El documento se centra en el diseño de una instalación eléctrica para ampliar la capacidad de una planta de silos en Pailón, Santa Cruz, que busca satisfacer el aumento de la demanda energética debido a la expansión en el almacenamiento de granos. Se realizan cálculos para dimensionar un transformador de 500 kVA y conductores eléctricos adecuados, así como correcciones del factor de potencia para optimizar el consumo. Finalmente, se elaboran diagramas y se aseguran las medidas de seguridad conforme a normativas vigentes.

1. INSTALACIÓN ELÉCTRICAAUMENTO DE DEMANDA EN
PLANTA DE SILOS
AUTOR: ALDO EDSON CHOQUE LOAYZA
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA PRIVADA DE SANTA CRUZ
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
INGENIERÍA ELÉCTRICA

2. TABLA DE CONTENIDO
1.INTRODUCCIÓN
2.ANTECEDENTES
3.OBJETIVOS
4.MARCO TEORICO
5.INGENIERIA DE
PROYECTO
6.CONCLUSIONES
CAPITULO I.
CAPITULO II.

3. 1. INTRODUCCION
Las instalaciones eléctricas industriales son diseñadas
según las necesidades requeridas de una empresa,
con una potencia estimada y componentes eléctricos
adecuados.
Pero con el tiempo la mayoría de las industrias
tienden a crecer y aumentar su demanda energética,
aumentando equipos y mejorando su eficiencia,
productividad y almacenamiento como es el caso de
los Silos, por lo tanto se deben reajustar las
instalaciones eléctricas ya instaladas para poder cubrir
una nueva demanda de potencia.

4. 2. ANTECEDENTES
La planta de silos de Pailón tiene la necesidad de ampliar sus instalaciones
eléctricas de su industria cuya actividad principal es la de almacenar GRANOS EN
LOS SILOS la cual está ubicado en la comunidad de PAILON, de la provincia
chiquitos en el departamento de Santa Cruz que tiene una temperatura promedio
máxima de 31C.
Actualmente cuenta con un transformador de 400kVA en 24.9kV/400-230V
montado en un puesto de transformación de techo tipo losa. Se desea ampliar la
cantidad de almacenamiento de granos, por lo tanto se debe diseñar una
ampliación de las instalaciones eléctricas para cubrir la nueva demanda de
potencia.

5. 3. OBJETIVO GENERAL
Realizar el diseño de la instalación eléctrica para la nueva
demanda de la planta de silos y almacenamiento de granos en
Pailón

6. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Realizar el cálculo de cargas, distribución de las cargas en los tableros
• Dimensionar la estación de transformación de 24.9 kV a 380/220 V de acuerdo
con normativa CRE, y calcular la potencia del transformador necesario para
poder energizar los sub-tableros a la necesidad.
• Dimensionar los conductores eléctricos, dispositivos de protección
correspondientes
• Realizar los diagramas unifilares, planos eléctricos y cálculos resumidos en
planilla Excel

7. MAQUINAS E INSTALACIONES ELECTRICAS
Una instalación eléctrica es aquel conjunto de
circuitos eléctricos concebido para dotar de energía
eléctrica a edificios, inmuebles, infraestructuras,
oficinas, industrias, etc. Una instalación de este tipo
incluye todos los equipos, cables y microsistemas
necesarios para dotar de energía al espacio y permitir
la conexión de diferentes equipos eléctricos.
En la industria, es necesario tener
instalaciones eléctricas industriales
adecuadas que permitan que el proceso
productivo se desarrolle con total
normalidad. La maquinaria requerida en
estos espacios consume gran cantidad de
recursos eléctricos, y por ello se ve necesario
que se realicen acometidas eléctricas a gran
escala que permitan que todos los elementos
funcionen a la perfección.
4. MARCO TEORICO

8. CIRCUITO ELECTRICO
Conjunto de medios a través de los cuales puede circular la corriente eléctrica.
CONDUCTOR ELECTRICO
Hilo metálico, de sección transversal frecuentemente cilíndrico o rectangular,
destinado a conducir corriente eléctrica. De acuerdo a su forma constructiva podrá
ser designado como alambre, si se trata de una sección circular sólida única, barra si
se trata de una sección rectangular o conductor cableado si la sección resultante está
formada por varios alambres iguales de sección menor.
TRANSFORMADOR
Los transformadores son elementos eléctricos cruciales para la distribución y el
aprovechamiento doméstico e industrial de la energía eléctrica. Los transformadores
aumentan o disminuyen la tensión de una corriente alterna, pero teóricamente no
cambian su potencia.
ACOMETIDA
Conjunto de conductores y accesorios utilizados para conectar equipos de
protección, medida o tablero de distribución (caja de barras), de una instalación
interior a una red de distribución.
GENERALIDADES

