15250699 Mantenimiento Industrial

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MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO INDUSTRIAL INDUSTRIAL PRINCIPIOS BÁSICOS PRINCIPIOS BÁSICOS MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO

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MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO INDUSTRIALINDUSTRIAL

PRINCIPIOS BÁSICOS PRINCIPIOS BÁSICOS

MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

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INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN AL ADQUIRIR CUALQUIER MAQUINA O AL ADQUIRIR CUALQUIER MAQUINA O

EQUIPO, ES NECESARIO PREVER EL EQUIPO, ES NECESARIO PREVER EL MOMENTO EN QUE DEJE DE MOMENTO EN QUE DEJE DE FUNCIONAR CORRECTAMENTE. ANTE FUNCIONAR CORRECTAMENTE. ANTE ESTA SITUACIÓN PODEMOS OPTAR ESTA SITUACIÓN PODEMOS OPTAR POR DOS SOLUCIONES: POR DOS SOLUCIONES:

- REEMPLAZAR POR OTRO EQUIPO.REEMPLAZAR POR OTRO EQUIPO.- ADELANTARNOS AL MOMENTO EN ADELANTARNOS AL MOMENTO EN

QUE DEJE DE FUNCIONAR O REPARAR.QUE DEJE DE FUNCIONAR O REPARAR.

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DEFINICIÓN DE DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

CONJUNTO DE DISPOSICIONES TECNICAS, MEDIOS Y CONJUNTO DE DISPOSICIONES TECNICAS, MEDIOS Y ACTUACIONES QUE PERMITEN GARANTIZAR QUE LAS ACTUACIONES QUE PERMITEN GARANTIZAR QUE LAS MAQUINAS-INSTALACIONES Y ORGANIZACIÓN DE MAQUINAS-INSTALACIONES Y ORGANIZACIÓN DE UNA LÍNEA DE PRODUCCION PUEDA DESARRROLLAR UNA LÍNEA DE PRODUCCION PUEDA DESARRROLLAR EL TRABAJO QUE SE TIENE ESTABLECIDOEL TRABAJO QUE SE TIENE ESTABLECIDO

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OBJETIVOS DEL OBJETIVOS DEL MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

GARANTIZAR EL FUNCIONAMIENTO GARANTIZAR EL FUNCIONAMIENTO REGULAR DE LAS INSTALACIONES Y REGULAR DE LAS INSTALACIONES Y SERVICIOS.SERVICIOS.

EVITAR EL ENVEJECIMIENTO EVITAR EL ENVEJECIMIENTO PREMATURO DE LOS EQUIPOS QUE PREMATURO DE LOS EQUIPOS QUE FORMAN PARTE DE LAS FORMAN PARTE DE LAS INSTALACIONES.INSTALACIONES.

CONSEGUIR TODO ELLO, A UN PRECIO CONSEGUIR TODO ELLO, A UN PRECIO RAZONABLE.RAZONABLE.

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TIPOS DE MANTENIMIENTOTIPOS DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

PREVENTIVO CORRECTIVO

SISTEMATICO CONDICIONAL FALLO

FRECUENCIAS ESTADO DEL EQUIPO FALLO PARCIAL AVERIA

TIEMPO Y, PERIODOS, MEDICIÓN, INSPECCIÓN CORRECTIVO PROGRAMADO REPARACIÓN

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MANTENIMIENTO PREVENTIVOMANTENIMIENTO PREVENTIVO Las acciones de mantenimiento Las acciones de mantenimiento

preventivo pueden aplicarse de forma preventivo pueden aplicarse de forma programada por tiempo, o como programada por tiempo, o como consecuencia del análisis de la consecuencia del análisis de la condición del equipo y sus condición del equipo y sus componentes:componentes:

- La programación del mantenimiento La programación del mantenimiento por tiempo es el Mantenimiento por tiempo es el Mantenimiento Programado o Preventivo.Programado o Preventivo.

- Y la programación por las condiciones Y la programación por las condiciones Mantenimiento PredictivoMantenimiento Predictivo

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MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO PROGRAMADOPROGRAMADO

Es el conjunto de acciones que se Es el conjunto de acciones que se aplican de forma programada en el aplican de forma programada en el tiempo, bien por horas de servicio, por tiempo, bien por horas de servicio, por el número de ciclos, o simplemente el número de ciclos, o simplemente por el número de tiempo transcurrido.por el número de tiempo transcurrido.

