperanza
que estos documentos sean correctos.
11
Las memorias no se emiten para obra ni al contratista. En cuanto a
revisiones, referencias, reciben el mismo tratamiento que antes se detallo
para los planos.
Las memorias deben ser claras separando lo que se quiere señalar en
puntos, por ejemplo:
objeto
alcance
premisas de calculo (hipótesis)
desarrollo del calculo (metodología)
conclusión
Los gráficos deben ser claros, y los dibujos esquemáticos (simples -
simplificados)
23.En forma sencilla y utilizando un diagrama de fasores, demuestre que
la tensión entre fases es exactamente igual a la raíz cuadrada de tres
multiplicada por la tensión entre fase y neutro.
En la conexión estrella (siguiente figura), con secuencia positiva tenemos
que se han conectado las terminales “a”, “b” y “c” en un solo empalme, el
cual corresponde al punto en común o neutro (n). Se tiene el diagrama
fasorial siguiente:
De donde se puede observar que:
Para determinar las tensiones entre fases se tiene:
12
Y se aplica para cada tensión entre fase y fase, se indica con este resultado
que la tensión de línea es mayor veces la tensión de fase y también
podemos observar que se adelanta 30° sexagesimales. Si quisiéramos
graficar cada señal de tensión tendríamos:
24.Escriba la explicación de lo que significa el factor de potencia y su
relación con las cargas resistivas, capacitivas y las inductivas.
El factor de potencia es un indicador cualitativo y cuantitativo del correcto
aprovechamiento de la energía eléctrica. También podemos decir que el factor
de potencia (fp) es la relación entre las potencias activa (P) y aparente (S) si las
corrientes y tensiones son señales sinusoidales. Si estas son señales
perfectamente sinusoidales el factor de potencia será igual al cos φ, o bien el
coseno del ángulo que forman los fasores de la corriente y la tensión,
designándose en este caso como cos φ el valor de dicho ángulo.
En cuanto a la relación del factor de potencia, en circuitos puramente resistivos
la tensión (V) está en fase con la corriente (i), siendo algunos de estos artefactos
como lámparas incandescentes, planchas, estufas eléctricas etc. Toda la
energía la transforma en energía lumínica o energía calorífica, mientras que en
un circuito inductivo o capacitivo la tensión y la corriente están desfasadas 90 °
respecto a la otra. En un circuito puramente inductivo la corriente está atrasada
13
90 ° respecto de la tensión. Y en un circuito puramente capacitivo la corriente va
adelantada 90 ° respecto de la tensión.
25.Explique que es el factor de relleno y cuál es la importancia que tiene
para el cálculo de algún tipo de canalización eléctrica.
26.En el cálculo de los conductores eléctricos en baja tensión, en que
consiste la flexibilidad eléctrica del mismo.
27. Calcule la corriente nominal a plena carga de un motor de 25 HP, 220 V,
3 fases, 60 Hz, con factor de potencia de 90% y eficiencia del 92% .
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
P= 25HP
Vn=220
F=60Hz
F.P.=.9
Efic=.92
P
I
P=18650
I=50.03
28.Calcule la corriente nominal en el lado de alta y baja tensión para un
transformador de 45 KVA, con tensiones de 440/220-127 volts.
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
P=45KV
A
Vn=440
Vn=220
I1
I2
I1=51.02
I2= 102.057
I3=306.212
14
29.Un motor de 3,5 HP, tiene un factor de potencia de 0,75, determine la
potencia capacitiva requerida para corregir el factor de potencia a COS
=0,9
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
P=3,5HP
F.P.=0,7
Q=1138.03
Q2=1726.69
Qc
Xc
C
Qc=-588.66
Xc=-27.39
C=97μf
30.Un derivado de 17 metros de longitud, se utilizara con un motor de 2.0
HP, monofásico a 127 V, 60 Hz, y un factor de potencia de 0.85;
calcúlese la caída de tensión en el circuito derivado.
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
L = 17 m
P= 2 HP
Vn=127 V
F= 60 Hz
cos ϕ = .85
e = ?
P
I
Ic
s
Cal
Imax
e
s
Cal
Imax
e
P = 746(HP) =746 x 2
NOM-001-SEDE-2012
430-22
Ic=In*1.25
NOM-001-SEDE-2012
TABLA 310-15(b)(16)
La caída de tensión debe ser menor o igual a 2volt
Se procede a calcular una sección transversal
alterna
P = 1492 Watts
In = 13.8212 [A]
Ic=17.2765 A
s=3.31
Cal=12 AWG
Imax =20 a
e= 2.79
s=4.62 – 5.26
Cal=10
Imax=30 A
e=1.75
Usamos una sección transversal de 2.08 sacado de la NOM-001-SEDE-2012:
tabla 310-15(b)17
15
31.Un alimentador de 25 metros de longitud con aislamiento TW al aire,
para una carga total de 22.5KW, resultado de sumar cargas parciales
monofásicas y trifásicas, Se requiere qué %e no exceda de 1.5 siendo
un factor de potencia de 0.91.
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
L = 25m
AISL=TW
P = 22.5 KW
Cargas monofásicas y
trifásicas.
F.P. = .91
%e <1.5
V =
In
s
Cal
Imax
%e
NOM-001-SEDE-2012
TABLA-310-15(b)(17)
In= 64.887
s=13.3
Cal=6
Imax=80 A
%e=1.10
32.Un alimentador trifásico de 25 metros de longitud debe transmitir una
carga de 65KW a 220V, con un factor de potencia de 0.8 a una
frecuencia de 60 c/s. Se requiere que la caída de tensión no exceda del
2. Determinese el calibre del conductor y el tubo conduit a utilizar.
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
L = 25 m
W = 65 KW
V = 220 volts
cos ϕ = .80
60 Hz
e =<2
I = 65/(220 x .80)
%e = (2/220) x 100
s =
4(369.3)(25)/220(.909
0)
I = W / Vn cos ϕ
%e = (e / Vn) x 100
s = 4(I)(L)/Vn x %e
NOM-001-SEDE-
2012
Tabla
I = 369.3181 [A]
%e = .9090
s = 184.6775 mm2
33.Determine la sección transversal de los conductores eléctricos con
aislante RHW-2 que deben alimentar una carga de 17.000 W, resultado
de sumar cargas parciales monofásicas y trifásicas. Considérese un
factor de potencia de 0.91, 127/220 V, temperatura del medio ambiente
de 30°c.
R=
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
V = 127/220 volts
W = 17 KW
cos ϕ = .91
T = 30ºC
I = W / Vn cos ϕ
Tabla 310-15(b)(16)
Imax = 147.0969 [A]
I = 84.9150 [A]
16
Por lo tanto los conductores tendrán una sección transversal de 53.49 mm2
y 21.2 mm2
34.Dos líneas trifásicas a tres hilos, deben conducir 25 amperes por fase,
a una temperatura ambiente de 42° C. Determínese el calibre de los
conductores eléctricos y las dimensiones del tubo conduit.
Datos Cálculos Modelo matemático Resultado
I= 25 Ampers
Ta= 42°
35.Determínese cuál es el número máximo de conductores de calibre 12
AWG, que cabe dentro de un tubo conduit de 16mm de diámetro, si se
utiliza un aislante a) tipo RHW, b) THW-2, c) TW.
Datos Cálculos Modelo matemático Resultado
Conductor Cal# 12
AWG.
Tubo conduit 16mm de
diámetro.
No de conductores
máximos = n
NOM-001-SEDE-2012
S=?
Para inciso a)
Para inciso b)
Para inciso c)
d= 16mm = 0.62 plg= ¾
Apéndice C-1
Tablas 310-15(b)(16)
S=3.31mm²;es la misma
sección transversal para
todos los conductores de
Cal# 12
Para inciso a)
n= 6 conductores
para inciso b)
n= solo para calibre 14
para inciso c)
n= 11 conductores
36.Determínese el mínimo tamaño de tubo conduit a emplear, si se
requiere alambrar con dos conductores de cal #12 AWG con aislante
del tipo THHN y 4 conductores cal #8 AWG con aislante tipo TW.
Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
2 conductores Cal# 12
AWG con aislante tipo
THHN
4 conductores Cal# 8
AWG con aislante tipo
TW
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
Scal# 12= ?
Scal# 8= ?
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 31% , para 2
conductores
FR=40% , para 4
conductores
Tablas 310-
15(b)(16)
Scal# 12= 3. 31mm²
Scal# 8= 8.35mm²
Para 2
conductores
A= (2)(3.31)/(0.31)
d= √(4(21.41)/π)
Para 4
conductores
A= (2)(8.35)/(0.4)
d= √(4(83.7)/π)
Para 2
conductores
A=21.41mm²
d=5.20 mm
Para 4
conductores
A=83.7 mm²
d=10.32 mm
17
37.Se tiene un alimentador trifásico con tres conductores de cal #2/0
AWG y aislante RHW, instalados en un tubo conduit de 53 mm.
Determínese: a) el mayor tamaño de tubo conduit permitido por la
norma oficial mexicana para instalaciones eléctricas, b) el mayor
tamaño de los conductores con aislante de tipo RHW que podrían
reemplazar a los ya existentes y c)el incremento que se generaría en la
carga expresada en % por el cambio en los calibre de los conductores.
38. Se tiene un motor monofásico de 2.5 CV a 127 V, en un lugar donde la
temperatura ambiente es de 38° C, y se requiere alimentar con un
conductor con aislante THWN a una distancia de 20 m, determínese
las dimensiones: a) de los conductores y b) del tubo conduit a utilizar.
Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
18
Para inciso a)
(1ө, 2H)
Vn= 127 v
Hp=2.5
Ta= 38°C
l= 20m
Fp=0.9
F=60Hz
Hp=3.5
Aislante tipo THWN
To= 90°C
%e=2
W=?