9. CAIDA DE TENSION
La caída de tensión se refiere a la pérdida de potencial eléctrica que ocurre
cuando se mueve una carga a través de un conductor. Esto ocurre debido a la
resistividad eléctrica, es decir, a la propiedad de cualquier material a resistir el
flujo de una corriente eléctrica que fluye a través de él.
PUESTA A TIERRA
Partes metálicas de la instalación que no están en tensión normalmente, pero
que pueden estarlo a consecuencia de averías, accidentes, descargas
atmosféricas o sobretensiones.
DEMANDA MAXIMA
Mayor demanda que se presenta en una instalación o parte de ella. Es válida
en un determinado punto y período de tiempo.

10. POTENCIA INSTALADA
La potencia instalada es la suma de las potencias nominales de todos los dispositivos eléctricos de
la instalación.
FACTOR DE UTILIZACION MAXIMA (ku)
En condiciones normales de funcionamiento, el consumo de potencia de una carga es a veces
inferior que la indicada como potencia nominal, una circunstancia bastante común que justifica la
aplicación de un factor de utilización (ku) en la estimación de los valores reales.
FACTOR DE SIMULTANEIDAD (ks)
Es una práctica común que el funcionamiento simultáneo de todas las cargas instaladas de una
instalación determinada nunca se produzca en la práctica.

11. PARAMETROS ELECTRICOS:
• Los parámetros básicos que permiten cuantificar esta forma de energía son: la tensión o voltaje (que se
mide en voltios, V), la corriente o intensidad eléctrica (que se mide en amperios, A), la potencia eléctrica
(que se mide en vatios, W) y la energía eléctrica producida/consumida (que se mide en vatios-hora, Wh).
FACTOR DE POTENCIA:
• El factor de potencia (FP) es un indicador de la relación de consumo entre la energía reactiva (kVAR) y la
energía activa (kW), en una instalación eléctrica.

12. POTENCIA
• La potencia efectiva o real (P) es la que se aprovecha de la energía eléctrica y se calcula:
monofásico: P=V*I*cos(ⵀ)
trifásico: P=√3*V*I*cos(ⵀ)
• La potencia reactiva (Q) se encarga de generar el campo magnético que se requiere para el funcionamiento
de los equipos inductivos como los motores y transformadores.
monofásico: Q=V*I*sen(ⵀ)
trifásico: Q=√3*V*I*sen(ⵀ)
• La potencia aparente (S) es la suma geométrica de las potencias activa y reactiva y se obtienen con las
siguientes fórmulas:
monofásico: S=V*I
trifásico: S=√3*V*I

13. INGENIERIA DE PROYECTO

14. La planta de Silos está localizada en Santa Cruz, en el municipio
de Pailón, se plantea el diseño del trasformador para las
siguientes cargas mostradas en la tabla.
El factor de potencia de las nuevas cargas es (FP = 0.66) y
necesariamente se debe corregir antes de empezar los cálculos
del conductor ya que esto afectara en el cálculo y
dimensionamiento del transformador y del conductor en la
acometida y alimentador principal.
TABLA DE AMPLIACION DE CARGAS
ITEM DESCRIPCION POTENCIA
ACTIVA (kW)
1
MOTOR MOLINO # 1
Carga nueva 20
2
MOTOR MOLINO # 2
Carga nueva 100
3
MOTOR MOLINO # 3
Carga nueva 100
4
MEZCLADORA # 1
Carga nueva 100
5
MEZCLADORA # 2
Carga nueva 9
6
EXTRUSORA # 1
Carga nueva 100
7
EXTRUSORA # 2
Carga nueva 40

15. Cálculo de potencia aparente para MOTOR MOLINO # 2 y #3
Datos:
Donde:

16. Calculo de la potencia demandada para los molinos 2 y 3:
Datos:
Datos:

17. A continuación, se realiza el cálculo de potencia demanda para las demás cargas
(Tabla 8), por circuito explicado en el marco teórico.
Corrección de cargas con fp 0.9
Tabla 1. Corrección de cargas con Fp:0.9
TABLA DE AMPLIACION DE CARGAS
ITEM DESCRIPCION POTENCIA
ACTIVA (kVA)
1
MOTOR MOLINO # 1
Carga nueva 22.2
2
MOTOR MOLINO # 2
Carga nueva 111.1
3
MOTOR MOLINO # 3
Carga nueva 111.1
4
MEZCLADORA # 1
Carga nueva 111.1
5
MEZCLADORA # 2
Carga nueva 10
6
EXTRUSORA # 1
Carga nueva 111.1
7
EXTRUSORA # 2
Carga nueva 44.4