Los métodos de programación son Los métodos de programación son estadísticos y se basan en la estadísticos y se basan en la experiencia del fabricante.experiencia del fabricante.

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MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO PROGRAMADOPROGRAMADO

Acciones de mantenimiento Acciones de mantenimiento programado:programado:

- Sustitución de componentesSustitución de componentes- Desmantelamiento y montaje para Desmantelamiento y montaje para

reconocimiento de defectos ocultos.reconocimiento de defectos ocultos.- Engrases Engrases - Sustitución de líquidos. Etc...Sustitución de líquidos. Etc...

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MANTENIMIENTO PREDICTIVOMANTENIMIENTO PREDICTIVO

Es el conjunto de acciones que se Es el conjunto de acciones que se aplican como consecuencia de la aplican como consecuencia de la observación del estado de los observación del estado de los componentes de la instalación.componentes de la instalación.

Este estado del componente puede Este estado del componente puede ser el actual en el momento de la ser el actual en el momento de la acción de mantenimiento, o por el acción de mantenimiento, o por el análisis de la tendencia de la análisis de la tendencia de la evolución de su condición.evolución de su condición.

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MANTENIMIENTO PREDICTIVOMANTENIMIENTO PREDICTIVO Acciones de Mantenimiento:Acciones de Mantenimiento:- Inspección visualInspección visual: revisión cuidadosa sin : revisión cuidadosa sin

realizar desarmes ni usar herramientasrealizar desarmes ni usar herramientas- Inspección cercanaInspección cercana: que además de los : que además de los

aspectos cubiertos por la visual, usa aspectos cubiertos por la visual, usa herramientas, sin realizar desarmes ni herramientas, sin realizar desarmes ni cortes de tensión.cortes de tensión.

- Inspección detalladaInspección detallada: que además de los : que además de los aspectos cubiertos por la cercana, aspectos cubiertos por la cercana, identifica los defectos utilizando identifica los defectos utilizando herramientas y equipos de ensayo, y herramientas y equipos de ensayo, y con apertura de envolventes.con apertura de envolventes.

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MANTENIMIENTO CORRECTIVOMANTENIMIENTO CORRECTIVO

Es el conjunto de acciones que se Es el conjunto de acciones que se realiza cuando se ha producido el fallo realiza cuando se ha producido el fallo del componente:del componente:

- Fallo de componente sin afectar a la Fallo de componente sin afectar a la continuidad de la producción se de continuidad de la producción se de nomina nomina Mantenimiento Correctivo Mantenimiento Correctivo Programado.Programado.

- Fallo de componente afectando a la - Fallo de componente afectando a la continuidad de la producción se continuidad de la producción se denomina denomina AVERIAAVERIA

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PLAN DE MANTENIMIENTOPLAN DE MANTENIMIENTO Requisitos de un Plan de Requisitos de un Plan de

Mantenimiento:Mantenimiento:

Eficacia Hombres Eficacia EquiposEficacia Hombres Eficacia Equipos

Mejora de la disponibilidad de las líneas Mejora de la disponibilidad de las líneas de producciónde producción

Plan Mantenimiento

Organización Equipos

Funciones Hombres Frecuencia Duración

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PROGRAMA Y GESTION PROGRAMA Y GESTION MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

Debemos tener en cuenta los siguientes apartados:Debemos tener en cuenta los siguientes apartados:

- Por separado los trabajos mecánicos, eléctricos y Por separado los trabajos mecánicos, eléctricos y electrónicos.electrónicos.

- Procedimiento de las gamas de mantenimiento.Procedimiento de las gamas de mantenimiento.- Acciones específicas para cada equipo.Acciones específicas para cada equipo.- Instrucciones de mantenimiento: especificar.Instrucciones de mantenimiento: especificar.- Proveedores: se conocerán.Proveedores: se conocerán.- Maquina y equipos conocimiento de características.Maquina y equipos conocimiento de características.- Piezas de repuesto.Piezas de repuesto.- Equipos humanos y herramientas a utilizar.Equipos humanos y herramientas a utilizar.- Formación personal.Formación personal.- Historial de las maquinas.Historial de las maquinas.- Especificaciones de prueba.Especificaciones de prueba.- Costes.Costes.- Contratas.Contratas.