A) Por
corrientes
In=?
Ic=?
ICT=?
NOM-001-
SEDE-2012
Fc
Imax
Smax
Cal#
B) Por
tensiones
S=?
NOM-001-
SEDE-2012
Smax
Imax
Cal#
W=N[746]
In= w/(Vn * cos ө)
Ic= 1.25*In
ICT= In/Fc
Tabla 310-
15(b)(2)(a)
Fc=0.88
Tabla 310-15(b)(16)
S= (4*Ic*L)/
(Vn*%e)
S=(4*I ICT *L)/
(Vn*%e)
W=2.5[746]
In= 1865/(127*0.9)
Ic= 1.25*16.32
ICT= 16.53/0.88
S=
4(20.38)(20)/(127*2)
S=
4(18.53)(20)/(127*2)
]W=1865 [W]
In= 16.32 A
Ic=20.38 A
ICT= 18.53 A
Imax= 25 A
Smax= 3.31
mm²
Cal# 12 AWG
S= 6.41 mm²
S= 5.83 mm²
Smax= 8.67
mm²
Imax= 55 A
Cal# 8 AWG
Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
Para inciso b) d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 31% , para 2
conductores
Tablas 310-
15(b)(16)
A= (2)(8.67)/(0.31)
d= √(4(55.93))/π)
A= 55.93mm²
d=8.43 mm
39.Cuál es el número máximo de conductores cal #12 AWG con aislante
THWN con cubierta exterior que puede instalarse en un ducto
19
cuadrado de 6.35 cm (2.5 pulgadas), sin considerar reducción por
corriente.
Datos Cálculos Modelo matemático Resultado
Conductor Cal# 12
AWG.
Tubo conduit 16mm de
diámetro.
No de conductores
máximos = n
NOM-001-SEDE-2012
S=?
Para inciso a)
Para inciso b)
Para inciso c)
d= 16mm = 0.62 plg= ¾
Apéndice C-1
Tablas 310-15(b)(16)
S=3.31mm²;es la misma
sección transversal para
todos los conductores de
Cal# 12
Para inciso a)
n= 6 conductores
para inciso b)
n= solo para calibre 14
para inciso c)
n= 11 conductores
40.Determinese el diámetro de tubo conduit a utilizar para cada uno de
los siguientes casos o grupos de conductores eléctricos con aislante
TW. A) Tres conductores cal #6 AWG y dos conductores cal #10 AWG
cableados, b) cuatro conductores cal #12 AWG y tres conductores cal
#10 AWG alambre, c) seis conductores cal #10 AWG y doce
conductores cal #12 AWG alambre, d) ocho conductores cal #14 AWG
y cuatro conductores cal #12 AWG alambre.
20
Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
Para inciso a)
Para 3 conductores Cal# 6
AWG
Para 2 conductores Cal#
10 AWG
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=13.3 mm²
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 31% , para 2
conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=5.26 mm²
A= (3)(3.13)/(0.4)
d= √(4(99.75)/π)
A= (2)(5.26)/(0.31)
d= √(4(99.75)/π)
A= 99.75mm²
d=11.26 mm =
0.44 pulgadas
A= 33.75mm²
d= 6.57 mm = 0.25
pulgadas
Para inciso b)
Para 4 conductores Cal#
12 AWG
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=3.31 mm²
A= (4)(3,31)/(0.40)
d= √(4(33.1)/π)
A= 33..1 mm²
d= 6.49 mm
21
Para 3 conductores Cal#
10 AWG
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=5.26 mm²
A= (3)(5.26/(0.40)
d= √(4(39.45)/π)
A= 39..45 mm²
d= 7.08 mm
Para inciso c)
Para 6 conductores Cal#
10 AWG
Para 12 conductores Cal#
12 AWG
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=5.26 mm²
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=3.31 mm²
A= (6)(5.26/(0.40)
d= √(4(39.45)/π)
A= (12)(3.31/(0.40)
d= √(4(99.3)/π)
A= 78.9 mm²
d= 10.02 mm
A= 99.3 mm²
d= 11.24 mm
Para inciso d)
Para 8 conductores Cal#
14 AWG
Para 4 conductores Cal#
12 AWG
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d=?
A=?
NOM-001-
SEDE-2012
S= ?
FR= ?
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=2.08 mm²
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40% , para mas
de 2 conductores
Tablas 310-15(b)(16)
S=3.31 mm²
A= (8)(2.08)/(0.40)
d= √(4(41.6)/π)
A= (4)(3,31)/(0.40)
A= 41.6 mm²
d= 7.27 mm
A= 41.6 mm²
22
d= √(4(33.1)/π) d= 7.27 mm
41.Se tiene una línea trifásica a tres hilos con aislante THW que conduce
una corriente total de 125 A. a una temperatura de 40° C. y una línea
monofásica a dos hilos con aislante tipo TW que conduce una
corriente de 15 A. a una temperatura de 40° C., determínese el tubo
conduit de PVC pesado a utilizar.
Datos Cálculos Modelo
matemático
Operación Resultado
Para una línea (3ө,
3H)
In= 125 A
Aislante THW
To= 75°C
Ta=40°C
Vf=220V
Para una línea (1ө,2H)
In= 15 A
Aislante TW
To= 60°C
Ta=40°C
Vn=127V
Ic= ?
NOM-001-SEDE-
2012
Fc= ?
Smax
Imax
Cal#
A= ?
d= ?
NOM-001-SEDE-
2012
FR= ?
Ic= ?
NOM-001-SEDE-
2012
Fc= ?
Smax
Imax
Cal#
A= ?
d= ?
NOM-001-SEDE-
2012
FR= ?
Ic= In/Fc
Tablas 310-
15(b)(2)(a)
Fc=0.88
Tablas 310-
15(b)(16)
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 40%; para
más de 2
conductores
Ic= In/Fc
Tablas 310-
15(b)(2)(a)
Fc=0.82
Tablas 310-
15(b)(16)
d= √(4A/π)
A= ns/FR
Capitulo 10
FR= 31%; para 2
conductores
Ic=125/ 0.88
A=
(3)(67.43)/(0.40)
d=
√(4(505.75)/π)
Ic=15/ 0.82
A=
(2)(3.31)/(0.31)
d= √(4(21.35)/π)
Ic=142.04 A
Smax= 67.43 mm²
Imax= 142.4 A
Cal# 2/0 AWG
A= 505.75 mm²
d= 25.73 mm= 0.99
pulgadas
Ic=18.29 A
Smax= 3.31 mm²
Imax= 20 A
Cal# 12 AWG
A= 21.35 mm²
d= 5.21 mm= 0.20
pulgadas
42.Una carga monofásica a dos hilos, puramente resistiva está conectada
a una distancia de 50 m de la toma de corriente, si la caída de tensión
requerida no debe de exceder de 2 y la corriente de carga es de 20 A,
determínese las dimensiones del conductor.
Datos Cálculos Modelo
matemático
Operación Resultado
23
(1ө,2H)
Vn= 127 v
L=20 m
Carga resistiva
Ic= 20 A
%e= 2
S= ? S= (4*i*L)/(Vn* %e) S=
(4*20*50)/(127*2)
S= 15, 74mm²
La dimensión del conductor es de S= 15, 74mm²
43.Determínese el alimentador principal para una carga total de 15 KW,
resultado de sumar cargas parciales monofásicas y trifásicas (127/220
V). la toma de energía al centro de carga es de
Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
(3ө,4H)
Vf= 227 v
W= 15KW
L=30 m
Fp= 0.85
%e= 1
Ta= 37°C
Ya que es
alimentador el
aislante es tipo RHW
con To= 75°C
A) Por corrientes
In=?
Ic=?
NOM-001-
SEDE-2012
Fc
Imax
Smax
Cal#
B) Por tensiones
S=?
NOM-001-
SEDE-2012
Smax
Imax
Cal#
In= w/(√3*Vf * cos ө)
Ic= In/ Fc
Tablas 310-
15(b)(2)(a)
Fc= 0.88
Tablas 310-
15(b)(16)
S=
(√3*2*i*L)/(Vf*%e)
Tablas 310-
15(b)(16)
In=
1500/(√3*220 *0.85)
Ic= 46.31/0.88
S=
(√3*2*52.06*30)/(20*1)
In= 46.31 A
Ic= 52.62 A
Smax=
13.3mm²
Imax= 65 A
Cal# 6 AWG
S= 24.59mm²
Smax= 33.6
mm²
Imax= 115 A
Cal# 2 AWG
44.Para un local de 89 m de longitud y 45 m de ancho se tienen las cargas
mostradas en la taba siguiente:
No. Or K watts X (m) Y (m)
1 3.5 49 24
2 3 24.5 16
3 5 61 32
4 6 86 16
5 4 95 24
6 3 8 8
7 1.5 20 7
a) El centro de carga más económico.
b) Las dimensiones de los conductores y el tubo conduit del
alimentador.
24
c) Las dimensiones de los conductores y del tubo conduit de los
derivados.
d) El tipo de tarifa a recomendar.
Nota: Tension monofásica de 127 V, frecuencia de 60 Hz, factor de
potencia de 0,9, todas las cargas son monofasicas
.
No.
