Este documento describe el diseño de una subestación eléctrica para una forrajera. Incluye una descripción general de la empresa y la ubicación, así como del proceso de producción de la forrajera. También detalla los componentes eléctricos requeridos como un transformador, panel de control, motores, interruptores y registros, así como las actividades a realizar como el levantamiento de datos de los elementos eléctricos y sus especificaciones. El objetivo es suministrar energía eléctrica de manera eficiente para satisfacer las necesidades de la ma

1. 1. INTRODUCCIÓN.
Las subestaciones como integrantes de sistemas eléctricos en el pasado como en
la actualidad han jugado un papel muy importante en las cuestiones de demanda
de energía, siempre buscándose la calidad y eficiencia, ya sean en la transmisión,
distribución o entrega de energía eléctrica a usuarios.
Las subestaciones son las principales responsables e importantes como puntos de
conmutación o interligación entre otros sistemas eléctricos, proporcionando alta
confiabilidad, alternatividad y continuidad a costos de inversión que satisfacen
características de aplicación y servicios eléctricos por la demanda de los usuarios
que lo utilizan.
Con el paso del tiempo se ha vuelto necesario modificar las relaciones de
consumo para prestar diferentes tipos de configuraciones, dependiendo de las
necesidades del consumidor. Para esta empresa realizamos el diseño de
instalación y subestación eléctrica en la que se requirió de cierta demanda de
energía, lo que nos llevo a realizar ciertas configuraciones las cuales
expresaremos conforme se desarrolle el presente documento con lo que
esperamos este tratado favorezca en el conocimiento y la salida de dudas al
respecto.
2. OBJETIVO.
Realizar el suministro y distribución de la energía eléctrica con calidad y eficiencia
para satisfacer las necesidades de consumo de la maquinaria e iluminación,
consiguiendo con esto un buen funcionamiento de los procesos de producción de
la forrajera.
1

2. 3. JUSTIFICACIÓN.
Esta empresa presenta necesidades en el diseño y distribución de la energía
eléctrica para eficientar la operación en todos sus procesos y con esto facilitar su
adecuada producción.
4. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA EMPRESA Y UBICACIÓN.
TREEMEC ELECTRIFICACIONES es una empresa que se dedica a realizar obras
electromecánicas en media y baja tensión con la más alta calidad, buscando la
completa satisfacción del cliente, rebasando sus exigencias hasta alcanzar la
excelencia en nuestros servicios y productos basados en los códigos y normas de
instalaciones eléctricas ANCE, NOM-001-SEDE-1999 y demás organismos para
cada uso especifico de la energía y así lograr una mejora continua para atender
las necesidades del cliente. La empresa se encuentra ubicada en el Kilometro
No.1 de la carretera Tecalitlán - San Juan Espanatica.
2

3. 5. RECONOCIMIENTO DE LA FORRAJERA Y PROCESO
PRODUCCIÓN.
DE
En este capítulo se hará una breve descripción de la distribución de los
componentes que integrarán la instalación y se describirá brevemente el proceso
de funcionamiento de la planta.
En la Fig. 1 se presenta el croquis de la forrajera donde se llevará a cabo el diseño
y la instalación eléctrica.
Fig. 1 Croquis de la forrajera.
Esta forrajera se caracteriza por ser de tamaño mediano (Dimensiones explícitas
en Fig. 1.) y de estructura resistente. En cuanto a la estética se caracteriza por ser
rustica, además de encontrarse en un espacio abierto y fuera de la ciudad.
A continuación se describe el proceso de producción mediante un sencillo
diagrama a bloques (Fig. 2).
3