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INGENIERIA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

Los sistemas de producción suelen Los sistemas de producción suelen adolecer de importantes defectos de adolecer de importantes defectos de proyecto, construcción, montaje y proyecto, construcción, montaje y utilización, lo que trae perdidas muy utilización, lo que trae perdidas muy elevadas en los primeros meses de elevadas en los primeros meses de utilización.utilización.

El lograr un buen estado de buen El lograr un buen estado de buen funcionamiento de las instalaciones funcionamiento de las instalaciones industriales se denomina industriales se denomina TerotecnologíaTerotecnología..

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INGENIERIA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

La Terotecnología por extensión, La Terotecnología por extensión, comprende las diferentes acciones comprende las diferentes acciones prácticas de gestión de la fiabilidad prácticas de gestión de la fiabilidad y calidad de los sistemas para y calidad de los sistemas para nuevos proyecto, mejoras y nuevos proyecto, mejoras y modificaciones tras el análisis de modificaciones tras el análisis de fallos-mantenimiento programado-fallos-mantenimiento programado-estudios de recambio, etc.estudios de recambio, etc.

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MANTENIMIENTO Y CALIDAD MANTENIMIENTO Y CALIDAD TOTALTOTAL

Sabemos que todas las mejoras Sabemos que todas las mejoras conducen a consolidar la Calidad y el conducen a consolidar la Calidad y el funcionamiento continuo de las funcionamiento continuo de las instalaciones, reducen costes y instalaciones, reducen costes y aumentan la productividad.aumentan la productividad.

La Calidad Total es algo así como: La Calidad Total es algo así como:

““Una lucha sistematizada contra la Una lucha sistematizada contra la ineficiencia”ineficiencia”

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MANTENIMIENTO Y CALIDAD MANTENIMIENTO Y CALIDAD TOTALTOTAL

Podemos identificar cinco bloques Podemos identificar cinco bloques potenciales de ineficiencias sobre los potenciales de ineficiencias sobre los que debe actuar la Calidad Total:que debe actuar la Calidad Total:

- DiseñoDiseño- ProcesosProcesos- MaterialesMateriales- Mano de obra Mano de obra - ServicioServicio

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MANTENIMIENTO Y CALIDAD MANTENIMIENTO Y CALIDAD TOTALTOTAL

¿ Como se enlaza el Mantenimiento con la ¿ Como se enlaza el Mantenimiento con la Calidad Total?Calidad Total?

- DiseñoDiseño: análisis del valor para facilitar la : análisis del valor para facilitar la mantenibilidad. Criterios sobre mantenibilidad. Criterios sobre especificaciones.especificaciones.

- ProcesosProcesos: Disminución de tiempos, : Disminución de tiempos, identificación de los fallos, disposición de identificación de los fallos, disposición de maquinas.maquinas.

- MaterialesMateriales: Herramientas y útiles de control.: Herramientas y útiles de control.

- Mano de obraMano de obra: Formación, trabajo en equipo, : Formación, trabajo en equipo, verificaciones especialistas, etc.verificaciones especialistas, etc.

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CONCEPTOS DE CONCEPTOS DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

FIABILIDAD: FIABILIDAD:

La probabilidad de que un equipo La probabilidad de que un equipo funcione correctamente durante un funcione correctamente durante un periodo de tiempo determinado. De periodo de tiempo determinado. De que no caiga en una averíaque no caiga en una avería

TASA DE FALLO:TASA DE FALLO: Nº de fallos (averías o paradas)Nº de fallos (averías o paradas)

Tasa Tasa = ---------------------------------= --------------------------------- Nº de piezas o minutos de producciónNº de piezas o minutos de producción

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CONCEPTOS DE CONCEPTOS DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

- MANTENIBILIDAD:MANTENIBILIDAD:

La probabilidad de volver a cumplir un La probabilidad de volver a cumplir un sistema industrial sus funciones después de sistema industrial sus funciones después de una avería.una avería.

11 M = ---------M = --------- MTTRMTTR

MTTRMTTR = Tiempo de parada medio para = Tiempo de parada medio para reparar un fallo.reparar un fallo.