18. Dimensionamiento del transformador trifásico
Para realizar el dimensionamiento del transformador se realizó la
suma de la potencia demandada de los equipos nuevos a
instalarse. (Anexo 1)
Los cálculos realizados de la demanda total de las nuevas cargas
instaladas es de 339 kVA, en función a la demanda total se planea
realizar el montaje de un trasformador de 500 kVA.

19. Caculo del factor de utilidad del transformador
Datos:

20. CALCULO DE TRANSFORMADOR DE CORRIENTE (TC)
Datos del transformador requeridos para el montaje del
transformador para planta Silo
Según los datos requeridos para la planta (Tabla 5) se debe
seleccionar un transformador de corriente (TC) mayor a 11.5 A. En
base a la corriente requerida por la planta, el transformador de
corriente (TC) seleccionado por catálogo debe tener una relación
100/5, lo cual corresponde a un factor de reducción (RTC), la
corriente en el secundario del TC y que ingresa al medidor será de:
Donde:
DATOS DE LOS TRANSFORMADORES
Potencia nominal 500 kVA
Trasformador trifásico 24.9kV (11.5A)
Trasformador trifásico 380/220V (759A)
Frecuencia 50Hz
Conexión ∆ / Y

21. Dimensión de conductores
Calculo por capacidad térmica de conducción y tipo de
aislamiento
La planta requiere una potencia 500kVA y tensiones de 380/220V
(Tabla 10), en base a ello se realiza el dimensionamiento de los
conductores:
Donde:
Según catálogo (Anexo) se elige
un conductor por fase con un
calibre de 253 mm2
, con una
ampacidad de 380 A, el tipo de
cable es flexible, aislado con
policloruro de vinilo (PVC) 75°
resistente a la humedad y calor.

22. Calculo por caída de tensión
Datos:
Variación de la tensión
Reemplazando
%

23. Variación de la tensión
Según la norma IEC la variación de tensión debe ser menor al 8%
de caída de tensión, el conductor es perfectamente admisible.
ITEM CARGAS INDUSTRIAL KW CAIDA DE TENSION %
C1 Motor Molino #1 20 2,4%
C2 Motor Molino #3 100 0,8%
C3 Mezcladora #2 9 1,6%
C4 Extrusora #2 40 1,2%
C5 Motor Molino #2 100 0,8%
C6 Mezcladora #1 100 0,8%
C7 Extrusora #1 100 0,8%
C8 Iluminación 1.5 2.5%
C9 Tomacorriente 2 3%

24. Máxima corriente de cortocircuito en el conductor.
Donde:
Las temperaturas para el tipo de conductor se muestran en la NB777 tabla 5.3

25. Cálculo de la potencia reactiva solicitada.
Cálculo de la potencia reactiva mejorada.
Cálculo de la potencia aparente con FP mejorado.
Calculo de corriente con el FP mejorado

S1
Ø2
=
Q2
P1=P2
Qc
S2
Ø1
Q1

26. Cálculo del condensador

27. Cálculo Luminotécnico (Método de Lúmenes)
Método de lúmenes, es una herramienta de cálculo que nos ayuda a determinar el número de lámparas a usarse en
un espacio arquitectónico.
Factor de utilización
Es la relación entre el flujo de luz, que es emitido por la lámpara o luminaria a usar en el local, y el flujo de luz
realmente útil que llega de la lámpara a la superficie a iluminar.
Flujo luminoso total
Es el flujo luminoso total que cubre la superficie, en este caso, nos referimos a la superficie del salón de clases en
metros cuadrados.
Las fórmulas a utilizar son las siguientes:
K = (L*W) / [HL*(L+W)]
Flujo = (NDI*S)/(Cu*Cd)
#Lamp=Flujo Necesario/Flujo Luminoso
Donde:
K = índice del local
W = ancho del local
L = largo del local
HL = altura de local