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

5. 6. ACTIVIDADES A REALIZAR.
6.1. LEVANTAMIENTO DE DATOS DE LOS ELEMENTOS
ELÉCTRICOS QUE COMPONEN EL PROCESO Y ÀREAS DE
SERVICIO.
Durante la elaboración del sistema eléctrico de la forrajera serán necesarios una
cantidad considerable de componentes para completar satisfactoriamente la
distribución de la energía eléctrica. En seguida mostramos los dispositivos de más
importancia en la instalación con su respectiva función y características para hacer
digerible su comprensión. Componentes a utilizar:
* Transformador.
* Panel de control.
* Motores.
* Interruptores termomagnéticos.
* Registros.
* Lámparas.
* Ductos.
* Cable de aislamiento.
* Paros de emergencia.
6.1.1. TRANSFORMADOR 112.5 KVA TIPO COSTA.
En la Fig. 3 se muestra un transformador el cual reducirá la tensión de manera que
pueda ser utilizada en nuestra instalación, su capacidad 15 a 300 KVA. Tipo de
enfriamiento OA, conexión A.T. y B.T, Delta o Estrella. Frecuencia de operación
60Hz Elevación de temperatura 65° sobre un ambiente máximo de 40° y promedio
de 30° en un periodo de 24 h, Altura de operación 2,300 m.s.n.m. Líquido
aislante: aceite mineral, R-temp o silicona líquida. Tensiones primarias 23KV
Tensión secundaria 440Y/254 ó 220Y/127 V,
Tipo NRF-025-CFE o NMX-J-116.
5

6. Fig. 3 Transformador 112.5 KVA tipo costa.
6.1.2. PANEL DE CONTROL.
Es denominado también tablero de fusibles o de disyuntores, es la unidad a partir
de la cual la energía eléctrica se distribuye. Contiene los fusibles e interruptor de la
línea principal. Este último puede emplearse para desconectar todos los servicios
eléctricos. La capacidad del centro de carga está diseñada de acuerdo con el
número de fusibles o disyuntores de circuito que pueden colocarse en él, y con
una carga o consumo nominal de corriente. En el caso de la instalación que se
realiza utilizaremos un tablero de distribución y control en baja tensión tipo 8MX
(Fig. 4).
Fig. 4 Panel de control.
6

7. Características técnicas del panel de control:
-
Tensión de servicio:
Barras horizontales:
Frecuencia:
Tensión de control:
Barra de tierra:
Resistencia mecánica a corto circuito:
Clases de protección:
600Vc.a., 500Vc.c.
400, 600, 800, 1000, 1200, 1600, 2000.
60Hz.
110, 220, 440V.
Cobre sin platear.
25 kA IR máximo.
IP40 (servicio interior).
IP50 (servicio a prueba de polvo).
6.1.3. MOTORES.
Los motores a utilizar son de tipo trifásico, la única variante entre los motores que
utilizaremos es la potencia que desarrolla cada uno de ellos (3hp, 15hp y 25hp). A
estos motores se les anexará una carcasa especial, ya que en el lugar de trabajo
estarán expuestos al polvo. En la Fig. 6 se muestra el motor que se utilizará.
El motor trifásico se compone fundamentalmente de un rotor y un estator. Ambas
partes están formadas por un gran número de laminas ferromagnéticas, que
disponen de ranuras, en las cuales se alojan los devanados estatoricos y rotoricos
respectivamente. Al alimentar el bobinado trifásico del estator, con un sistema de
tensiones trifásicas, se crea un campo magnético giratorio, el cual induce en las
espiras del rotor una fuera electromagnética, y como todas las espiras forman un
circuito cerrado, circula por ellas una corriente, obligando al rotor a girar en el
mismo sentido que el campo giratorio del estator.
Fig. 6 Motor trifàsico.
7