∑ ∑ tiempo de fallostiempo de fallosDuración media fallo =----------------------Duración media fallo =---------------------- ∑ ∑ nº de fallosnº de fallos

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CONCEPTOS DE CONCEPTOS DE MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO

DISPONIBILIDAD: DISPONIBILIDAD:

Probabilidad de un sistema-equipo o Probabilidad de un sistema-equipo o instalación, de estar en estado de instalación, de estar en estado de funcionamiento siempre que se necesita.funcionamiento siempre que se necesita.

Relación entre el tiempo de buen Relación entre el tiempo de buen funcionamiento (TBF) y el de parada tras una funcionamiento (TBF) y el de parada tras una avería (MTTR).avería (MTTR).

TBFTBF

D = ---------------D = ---------------

TBF + MTTRTBF + MTTR

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CONCEPTOS DE MANTENIMIENTOCONCEPTOS DE MANTENIMIENTO

Para mejorar este ratio:Para mejorar este ratio:

- Aumentar el valor de TBFAumentar el valor de TBF, disminuyendo el número , disminuyendo el número de paradas a través de : un buen diseño, de paradas a través de : un buen diseño, construcción, montaje y empleo de materiales construcción, montaje y empleo de materiales adecuados y por supuesto un mantenimiento adecuados y por supuesto un mantenimiento preventivo adecuado.preventivo adecuado.

- Disminuyendo el valor MTTRDisminuyendo el valor MTTR, mejorando el tiempo , mejorando el tiempo de intervención en cada parada a través de:de intervención en cada parada a través de:

-diseño correcto-normalización-diseño correcto-normalización -elementos de diagnostico-elementos de diagnostico -medios de utillaje-medios de utillaje -instrucciones adecuadas y elaborando gamas de -instrucciones adecuadas y elaborando gamas de

mantenimiento.mantenimiento. -formación adecuada del personal de mantenimiento. -formación adecuada del personal de mantenimiento.

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ESTRATEGÍA DE MANTENIMIENTOESTRATEGÍA DE MANTENIMIENTO

Es aquella que se proponga optimizar Es aquella que se proponga optimizar la eficiencia del mismo hacía la la eficiencia del mismo hacía la máxima disponibilidad de los sistemas máxima disponibilidad de los sistemas de producción, y que resulta a medida de producción, y que resulta a medida de cada planta, dando la máxima de cada planta, dando la máxima calidad al mínimo coste en la calidad al mínimo coste en la prestación de sus servicios.prestación de sus servicios.

Todo ello se debe basar en la Todo ello se debe basar en la experienciaexperiencia, en la utilización de , en la utilización de herramientas de diagnosticoherramientas de diagnostico y sobre y sobre todo en el todo en el trabajo de equipo.trabajo de equipo.

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GRUPOS DE FIABILIZACIÓNGRUPOS DE FIABILIZACIÓN

El ciclo PDCA es una herramienta de El ciclo PDCA es una herramienta de progreso para fiabilizar los sistemas.progreso para fiabilizar los sistemas.

Una vez fijado los objetivos de Una vez fijado los objetivos de fiabilidad-mantenibilidad-disponibilidad, fiabilidad-mantenibilidad-disponibilidad, el ciclo PDCA es una buena el ciclo PDCA es una buena herramienta en la gestión del progreso herramienta en la gestión del progreso continuo en dichos indicadores.continuo en dichos indicadores.

Plan - Do- Check - ActionPlan - Do- Check - Action

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GRUPOS DE FIABILIZACIÓNGRUPOS DE FIABILIZACIÓN

Herramientas de calidad Herramientas de calidad

- BrainstormingBrainstorming- Gráficos de datosGráficos de datos- Diagramas de ParetoDiagramas de Pareto- Diagramas causa-efectoDiagramas causa-efecto

Análisis de Fallos (AMDEC)Análisis de Fallos (AMDEC)

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GAMAS PREVENTIVASGAMAS PREVENTIVAS ACTIVIDAD DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DOCUMENTO Nº HOJA Nº: 1 FECHA: 4 de diciembre de 2.003

AMP-1001/02 REVISIÓN : PRIMERA

Fábrica:

Referencia: Aprobación del Programa de Puntos de Inspección

Firma: Firma:

Operación A Inspeccionar ZONA: RECEPCION DE MALTA (EJ)

