Activitats

Calcular una instal·lació elèctrica d'enllaç

L'objectiu d'aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per definir tots els elements que constitueixen una instal·lació elèctrica d'enllaç.

Determineu la instal·lació elèctrica d'enllaç d'un edifici d'habitatges que presenta les característiques següents:

  • L'edifici té una planta baixa i quatre plantes més.
  • A la planta baixa hi ha els locals comercials i oficines.
  • Les plantes 1, 2 i 3 tenen 6 habitatges de 100 m2 cadascun.
  • La planta 4 té 6 dúplexs de 180 m2.
  • A la planta baixa hi ha 3 oficines de 55 m2 i una de 130 m2, i també un local comercial de 30 m2 i un altre de 100 m2.
  • També a la planta baixa hi ha un bar amb potència prevista de 60 kW.
  • La finca disposa d'un ascensor amb una capacitat per a 5 persones.
  • El portal té 45 m2 i l'escala té una superfície de 200 m2.
  • La finca disposa d'un garatge amb una superfície de 1.000 m2 i una piscina de 400 m3.
  • El factor de potència es calcula en 0,9.
  • La centralització de comptadors se situarà a la planta baixa.
  • L'alçada entre les plantes és de 3 metres.
  • Les distàncies als quadres generals de comandament (QGC) i protecció del garatge, bar, serveis generals, locals i oficines s'ha de calcular en 10 metres.

Previsió de càrregues

  • El coeficient de simultaneïtat, segons la taula 1 de la ITC-BT-10, en el cas del total dels 24 habitatges ha de ser el següent:

    Graph
    Per tant, la previsió de potència dels habitatges és la següent:

    Graph
    Graph

  • Potència de les oficines.
    Com que no hi ha dades cal agafar el valor 100 W/m2, i tenint en compte que els valors resultants de cada oficina superen el mínim que estableix el REBT de 3.450 W us queda això:
    Graph

  • Potència de locals comercials.
    Com que tampoc hi ha dades i prenent 100 W/m2, en el cas del local de 30 m2, se li assignarà el mínim de 3.450 W (perquè no el supera); al segon local de 100 m2 li corresponen 10 kW, i al bar, els 60 kW previstos, i així us queda:

    Graph
    Graph

  • Potència de l'ascensor.
    Si teniu en compte que l'ascensor és un ITA-2 que s'eleva a una velocitat d'1 metre per segon (si fos un ITA-1 ho faria a 0,63 metres per segon i la potència seria menor), i considerant també la taula de la norma NTE-ITE-ITA (Norma de tecnològica de l'edificació (NTE), Instal·lacions de transport amb elevadors (ITE) i Instal·lacions de transport amb ascensors (ITA)), la potència prevista és de 7,5 kW.

  • Potència del grup de pressió.
    Si estimeu que els habitatges amb un grau d'electrificació bàsic tenen un bany i un lavabo, i que els habitatges amb grau elevat en tenen el doble (és a dir, dos banys i dos lavabos), tindreu que els habitatges de grau baix d'electrificació tenen aproximadament 17 preses d'aigua, i els segons, els de grau elevat d'electrificació, en tenen 29. Això dóna el següent:

    Graph
    i sabent que l'edifici té cinc nivells d'alçada, el grup de pressió té, doncs, uns 3 kW aproximadament.

  • Potència de l'enllumenat del portal i l'escala.
    En aquests espais s'utilitza una il·luminació de baix consum i, per tant:

    Graph
    Graph

  • Potència del garatge.
    Com que el garatge és subterrani cal que tingui un extractor de fums i s'hi han de destinar 20 W/m2: Graph

  • Potència de la depuradora de la piscina.
    Com que no hi ha dades es consideren 8 W/m³:
    Graph

  • Previsió de càrregues totals.
    D'entrada cal sumar la previsió dels serveis generals de la finca, en què teniu la previsió per als aparells d'elevació o ascensors, la del grup de pressió, la dels espais comuns (portal i escala) i la depuradora de la piscina, és a dir:

    Graph
    Graph
    Per tant la previsió total és la suma de les potències previstes dels habitatges, dels serveis generals, de les oficines i locals comercials, i del garatge:
    Graph
    Graph



Components de la instal·lació elèctrica d'enllaç

  • Tipus de CGP.
    El valor de previsió de potència total és la base de càlcul per poder determinar la secció dels conductors de la LGA i també per determinar el nombre de CGP, ja que aquesta potència és la disponible a la centralització de comptadors.

    Com que la càrrega total és de 248,9 kW i supera els 160 kW definits per la normativa, cal fer una distribució de potència en dues centralitzacions de comptadors (CC) i, per tant, dues CGP i dues LGA.

