CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE PROYECTOS DEPARTAMENTO: INGENIERÍA ELÉCTRICA MANUAL DE PROCEDIMIENTOS TÉCNICOS PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR UN DIAGRAMA UNIFILAR. CÓDIGO: 1127/PO-L-03 PÁGINA: REVISIÓN: 0 FECHA: 1 DE: 27-11-03 14 CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. CONTENIDO 1.0 OBJETIVO. 2.0 ALCANCE. 3.0 VOCABULARIO. 4.0 DESARROLLO. 5.0 ANEXOS. 6.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA. 7.0 MODIFICACIONES. Código: 1127/PO-L-03 Página: 2 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 3 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. 1.0 OBJETIVO. Establecer los lineamientos para el contenido e información de los diagramas unifilares así como unificar criterios de los Ingenieros Eléctricos. 2.0 ALCANCE. Aplica a todos los diagramas unifilares que se elaboren durante el desarrollo de la ingeniería de detalle, no aplica para modificar o revisar diagramas elaborados por otras firmas de ingeniería. 3.0 VOCABULARIO. Acometida. Derivación que conecta la red del suministrador a las instalaciones del usuario. Alimentadores. Todos los conductores de un circuito formado entre el equipo de acometida o la fuente de un sistema derivado separado y el dispositivo final de protección contra sobrecorriente del circuito derivado. Arrancador. Es la combinación de todos los medios de conexión y desconexión para arrancar y parar un motor en combinación con protección apropiada contra sobrecarga. Es un controlador usado para proporcionar aceleración a un motor desde su punto de reposo, hasta su velocidad normal, incluye los dispositivos necesarios para su protección. Bases de Diseño. Documento basado en los requerimientos establecidos en las bases de usuario y es el conjunto de información técnica específica requerida para la elaboración de un proyecto. Bases de Usuario. Documento en el que se establecen las necesidades de servicio por parte del usuario y el alcance general de los trabajos a desarrollar por parte del prestador de servicios. Buses Principales. Barras conductoras de conexión común instaladas en el interior de tableros de distribución y en CCM´S. Capacidad Interruptiva. Capacidad para resistir los esfuerzos térmicos y mecánicos de las elevadas corrientes de corto circuito. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 4 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. Centro de Control de Motores (CCM). Conjunto de una o mas secciones encerradas, que tienen barras conductoras y que contienen principalmente unidades para el control de motores. Circuito Derivado. Conductores de un circuito desde el dispositivo final de sobrecorriente que protege a ese circuito hasta la(s) salida(s). Diagrama Unifilar. Representación gráfica que muestra mediante una sola línea la conexión entre dispositivos y componentes de un sistema eléctrico, los cuales se representan con símbolos. Dispositivo. Unidad en un sistema eléctrico diseñada para conducir, pero no para consumir energía eléctrica. Equipo. Termino general que incluye dispositivos, aparatos electrodomésticos, luminarias, aparatos y productos similares utilizados como partes de, o en conexión con una instalación eléctrica. Equipo de Utilización. Equipo que transforma, con cierta eficiencia, la energía eléctrica en energía mecánica, química, calorífica, luminosa u otras. Estación de Botones. Dispositivo de control manual, se utiliza en sistemas de control de motores. Fusible limitador de Corriente. Dispositivo de protección contra sobrecorriente, detecta la corriente anormal y a la vez la interrumpe mediante un elemento interno, que al fundirse abre el circuito. Interruptores de Control. Dispositivos de mando accionados mecánicamente o eléctricamente, usuales en el control de motores eléctricos. Interruptor. Dispositivo diseñado para abrir y cerrar un circuito ya sea por medios no-automáticos y para abrir el circuito automáticamente a una sobrecorriente en condiciones predeterminadas, sin dañarse a si mismo, cuando se aplica apropiadamente dentro de su valor nominal. Interruptor de Potencia. Dispositivo de interrupción capaz de conectar, conducir e interrumpir corrientes eléctricas bajo condiciones normales del circuito y conectar, conducir por un tiempo especificado e interrumpir corrientes en condiciones anormales especificadas del circuito, tales como las de corto circuito. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 5 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. Luces Piloto. Lámparas que indican cuales condiciones normales prevalecen en un sistema o equipo. Esta no es una lámpara indicadora de una condición de alarma. NEMA. National Electrical Manufacturers Association (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos). NRF: Norma de Referencia (PEMEX). NOM: Norma Oficial Mexicana. Memorias de Cálculo. Cálculos de ingeniería de diseño que se realizan y que sirven de base para el desarrollo de la ingeniería básica principalmente, de la ingeniería de detalle y permiten definir los equipos y materiales. Panel de Alumbrado y Control. Panel sencillo o grupo de paneles unitarios diseñados para ensamblarse en forma de un solo panel, accesible únicamente desde el frente, que incluye barras conductoras de conexión común y dispositivos automáticos de protección contra sobrecorriente y otros dispositivos de protección, y esta equipado con o sin desconectadores para el control de circuitos de alumbrado, calefacción o fuerza; diseñado para instalarlo dentro de un gabinete o caja de cortacircuitos ubicada dentro o sobre un muro o pared divisora y accesible únicamente desde el frente. (Véase tablero de distribución). Reactancia Síncrona. Valor que determina la magnitud de la corriente de corto circuito después de que ocurrió la falla. Reactancia Subtransitoria. Valor que determina la magnitud de la corriente de corto circuito, inmediatamente después del inicio de la falla. Receptáculo (contacto). Dispositivo de contacto instalado en una salida para la conexión de una sola clavija. Un receptáculo sencillo es un dispositivo de contacto de un solo juego de contactos. Un receptáculo múltiple es aquel que contiene dos o mas dispositivos de contacto en el mismo chasis. Relevador. Dispositivo diseñado para responder a una señal de entrada. Generalmente utilizado para abrir o cerrar contactos eléctricos, para efectos de operación de otros dispositivos en el mismo circuito o en otros circuitos eléctricos. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 6 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. RTD´S (Detectores de Temperatura). Dispositivo para detección de alta temperatura en los devanados y en los rodamientos de motores eléctricos en media tensión. Símbolo Eléctrico. Representación gráfica de los elementos de un circuito o sistema eléctrico. Sistema de Fuerza Ininterrumpible (UPS). Equipo para proporcionar un servicio continuo en la alimentación eléctrica a equipos o cargas criticas. En caso de interrupción del suministro normal de energía, el equipo proporciona energía eléctrica por un periodo de tiempo predeterminado. Sobrecarga. Funcionamiento de un equipo excediendo su capacidad nominal, de plena carga, o de un conductor que excede su capacidad de conducción de corriente nominal, cuando tal funcionamiento, al persistir por suficiente tiempo puede causar daños o sobrecalentamiento peligroso. Una falla tal como un corto circuito o una falla a tierra, no es una sobrecarga. (Véase sobrecorriente). Sobrecorriente. Cualquier corriente eléctrica en exceso del valor nominal de los equipos o de la capacidad de conducción de corriente de un conductor. La sobrecorriente puede ser causada por una sobrecarga (véase definición de “sobrecarga”), un cortocircuito o una falla a tierra. Tablero de Distribución. Panel grande sencillo, estructura o conjunto de paneles donde se montan, ya sea por el frente, por la parte posterior o en ambos lados, desconectadores, dispositivos de protección contra sobrecorriente y otras protecciones, barras conductoras de conexión común y usualmente instrumentos. Los tableros de distribución de fuerza son accesibles generalmente por la parte frontal y posterior, y no están previstos para ser instalados dentro de gabinetes. Transformador de Corriente. Aparato que proporciona un voltaje predeterminado para realizar funciones de monitoreo y protección. Transformador de Potencial. Aparato que proporciona una corriente predeterminada para realizar funciones de monitoreo, control y protección. Transformador de Potencia o de Distribución. Equipo que por inducción electromagnética realiza la transferencia de energía eléctrica entre circuitos a la misma frecuencia, generalmente cambiando los valores de voltaje y corriente. El transformador de potencia tiene una capacidad mayor de 500 KVA. El transformador de distribución tiene una capacidad hasta 500KVA. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 7 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. 4.0 DESARROLLO. 4.1 Introducción. El diagrama unifilar debe contener información clara y completa, mostrando los valores y características de los elementos o componentes que forman parte del sistema eléctrico que representan. 4.2 Información requerida para la elaboración del diagrama unifilar. Para la elaboración del diagrama unifilar se requiere disponer de la siguiente información: a) Bases de diseño. b) Características del suministro de energía eléctrica. c) Niveles de tensión. d) Lista de equipo eléctrico (equipo de utilización), en base a la información de las disciplinas de proceso, mecánico e instrumentación, incluyendo los siguientes datos: • Tensión de alimentación (Volts). • Potencia (CP, kW o kVA). • Fases (1∅, 2∅ o 3∅). • Frecuencia (hz). e) Cargas eléctricas complementarias, como las siguientes: • Alumbrado exterior. • Alumbrado interior y receptáculos. • Alumbrado de emergencia. • Unidades de aire acondicionado. • Unidades de presurización. • Sistema de intercomunicación y voceo. • Circuito cerrado de televisión. • Equipo de laboratorio. • Etc. f) Resumen de cargas eléctricas. g) Simbología. 4.3 Información que debe estar contenida en el diagrama unifilar. 4.3.1 Acometida. Se deben indicar las características del suministro de energía eléctrica, como su nivel de tensión, frecuencia, fases y aportación al corto circuito, haciendo referencia si esta es de la Compañía suministradora, de una subestación principal, de una subestación derivada o de un generador eléctrico. Para el caso de un generador eléctrico debe indicarse también los valores de reactancia subtransitoria y la reactancia sincrona. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 8 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. 4.3.2 Niveles de tensión. Se indican conforme a las bases de diseño. Seleccionados los niveles de tensión, a continuación se define el tipo de sistema de distribución eléctrica, así como la localización relativa de los equipos de utilización del proyecto. 4.3.3 Sistema de distribución eléctrica. Se debe indicar el tipo de sistema de distribución eléctrica de acuerdo a las bases de diseño. Existen varios sistemas, entre los mas importantes a considerar están: • Sistema radial simple. Consiste básicamente en una sola acometida y un transformador de distribución para alimentar a sus circuitos derivados. Es el sistema más simple, adecuado a instalaciones industriales pequeñas. • Sistema radial expandido. Similar al sistema radial simple pero con dos o mas transformadores, cada uno alimentando su carga en forma independiente. • Sistema con primario selectivo. Sistema compuesto por dos acometidas, dos transformadores y una transferencia manual o automática, para proporcionar una alimentación normal y otra de respaldo al primario de cada transformador de distribución o de potencia. Cada transformador alimentando su carga en forma independiente. • Sistema con secundario selectivo. Sistema compuesto por dos acometidas, dos transformadores de distribución o de potencia y un interruptor de enlace normalmente abierto, en el lado secundario de los transformadores. Si se presenta una interrupción en una acometida o falla del transformador, toda la carga debe ser alimentada por el otro transformador al cerrar el interruptor de enlace. 4.3.4 Equipo de utilización. Además de los equipos eléctricos requeridos, se deben considerar los equipos de relevo, equipo mecánico (grúas, panel de control de unidades de aire acondicionado, panel de control de unidades de presurización, etc.), equipo auxiliar como un sistema de fuerza ininterrumpible (UPS), banco y cargador de baterías, trazas eléctricas, etc., así como equipo futuro. 