CLASIFICACIÓN DE ZONA:ZONA 21

1.- Revisión ELECTRICA Tipo:PUNTO ELEMENTO DE DESCRIPCIÓN TIPO NORMA APLICABLE ACTUACIONES

Nº INSPECCIÓN INSPECC. O PROCEDIMIENTO CRITERIO DE ACEPTACIÓN RESULTADO OBSERVACIONES

1 Cadena reddler Motor de 7,5 Kw IV R. Interno < 135 ºC Temperatura Superficial 85 ºC Dentro de lo límites

2 Cadena reddler Motor de 7,5 Kw IV R. Interno < 12 A 8:00 AM

3 Cadena Redler Motor 7,5 Kw IV R. Interno Conexionado de de cables correcto presencia de polvo

4 Cadena Redler Motor 7,5 Kw IV R. Interno Rodamientos sin vibración. correcto Ligera percepción

5 Guarda Motor Motor Redler IV R. Interno Funcionamiento correcto Desconecta al amperaje dado Regulación 12 A

6 Contactor Temperatura ME RBT Temperatura Termografo correcto

7 Motor Engrase rodamientos IV R. Interno Normalmente engrasado correcto Seria preciso cambiarlos

8 Detector de atascos Estado/Funcionamiento IV R. Interno Limpieza/ Proximidad correcto Presencia Polvo

9 Rasera de distribucion Bobinas IV R. Interno Temperatura correcto

10 Rasera de distribucion Conexiones IV R. Interno Estado correcto

11

CODIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE INSPECCIÓN D = DOCUMENTAL (REVISIÓN) ATENCIÓN: ZONA 20,21 Y 22 USO DE HERRAMIENTAS Y UTILLAJES ADECUADOS A LA

IV = INSPECCIÓN VISUAL CLASIFICACIÓN.

ME = MEDICIONES ( PROTOCOLO)

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ORDEN DE TRABAJOORDEN DE TRABAJOORDEN DE TRABAJO ELÉCTRICO Nº

N/REF.: Nº DE PEDIDO

ÁREA DE TRABAJO:

TAREA A REALIZAR:

MÁQUINA:

ZONA ATEX:HERRAMIENTAS:

MATERIALES:

HORAS / DÍAS

OPERARIOS TOTAL

TOTALES

FECHA DE INICIO: FECHA ACABADO:

Nº DE OPERARIOS: HORARIO:

ELEMENTOS DE SEGURIDAD:

ZONA DE PELIGRO:

OBSERVACIONES:

Vº Bº SEMACE, S.L. Vº Bº CLIENTE

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POLITICA DE MANTENIMIENTO

CORRECTIVO MEJORAS PREVENTIVO PREDICTIVO ( 2 )

TRABAJOS PROGRAMABLES GAMAS COMPRAS ( 6 )

PLANIFICACIÓN Y SIMULACION ( 4 ) STOCKS

( 1 )

AVERIAS URGENTES

LANZAMIENTO DE TAREAS

PERSONAL PROPIO CONTRATAS

DIAGNOSTICO ON LINE SEGUIMIENTO DE TRABAJO

( 3 )

Relaciones MultidimensionalesACTIVOS Información Técnica / Estructuración ( 5 )

Información GráficaInformación Económica / Presupuestos

HISTORICO TENCICO-ECONOMICO

Puntos Interface Habituales

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EJERCICIO MANTENIMIENTO: EJERCICIO MANTENIMIENTO:

En una línea de producción de una En una línea de producción de una planta Industrial, disponemos de 10 planta Industrial, disponemos de 10 máquinas, que durante el periodo de un máquinas, que durante el periodo de un mes hemos recogido de las O.T. de cada mes hemos recogido de las O.T. de cada una de las máquinas los datos de la una de las máquinas los datos de la tabla adjunta.tabla adjunta.

Las paradas se han agrupado en seis Las paradas se han agrupado en seis con un tiempo entre ellas: 880 a P1; 560 con un tiempo entre ellas: 880 a P1; 560 a P2; 650 a P3; 720 a P4; 850 a P5; 630 a P2; 650 a P3; 720 a P4; 850 a P5; 630 a P6 y 790 a P6 y 790

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T. PROD.T. PROD. T. FUNCION.T. FUNCION. T. PARADAT. PARADA Nº PARADASNº PARADAS