    Les CGP utilitzades són CGP-9-250 BUC, CGP segons l'esquema 9, i amb fusibles de 250 A, que són principalment utilitzades per als subministraments en edificis d'habitatges, edificis i locals comercials, edificis d'oficines o edificis que agrupen una indústria o més.

  • CC2: per a locals comercials (tres en total), oficines (quatre en total) i serveis generals (ascensor, grup de pressió, enllumenat del portal i escala, garatge i piscina), amb 8 comptadors trifàsics. Com que el del bar supera els 63 A, ha d'estar constituït per una caixa de protecció i mesura (CPM). La potència prevista és de 137,81 kW.

  • Caiguda de tensió (cdt) a la LGA.
    Com que els comptadors es troben totalment centralitzats, la caiguda de tensió permesa és del 0,5% i, com que la tensió de subministrament és de 400 V, la caiguda de tensió és de 2 V.

  • Corrents a les LGA.
    Graph
    Graph
  • Secció LGA1.
    Segons la ITC-BT-14, cal utilitzar cables unipolars de tensió assignada 0,6/1 kV, no propagadors de l'incendi i amb emissió de fums i opacitat reduïda. Com que són aïllaments termostables, la temperatura màxima del conductor en servei continu és de 90°C.

    A efectes del càlcul de la tensió unitària reglamentària cal tenir en compte els 2 V de la caiguda de tensió màxima permesa i la longitud, que un cop mesurada és de 40 metres.

    Així teniu el següent: Graph
    Segons la taula de caigudes de tensió unitàries per a conductors de 0,6/1 kV, amb un factor de potència de 0,9 i 90°C de temperatura de servei continu, el valor inferior a 0,280 és de 0,259, al qual correspon una secció de 185 mm2.

    Si comproveu la intensitat màxima admissible a la taula A de la Guia BT-14, veureu que per a un tipus d'instal·lació de tub encastat en paret d'obra i una secció de 185 mm2, correspon un corrent de 386 A, el qual és superior al valor previst.

    Si voleu fer el càlcul amb una segona iteració aplicant-hi la temperatura real del conductor, primer heu de verificar que la secció inferior de 150 mm2 té una intensitat màxima admissible de 338 A, la qual és superior a la prevista. En segon lloc, heu de calcular la temperatura real: Graph
    Graph
    En conseqüència, la temperatura real del conductor a la intensitat prevista en servei permanent és d'un 39°C, segons la taula 5 de caigudes de tensió unitàries de l'annex 2 de la Guia BT, per a un factor de potència de 0,9 i 40°C; si escolliu ara la secció de 150 mm2 veureu com, en aquest cas, us dóna 0,271, un valor que és inferior a l'obtingut anteriorment. Per tant: Graph
    amb un tub de 160 mm de diàmetre, segons taula 1 de la ITC-BT-14.

  • Secció LGA2.
    Aquesta secció la calculareu aplicant el mètode simplificat. Primer heu de trobar la secció, sabent que la conductivitat, en el pitjor dels casos, per a aïllaments termostables, a 90°C, és de 44 m/Ωmm2: Graph
    Aleshores aneu a la immediatament superior, que és de 185 mm2, a la qual correspon una intensitat màxima de 386 A. Com que s'instal·len sota tub, hi heu d'aplicar el factor de reducció de 0,8, de manera que el resultat és una intensitat màxima de 308 A, la qual és també superior a l'obtinguda en el càlcul. Comproveu que la caiguda de tensió és inferior a 2 V.
    Graph
    Aleshores, la secció és valida i us queda: Graph
    amb un tub de 180 mm de diàmetre, segons la taula 1 de la ITC-BT-14.

  • Corrents de curtcircuit.
    Seccions de les línies d'enllaç a terra (LET) i línies principals de terra (LPT). Les seccions d'aquestes línies s'obtenen de conformitat amb els apartats 3.2 i 3.4, taula 2, de la ITC-BT-18. Si sumeu la secció de les dues LGA us dóna 315 mm2, per tant:
    Graph
    Li correspon una secció comercial de 185 mm2. I les seccions de les línies principals de terra de la LGA1 i LGA2 són:
    Graph Graph
    Per tant a les dues línies principals de terra els correspon una secció comercial de 95 mm2.

  • Habitatges de la 4a planta: 15 m de recorregut a la planta baixa + 12 m d'alçada = 27 m.