8. 6.1.4. INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS.
Básicamente son interruptores que testean la corriente que entra al sistema
eléctrico y la que sale del mismo.
Cuando no hay diferencia es un circuito equilibrado, pero cuando se produce la
diferencia de corrientes (I de entrada e I de salida), a la que el mismo esta
calibrado, generalmente a 30mA, se produce una corriente en el anillo en el cual
están las bobinas de la corriente de entrada y la corriente de salida. Esta corriente
se induce en una tercera bobina la cual activa el dispositivo de disparo. Estos
también traen un botón de prueba el cual simula una fuga a tierra y activa el
accionamiento del mismo.
6.1.4.1 Interruptores principales.
Estos interruptores (Fig. 6) tendrán la función de proteger a todo el sistema
eléctrico en caso de cortocircuito y en caso de sobrecarga. Estas son sus
características: Interruptor automático I-LINE
Clase 670 y 830 intensidad
interruptora alta.
-
Interruptor principal primario
500 A 3P N.C. MH36500 - 600 V
-
Interruptor principal secundario
600 A 3P N.C. MH36600 - 600 V
Fig. 6 Interruptor termomagnètico principal.
6.1.4.2. Interruptores de motores.
Los motores que se utilizan manejan una cantidad considerablemente alta de
energía lo que hace necesario la aplicación de interruptores con una capacidad
interruptiva alta y con esto asegurar la protección de los mismos en caso de corto
circuito y en caso de sobrecarga. A continuación se muestran las características
de los interruptores que tienen como función la protección de cada uno de los
8

9. motores y se muestra la imagen del tipo de termomagnético que se utilizará (Fig.
7).
Interruptor automático I-LINE Clase 650 y 651 intensidad interruptora alta
1.- 70 A 3 polos N.C. FH36070 - 600 V
2.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V
3.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V
4.- 70 A 3 polos N.C. FH36070 - 600 V
5.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V
6.- 125 A 3 polos N.C. KH36125 - 600 V
7.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V
8.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V
9.- 15 A 3 polos N.C. FH36015 - 600 V
10.- 30 A 3 polos N.C. FH36030 - 600 V
Fig. 7 Interruptor termomagnètico para motor.
6.1.4.3. Interruptores para iluminación.
Estos interruptores (Fig. 8) tendrán la función de proteger a todo el sistema
iluminación en caso de cortocircuito y en caso de sobrecarga. Estas son sus
características: Interruptor automático I-LINE
Clase 650 y 651 intensidad
interruptora alta.
C1.- 15 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V
C2.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V
C3.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V
C4.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V
C5.- 30 A 2 polos N.C. FH26015 - 600 V
Fig. 8 Interruptor termomagnètico para iluminaciòn.
9

10. 6.1.5. REGISTRO.
En la Fig. 9 se muestra el registro a utilizarse, que estará ubicado entre el trayecto
del transformador y el panel de control, este nos servirá para chequear cuando se
tenga algún desperfecto en los conductores de alimentación de la planta en
general. Datos del registro: No. B.2.1, Código MySAP 12198, Descripción corta:
Registro de media tensión, Norma CFE-RMTB3.
Fig. 9 Registro de media tensiòn.
6.1.6. LAMPARAS.
La función de estas será la de dar iluminación a los espacios en que se haga
necesaria la visibilidad para trabajar adecuadamente en el interior de la forrajera,
así como en el exterior.
Algunas características de las lámparas son las siguientes:
- El material de sello de este tipo de lámpara es indeformable, resistente al calor y
de alta duración.
- Potencia: 200-400w.
- Lámparas de aditivos metálicos para uso industrial y comercial; alta eficiencia,
CRI 65.
- Luz blanca pura con eficiencia lumínica de: 19000 lúmenes con 250 watts (Fig.
10) y 28000 lúmenes con 400 watts (Fig. 11)
10

11. Fig. 10 Lampara 250 Watts.
Fig. 11 Lampara 400 Watts.
6.1.7. DUCTOS.
6.1.7.1. Ducto PAD
En la Fig. 12 se muestra un ducto tipo PAD (polietileno de alta intensidad) de 4
pulg. NRF – 057 - CFE De diámetro y una RD de B, con superficie lisa, tersa al
tacto y sin salientes de ninguna clase con abocinado en un extremo para su
acoplamiento. La función de este ducto será la de transportar el conductor que va
del transformador hasta el panel de control.
Fig. 12 Ducto PAD
6.1.7.2. Ducto cuadrado nema 1.
Puede ser aplicado en trayectorias de cableado y circuitos de alimentación de
tableros de fuerza y de alumbrado en plantas industriales, así como en
agrupamientos de equipos tales como controladores de motores, interruptores de
seguridad, etc. También en trayectorias verticales de cableado. Los conectores
abisagrados quedan asegurados en una rígida conexión debido a sus ranuras
11