4.3.5 Transformadores de potencia y de distribución. Como resultado del análisis de cargas eléctricas y de los niveles de tensión, se debe seleccionar el tipo de transformador, indicando la potencia en kVA, relación de transformación, impedancia en %, tipo de enfriamiento, elevación de temperatura y la clave de equipo. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 9 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. 4.3.6 Alimentadores. Incluir los alimentadores principales así como los derivados que se requieran para la operación del sistema eléctrico. Estos alimentadores deben identificarse con un número de circuito, de la siguiente manera: • Para circuito de fuerza: CF- número consecutivo. • Para circuito de alumbrado: CA-número consecutivo. Para cada uno de los circuitos se debe indicar la capacidad del dispositivo de protección contra sobrecorriente; para los circuitos derivados se debe indicar también la capacidad o carga eléctrica en CP, kW y/o kVA. Los circuitos de control también se deben de identificar con un número de circuito, de la siguiente manera: • Para Circuito de Control: CC-número consecutivo. La identificación de los circuitos debe mantener siempre la misma posición al leerse, esto es de izquierda a derecha para los letreros horizontales y de abajo hacia arriba los verticales. 4.3.7 Protección de sobrecorriente. Conforme a bases de diseño, y a la NOM-001-SEDE-1999 se debe seleccionar e indicar la capacidad del dispositivo de protección contra sobrecorriente de cada uno de los circuitos principales y derivados. Los dispositivos de protección contra sobrecorriente a considerar son: • Fusibles limitadores de corriente. • Interruptores de potencia en vacío. • Interruptores de potencia en SF6. • Interruptores electromagnéticos. • Interruptores termo magnéticos. • Interruptores magnéticos con unidad de disparo ajustable. 4.3.8 Buses principales. En los buses principales de los tableros de distribución y de CCM´S, deben indicarse los siguientes datos: • Tensión nominal. • Capacidad del bus (amperes). • Número de fases. • Frecuencia. • Capacidad interruptiva (kA). 4.3.9 Transformadores de Corriente y de Potencial. Cuando se consideren estos transformadores se debe indicar la relación de transformación, cantidad, capacidad de carga (burden), precisión y nivel de tensión. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 10 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. 4.3.10 Arrancadores. Conforme a las bases de diseño se deben considerar los arrancadores, indicando: el tipo de arranque, protección de sobrecarga, tamaño NEMA y número de polos. 4.3.11 Circuitos de Control. Todos los circuitos de control (RTD´S, Switch de vibración, relevadores auxiliares, selector, estación de botones, etc.) deben ser indicados, identificando cada uno de ellos con un número de circuito. 4.3.12 Equipo de Medición. Debe indicarse si es del tipo analógico o digital, su rango de medición, así como las características (variables o parámetros) del equipo de medición. 4.3.13 Tensiones auxiliares. Se deben indicar las tensiones auxiliares requeridas en los tableros de distribución y en los CCM´S, para el control de interruptores de potencia o electromagnéticos, de relevadores auxiliares, etc. 4.3.14 Claves y Servicios de equipos. La clave y el servicio de cada equipo (motor eléctrico, transformador de potencia, transformador de distribución, contactos trifásicos, panel de alumbrado, panel de control, UPS, etc.) se indican afuera y abajo del símbolo, siempre y cuando el espacio lo permita. 4.3.15 Cuadro de cargas. El diagrama unifilar debe mostrar un cuadro de cargas, con los siguientes datos: • Carga instalada o conectada (kW). • Carga en operación o demandada (kW). • Carga de relevo (kW). • Carga futura (kW). 