Or
KW X
(m)
Y
(m)
W*X
(KW*m)
W*Y
(KW*m)
X’(m) Y’(m) L(m) Tipo de
circuito
I(A) Tipo de
aislante
Imax
(A)
Smax
(mm²)
Cal#
AWG
FR% A
(mm²)
d
(mm)
1 3,5 49 24 171,5 84 8,7 4 9,6 (1ө,2H) 30,6 TW-
60°C
40 8,37 8 31 54 8,3
2 3 24,5 16 73,5 48 33,2 4 33,6 (1ө,2H) 26,2 TW-
60°C
30 5,26 10 31 33,9 6,7
3 5 61 32 305 160 3,3 12 12,4 (1ө,2H) 43,7 TW-
60°C
55 13,3 6 31 85,8 10,5
4 6 86 16 516 96 28,3 4 28,6 (1ө,2H) 52,5 TW-
60°C
55 13,3 6 31 85,8 10,5
5 4 95 24 380 96 37,3 4 37,5 (1ө,2H) 35 TW-
60°C
40 8,37 8 31 54 8,3
6 3 8 8 24 24 49,7 12 51,1 (1ө,2H) 26,6 TW-
60°C
30 5,26 10 31 33,9 6,7
7 1,5 20 7 30 10,5 37,7 13 39,9 (1ө,2H) 13,1 TW-
60°C
15 2,08 14 31 13,4 4,1
Σ 26 57,7 20 1500 518,5 57,7 20 61 (3ө,3H) 75,8 THW-
75°C
85 26,7 3 40 200,25 15,96
La tarifa recomendada es la tarifa tipo 3 para demanda de mas de 25KW.
47.Para una factoria de manufacturas del vestido, se reuqire determinar
las dimensiones de la acometida, alimentador y derivados de acuerdo
a las siguientes cargas y datos presentados en la tabulación siguiente.
No.
Or
Equipo Tensión Carga Frecuencia F.P. X
(m)
Y
(m)
1 Motor
Trifásico
220 v 5CV 60 Hz 0.9 3.5 1
2 Alumbrado
Incandescente
127 v 3.5
KW
60 Hz 1 4.5 1.5
3 Motor
Monofásico
127 v 1.5 CV 60 Hz 0.9 5.5 6.5
4 Motor
Monofásico
127 v 1.5 CV 60 Hz 0.9 6.5 2
5 Motor
Monofásico
127 v 2 CV 60 Hz 0.9 7.5 3.5
25
6 Secadora de
Tres tiempos
127 v 5 A 60 Hz 0.9 8 4
7 Movedora de
Aire
220 v 3 HP 60 Hz 0.9 9.2 6
8 Horno de
resistencias
127 v .9 KW 60 Hz 1 12 7
Nota: el alimentador y los derivados se encuentran dentro de canalización de tubo conduit a una temperatura del medio
ambiente de 35° C. CV(caballo de vapor) y HP (horse pow er) son unidades de potencia, cuyas equivalencias son
aproximadamente:
1 CV= 735 W 1CV=75 Kgf.m/s
1 HP= 746 W 1 HP= 550 Lbf.pie/s
49.Problema resuelto en clases (CORREGIDO)
Se quiere instalar un motor de 2.5 HP monofásico a 127 V y 60 Hz , con un factor de
potencia de .75; la temperatura ambiente es de 30 ºC y la distancia del punto de
alimentación a la carga es de 27 m.El conductor es metálico de cobre y seencuentra dentro
de una canalización. Determinar las dimensiones del conductor:
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
Motor (1ϕ, 2 H)
N = 2.5 HP
f= 60 Hz
Vn = 127 V
Tam= 30ºC
l = 27 m
%e = 2 (derivado Cuº)
W = 2,5(746)
In = 1,865/(127x.75)
Ic = 1,25 (19,58)
W = N[746]
In = W/(Vn cos ϕ)
Ic = 1,25 x In
W = 1,865 Watts
In = 19,58 Amperes
Ic = 24,47 Amperes
De la NOM-001-SEDE-2012: tabla 310-104(a) ; se obtiene el tipo de aislante que conviene
utilizar de a cuerdo a los criterios de diseño
TW THW THW-S RHW
To 60 ºC 75 ºC 90 ºC 75 ºC
26
$
Tubo
A la intemperie
Al exterior
1
si
no
no
2
si
no
si
3
si
si
si
2
si
si
si
Por lo tanto conviene el aislante TW debido a que cumple con los criterios de diseño y ser
económico.
Para determinar el calibre del conductor recurrimos a la NOM-001-SEDE-2012: tabla 310-
15(b)16
Con el calculo de la sección transversal (s) se obtiene que :
s = (4 x Ic x l )/ (Vn x %e) = 10,40 mm2.
Por lo cual se toma el valor de designación inmediato superior a 10,40 mm2 que es de 13,3
mm2 subrayado en la tabla.
Solución:
Los conductores deberán ser de cobre con un aislante TW - 60 ºC para una longitud de 27
metros y un calibre # = 6 AWG.
50.Problema resuelto en clases (CORREGIDO)
Se tiene un alimentador de 30 metros de longitud para una carga total monofásica de
7,5 KW, este usa conductores metálicos con aislante RHW , tiene una temperatura de
operación de 75 ºC y temperatura ambiente de 40 ºC; el conductor esta sin
canalización.Determine las dimensiones del conductor:
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
W = 7,5 KW
T1 = 75 ºC
T2 = 40 ºC
Aislante RHW-75ºC
L = 30 m
Alimentador(2ϕ, 3 H)
%e = 3
Ft = .88 (factor de
operaciónde
temperatura)
In = 7,5 / (2x127x.9)
In / .88
In = W /(2 Vncos ϕ)
s 1= (2 In L) / (Vn %e)
s2=2(In/Ft) L/(Vn %e)
In / Ft
In = 32.80 Amperes
s1 = 5.86 mm2
s2= 8.608 mm2
In / Ft = 37.272 Ampers
Para determinar el calibre del conductor recurrimos a la NOM-001-SEDE-2012: 310-
15(b)2(a)
27
y 310-15(b)17
Por lo cual se toma el valor de designación inmediato superiores a 5.86 mm2 8.608
mm2 subrayados en la tabla.
Solución:
3 conductores serán de calibre # 8 y un conductor de calibre # 6 (neutro) de 30
metros y con un aislante RHW – 75 ºC.
51.Problema resuelto en clases (CORREGIDO)
R= Se tiene un alimentador de 45 KW dentro de una canalización metálica de
tubo conduit con una longitud de 38 metros, la temperatura del medio
ambiente es de 30 ºC y se requiere un aislante con conductor metálico RHW
– 90 ºC; utilizando un factor de potencia de .9 determinar:
a) Las dimensiones del conductor
b) Las características del tubo conduit a utilizar
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
W = 45 KW
Alimentador (3 ϕ, 4 H)
127-220 V
L = 38 m
Ta = 30 ºC
Aislante RHW – 90 ºC
%e = 3
Tubo conduit metálico
f = 60 Hz
n = 3 conductores
In = 45/(3 x 127 x .9)
= 45/(√3 x 220 x .9)
In = W / (3 Vn cos ϕ)
= W/(√3 Vf cos ϕ)
Tablas 310-15(b)(16)
s1 = 2 In L/ (Vn %e)
s2 = √3x2 In L/(Vn %e)
FR = ns/A
A=ns/FR
ϕ = √(4xA/π)
In = 131.23 [A]
Imax = 145 [A]
s1 = 42.4 mm2
s2 = 26.17 mm2
Imax = 115 [A]
FR = 40%
A = 3.18 mm2
ϕ = 20,12 mm
Solución: 4 conductores de 38 metros de longitud calibre # 1 AWG y aislante RHW
– 2con temperatura de operación de 90 ºC
52.Problema resuelto en clases (CORREGIDO)
28
Se tiene una línea trifásica al aire que transmite una potencia de 75 KW en una
distancia de 100 metros con una temperatura ambiental de 37 ºC, utilizando
un aislante THW – 2 y conductor metálico de cobre. Determinar las
dimensiones del conductor:
Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados
W = 75 KW
(3 ϕ, 3 H)
L = 100 m
FP = .9
Vf = 220 [V]
Ta = 37 ºC
Aislante THW–2
To=90ºC
%e = 3
Conductor metálico
In = 75/(√3 x 220 x .9)
s = 2√3 x
218.69x100/(220x3)
In = W/(√3 Vf cos ϕ)
Tabla 310-15(b)2(a)
Ic = In/Fct
Tabla 310-15(b)17
s = 2√3 In L/(Vf %e)
In = 218.69 [A]
Fct = .91
Ic = 240.31 [A]
Imax = 260 [A]
S = 53.5 mm2
Calibre # 1/0
s = 126.31 mm2
s= 127 mm2
Imax 455 [A]
s = 127 mm2
Calibre #250
53.Problema resuelto en clases (CORREGIDO)
No. W(wa
tts)
X (m) Tipo de
circuito
WX L´
(m)
I (A) Tipo de
aislante
Imax
(A)
S
(mm2)
Cal #
AWG
%e
1
2
3
4
5
.5
2.7
3.2
.5
1
1.5
2
6
10
12
(3ϕ,3H)
(3ϕ,3H)
(3ϕ,3H)
(3ϕ,3H)
(3ϕ,3H)
.75
3.4
19.2
9
12
5.5
5
1
3
5
4.37
15
28
8
9
TW-60ºC
TW-60ºC
TW-60ºC
TW-60ºC
TW-60ºC
25
25
30
25
25
2.08
2.08
3.31
2.08
2.08
14
14
12
14
14
.36
.36
.26
.36
.36
∑ 7.3 (2ϕ,3H) 44.35 7 31.93
63.46
THW-
75ºC
35 3.31 12
54.Problema resuelto en clases (CORREGIDO
A) C.C. mas económico
B) Dimensiones del alimentador
C) Dimensiones de los derivados
D) Características de la acometida
E) Explique qué tarifa le corresponde
No. W(wa
tts)
X (m) Y (m) Tipo de
circuito
WX WY L´
(m)
I (A) Tipo de
aislante
Imax
(A)
S
(mm2)
Cal #
AWG
29
Solución:
A) Diagrama
B) Tablas
C) Tablas
D) Las características que debe de tener la acometida son los datos que
obtenemos del alimentador en este caso el dato importante es el calibre del
conductor que será calibre #12 AWG.