12. exclusivas y al diseño de las proyecciones del ducto y ayudados por los tornillos
pija del conector, que además de dar firmeza al ensamble, tiene la función de
proporcionar una continuidad de tierra. Toda la trayectoria del ducto será
apropiada para permitir el fácil acceso y conducción de los conductores dentro de
él. Los conectores son siempre proporcionados con su cubierta ensamblada, la
cual podrá ser removida si no es requerida o no es necesaria (Fig. 13).
Para determinar el tipo de ducto que utilizamos fue necesario realizar algunos
cálculos en cuanto al calibre y número de cables que pasarían a través de él y,
con esto, determinamos el diámetro del ducto.
Suma de todos los diámetros de los conductores que pasaran por este ducto que
es de 121.58mm.
Fig. 13 Ducto cuadrado.
6.1.7.3. Codo de 90° para ducto cuadrado.
Los codos (Fig. 14) están disponibles en 22,5°, 45° y 90°, para efectuar los
cambios de dirección de la trayectoria por las necesidades propias de la
instalación eléctrica o bien para seguir el contorno de la estructura del edificio. Se
ensambla a los tramos rectos por medio de los conectores. Todas las cubiertas y
laterales son removibles y están sostenidas por medio de tornillos. Todos los
accesorios están diseñados para mantener la característica de fácil manejo de
conductores en cualquier plano. Las esquinas interiores de los codos están
redondeadas para facilitar la acción de tirar de los conductores en caso necesario.
Las cabezas de los tornillos quedan en los empotrados de la cubierta para
proteger el aislamiento de los conductores, de ser rasgado o roto.
Fig.14 Codo de 900 para ducto cuadrado.
12

13. 6.1.7.4. Soporte de pared para ducto.
En la Fig. 15 se muestra el tipo de soporte que será utilizado para mantener a una
cierta elevación el ducto por el cual se distribuirá la energía eléctrica.
Fig.15 Soporte de pared para ducto
6.1.7.5. Tubo conduit metálico.
La longitud de cada tramo es de 3.05 M. Tubo conduit metálico rígido de pared
gruesa. Se fabrica en diámetros de 1/2 pulg. A 6 pulg. El interior debe ser liso para
no dañar los conductores. Ambos extremos tiene rosca, además uno de los
extremos viene con un cople (Fig. 16). Este tipo de tubo será utilizado para
distribuir los conductores eléctricos al sistema de iluminación interno de la
forrajera.
Fig. 16 Tubo conduit metàlico.
6.1.7.6. Condulet LR de 90° para tubo conduit.
Fig. 17 Condulet LR de 900 para tubo conduit.
13

14. 6.1.8. CABLES DE AISLAMIENTO DE POLIETILENO DE CADENA CRUZADA
O POLIETILENO DE ALTA INTENSIDAD.
En la Fig. 18 se muestra un conductor de cobre con aislamiento XLP polietileno
calibre 500 MCM tipo 052CFE para 600 v. Este será el conductor que transmitirá
la corriente eléctrica desde el transformador hasta el panel de control.
Fig. 18 Cable de aislamiento de alta intensidad.
6.1.9. BOTON TIPO HONGO (PARO DE EMERGENCIA).
Al manipular la maquinaria siempre se está expuesto a riesgos, ya sean factores
que dañan la infraestructura o factores que atentan con la integridad física de
quien opera la maquinaria, lo que hace necesario implementar dispositivos de
emergencia. En este caso utilizaremos corta circuitos o paros de emergencia en
cada una de las maquinas para garantizar la seguridad de los equipos y del
personal. El dispositivo se muestra en la Fig.19 y algunas de sus características.
Botón operador tipo hongo de 35 mm. De diámetro contacto momentáneo 1NA,
1NC; botón operadores tipo TK clase 9001.
Fig. 19 Boton tipo hongo.
14

