DISEÑO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE AULAS DE INFORMÁTICA CON PROYECTO FIN DE CARRERA DISEÑO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE AULAS DE INFORMÁTICA CON COMPENSACIÓN ACTIVA DE ARMÓNICOS PORTADA PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL EN ELECTRICIDAD AUTOR: DAVID MATÍA GONZÁLEZ TUTOR: MARIO MAÑANA CANTELI D.I.E.E. SANTANDER, 30 DE MARZO DE 2001

ÍNDICE DEL PROYECTO MEMORIA ANEXO I: CÁLCULOS JUSTIFICADOS ANEXO II: ESTUDIO DE ARMÓNICOS PLANOS PLIEGO DE CONDICIONES PRESUPUESTO CONCLUSIONES

OBJETO DEL PROYECTO INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE 6 AULAS DE INFORMÁTICA EN LA E.T.S.I.I.T. PARA LAS ASIGNATURAS ACTUALES Y LAS COMPRENDIDAS DENTRO DEL PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA INFORMÁTICA, A IMPLANTAR EN LA ESCUELA EN EL PRÓXIMO CURSO ACADÉMICO DIRECTRICES IMPUESTA POR LA PROPIEDAD: PROTECCIÓN DE LOS EQUIPOS INFORMÁTICOS CONTINUIDAD DE SERVICIO LIMITACIÓN DE PERTURBACIONES OBJETO DEL PROYECTO

DATOS DE PARTIDA CONSUMO DE UN ORDENADOR. MEDICIÓN CON MULTÍMETRO VALOR MÁXIMO 0.8 AMPERIOS CORRIENTE NOMINAL DE CADA PC IN=0.8 AMPERIOS CONSUMO DE UN ORDENADOR. MEDICIÓN CON ANALIZADOR DE RED AR5 DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA VALOR MÁXIMO 1.2 AMPERIOS CORRIENTE NOMINAL DE CADA PC IN=1.2 AMPERIOS DIFERENCIA: ARMÓNICOS DE CORRIENTE

ORIGEN DE LOS ARMÓNICOS (I) TENSIÓN SINUSOIDAL SOBRE CARGA LINEAL: CORRIENTE SINUSOIDAL TENSIÓN SINUSOIDAL SOBRE CARGA NO LINEAL: CORRIENTE ARMÓNICA DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA

ORIGEN DE LOS ARMÓNICOS (II) FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE ORDENADORES: CARGA NO LINEAL LA SEÑAL RESULTANTE ES UNA ONDA SINUSOIDAL TROCEADA, PARA ADECUAR SU VALOR MEDIO A LAS NECESIDADES DE CONSUMO DEL ORDENADOR. ES UNA SEÑAL PERIÓDICA DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA SERIE DE FOURIER: TODA FUNCIÓN REPETITIVA Y CONTINUA EN UN INTERVALO T, PUEDE SER REPRESENTADA POR LA SUMA DE UNA COMPONENTE SENOIDAL FUNDAMENTAL Y UNA SERIE DE COMPONENTES ARMÓNICAS, QUE SON MÚLTIPLOS ENTEROS DE LA FRECUENCIA FUNDAMENTAL

MEDICIÓN DE ARMÓNICOS RELACIÓN DE ARMÓNICOS IN/I1, EN PORCENTAJE, DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DEL AULA DE INFORMÁTICA DE LA ESCUELA DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA

EFECTOS DE LOS ARMÓNICOS AMPLIFICACIÓN DE ALGUNOS ARMÓNICOS POR RESONANCIAS SERIE Y PARALELO DETERIORO, E INCLUSO DESTRUCCIÓN, DE BATERÍAS DE CONDENSADORES PARA LA CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA TRANSFORMADORES: AUMENTO DE LAS PÉRDIDAS POR HISTÉRESIS Y FOUCAULT REDUCCIÓN DE LA CAPACIDAD NOMINAL SOBRECARGA POR MAL DIMENSIONAMIENTO DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA PÉRDIDAS ADICIONALES EN MÁQUINAS ROTATIVAS. APARICIÓN DE PARES ARMÓNICOS EN OPOSICIÓN DIFICULTADES EN SISTEMAS CON TELEMANDO MAL FUNCIONAMIENTO DE RELÉS DE PROTECCIÓN

SOLUCIONES FILTROS PASIVOS ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS, BOBINAS Y CONDENSADORES DE VALORES DETERMINADOS PARA ELIMINAR UNAS DETERMINADAS FRECUENCIAS. SE DIMENSIONAN PARA UNA CARGA CONOCIDA VENTAJAS: BAJO PRECIO INCONVENIENTES: DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA SINTONIZADO PARA UNA CARGA DETERMINADA NO RESPONDEN A LAS VARIACIONES DE CARGA MAL COMPORTAMIENTO