E) Le correspondo la tarifa número 2, porque es un circuito de (3ϕ,4H) y esto
corresponde a un voltaje 10.1 KV hasta 25KV y esta tarifa suministra este
voltaje que es hasta los 25KV.
1
2
3
4
5
6
7
1
1.8
.5
.73
3.1
1.6
2
1.2
1.8
3
3.8
6.5
9.4
12
.5
1.8
3
4.5
3.7
6
8
(1ϕ,2H)
(1ϕ,2H)
(1ϕ,2H)
(1ϕ,2H)
(1ϕ,2H)
(1ϕ,2H)
(1ϕ,2H)
1.2
3.24
1.5
2.87
20.15
15.04
24
.5
3.2
1.5
3.3
11.5
9.6
16
6.4
5.1
3.5
2.5
.6
3.5
6.8
8.7
15.7
4.4
6.4
27.1
14
17.5
TW-60ºC
TW-60ºC
TW-60ºC
TW-60ºC
TW-60ºC
25
25
25
25
30
25
25
2.08
2.08
2.08
2.08
3.31
2.08
2.08
14
14
14
14
12
14
14
∑ 10.73 6.3 4.3 (3ϕ,4H) 67.9 45.6 6.3 31.3 THW-
75ºC
35 3.31 12
No. X’ Y’ % e
1
2
3
4
5
6
7
5.1
2.5
3.3
2.5
.2
3.1
5.7
3.8
2.5
1.3
.2
.6
1.7
3.7
2.42
2.42
2.42
2.42
.17
2.42
2.42
∑ 1.3 6.4 .1

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Problemario fedro1 (1) (autoguardado)

  • 1. 1 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA. UNIDAD ZACATENCO INGENIERIA ELECTRICA. INSTALACIONES ELECTRICAS EN BAJA TENSION. Problemario. Ing. Fedro Noyola Isgleas.
  • 2. 2 1. Escriba claramente el objetivo de la Ley de la Industria Eléctrica. El objetivo de la ley es dar a conocer lo que se necesita para solicitar, utilizar respetar el servicio de energía eléctrica. 2. De la Ley de la Industria Eléctrica, explique claramente, lo referente al Título segundo, Capítulo II (de la generación de energía eléctrica). Que la CFE es quien suministra la energía eléctrica a todo aquellos que se lo solicite, es quien puede suspender el suministro del servicio, no incurrirá en responsabilidad por interrupciones del servicio, tener todos los equipos necesarios en óptimas condiciones, la venta de la energía eléctrica, todo lo que tiene que ver con las tarifas del servicio, los contratos para la prestación del servicio y la prestación del mismo. 3. Explique los tipos de cargas eléctricas que se tienen en baja tensión. Son las cargas resistivas, capacitivas e inductivas. Las resistivas son aquellas que consumen electricidad y la generan en luz o calor. Las capacitivas son aquellas que utilizan electricidad, pero no la disipan. Las inductivas son aquellas que utilizan electricidad, pero no la disipan, solamente la absorben y luego la devuelven al sistema. 4. Explique la importancia que tiene el reglamento de la Ley de la industria eléctrica y sus alcances Es importante debido a que como todas las leyes en el estado tiene ciertas características que modificaran dependiendo de las especificaciones de nuestra instalación eléctrica. 5. Escriba correctamente la fundamentación de la materia de Instalaciones Eléctrica de Baja tensión. El programa de Instalaciones Eléctricas en baja tensión es fundamental dentro de la carrera ya que en el se muestra estudio de las disposiciones legales, reglamentarias, normativas y de suministro, que rigen los requisitos de seguridad que deben cumplir las instalaciones eléctricas del usuario; asimismo, les otorga a los alumnos el estudio de los elementos básicos que intervienen en el diseño de las instalaciones eléctricas con tensión de alimentación menor o igual a 600 V.
  • 3. 3 No existen asignaturas antecedentes, las materias colaterales son: Análisis de Circuitos Eléctricos, Conversión de la Energía II y Equipo Eléctrico, las materias consecuentes son: Instalaciones Eléctricas en alta Tensión, Instalaciones Eléctricas Especiales. 6. Escriba cinco ventajas y/o desventajas en el uso de la energía eléctrica en baja tensión. 1. Es un voltaje no tan peligroso para los usuarios. 2. todos tienen acceso a ella. 3. Nos sirve para cualquier artículo de uso doméstico. 4. su costo económico no es mui alto. 5. desventaja que no la podemos utilizar en la industria. 7. Escriba en media cuartilla la fundamentación de la Ley de la Industria Eléctrica. La ley del Servicio Público de la Energía Eléctrica en nuestro país, esta dictado por una serie de artículos acordados de parte del Ejecutivo Federal y el H. Congreso de la Unión. La ley contiene artículos en los cuales nos muestra unas características que nos presentan que la energía eléctrica es de la nación, or lo tanto solo la nación podrá distribuir, vender, generar y abastecer energía eléctrica que tenga por objetivo el servicio público, en nuestro país la empresa que esta designada para realizar dicho servicio es la Comisión Federal de Electricidad (CFE), nos indica también que cualquier acción que queramos realizar con relación al servicio público de energía eléctrica son de orden público, eso quiere decirnos que nadie puede vendernos energía eléctrica más que CFE, nadie más puede distribuirla, generarla, auto abastecerse, etc. Solo CFE puede exportar o importar energía eléctrica. En estos artículos también se dicta que servicios son de carácter del servicio público de energía eléctrica, nos especifica que la empresa responsable de que todas las disposiciones relativas es la CFE. En algunos casos la empresa responsabilizada por parte de la CFE de algunos programas es la Secretaria de Energía. 8. Escriba el objetivo de la NOM-001-SEDE-2012 (utilización). El objetivo es establecer las especificaciones y lineamientos de carácter técnico que deben satisfacer las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica, con el fin de que tengan las condiciones adecuadas de seguridad para las personas, con respecto a su protección. 9. Escriba la explicación de la importancia del Titulo 2 de la NOM 001 SEDE 2012 10. Escriba la explicación de lo que son las tarifas eléctricas
  • 4. 4 Las tarifas eléctricas son las disposiciones especificaciones, que contienen las condiciones y cuotas que rigen para los suministros de energía eléctrica agrupados en cada clase de servicio. 11. Por medio de un cuadro sinóptico de la clasificación de las tarifas eléctricas para servicios en baja tensión e inclusive las tarifas OM y HM de mediana tensión. 12.Escriba las características que deben cumplir un buen conductor eléctrico. a) alta conductividad b) adecuada resistencia mecánica c) flexibilidad d) Bajo costo 13.Defina y escriba la explicación de lo que es un material dieléctrico. Son aquellos que poseen electrones libres en su estructura. Son los materiales que están fuertemente ligados a los núcleos y por lo tanto requieren de un suministro de energía externa para desplazarlos de un átomo a otro. 14.Escriba en qué consisten los agentes mecánicos, químicos y eléctricos que pueden afectar en el comportamiento de un aislante de un conductor eléctrico. Mecánicas: adecuada resistividad, flexibilidad, abraccion, tracción, compresión. Eléctricas: baja conducción de energía. TARIFAS se clasifican en: Especificas son desde la 1 hasta 9N Generales son desde la 2 hasta la E 1-30 De respaldo son desde la HM-R hasta la HT-RM
  • 5. 5 Químicas: resistentes a la corrosión, humedad, ácidos, hidrocarburos, alcalides. 15. Mencione los principales aspectos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Disposiciones generales, el organismo encargado de la prestación del servicio, la participación y capacitación de los trabajadores, las obras e instalaciones, del Suministro de energía eléctrica, sanciones, los recursos administrativos, la competencia y el aprovechamiento para obras de infraestructura eléctrica. 16. Describa el objetivo y alcance del Reglamento de la Ley Federal sobre Metrologia y Normalizacion. Es dar a conocer las reglas y condiciones con las cuales se puede llevar a cabo la ley del servicio público de energía eléctrica. 17.Describa los sistemas de distribución utilizados en baja tensión. Son 4 los tipos de sistemas que hay en baja tensión los cuales son: a) (1 Fase/2 Hilos) es monofásica, se encuentre desde 1KV hasta 5KV es de 127V b) (2 Fases/3 Hilos) es monofásica, se encuentra desde 5.1KV hasta 10KV es de 127V c) (3 Fases/4 Hilos) es trifásica, se encuentra desde 10.1KV hasta 25KV y puede ser de 127/220 v d) (3 Fases/3 Hilos) es trifásica, se encuentra desde 25.1KV en adelante y es de 220V 18.Mencione las partes constitutivas de una subestación eléctrica a partir de la acometida hasta los equipos de utilización. Acometida, transformador de potencia, cuchillas desconectadoras, interruptores, transformador de corriente, transformador de potencial, cuchillas desconectadoras para sistemas de medición, cuchillas desconectadoras de los transformadores, barras de conexión, aisladores de soporte, conexión a tierra, apartarrayos, trampas de onda, equipo de comunicación, y controles. Calcule la corriente nominal a plena carga de un motor de 20 HP, 220 V, 3 fases, 60 Hz, con factor de Potencia de 90% y eficiencia del 92%. De la formula W = 1.732 ( I)(N)( Vn) x F.P despejamos I :