15. 6.2. DISEÑO DE SUBESTACIÓN Y CÁLCULO DE CONDUCTORES
DE ALIMENTACIÓN DE SUBESTACIÓN Y TABLERO GENERAL.
6.2.1. TARIFA.
Para la subestación que se diseña se asignará una tarifa general, de acuerdo al
consumo en media tensiòn que se tendrá en la planta. La tarifa a aplicar es: [Tarifa
H-M (2008 - 2009)]. Esta tarifa se aplica a los servicios que destinen la energía a
cualquier uso, suministrados en media tensión, con una demanda de 100 kilowatts
o más.
Se aplicarán los siguientes cargos por la demanda facturable, por la energía de
punta, por la energía intermedia y por la energía de base.
Región
Central
Cargo por
kilowatt de
demanda
facturable
$ 155.01
Cargo por
kilowatt - hora
de energía de
punta
$ 1.5157
Cargo por
kilowatt - hora
de energía
intermedia
$ 0.7598
Cargo por
kilowatt - hora
de energía de
base
$ 0.6351
El importe que resulta de aplicar el cargo por kilowatt de demanda facturable al
10% de la demanda contratada.
La demanda contratada la fijará inicialmente el usuario; su valor no será menor del
60% de la carga total conectada, ni menor de 100 kilowatts o la capacidad del
mayor motor o aparato instalado.
En el caso de que el 60% de la carga total conectada exceda la capacidad de la
subestación del usuario, sólo se tomará como demanda contratada la capacidad
de dicha subestación a un factor de 90%.
Para los efectos de la aplicación de esta tarifa, se utilizarán los horarios locales
oficialmente establecidos. Por días festivos se entenderán aquellos de descanso
obligatorio, establecidos en el artículo 74 de la Ley Federal del Trabajo, a
excepción de la fracción IX, así como los que se establezcan por Acuerdo
Presidencial.
15

16. 6.2.2. PARTES DE LA SUBESTACIÒN.
En la Fig. 20 se muestra la colocación y distribución de las partes componentes
que conformarán de la subestación de la forrajera.
Fig. 20 Partes de la subestaciòn.
En la Tabla 1. se dan a conocer los nombres de los componentes de la
subestación de la forrajera.
16

17. Tabla 1. Componentes de la subestación.
17

18. 6.2.3. EXCAVACIÓN DE ZANJA PARA BAJA Y MEDIA TENSIÒN.
La excavación se puede llevar a cabo por medios manuales, principalmente en
donde se presenten materiales sueltos como arena o de aglomerado como
tepetate, arcilla, etc.
La excavación por medios mecánicos no es muy recomendable en lugares donde
existan otras instalaciones de servicio tales como: teléfono, agua potable, drenaje,
alumbrado público, gas, etc. ya que existe la posibilidad de ocasionar algún daño.
Las dimensiones de la zanja dependen del tipo de banco de ductos a instalar, de
acuerdo a las Normas de Distribución, Construcción de Líneas Subterráneas. En
los casos donde la zanja tenga que ser profunda y el terreno no sea estable, se
debe ampliar hasta encontrar el ángulo de reposo del material o en caso contrario
ademar, para evitar derrumbes y accidentes. La zanja debe estar limpia, libre de
basura y derrumbes, la plantilla nivelada y compactada al 90% PROCTOR. Norma
CFE-BMT-C.
En este caso no existe ninguna línea que intervenga con la trayectoria que tendrá
la línea del conductor eléctrico, lo que facilita la excavación e instalación de los
ductos y registros.
6.2.4. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DE SUBESTACIÓN.
De manera esencial es necesario determinar el consumo o demanda de energia
que se tendrá en toda la planta para así asegurar el correcto suministro y evitar las
pérdidas en los procesos de producción.
Potencia total trifásica.
En la ec. 1 determinamos la corriente de línea que es la carga total del sistema
que se requiere, donde: IL= corriente de línea, Pt= potencia total, VL= Voltaje de
línea, F.P= Factor de potencia y,
= porque es un sistema trifásico.
ec. 1
= 279.82 A
18