SOLUCIONES 2. FILTROS ACTIVOS OBTIENEN LA CORRIENTE TOTAL DE LA CARGA Y ELIMINAN LA COMPONENTE FUNDAMENTAL. LA DIFERENCIA DE INTENSIDADES ES AMPLIFICADA EN UN AMPLIFICADOR LINEAL Y REALIMENTADA AL CIRCUITO VENTAJAS: RESPONDEN A LAS VARIACIONES DE CARGA EN 40 MILISEGUNDOS MEJOR COMPORTAMIENTO DESCRIPCIÓN SOLUCIÓN APORTADA COMPENSAN EL FACTOR DE POTENCIA DE LA CARGA INSTALADA AGUAS ABAJO DEL FILTRO INCONVENIENTES: MUY ALTO PRECIO (DEL ORDEN DE 4 VECES MAYOR) AUMENTO DEL CONSUMO DE LA INSTALACIÓN

PLANO GENERAL DE AULAS

CÁLCULO DE APARAMENTA 1. DISTRIBUCIÓN DE LAS AULAS CADA AULA TENDRÁ INSTALADOS 50 EQUIPOS PARA LOS ALUMNOS, EL SERVIDOR, QUE CONTARÁ COMO 2 PCS, Y EL SAI, CUYO CONSUMO SE HA EQUIPARADO A 2 ORDENADORES. TOTAL, 54 PCS POR AULA INPC=1.2 A IFASE R Y S=1.2*18=21.6 A IFASE T PCS=1.2*14=16.8 A IFASE T SERVIDOR=1.2*4=4.8 A INTERRUPTOR AUTOMÁTICO R Y S COMERCIAL: 2X25 AMPERIOS CURVA Z INTERRUPTOR AUTOMÁTICO T COMERCIAL: 2X20 AMPERIOS CURVA Z INTERRUPTOR SERVIDOR COMERCIAL: 2X6 AMPERIOS CURVA Z DIFERENCIALES 2X30 MILIAMPERIOS INSTANTÁNEOS INTERRUPTOR GENERAL DE AULA COMERCIAL: 4X32 AMPERIOS DIFERENCIAL GENERAL DE AULA 4X300 MILIAMPERIOS INSTANTÁNEOS CÁLCULOS JUSTIFICADOS

CÁLCULO DE APARAMENTA 2. CUADRO DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA -1 ESTE CUADRO LLEVARÁ INSTALADO UNA PROTECCIÓN GENERAL PARA CADA AULA MAS LA ESPECÍFICA DEL COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS. SE COLOCARÁ UNA PROTECCIÓN GENERAL DE ENTRADA AL CUADRO INTERRUPTOR AUTOMÁTICO AULA 4X40 AMPERIOS DIFERENCIAL AULA 4X30 MILIAMPERIOS INSTANTÁNEOS INTERRUPTOR AUTOMÁTICO COMPENSADOR 4X100 AMPERIOS SEGÚN FABRICANTE DIFERENCIAL COMPENSADOR 4X300 MILIAMPERIOS INSTANTÁNEOS INTERRUPTOR GENERAL PLANTA -1 COMERCIAL: 4X400 AMPERIOS DIFERENCIAL GENERAL PLANTA -1 4X3 AMPERIOS SELECTIVO CÁLCULOS JUSTIFICADOS

CÁLCULO DE APARAMENTA 3. ENLACE CON EL CUADRO GENERAL DE BAJA TENSIÓN SE INSTALARÁ UN INTERRUPTOR SECCIONADOR EN CARGA CON DIFERENCIAL ASOCIADO PARA LA CONEXIÓN CON EL CUADRO GENERAL DE BAJA TENSIÓN INTERRUPTOR AUTOMÁTICO ENLACE 4X400 AMPERIOS DIFERENCIAL ENLACE 4X3 AMPERIOS SELECTIVO PODER DE CORTE DE LAS PROTECCIONES:

  CÁLCULO DE CABLEADO TODA LA INSTALACIÓN DE ESTE PROYECTO SE REALIZARÁ BAJO TUBO LA CORRIENTE DE SERVICIO PERMANENTE ASIGNADA A CADA CABLE SERÁ LA INTENSIDAD NOMINAL DE LA PROTECCIÓN SITUADA AGUAS ARRIBA LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO A CONSIDERAR EN UNA SECCIÓN SERÁ LA CORRESPONDIENTE AL INICIO DEL CABLE LA SECCIÓN DEL NEUTRO SERÁ DOBLE QUE LA DE FASE EN TRAMOS DE DISTRIBUCIÓN TRIFÁSICA PARA PREVENIR CORRIENTES ARMÓNICAS POR FALLO DEL COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS. SE LE CONSIDERARÁ COMO CONDUCTOR ACTIVO A LA HORA DE APLICAR LAS REDUCCIONES DE CORRIENTE MÁXIMA ADMISIBLE LA NORMATIVA A APLICAR EN ESTA INSTALACIÓN SERÁ MIE BT 017. TABLA I. INTENSIDAD MÁXIMA DE SERVICIO PERMANENTE PARA CABLES AISLADOS CON POLICLORURO DE VINILO MIE BT 019. TABLA I. DIÁMETRO INTERIOR NOMINAL MÍNIMO RECOMENDADO PARA LOS TUBOS EN FUNCIÓN DEL NÚMERO Y SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES QUE HAN DE ALOJAR