  • 6. 6 I = W / 1.732(N)( Vn) x F.P donde I es la corriente a plena carga, N es la eficiencia, F.P. Es el factor de potencia y se considerara un voltaje de 220 V por ser de 3 fases Entonces reemplazando valores : I = (746 x 20)/(.92)(220)(.90) = 14,920/315.5011 = 47.2898 [A] La corriente nominal a plena carga se calcula mediante In = 1.25 x I obteniendo: In = 1.25 x ( 47.2898) = 59.1123 [A] Calcule la corriente nominal en el lado de alta y baja tensión para un transformador de 45KVA, con tensiones de 440/220-127 volts. De la formula S = (In)(Vn)x1.73 despejamos In obteniendo: In = S / (Vn)x1.73 = 45 / (440 x 1.73) = 59.0471 [A] donde S es la potencia del transformador en KVA. In = S / (Vn)x1.73 = 45 / (220 x 1.73) =118.0943[A] In = S / (Vn)x1.73 = 45 / (127 x 1.73) = 204.572 19.Mencione el alcance de la Norma NOM-001-SEDE-2012. Objetivo.- Establecer los criterios a seguir en el desarrollo de la verificación de la NOM-001-SEDE-2012 en las instalaciones eléctricas; describe la responsabilidad, lineamientos, actividades y condiciones adecuadas de servicio y de seguridad en la utilización de las instalaciones eléctricas. Alcance.- Este procedimiento aplica a la evaluación de la conformidad para que la Unidad de Verificación determine el grado de cumplimiento con la NOM-001-SEDE-2012, desde que es aceptado por el cliente, hasta la emisión del dictamen en caso de cumplimiento. 20.Defina que es el factor de demanda y de un ejemplo de su aplicación. Es la razón entre la demanda máxima de la instalación o sistema y la carga total conectada, definida sobre un total de tiempo dado. Se entiende por
  • 7. 7 carga total conectada a la suma de las potencias nominales de la instalación considerada. Una aplicación común la encontramos en las cargas de iluminación, las cuales se consideran como continuas o no continuas y para algunos casos especiales el código permite el uso de un factor de demanda. Para sistemas a 600 voltios o menos los requerimientos sobre cargas continuas están localizados en las secciones 210.19 y 210.20 para circuitos ramales, secciones 215.2 y 215.3 para alimentadores y sección 230.42 para conductores de acometida. Por ejemplo, la carga general de iluminación para un edificio de oficinas de 1000 m² es de 22000 VA (1000x22 VA) tabla 220-3b. Los 22000 VA son incrementados un 25% ya que las cargas son continuas 22000x1.25 = 27500 VA. 21.Describa el procedimiento para obtener de la CFE el suministro de energía en baja tensión. Primero debe realizarse un contrato de suministro de energía eléctrica en baja tensión el cual consta de declaraciones( “EL USUARIO” declara que... y “LA COMISIÓN” declara que ...), cláusulas, características de suministro y facturación. Se debe seguir el siguiente procedimiento ubicado en la Especificación Técnica de CFE “DCPROASO“ en la sección de Atención De Solicitudes De Servicio De Energía Eléctrica (PROASOL): DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO: No. RESPONSABLE DESCRIPCIÓN 1 Solicitante Presenta solicitud de servicio de energía eléctrica bajo el régimen de aportaciones (Formato 1), acompañada de los requisitos para obtener el servicio. 2 Departamento Comercial Recibe y registra solicitud de servicio acompañada de los requisitos completos, de acuerdo al tipo de solicitud. 3 Departamento de Planeación. Descarga solicitudes recibidas del área Comercial y adicionalmente registra en SIAD solicitudes de servicio recibidas localmente. 4 Departamento de Planeación. Realiza visita de campo con la información proporcionada por el solicitante y elabora estudio técnico. 5 Departamento de Planeación. ¿Existe impedimento técnico?
  • 8. 8 Si = Continua proceso en actividad 6 No = Continua proceso en actividad 7 6 Departamento de Planeación. Notifica impedimento técnico (Formato 8) 7 Departamento de Planeación. ¿La demanda de la solicitud es mayor a 20 MVA? Si = Continúa proceso en actividad 8 No = Continúa proceso en actividad 12 8 Departamento de Planeación. Integra propuesta de atención y envía al departamento de Planeación Divisional. 9 Planeación Divisional. Revisa propuesta de atención y envía a Gerencia de Planeación para su aprobación. 10 Gerencia de Planeación. Analiza propuesta en coordinación con el área de Programación, en su caso involucra a la Unidad de Ingeniería Especializada, se acuerda punto de suministro. 11 Gerencia de Planeación. Informa a la División correspondiente los términos de atención de la solicitud. RESPONSABLE DESCRIPCIÓN 12 Departamento de Planeación Prepara presupuesto de obras en base a los términos de atención definidos y turna para su formalización (Formato 2). 13 Departamentos de Planeación/Comercial Zona Entrega oficio de presupuesto de obra al solicitante 14 Departamento de Planeación ¿Está exento de aportaciones? Si = Continúa proceso en actividad 15 No= Continúa proceso en actividad 16 15 Departamento de Planeación ¿Requiere construcción de obras? Si = Continúa proceso en actividad 18 No= Continúa proceso en actividad 21 16 Solicitante ¿Acepta presupuesto, conviene o paga aportación por obra específica? Si = Continúa proceso en paso 18 No =Continúa proceso en paso 17 17 Solicitante ¿El solicitante construye la obra específica? Si= Continúa trámite de acuerdo el Procedimiento de Obras Construidas por Terceros.
  • 9. 9 No= Finaliza proceso 18 Departamento de Distribución o Construcción Programa, ejecuta o licita las obras, de acuerdo al proyecto definido. 19 Departamento de Distribución o Construcción. Envía plano definitivo elaborado en software institucional e inventario físico valorizado al área de Planeación y Administración respectivamente, notifica la terminación o recepción de las obras al Departamento Comercial e ISC para su contratación y conexión. 20 Departamento de Distribución. Energiza las obras. 21 Departamento Comercial. Formula contrato(s) y conecta servicio(s). 22 Administración. Capitaliza obras e incorpora al activo fijo. 22.Explique la importancia de los planos, especificaciones y memorias de cálculo a desarrollar en el proyecto eléctrico. Planos: Con ellos la obra se construye. Es el producto final de la ingeniería. Deben ser claros y autosuficientes, o sea que no sea necesario recurrir a otros planos para su entendimiento (comprenderlos), salvo en lo necesario. No deben dejar margen de creación a la obra, salvo en detalles menores de montaje, que quien hace la obra (el montador) conoce generalmente mejor que el proyectista. Y para cubrir esta necesidad se hacen a veces planos de detalles denominados típicos de montaje. Los planos deben ser, en lo posible, de un mismo tamaño, lo que facilita su archivo y manejo de los mismos en obra. Se recomienda el tamaño A1 de la norma IRAM que corresponde a 600 x 845 mm, y el A4 210 x 297 mm, o el tamaño que mas se aproxime si se debe respetar otra norma. Al iniciar la ejecución de cada plano, un croquis a mano alzada del mismo es muy útil para cubrir las consideraciones básicas, y ver lo que se quiere mostrar. Ejecutado un plano, el mismo se emite al Comitente "Para Aprobación", luego superada esta etapa con o sin observaciones, y completadas las revisiones que corresponden se emite "Apto para Construcción" o "aprobado para Construcción". Un plano puede sufrir varias revisiones hasta que llega la aprobación, esto obliga a definir en forma clara y adecuada para reconocer las diferentes revisiones. Especificaciones técnicas
  • 10. 10 En lo que corresponde valen las mismas consideraciones que para las memorias de calculo. Las especificaciones técnicas deben definir con claridad como se deben realizar técnicamente las tareas especificadas a cargo del contratista, o como se debe ejecutar la provisión de determinado equipo. Las especificaciones deben definir la función, no son un manual constructivo del equipo o del procedimiento, se debe tener en claro que la responsabilidad del producto, o de la construcción es del contratista o del proveedor. El ingeniero de proyecto no es ingeniero de producto, y para obtener la calidad deseada se basa en las normas, la sola mención de las mismas debe definir correctamente la calidad deseada del producto. Durante los pasos intermedios de fabricación, debe verificarse los diferentes requerimientos de las normas. Una advertencia importante es que en una misma provisión, no se deben mezclar normas, ya que de hacerlo se generan problemas imposibles de liquidar. Las especificaciones técnicas deben tener un desarrollo claro de sus puntos, similarmente a las memorias de calculo, por ejemplo: objeto alcance características generales características particulares ensayos Frecuentemente el proveedor debe anticipar con documentación las características detalladas de su provisión, el alcance, necesidad e importancia de esta documentación debe ser claramente transmitida al momento del contrato. En cuanto a revisiones, referencias, reciben el mismo tratamiento que antes se detallo para los planos Memorias de cálculo El objeto es conservar documentadas las razones de las decisiones tomadas al adoptar una determinada solución, a veces se tienen varias opciones y se debe optar, estas memorias se emiten al comitente para aprobación. Aprobadas por el comitente, se tiene el visto bueno para llevar adelante el proyecto de la propuesta adoptando la solución. Para no atrasar la ingeniería, frecuentemente no se espera esta aprobación, en la esperanza que estos documentos sean correctos.