19. Cálculo de la corriente afectada.
En la Ec. 2 determinamos la corriente afectada por medio del factor de corrección
por temperatura y por agrupamiento, donde: = corriente afectada,
= Factor
de corrección de temperatura, F.A= Factor de corrección por agrupamiento, P.T=
potencial total.
ec. 2
= 402 A
Y con este valor de
podemos determinar el calibre del cable que va del
transformador hasta el panel de control. Conductor 500 MCM – 405 A.
En la ec. 3 determinamos la caída de tensión en porcentaje que habrá en el
conductor de acuerdo a la NOM oficial mexicana, dada por la distancia que existe
del transformador al panel de control, que debe de estar dentro del rango de
operación que no debe superar el 3%. Donde: Fc = factor de caída de tensión
unitaria, L= longitud del circuito, I = corriente que circula, = voltaje de línea.
ec. 3
= 1.22%
Diámetro de la tubería a utilizar.
Para determinar el diámetro de la tubería que utilizaremos es necesario conocer la
cantidad de conductores que habrá en su interior y el diámetro de estos. En este
caso tenemos 4 conductores de 500 MCM, los cuales tienen un diámetro de
25.60mm cada uno. Una vez obtenidos los datos aplicamos la ec. 4, para así
determinar el diámetro total de la tubería. Donde: D= diámetro del cable.
ec. 4
19

20. Factor de relleno (le llamamos factor de relleno al espacio que existe en una
tubería para que por ella circule corrientes de aire).
ec. 5
Donde: Atcond = Área del conductor, F.R= factor de relleno.
= 2573.58
ec. 6
Donde: D= diámetro de tubería, At= área total.
Selección del interruptor termomagnético principal.
En la ec. 7 determinamos la corriente de selección mediante el producto de la
corriente afectada por la constante de 1.25. El resultado de esta ecuación
determinará el termo magnético principal que se utilizará.
ec. 7
Donde:
= corriente de selección,
=corriente afectada.
Selección del interruptor termomagnético secundario.
En la ec. 7 determinamos la corriente de selección mediante el producto de la
corriente nominal por la constante de 1.25.
20

21. ec. 8
Donde:
= corriente de selección,
=corriente nominal
Selección del centro de carga.
ec. 9
Capacidad del transformador.
En la ec. 10 se determina la capacidad del transformador a utilizar, por medio de la
carga total en KW de consumo, donde:
= potencia total en watts, F.P= factor
de potencia.
ec. 10
Potencia aparente del transformador S = 112.5 KVA
Corriente del lado primario de media tensión.
En la ec. 11 se muestra el cálculo de la selección de protección de cuchilla-fusible
en el lado primario de media tensión, donde: S= potencia aparente de
transformador, = viene dado por ser un sistema trifásico,
= voltaje de línea,
= corriente de línea.
ec. 11
=
Amperes de selección del listón del fusible 3 A
21

22. Tabla 2.- Concentrado de calibre de conductores de motores y su protección de
acuerdo a la NOM.
N. DE
MOTOR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
HP
L
15 HP
3 HP
3 HP
15 HP
3 HP
25 HP
3 HP
3 HP
3 HP
5 HP
27 m
25 m
25 m
38 m
16 m
15 m
15 m
36 m
34 m
47 m
65.71 A
13.17 A
13.17 A
65.91 A
13.17 A
109.87 A
13.17 A
13.17 A
13.17 A
21.96 A
2.61 %
1.94 %
1.94 %
2.31 %
1.24 %
0.95 %
1.16 %
2.79 %
2.64 %
2.41%
CALIBRE DEL TERMO
CONDUCTOR MAGNETICO
8
70 A
14
15 A
14
15 A
6
70 A
14
15 A
4
125 A
14
15 A
14
15 A
14
15 A
10
30 A
1.- MOTOR DE 15 HP.
En la ec. 12 determinamos la corriente afectada por medio del factor de corrección
por temperatura y por agrupamiento, donde: = corriente afectada,
= Factor
de corrección de temperatura, F.A= Factor de corrección por agrupamiento, P.T=
potencial total.
ec. 12
= 65.91 A
En la ec. 13 determinamos la caída de tensión en porcentaje que habrá en el
conductor de acuerdo a la NOM oficial mexicana, dada por la distancia que existe
del panel de control hasta el motor, que debe de estar dentro del rango de
operación que no debe superar el 3%. Donde: Fc = factor de caída de tensión
unitaria, L= longitud del circuito, I = corriente que circula, = voltaje de línea.
ec. 13
= 2.61%
22