CÁLCULO DE CABLEADO 1. DE CUADRO GENERAL DE B.T. A CUADRO DISTRIBUCIÓN PLANTA -1 ESTA SECCIÓN TIENE UNA LONGITUD TOTAL DE 20 METROS. SE INSTALARÁ BAJO TUBO, PRIMERO POR EL DOBLE TECHO DE LA PLANTA –4 Y DESPUÉS POR LOS HUECOS PARA CABLEADO HASTA LA PLANTA –1. LA CORRIENTE NOMINAL SERÁ DE 400 AMPERIOS CÁLCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO CÁLCULO POR CORRIENTE NOMINAL CAÍDA DE TENSIÓN NORMA UNE 20-460/90 SECCIÓN A INSTALAR 3X(2X(2X50)) + 1X(2X(4X50) mm2 de Cobre

CÁLCULO DE CABLEADO 2. DE CUADRO DISTRIBUCIÓN PLANTA –1 A CUADRO DE AULA REALIZAREMOS EL CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE CONDUCTORES CON EL AULA MÁS ALEJADA. LA DISTANCIA A TENER EN CUENTA SERÁ DE 36 METROS Y LA CORRIENTE NOMINAL SERÁ DE 40 AMPERIOS NUEVA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO INCLUYENDO LA R DEL TRAFO Y LA DEL CABLE COEFICIENTE REDUCTOR DE 0.9 POR IR TODOS LOS CONDUCTORES EN EL MISMO TUBO CÁLCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO CÁLCULO POR CORRIENTE NOMINAL CAÍDA DE TENSIÓN SECCIÓN A INSTALAR 3X(1X16) + 1X(2X16) mm2 de Cobre

CÁLCULO DE CABLEADO 3. DE CUADRO GENERAL DE DISTRIBUCIÓN PLANTA –1 AL C.A.A. ESTE CABLE SERÁ EL IMPRESCINDIBLE PARA LA CONEXIÓN DEL COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS. DADA LA PROXIMIDAD A LA QUE SE ENCUENTRA, CONSIDERAREMOS LA DISTANCIA DE 1 METRO. LA CORRIENTE NOMINAL ES DE 100 AMPERIOS CÁLCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO CÁLCULO POR CORRIENTE NOMINAL CAÍDA DE TENSIÓN C.A.A.=COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS % SE CALCULA CON LA CAIDA DE TENSIÓN ACUMULADA SECCIÓN A INSTALAR 3X(2X(2X50)) + 1X(2X(4X50) mm2 de Cobre

CÁLCULO DE CABLEADO 4. DISTRIBUCIÓN DE LAS AULAS CABLEADO POR CANALETA DE SUELO, CON TODOS LOS CONDUCTORES EN LA MISMA CANALETA. 22 METROS Y 25 AMPERIOS DE CORRIENTE NOMINAL CÁLCULO POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO CÁLCULO POR CORRIENTE NOMINAL CAÍDA DE TENSIÓN SECCIÓN A INSTALAR 2X(1X10) mm2 de Cobre por fase

COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS PUESTA EN MARCHA Y FUNCIONAMIENTO

COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS ENSAYOS REALIZADOS

COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS RESULTADOS OBTENIDOS

PRESUPUESTO PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN DE MATERIAL APARAMENTA ELÉCTRICA CABLEADO TUBOS, CANALETAS, HERRAJES.... TOTAL 4.067.430 569.841 492.810 5.130.081 PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN POR CONTRATA CONTROL DE CALIDAD (1%) GASTOS GENERALES (13%) BENEFICIO INDUSTRIAL (6%) TOTAL BASE IMPONIBLE I.V.A. TOTAL PRESUPUESTO EJECUCIÓN POR CONTRATA 51.300 666.910 307.805 1.026.015 6.156.096 984.975 7.141.071 pesetas 42.918,70 euros

PRESUPUESTO PRESUPUESTO PARA CONOCIMIENTO DE LA ADMINISTRACIÓN PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN POR CONTRATA HONORARIOS DEL INGENIERO Y DIRECTOR DE OBRA LICENCIAS Y TRÁMITES I.V.A. 6.156.096 571.286 428.465 1.145.416 TOTAL 8.304.263 PESETAS 49.909,63 EUROS El PRESUPUESTO PARA CONOCIMIENTO DE LA ADMINISTRACIÓN ASCIENDE A LA CANTIDAD DE OCHO MILLONES, TRESCIENTAS CUATRO MIL DOSCIENTAS SESENTA Y TRES PESETAS

CONCLUSIONES SOLUCIÓN TÉCNICA APORTADA: COMPENSADOR ACTIVO DE ARMÓNICOS VENTAJAS: MUY BUEN COMPORTAMIENTO INCONVENIENTES: NECESIDAD DE VENTILACIÓN RUIDO ACÚSTICO AUMENTO DE LA TARIFICACIÓN DE POTENCIA

TURNO DE PREGUNTAS DISEÑO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA PROYECTO FIN DE CARRERA DISEÑO DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE AULAS DE INFORMÁTICA CON COMPENSACIÓN ACTIVA DE ARMÓNICOS TURNO DE PREGUNTAS