    Les intensitats són:
    Graph
    Graph
    Les seccions de càlcul són les següents, tot sabent que la conductivitat és de 56 Ωmm2 i que la caiguda de tensió és de 2,3 V (1 %, segons ITC-BT-15 apartat 3):
    Graph
    Graph
    Graph
    Graph
    En el cas dels habitatges amb un grau d'electrificació bàsic, cal utilitzar la secció comercial superior de 10 mm2, que té una intensitat màxima admissible de 50 A (superior a la prevista), segons la taula 1 de la ITC-BT-19 amb sistema d'instal·lació A2. Tot i que apliqueu el coeficient de reducció de 0,8, aquest valor continua superant la intensitat prevista de 27,28 A.

    En el cas d'habitatges amb un grau d'electrificació elevat, la secció comercial és de 25 mm2, amb intensitat màxima admissible de 84 A, segons taula 1 de la ITC-BT-19 amb sistema d'instal·lació A2. Fins i tot aplicant-hi el coeficient de reducció, aquesta secció és vàlida. Així doncs teniu el següent:
    Graph
    Graph
    en la qual heu tingut en compte, per a possibles canvis de tarifa, un conductor d'1,5 mm2 i el conductor de protecció d'acord amb els valors de la taula 2, de l'apartat 3.4 de la ITC-BT-18. El tub té un diàmetre de 63 mm.

  • Derivació individual del bar.
    Situat a la planta baixa s'estima una longitud de 10 m (que s'hauria de verificar sobre plànol). Com que hi ha receptors trifàsics, primer heu de calcular la intensitat com a sistema trifàsic:
    Graph
    La caiguda de tensió de l'1% significa 4 V. I la secció a efectes de càlcul és la següent:
    Graph.
    La secció comercial és de 10 mm2, un valor al qual, d'acord amb la taula 1 de la ITC-BT-19 amb sistema A2 (columna 4), li correspon una intensitat màxima de 44 A, que és molt inferior a la prevista. Heu d'escollir, per tant, una secció de 50 mm2 amb intensitat de 137 A; aplicant-hi el coeficient de reducció de 0,8 s'obté 109,8 A, un valor d'intensitat que es dóna com a vàlid.
    Graph

    amb un tub de 110 mm de diàmetre.

  • Derivació individual del garatge.
    En els casos dels equips d'extracció es preveu un subministrament trifàsic. Els càlculs són els següents:
    Graph
    Graph

    Per a la intensitat màxima admissible triem 10 mm2 i amb el factor de reducció donem per bona:
    Graph
    amb un tub de 50 mm de diàmetre.

  • Oficina 3: potència prevista de 13.000 W, intensitat de 62,80 A, calibre ICP de 63 A, potència real de 14.900 W, secció de càlcul 10,06 mm2, secció comercial de 16 mm2 i secció de 35 mm2, vàlida per a la intensitat màxima i amb coeficient reductor de 0,8. Tub de 63 mm de diàmetre i conductor de protecció de 10 mm2, amb agulla de comandament d'1,5 mm2.

  • Derivació individual per als serveis generals.
    En el cas dels equips d'elevació es preveu un subministrament trifàsic. Els càlculs són els següents: Graph Graph
    Per a la intensitat màxima admissible es trien 6 mm2 i amb el factor de reducció es dóna per bona:
    Graph
    amb tub de 50 mm de diàmetre.

Càlcul de preses a terra

L'objectiu d'aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per determinar la resistència de pas d'un circuit de presa a terra amb la utilització de diferents tipus d'elèctrodes.

  1. Calcular la resistència de pas amb piques:
    En un terreny de resistivitat aparent de 500 Ωm, s'hi instal·len cinc piques de 2 m de longitud cadascuna, connectades en paral·lel, amb la finalitat d'aconseguir una resistència determinada.
    Quin és el valor d'aquesta resistència?
  2. Calcular la resistència de pas amb plaques
    Heu de connectar a terra un fanal sobre un terreny que té una resistivitat aparent de 200 Ωm. Heu optat per una placa massissa de coure de 0,5 per 1 m.
    Quina és la resistència de pas a terra que tindrà la placa un cop instal·lada?
  3. Càlcul de la resistència de pas amb conductors enterrats.
    En un edifici en construcció de 200 m de perímetre, s'hi ha instal·lat com a elèctrode un conductor nu que forma un anell sota els fonaments. La resistivitat aparent del terreny és de 200 Ωm.
    Quina és la resistència de pas a terra que aporta aquest conductor?
  • 1. D'entrada cal calcular la resistència de pas a terra d'una de les piques, i després la de les tres un cop soldades i unides:

Graph
Graph

  • 2. Aplicant-hi la fórmula de la resistència d'una placa i sabent que el perímetre d'una placa suma 3 m:

Graph

  • 3. Si apliqueu la fórmula de la resistència de pas a terra que ofereix un conductor enterrat, i sabeu que el conductor anirà enterrat a 80 cm amb una tolerància del 10% segons indiquen les Normes tècniques d'edificació (NTE):

Graph