23. Tabla 3.- Càlculo de tuberia.
No DE MOTOR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CAL. CONDUCTOR
8
14
14
6
14
4
14
14
14
10
1.- 4 conductores 8 MCM
TUBERIA
pulg.
pulg.
pulg.
pulg.
pulg.
2 pulg.
pulg.
pulg.
pulg.
1 pulg.
METROS
6m
6m
6m
11 m
11 m
9m
9m
6m
13 m
5m
D = 6.0 mm
ec. 14
ec. 15
Factor de relleno
ec. 16
= 141.35
23

24. ec. 17
Tabla 4.- Concentrado de calibre de conductores del sistema de iluminaciòn y su
protección de acuerdo a la NOM.
No DE
CIRCUITO
C1
C2
C3
C4
C5
W
250 w
250 w
400 w
400 w
400 w
No DE
LAMPARAS
4
4
2
4
2
5.68 A
5.68 A
4.54 A
9.08 A
9.08 A
8.16 A
8.16 A
6.52 A
13 A
13 A
1.30 %
0.72 %
0.96 %
1.37 %
2.18 %
CAL. DEL
TERMO
CONDUCTOR MAGNETICO
14
15 A
14
15 A
14
15 A
12
15 A
12
15 A
C1.- Primer circuito.
En la ec. 18 determinamos la corriente afectada por medio del factor de corrección
por temperatura y por agrupamiento, donde: = corriente afectada,
= Factor
de corrección de temperatura, F.A= Factor de corrección por agrupamiento, P.T=
potencial total.
ec. 18
= 8.16 A
En la ec. 19 determinamos la caída de tensión en porcentaje que habrá en el
conductor de acuerdo a la NOM oficial mexicana, dada por la distancia que existe
del panel de control hasta las lámparas, que debe de estar dentro del rango de
operación que no debe superar el 3%. Donde: Fc = factor de caída de tensión
unitaria, L= longitud del circuito, I = corriente que circula, = voltaje de línea.
24

25. ec. 19
= 1.30%
25

26. 6.3. DISTRIBUCIÓN DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS PARA ALIMENTACIÓN DE
MOTORES Y DERIVACIONES DE USO GENERAL.
Los motores presentan una distribución determinada por el mecanismo del que
tienen la función de movilizar. En el plano de distribución de motores que se
presenta en el anexo 1 de la pag. 29 se presenta cada uno de los motores y la
maquina a la que estarán ligados para su funcionamiento.
6.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN.
Para el diseño del sistema de iluminación utilizamos el método de “punto por
punto” con el cual determinamos la distribución de las lámparas en el interior de la
forrajera y en el exterior.
6.4.1. Método del punto por punto
El método de los lúmenes es una forma muy práctica y sencilla de calcular el nivel
medio de la iluminancia en una instalación de alumbrado general. Pero, qué pasa
si queremos conocer cómo es la distribución de la iluminación en instalaciones de
alumbrado general localizado o individual donde la luz no se distribuye
uniformemente o cómo es exactamente la distribución en el alumbrado general. En
estos casos emplearemos el método del punto por punto que nos permite conocer
los valores de la iluminancia en puntos concretos.
Consideraremos que la luminancia en un punto es la suma de la luz proveniente
de dos fuentes: una componente directa, producida por la luz que llega al plano de
trabajo directamente de las luminarias, y otra indirecta o reflejada procedente de la
reflexión de la luz de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del
local.
Con la ec. 20 calculamos el numero necesario de luminarias para un nivel de
iluminación determinado, donde: L = largo del área, W= ancho del área, N. I =
nivel del área, L. H= lúmenes de luz, CU = coeficiente de utilización del haz, F. M =
factor de mantenimiento.
# De luminarias =
LXWX
N .I .
ec. 20
L H X C .U . X FM
# De luminarias =
28 . 5 x 8 . 5 x 600
8
28625 x . 80 x . 75
26