  • 11. 11 Las memorias no se emiten para obra ni al contratista. En cuanto a revisiones, referencias, reciben el mismo tratamiento que antes se detallo para los planos. Las memorias deben ser claras separando lo que se quiere señalar en puntos, por ejemplo: objeto alcance premisas de calculo (hipótesis) desarrollo del calculo (metodología) conclusión Los gráficos deben ser claros, y los dibujos esquemáticos (simples - simplificados) 23.En forma sencilla y utilizando un diagrama de fasores, demuestre que la tensión entre fases es exactamente igual a la raíz cuadrada de tres multiplicada por la tensión entre fase y neutro. En la conexión estrella (siguiente figura), con secuencia positiva tenemos que se han conectado las terminales “a”, “b” y “c” en un solo empalme, el cual corresponde al punto en común o neutro (n). Se tiene el diagrama fasorial siguiente: De donde se puede observar que: Para determinar las tensiones entre fases se tiene:
  • 12. 12 Y se aplica para cada tensión entre fase y fase, se indica con este resultado que la tensión de línea es mayor veces la tensión de fase y también podemos observar que se adelanta 30° sexagesimales. Si quisiéramos graficar cada señal de tensión tendríamos: 24.Escriba la explicación de lo que significa el factor de potencia y su relación con las cargas resistivas, capacitivas y las inductivas. El factor de potencia es un indicador cualitativo y cuantitativo del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. También podemos decir que el factor de potencia (fp) es la relación entre las potencias activa (P) y aparente (S) si las corrientes y tensiones son señales sinusoidales. Si estas son señales perfectamente sinusoidales el factor de potencia será igual al cos φ, o bien el coseno del ángulo que forman los fasores de la corriente y la tensión, designándose en este caso como cos φ el valor de dicho ángulo. En cuanto a la relación del factor de potencia, en circuitos puramente resistivos la tensión (V) está en fase con la corriente (i), siendo algunos de estos artefactos como lámparas incandescentes, planchas, estufas eléctricas etc. Toda la energía la transforma en energía lumínica o energía calorífica, mientras que en un circuito inductivo o capacitivo la tensión y la corriente están desfasadas 90 ° respecto a la otra. En un circuito puramente inductivo la corriente está atrasada
  • 13. 13 90 ° respecto de la tensión. Y en un circuito puramente capacitivo la corriente va adelantada 90 ° respecto de la tensión. 25.Explique que es el factor de relleno y cuál es la importancia que tiene para el cálculo de algún tipo de canalización eléctrica. 26.En el cálculo de los conductores eléctricos en baja tensión, en que consiste la flexibilidad eléctrica del mismo. 27. Calcule la corriente nominal a plena carga de un motor de 25 HP, 220 V, 3 fases, 60 Hz, con factor de potencia de 90% y eficiencia del 92% . Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados P= 25HP Vn=220 F=60Hz F.P.=.9 Efic=.92 P I P=18650 I=50.03 28.Calcule la corriente nominal en el lado de alta y baja tensión para un transformador de 45 KVA, con tensiones de 440/220-127 volts. Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados P=45KV A Vn=440 Vn=220 I1 I2 I1=51.02 I2= 102.057 I3=306.212
  • 14. 14 29.Un motor de 3,5 HP, tiene un factor de potencia de 0,75, determine la potencia capacitiva requerida para corregir el factor de potencia a COS =0,9 Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados P=3,5HP F.P.=0,7 Q=1138.03 Q2=1726.69 Qc Xc C Qc=-588.66 Xc=-27.39 C=97μf 30.Un derivado de 17 metros de longitud, se utilizara con un motor de 2.0 HP, monofásico a 127 V, 60 Hz, y un factor de potencia de 0.85; calcúlese la caída de tensión en el circuito derivado. Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados L = 17 m P= 2 HP Vn=127 V F= 60 Hz cos ϕ = .85 e = ? P I Ic s Cal Imax e s Cal Imax e P = 746(HP) =746 x 2 NOM-001-SEDE-2012 430-22 Ic=In*1.25 NOM-001-SEDE-2012 TABLA 310-15(b)(16) La caída de tensión debe ser menor o igual a 2volt Se procede a calcular una sección transversal alterna P = 1492 Watts In = 13.8212 [A] Ic=17.2765 A s=3.31 Cal=12 AWG Imax =20 a e= 2.79 s=4.62 – 5.26 Cal=10 Imax=30 A e=1.75 Usamos una sección transversal de 2.08 sacado de la NOM-001-SEDE-2012: tabla 310-15(b)17
  • 15. 15 31.Un alimentador de 25 metros de longitud con aislamiento TW al aire, para una carga total de 22.5KW, resultado de sumar cargas parciales monofásicas y trifásicas, Se requiere qué %e no exceda de 1.5 siendo un factor de potencia de 0.91. Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados L = 25m AISL=TW P = 22.5 KW Cargas monofásicas y trifásicas. F.P. = .91 %e <1.5 V = In s Cal Imax %e NOM-001-SEDE-2012 TABLA-310-15(b)(17) In= 64.887 s=13.3 Cal=6 Imax=80 A %e=1.10 32.Un alimentador trifásico de 25 metros de longitud debe transmitir una carga de 65KW a 220V, con un factor de potencia de 0.8 a una frecuencia de 60 c/s. Se requiere que la caída de tensión no exceda del 2. Determinese el calibre del conductor y el tubo conduit a utilizar. Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados L = 25 m W = 65 KW V = 220 volts cos ϕ = .80 60 Hz e =<2 I = 65/(220 x .80) %e = (2/220) x 100 s = 4(369.3)(25)/220(.909 0) I = W / Vn cos ϕ %e = (e / Vn) x 100 s = 4(I)(L)/Vn x %e NOM-001-SEDE- 2012 Tabla I = 369.3181 [A] %e = .9090 s = 184.6775 mm2 33.Determine la sección transversal de los conductores eléctricos con aislante RHW-2 que deben alimentar una carga de 17.000 W, resultado de sumar cargas parciales monofásicas y trifásicas. Considérese un factor de potencia de 0.91, 127/220 V, temperatura del medio ambiente de 30°c. R= Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados V = 127/220 volts W = 17 KW cos ϕ = .91 T = 30ºC I = W / Vn cos ϕ Tabla 310-15(b)(16) Imax = 147.0969 [A] I = 84.9150 [A]
  • 16. 16 Por lo tanto los conductores tendrán una sección transversal de 53.49 mm2 y 21.2 mm2 34.Dos líneas trifásicas a tres hilos, deben conducir 25 amperes por fase, a una temperatura ambiente de 42° C. Determínese el calibre de los conductores eléctricos y las dimensiones del tubo conduit. Datos Cálculos Modelo matemático Resultado I= 25 Ampers Ta= 42° 35.Determínese cuál es el número máximo de conductores de calibre 12 AWG, que cabe dentro de un tubo conduit de 16mm de diámetro, si se utiliza un aislante a) tipo RHW, b) THW-2, c) TW. Datos Cálculos Modelo matemático Resultado Conductor Cal# 12 AWG. Tubo conduit 16mm de diámetro. No de conductores máximos = n NOM-001-SEDE-2012 S=? Para inciso a) Para inciso b) Para inciso c) d= 16mm = 0.62 plg= ¾ Apéndice C-1 Tablas 310-15(b)(16) S=3.31mm²;es la misma sección transversal para todos los conductores de Cal# 12 Para inciso a) n= 6 conductores para inciso b) n= solo para calibre 14 para inciso c) n= 11 conductores 36.Determínese el mínimo tamaño de tubo conduit a emplear, si se requiere alambrar con dos conductores de cal #12 AWG con aislante del tipo THHN y 4 conductores cal #8 AWG con aislante tipo TW. Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado 2 conductores Cal# 12 AWG con aislante tipo THHN 4 conductores Cal# 8 AWG con aislante tipo TW d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 Scal# 12= ? Scal# 8= ? FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 31% , para 2 conductores FR=40% , para 4 conductores Tablas 310- 15(b)(16) Scal# 12= 3. 31mm² Scal# 8= 8.35mm² Para 2 conductores A= (2)(3.31)/(0.31) d= √(4(21.41)/π) Para 4 conductores A= (2)(8.35)/(0.4) d= √(4(83.7)/π) Para 2 conductores A=21.41mm² d=5.20 mm Para 4 conductores A=83.7 mm² d=10.32 mm
  • 17. 17 37.Se tiene un alimentador trifásico con tres conductores de cal #2/0 AWG y aislante RHW, instalados en un tubo conduit de 53 mm. Determínese: a) el mayor tamaño de tubo conduit permitido por la norma oficial mexicana para instalaciones eléctricas, b) el mayor tamaño de los conductores con aislante de tipo RHW que podrían reemplazar a los ya existentes y c)el incremento que se generaría en la carga expresada en % por el cambio en los calibre de los conductores. 38. Se tiene un motor monofásico de 2.5 CV a 127 V, en un lugar donde la temperatura ambiente es de 38° C, y se requiere alimentar con un conductor con aislante THWN a una distancia de 20 m, determínese las dimensiones: a) de los conductores y b) del tubo conduit a utilizar. Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
  • 18. 18 Para inciso a) (1ө, 2H) Vn= 127 v Hp=2.5 Ta= 38°C l= 20m Fp=0.9 F=60Hz Hp=3.5 Aislante tipo THWN To= 90°C %e=2 W=? A) Por corrientes In=? Ic=? ICT=? NOM-001- SEDE-2012 Fc Imax Smax Cal# B) Por tensiones S=? NOM-001- SEDE-2012 Smax Imax Cal# W=N[746] In= w/(Vn * cos ө) Ic= 1.25*In ICT= In/Fc Tabla 310- 15(b)(2)(a) Fc=0.88 Tabla 310-15(b)(16) S= (4*Ic*L)/ (Vn*%e) S=(4*I ICT *L)/ (Vn*%e) W=2.5[746] In= 1865/(127*0.9) Ic= 1.25*16.32 ICT= 16.53/0.88 S= 4(20.38)(20)/(127*2) S= 4(18.53)(20)/(127*2) ]W=1865 [W] In= 16.32 A Ic=20.38 A ICT= 18.53 A Imax= 25 A Smax= 3.31 mm² Cal# 12 AWG S= 6.41 mm² S= 5.83 mm² Smax= 8.67 mm² Imax= 55 A Cal# 8 AWG Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado Para inciso b) d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 31% , para 2 conductores Tablas 310- 15(b)(16) A= (2)(8.67)/(0.31) d= √(4(55.93))/π) A= 55.93mm² d=8.43 mm 39.Cuál es el número máximo de conductores cal #12 AWG con aislante THWN con cubierta exterior que puede instalarse en un ducto
  • 19. 19 cuadrado de 6.35 cm (2.5 pulgadas), sin considerar reducción por corriente. Datos Cálculos Modelo matemático Resultado Conductor Cal# 12 AWG. Tubo conduit 16mm de diámetro. No de conductores máximos = n NOM-001-SEDE-2012 S=? Para inciso a) Para inciso b) Para inciso c) d= 16mm = 0.62 plg= ¾ Apéndice C-1 Tablas 310-15(b)(16) S=3.31mm²;es la misma sección transversal para todos los conductores de Cal# 12 Para inciso a) n= 6 conductores para inciso b) n= solo para calibre 14 para inciso c) n= 11 conductores 40.Determinese el diámetro de tubo conduit a utilizar para cada uno de los siguientes casos o grupos de conductores eléctricos con aislante TW. A) Tres conductores cal #6 AWG y dos conductores cal #10 AWG cableados, b) cuatro conductores cal #12 AWG y tres conductores cal #10 AWG alambre, c) seis conductores cal #10 AWG y doce conductores cal #12 AWG alambre, d) ocho conductores cal #14 AWG y cuatro conductores cal #12 AWG alambre.