28. Datos: LOCAL/RECINTO: ÀREA ADMINISTRATIVA
DATOS:
DIMENSIONES Y CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DEL LOCAL
NIVEL DE
ILUMINACION NDI
300 Lux
DIMENSIONES
LONGITUD L 28,35 m
SUPERFICI
E LOCAL
(m2)
500,3775
ANCHO W 17,65 m
ALTURA HL 2,6 m
FACTORES DE
REFLEXION
TECHO PARED SUELO
0,4 0,7 0,4
TIPO DE
LAMPARA:
LAMPARA DE TECHO
MODELO LED RS 200
POTENCIA 4*75 W
FLUJO LUMINOSO 8250 Lm
COEF. DE CONSERVACION (Cd): 0,80

29. Calculo luminotécnico.
CALCULOS:
INDICE DEL LOCAL/RECINTO (K) 4,18
K =
L.W/[HL*(L+W)]
COEFICIENTE UTILIZACION (Cu) 3,40
FLUJO NECESARIO (flujo total) 55188,69 Lm
Flujo=(NDI*S)/
(Cu*Cd)
NUMERO DE LAMPARAS (N) 6,69 LAMPARAS #Lamp=Flujo
Necesario/Flujo
Luminoso

31. Cuadro de cálculos en Excel.
tension monofasico= 220
tension trifasico = 380
factor potencia= 0.9
cunductividad Cu_70°C= 48.4
cargas industrial KW KVA
demanda
por
factores,
FU, FD, Fsim
proteccion
de
termomagn
etico por
circuito
proteccion
termomagn
etico según
catalogo
corriente (A) longitud (m)
calibre
conductor
mm^2
caida de
tension %
proteccion
termomagne
tica tripolar
proteccion
termomagn
etica
monofasico
R S T
motor molino #1 20 22.2 14 34 50 6 2.4% 40 34 34 34
motor molino #3 100 111.1 71 169 50 95 0.8% 225 169 169 169
mezcladora #2 9 10 6 15 50 4 1.6% 20 15 15 15
extrusora #2 40 44.4 28 68 50 25 1.2% 90 68 6 6
motor molino #2 100 111.1 71 169 50 95 0.8% 225 169 169 169
mezcladora #1 100 111.1 71 169 50 95 0.8% 225 169 169 169
extrusora #1 100 111.1 71 169 50 95 0.8% 225 169 169 169
iluminacion 1.7 2 2 25 9 50 2.5 3.0% 25 25
tomas 2.7 3 3 25 14 50 4 3.0% 25 25
473.4 526 337 816 295
balance de corriente por fase
400
286
507 630

32. Cuadro de cálculos en Excel.
proteccion
termagnetico
principal
cargas adm KVA corriente (A) longitud (m)
calibre
conductor
mm^2
caida de
tension %
proteccion
termomagn
etica
monopolar
L
C1 aire acondicionado 3 8 50 4 2% 10 8
C2 luminarias 3 8 50 2,5 3% 10 8
C3 tomas simples 4 11 50 4 2% 16 11
C4 tomas de fuerza 4 11 50 4 2% 16 11
C5 tomas de fuerza 4 11 50 4 2% 16 11
50

33. Cálculo del condensador
Intensidad Máxima admisible en amperios IEC 60364-5-52

34. CONCLUSIONES
• Se realizó los cálculos correspondientes para determinar la demanda eléctrica de la nueva
instalación eléctrica.
• Se realizó la corrección del factor de potencia (FP) a (0.95) de las cargas de planta Silo que tenían
un FP de 0.6.
• Se determinó los conductores eléctricos del alimentador principal y de derivación para cada
equipo nuevo a instalar, tanto al nivel de los circuitos como para la acometida.
• Se estableció las medidas de seguridad y distribuyó los nuevos circuitos a tableros secundarios
para los equipos monofásicos y trifásicos según las normas de la CRE, normas NB-777, normas IEC.
• Se realizó el diagrama unifilar de la Instalación Eléctrica con el software AutoCAD, y cálculos en
planillas de Excel.
• La potencia del trasformador tiene capacidad para cargas de reserva por lo cual se le puede
agregar algunas cargas adicionales ya que esta sobredimensionado.
• Para la selección del conductor Neutro se utilizará un calibre 16 mm2 según norma para futuras
ampliaciones que requieran de tensión monofásica
• Los cálculos de los conductores de distribución son tomados en cuenta para un tipo de arranque
progresivo, como ser variadores de frecuencia o arrancadores suaves, para no causar daños a los circuitos
con la corriente de arranque, si es que se efectuara un arranque directo

35. Gracias por su atención y quedo a
disposición para responder
cualquier pregunta.