27. Con la ec. 21 determinamos la iluminación por medio de la cantidad de luminarias
que tenemos, donde: L = largo del área, W= ancho del área, L. H= lúmenes de luz,
CU = coeficiente de utilización del haz, F. M = factor de mantenimiento, N. L =
numero de la luminaria.
Luminancia =
N . L . X . L . H . XCUXFM
ec. 21
LYW
Luminancia =
8 x 28625 x . 80 x . 75
567 . 18
28 . 5 x 8 . 5
Este cálculo aplicaría para todo el sistema de iluminación variando únicamente la
potencia en watts de las lámparas interiores a las exteriores.
Se muestra el plano de distribución eléctrica para el sistema de iluminación en el
anexo 2 de la pag. 30.
6.5. ELABORACIÓN DE PLANO Y DIAGRAMA ELÉCTRICO.
En el Anexo 3 de la pàg. 31 se muestra el diagrama de los sistemas que
conforman la instalaciòn elèctrica en general (Sistema de motores, sistema
elèctrico y subestaciòn), junto con las referencias de posiciòn del terreno, una lista
de componentes utilizados con su breve descripciòn y el diagrama unifilar. Todo
esto con el fin de hacer mas comprensible el desarrollo del proyecto.
27

28. 7. CONCLUSIONES.
La ejecución de este proyecto hizo posible enfocar mas atención en el desarrollo
de instalaciones industriales, adquiriendo mayor información y más experiencia
que puede ser utilizada para evolucionar nuestra percepción en cuestiones de
diseño y ,a travez de esto, en la práctica, ofrecer trabajos de calidad y de mejora
continua.
Los conocimientos adquiridos en el desarrollo de la subestación e instalación
eléctrica de la forrajera son de gran importancia, ya que en el ámbito empresarial
es de vital que se cuente con personal capacitado para afrontar situaciones en
cuestiones prácticas que tengan que ver con el desarrollo, además de que permite
potencializar nuestras capacidades.
8. SUGERENCIAS Y OBSERVACIONES.
Hacemos notar que durante la desarrollo del proyecto se tuvieron algunas
limitantes en cuanto a los componentes de trabajo, ya que no se contaba con un
presupuesto elevado. Sin embargo, el diseño de la subestación y la instalación
eléctrica fue exitosa, debido a que existía personal sumamente competente el cual
supo dar soluciones para que un presupuesto bajo no interviniera con la calidad
del trabajo y, con esto, obtener la eficiencia deseada de la planta.
A manera de sugerencia sería bueno que las empresas brindaran un poco mas de
oportunidad a los residentes en el aspecto de participación en proyectos mas
grandes y que los involucren en todas sus ramas de desarrollo, obviamente
relacionadas con nuestras carreras. Esto serviría en demasía ya que permitiría
desarrollar nuestro potencial exponencialmente.
28

29. 9. ANEXOS
Anexo 1. Distribuciòn de circuitos elèctricos para la alimentaciòn de motores.
29

30. Anexo 2. Distribuciòn de circuitos elèctricos para iluminaciòn.
30

31. 31

32. 10. REFERENCIAS BIBLIOGRÀFICAS.
Norma Oficial Mexicana, NOM-001, Secretaría de Energía (1999).
Sobrevila, Marcelo A.
Instalaciones Eléctricas en Viviendas, Industrias y Grandes Edificios
Ed. Alsina, México, 2ª, (1998).
Chapa, J. Carreón.
Manual de Instalaciones de Alumbrado y Fotometría.
Ed. Limusa, México, (1990)
Enríquez Harper, Gilberto, Manual de Instalaciones Eléctricas
Residenciales e Industriales, Ed. Limusa, México, (1987).
Refuerza, electrifica, canaliza.
Manual técnico de cables de energía.
Condumex MR.
Catalogo de Productos Eléctricos.
Square D.
Proyectos, construcción y especificaciones en mediana y alta tensión.
WWW.CFE.GOB.MX
Comisión Federal de Electricidad.
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