  • 20. 20 Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado Para inciso a) Para 3 conductores Cal# 6 AWG Para 2 conductores Cal# 10 AWG d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=13.3 mm² d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 31% , para 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=5.26 mm² A= (3)(3.13)/(0.4) d= √(4(99.75)/π) A= (2)(5.26)/(0.31) d= √(4(99.75)/π) A= 99.75mm² d=11.26 mm = 0.44 pulgadas A= 33.75mm² d= 6.57 mm = 0.25 pulgadas Para inciso b) Para 4 conductores Cal# 12 AWG d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=3.31 mm² A= (4)(3,31)/(0.40) d= √(4(33.1)/π) A= 33..1 mm² d= 6.49 mm
  • 21. 21 Para 3 conductores Cal# 10 AWG d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=5.26 mm² A= (3)(5.26/(0.40) d= √(4(39.45)/π) A= 39..45 mm² d= 7.08 mm Para inciso c) Para 6 conductores Cal# 10 AWG Para 12 conductores Cal# 12 AWG d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=5.26 mm² d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=3.31 mm² A= (6)(5.26/(0.40) d= √(4(39.45)/π) A= (12)(3.31/(0.40) d= √(4(99.3)/π) A= 78.9 mm² d= 10.02 mm A= 99.3 mm² d= 11.24 mm Para inciso d) Para 8 conductores Cal# 14 AWG Para 4 conductores Cal# 12 AWG d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d=? A=? NOM-001- SEDE-2012 S= ? FR= ? d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=2.08 mm² d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40% , para mas de 2 conductores Tablas 310-15(b)(16) S=3.31 mm² A= (8)(2.08)/(0.40) d= √(4(41.6)/π) A= (4)(3,31)/(0.40) A= 41.6 mm² d= 7.27 mm A= 41.6 mm²
  • 22. 22 d= √(4(33.1)/π) d= 7.27 mm 41.Se tiene una línea trifásica a tres hilos con aislante THW que conduce una corriente total de 125 A. a una temperatura de 40° C. y una línea monofásica a dos hilos con aislante tipo TW que conduce una corriente de 15 A. a una temperatura de 40° C., determínese el tubo conduit de PVC pesado a utilizar. Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado Para una línea (3ө, 3H) In= 125 A Aislante THW To= 75°C Ta=40°C Vf=220V Para una línea (1ө,2H) In= 15 A Aislante TW To= 60°C Ta=40°C Vn=127V Ic= ? NOM-001-SEDE- 2012 Fc= ? Smax Imax Cal# A= ? d= ? NOM-001-SEDE- 2012 FR= ? Ic= ? NOM-001-SEDE- 2012 Fc= ? Smax Imax Cal# A= ? d= ? NOM-001-SEDE- 2012 FR= ? Ic= In/Fc Tablas 310- 15(b)(2)(a) Fc=0.88 Tablas 310- 15(b)(16) d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 40%; para más de 2 conductores Ic= In/Fc Tablas 310- 15(b)(2)(a) Fc=0.82 Tablas 310- 15(b)(16) d= √(4A/π) A= ns/FR Capitulo 10 FR= 31%; para 2 conductores Ic=125/ 0.88 A= (3)(67.43)/(0.40) d= √(4(505.75)/π) Ic=15/ 0.82 A= (2)(3.31)/(0.31) d= √(4(21.35)/π) Ic=142.04 A Smax= 67.43 mm² Imax= 142.4 A Cal# 2/0 AWG A= 505.75 mm² d= 25.73 mm= 0.99 pulgadas Ic=18.29 A Smax= 3.31 mm² Imax= 20 A Cal# 12 AWG A= 21.35 mm² d= 5.21 mm= 0.20 pulgadas 42.Una carga monofásica a dos hilos, puramente resistiva está conectada a una distancia de 50 m de la toma de corriente, si la caída de tensión requerida no debe de exceder de 2 y la corriente de carga es de 20 A, determínese las dimensiones del conductor. Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado
  • 23. 23 (1ө,2H) Vn= 127 v L=20 m Carga resistiva Ic= 20 A %e= 2 S= ? S= (4*i*L)/(Vn* %e) S= (4*20*50)/(127*2) S= 15, 74mm² La dimensión del conductor es de S= 15, 74mm² 43.Determínese el alimentador principal para una carga total de 15 KW, resultado de sumar cargas parciales monofásicas y trifásicas (127/220 V). la toma de energía al centro de carga es de Datos Cálculos Modelo matemático Operación Resultado (3ө,4H) Vf= 227 v W= 15KW L=30 m Fp= 0.85 %e= 1 Ta= 37°C Ya que es alimentador el aislante es tipo RHW con To= 75°C A) Por corrientes In=? Ic=? NOM-001- SEDE-2012 Fc Imax Smax Cal# B) Por tensiones S=? NOM-001- SEDE-2012 Smax Imax Cal# In= w/(√3*Vf * cos ө) Ic= In/ Fc Tablas 310- 15(b)(2)(a) Fc= 0.88 Tablas 310- 15(b)(16) S= (√3*2*i*L)/(Vf*%e) Tablas 310- 15(b)(16) In= 1500/(√3*220 *0.85) Ic= 46.31/0.88 S= (√3*2*52.06*30)/(20*1) In= 46.31 A Ic= 52.62 A Smax= 13.3mm² Imax= 65 A Cal# 6 AWG S= 24.59mm² Smax= 33.6 mm² Imax= 115 A Cal# 2 AWG 44.Para un local de 89 m de longitud y 45 m de ancho se tienen las cargas mostradas en la taba siguiente: No. Or K watts X (m) Y (m) 1 3.5 49 24 2 3 24.5 16 3 5 61 32 4 6 86 16 5 4 95 24 6 3 8 8 7 1.5 20 7 a) El centro de carga más económico. b) Las dimensiones de los conductores y el tubo conduit del alimentador.