4.4 Actividades generales y específicas. A continuación se presenta una serie de recomendaciones para el dibujo del diagrama: • Los alimentadores principales y derivados deben dibujarse con línea continua. • Los buses principales deben dibujarse con línea continua más gruesa que la línea de los alimentadores. • Las tensiones auxiliares así como los interlocks deben indicarse con línea punteada. • Para delimitar el equipo alojado en tableros de distribución de alta y media tensión, así como en CCM´S, se debe indicar línea punteada. • Hasta donde sea posible se debe evitar el cruce de líneas, cuando este cruce se presente las líneas verticales serán las que se corten mientras que las horizontales serán las que permanezcan continuas. • En el caso de interconexiones entre diagramas unifilares se debe indicar una línea con una flecha en cada plano, indicando en ambos lados el mismo número de circuito correspondiente. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 11 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. • Si el espacio lo permite se deben indicar los símbolos que forman parte del sistema eléctrico, en caso contrario se debe elaborar un plano de símbolos adicional. • Para aclaraciones, referencias o datos complementarios al plano, éstas deben indicarse en notas generales. • Si procede se indica una lista de pendientes, considerando los datos o información técnica faltante. 4.5 Revisión general del diagrama unifilar. A continuación se listan los puntos que se deben revisar, para asegurar que el plano se ha elaborado basándose en los lineamientos indicados en este procedimiento. • Simbología. • Características de la acometida. • Niveles de tensión. • Tipo de sistema de distribución eléctrica. • Localización relativa de los equipos de utilización. • Datos técnicos de los equipos de utilización. • Cargas eléctricas complementarias. • Valores indicados, conforme a las memorias de cálculo. • Tipo de protecciones contra sobrecorriente. • Arrancadores. • Tipo de control de motores eléctricos. • Números de circuitos de fuerza, control, alumbrado y auxiliares. • Clave y servicio de equipos. • Cuadro de cargas. • Notas generales y lista de pendientes. • Comentarios, derivados del chequeo cruzado del plano, de las disciplinas de instrumentación, proceso y mecánico. Nota: Véase un ejemplo en el Anexo No. 5.1. 4.6 Revisión final del diagrama unifilar. Para obtener la revisión final del plano, debe incluir toda la información certificada de los fabricantes de equipos, como son: • Equipo de utilización. • Tableros de distribución en alta, media y baja tensión. • Centros de control de motores en media y baja tensión. • Transformadores de potencia. • Transformadores de distribución. • Sistema ininterrumpible de energía (UPS). • Banco y cargador de baterías. CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 12 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. • Tableros de control. • Equipos paquete: tales como consola de lubricación, sistema de ambientación de sellos, unidad de aire acondicionado, unidad de presurización, etc. • Sistema de intercomunicación y voceo. 4.7 Memorias de cálculo. Todos los valores indicados en el diagrama unifilar deben estar respaldados en memorias de cálculo, con las cuales se determinaron las características y capacidades de los componentes del sistema eléctrico. 5.0 ANEXOS. 5.1 Diagrama Unifilar (Ejemplo). 6.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA. NOM-001-SEDE-1999 NFR-048-PEMEX-2003 IEEE Std. 100-1996 IEEE Std. 141-1993 1127/PO-L-02 Instalaciones Eléctricas (Utilización). Diseño de Instalaciones Eléctricas en Plantas Industriales. Dictionary of Electrical and Electronic Terms. (Diccionario de términos Eléctricos y Electrónicos). Recommended Practices for Electric Power Distribution for Industrial Plants. (Prácticas Recomendadas para Distribución de Energía Eléctrica en Plantas Industriales) Procedimiento de simbología eléctrica CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos Código: 1127/PO-L-03 Página: 13 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03 TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. 7.0 MODIFICACIONES. FECHA FOLIO DE SOLICITUD DE MODIFICACIÓN PUNTO MODIFICADO NOMBRE DE QUIEN AUTORIZÓ CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES, S.A. DE C. V. Coordinación de Ingeniería de Proyectos Departamento: Ingeniería Eléctrica Manual de Procedimientos Técnicos TÍTULO: Procedimiento para Elaborar un Diagrama Unifilar. ANEXO 5.1 Diagrama Unifilar (Ejemplo) Código: 1127/PO-L-03 Página: 14 Revisión No. 0 Fecha: 27-11-03