  • 24. 24 c) Las dimensiones de los conductores y del tubo conduit de los derivados. d) El tipo de tarifa a recomendar. Nota: Tension monofásica de 127 V, frecuencia de 60 Hz, factor de potencia de 0,9, todas las cargas son monofasicas . No. Or KW X (m) Y (m) W*X (KW*m) W*Y (KW*m) X’(m) Y’(m) L(m) Tipo de circuito I(A) Tipo de aislante Imax (A) Smax (mm²) Cal# AWG FR% A (mm²) d (mm) 1 3,5 49 24 171,5 84 8,7 4 9,6 (1ө,2H) 30,6 TW- 60°C 40 8,37 8 31 54 8,3 2 3 24,5 16 73,5 48 33,2 4 33,6 (1ө,2H) 26,2 TW- 60°C 30 5,26 10 31 33,9 6,7 3 5 61 32 305 160 3,3 12 12,4 (1ө,2H) 43,7 TW- 60°C 55 13,3 6 31 85,8 10,5 4 6 86 16 516 96 28,3 4 28,6 (1ө,2H) 52,5 TW- 60°C 55 13,3 6 31 85,8 10,5 5 4 95 24 380 96 37,3 4 37,5 (1ө,2H) 35 TW- 60°C 40 8,37 8 31 54 8,3 6 3 8 8 24 24 49,7 12 51,1 (1ө,2H) 26,6 TW- 60°C 30 5,26 10 31 33,9 6,7 7 1,5 20 7 30 10,5 37,7 13 39,9 (1ө,2H) 13,1 TW- 60°C 15 2,08 14 31 13,4 4,1 Σ 26 57,7 20 1500 518,5 57,7 20 61 (3ө,3H) 75,8 THW- 75°C 85 26,7 3 40 200,25 15,96 La tarifa recomendada es la tarifa tipo 3 para demanda de mas de 25KW. 47.Para una factoria de manufacturas del vestido, se reuqire determinar las dimensiones de la acometida, alimentador y derivados de acuerdo a las siguientes cargas y datos presentados en la tabulación siguiente. No. Or Equipo Tensión Carga Frecuencia F.P. X (m) Y (m) 1 Motor Trifásico 220 v 5CV 60 Hz 0.9 3.5 1 2 Alumbrado Incandescente 127 v 3.5 KW 60 Hz 1 4.5 1.5 3 Motor Monofásico 127 v 1.5 CV 60 Hz 0.9 5.5 6.5 4 Motor Monofásico 127 v 1.5 CV 60 Hz 0.9 6.5 2 5 Motor Monofásico 127 v 2 CV 60 Hz 0.9 7.5 3.5
  • 25. 25 6 Secadora de Tres tiempos 127 v 5 A 60 Hz 0.9 8 4 7 Movedora de Aire 220 v 3 HP 60 Hz 0.9 9.2 6 8 Horno de resistencias 127 v .9 KW 60 Hz 1 12 7 Nota: el alimentador y los derivados se encuentran dentro de canalización de tubo conduit a una temperatura del medio ambiente de 35° C. CV(caballo de vapor) y HP (horse pow er) son unidades de potencia, cuyas equivalencias son aproximadamente: 1 CV= 735 W 1CV=75 Kgf.m/s 1 HP= 746 W 1 HP= 550 Lbf.pie/s 49.Problema resuelto en clases (CORREGIDO) Se quiere instalar un motor de 2.5 HP monofásico a 127 V y 60 Hz , con un factor de potencia de .75; la temperatura ambiente es de 30 ºC y la distancia del punto de alimentación a la carga es de 27 m.El conductor es metálico de cobre y seencuentra dentro de una canalización. Determinar las dimensiones del conductor: Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados Motor (1ϕ, 2 H) N = 2.5 HP f= 60 Hz Vn = 127 V Tam= 30ºC l = 27 m %e = 2 (derivado Cuº) W = 2,5(746) In = 1,865/(127x.75) Ic = 1,25 (19,58) W = N[746] In = W/(Vn cos ϕ) Ic = 1,25 x In W = 1,865 Watts In = 19,58 Amperes Ic = 24,47 Amperes De la NOM-001-SEDE-2012: tabla 310-104(a) ; se obtiene el tipo de aislante que conviene utilizar de a cuerdo a los criterios de diseño TW THW THW-S RHW To 60 ºC 75 ºC 90 ºC 75 ºC
  • 26. 26 $ Tubo A la intemperie Al exterior 1 si no no 2 si no si 3 si si si 2 si si si Por lo tanto conviene el aislante TW debido a que cumple con los criterios de diseño y ser económico. Para determinar el calibre del conductor recurrimos a la NOM-001-SEDE-2012: tabla 310- 15(b)16 Con el calculo de la sección transversal (s) se obtiene que : s = (4 x Ic x l )/ (Vn x %e) = 10,40 mm2. Por lo cual se toma el valor de designación inmediato superior a 10,40 mm2 que es de 13,3 mm2 subrayado en la tabla. Solución: Los conductores deberán ser de cobre con un aislante TW - 60 ºC para una longitud de 27 metros y un calibre # = 6 AWG. 50.Problema resuelto en clases (CORREGIDO) Se tiene un alimentador de 30 metros de longitud para una carga total monofásica de 7,5 KW, este usa conductores metálicos con aislante RHW , tiene una temperatura de operación de 75 ºC y temperatura ambiente de 40 ºC; el conductor esta sin canalización.Determine las dimensiones del conductor: Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados W = 7,5 KW T1 = 75 ºC T2 = 40 ºC Aislante RHW-75ºC L = 30 m Alimentador(2ϕ, 3 H) %e = 3 Ft = .88 (factor de operaciónde temperatura) In = 7,5 / (2x127x.9) In / .88 In = W /(2 Vncos ϕ) s 1= (2 In L) / (Vn %e) s2=2(In/Ft) L/(Vn %e) In / Ft In = 32.80 Amperes s1 = 5.86 mm2 s2= 8.608 mm2 In / Ft = 37.272 Ampers Para determinar el calibre del conductor recurrimos a la NOM-001-SEDE-2012: 310- 15(b)2(a)
  • 27. 27 y 310-15(b)17 Por lo cual se toma el valor de designación inmediato superiores a 5.86 mm2 8.608 mm2 subrayados en la tabla. Solución: 3 conductores serán de calibre # 8 y un conductor de calibre # 6 (neutro) de 30 metros y con un aislante RHW – 75 ºC. 51.Problema resuelto en clases (CORREGIDO) R= Se tiene un alimentador de 45 KW dentro de una canalización metálica de tubo conduit con una longitud de 38 metros, la temperatura del medio ambiente es de 30 ºC y se requiere un aislante con conductor metálico RHW – 90 ºC; utilizando un factor de potencia de .9 determinar: a) Las dimensiones del conductor b) Las características del tubo conduit a utilizar Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados W = 45 KW Alimentador (3 ϕ, 4 H) 127-220 V L = 38 m Ta = 30 ºC Aislante RHW – 90 ºC %e = 3 Tubo conduit metálico f = 60 Hz n = 3 conductores In = 45/(3 x 127 x .9) = 45/(√3 x 220 x .9) In = W / (3 Vn cos ϕ) = W/(√3 Vf cos ϕ) Tablas 310-15(b)(16) s1 = 2 In L/ (Vn %e) s2 = √3x2 In L/(Vn %e) FR = ns/A A=ns/FR ϕ = √(4xA/π) In = 131.23 [A] Imax = 145 [A] s1 = 42.4 mm2 s2 = 26.17 mm2 Imax = 115 [A] FR = 40% A = 3.18 mm2 ϕ = 20,12 mm Solución: 4 conductores de 38 metros de longitud calibre # 1 AWG y aislante RHW – 2con temperatura de operación de 90 ºC 52.Problema resuelto en clases (CORREGIDO)
  • 28. 28 Se tiene una línea trifásica al aire que transmite una potencia de 75 KW en una distancia de 100 metros con una temperatura ambiental de 37 ºC, utilizando un aislante THW – 2 y conductor metálico de cobre. Determinar las dimensiones del conductor: Datos Cálculos Modelo Matemático Resultados W = 75 KW (3 ϕ, 3 H) L = 100 m FP = .9 Vf = 220 [V] Ta = 37 ºC Aislante THW–2 To=90ºC %e = 3 Conductor metálico In = 75/(√3 x 220 x .9) s = 2√3 x 218.69x100/(220x3) In = W/(√3 Vf cos ϕ) Tabla 310-15(b)2(a) Ic = In/Fct Tabla 310-15(b)17 s = 2√3 In L/(Vf %e) In = 218.69 [A] Fct = .91 Ic = 240.31 [A] Imax = 260 [A] S = 53.5 mm2 Calibre # 1/0 s = 126.31 mm2 s= 127 mm2 Imax 455 [A] s = 127 mm2 Calibre #250 53.Problema resuelto en clases (CORREGIDO) No. W(wa tts) X (m) Tipo de circuito WX L´ (m) I (A) Tipo de aislante Imax (A) S (mm2) Cal # AWG %e 1 2 3 4 5 .5 2.7 3.2 .5 1 1.5 2 6 10 12 (3ϕ,3H) (3ϕ,3H) (3ϕ,3H) (3ϕ,3H) (3ϕ,3H) .75 3.4 19.2 9 12 5.5 5 1 3 5 4.37 15 28 8 9 TW-60ºC TW-60ºC TW-60ºC TW-60ºC TW-60ºC 25 25 30 25 25 2.08 2.08 3.31 2.08 2.08 14 14 12 14 14 .36 .36 .26 .36 .36 ∑ 7.3 (2ϕ,3H) 44.35 7 31.93 63.46 THW- 75ºC 35 3.31 12 54.Problema resuelto en clases (CORREGIDO A) C.C. mas económico B) Dimensiones del alimentador C) Dimensiones de los derivados D) Características de la acometida E) Explique qué tarifa le corresponde No. W(wa tts) X (m) Y (m) Tipo de circuito WX WY L´ (m) I (A) Tipo de aislante Imax (A) S (mm2) Cal # AWG
  • 29. 29 Solución: A) Diagrama B) Tablas C) Tablas D) Las características que debe de tener la acometida son los datos que obtenemos del alimentador en este caso el dato importante es el calibre del conductor que será calibre #12 AWG. E) Le correspondo la tarifa número 2, porque es un circuito de (3ϕ,4H) y esto corresponde a un voltaje 10.1 KV hasta 25KV y esta tarifa suministra este voltaje que es hasta los 25KV. 1 2 3 4 5 6 7 1 1.8 .5 .73 3.1 1.6 2 1.2 1.8 3 3.8 6.5 9.4 12 .5 1.8 3 4.5 3.7 6 8 (1ϕ,2H) (1ϕ,2H) (1ϕ,2H) (1ϕ,2H) (1ϕ,2H) (1ϕ,2H) (1ϕ,2H) 1.2 3.24 1.5 2.87 20.15 15.04 24 .5 3.2 1.5 3.3 11.5 9.6 16 6.4 5.1 3.5 2.5 .6 3.5 6.8 8.7 15.7 4.4 6.4 27.1 14 17.5 TW-60ºC TW-60ºC TW-60ºC TW-60ºC TW-60ºC 25 25 25 25 30 25 25 2.08 2.08 2.08 2.08 3.31 2.08 2.08 14 14 14 14 12 14 14 ∑ 10.73 6.3 4.3 (3ϕ,4H) 67.9 45.6 6.3 31.3 THW- 75ºC 35 3.31 12 No. X’ Y’ % e 1 2 3 4 5 6 7 5.1 2.5 3.3 2.5 .2 3.1 5.7 3.8 2.5 1.3 .2 .6 1.7 3.7 2.42 2.42 2.42 2.42 .17 2.42 2.42 ∑ 1.3 6.4 .1