MAQUINAMAQUINA

M1M1 44104410 40104010 400400 55

M2M2 39903990 38803880 110110 44

M3M3 42504250 40054005 245245 55

M4M4 43304330 38803880 450450 66

M5M5 44104410 39803980 430430 22

M6M6 41504150 38503850 300300 66

M7M7 42504250 42004200 5050 11

M8M8 36503650 32203220 430430 55

M9M9 44104410 39903990 420420 22

M10M10 39903990 36903690 300300 33

P1P1 P2P2 P3P3 P4P4 P5P5 P6P6

M1M1 100100 7575 125125 7070 3030

M2M2 3535 1515 4040 2020

M3M3 5555 6565 3535 4848 4242

M4M4 5555 7272 8888 9393 7777 6565

M5M5 255255 175175

M6M6 4444 6767 6666 3535 5858 3030

M7M7 5050

M8M8 8787 8585 9595 7272 9191

M9M9 220220 200200

M10M10 120120 145145 3535

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EJERCICIO MANTENIMIENTOEJERCICIO MANTENIMIENTO Calcular la probabilidad de que las Calcular la probabilidad de que las

máquinas funcionen correctamente.máquinas funcionen correctamente.

Calcular la probabilidad de la Calcular la probabilidad de la reparabilidad de cada una de ellas.reparabilidad de cada una de ellas.

Calcular la probabilidad de cada Calcular la probabilidad de cada máquina siempre que se necesite.máquina siempre que se necesite.

Determinar a que máquina ó grupo de Determinar a que máquina ó grupo de máquina se debe realizar una máquina se debe realizar una intervención programada.intervención programada.

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PLANTA INDUSTRIALPLANTA INDUSTRIAL CENTRO DE TRANSFORMACIÓNCENTRO DE TRANSFORMACIÓN CUADROS DE FUERZA POR SECCIONESCUADROS DE FUERZA POR SECCIONES CUADROS DE FUERZA Y MANIOBRACUADROS DE FUERZA Y MANIOBRA CONDUCCIONES Y CANALIZACIONESCONDUCCIONES Y CANALIZACIONES MAQUINAS, BOMBAS, MOTORES, ETCMAQUINAS, BOMBAS, MOTORES, ETC DETECTORES DE PROXIMIDAD, DETECTORES DE PROXIMIDAD,

CONTROLES DE NIVEL, REGULADORES CONTROLES DE NIVEL, REGULADORES DE PRESIÓN, ETC..DE PRESIÓN, ETC..

PLC,S, VARIADORES DE VELOCIDAD, PLC,S, VARIADORES DE VELOCIDAD, CONTACTORES, RELES, BORNAS, CONTACTORES, RELES, BORNAS, TIERRA, ETC..TIERRA, ETC..

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CALIDAD ELECTRICACALIDAD ELECTRICA

PERTURBACIONES PERTURBACIONES

ELECTROMAGNETICASELECTROMAGNETICAS

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HUECOS DE TENSIÓN Y CORTESHUECOS DE TENSIÓN Y CORTES

Definiciones:Definiciones:

Un hueco de tensión es una bajada súbita de la tensión en un Un hueco de tensión es una bajada súbita de la tensión en un punto de una red de energía eléctrica, hasta un valor punto de una red de energía eléctrica, hasta un valor comprendido (por convenio) entre el 90% y el 1% (CEI 61000-2-comprendido (por convenio) entre el 90% y el 1% (CEI 61000-2-1, CENELEC EN 50160), o entre el 90% y el 10% (IEEE 1159) de 1, CENELEC EN 50160), o entre el 90% y el 10% (IEEE 1159) de una tensión de referencia (Uref), seguida de un una tensión de referencia (Uref), seguida de un restablecimiento de la tensión de red después de un corto lapso restablecimiento de la tensión de red después de un corto lapso de tiempo comprendido entre un semiperíodo de la de tiempo comprendido entre un semiperíodo de la fundamental de la red (10 ms a 50 Hz) y un minuto (figura 1a). fundamental de la red (10 ms a 50 Hz) y un minuto (figura 1a). Generalmente, la tensión de referencia es la tensión nominal Generalmente, la tensión de referencia es la tensión nominal para las redes BT y la tensión declarada para las redes MT y AT. para las redes BT y la tensión declarada para las redes MT y AT. También puede utilizarse una tensión de referencia desplazada, También puede utilizarse una tensión de referencia desplazada, igual a la tensión antes de la perturbación, en las redes MT y AT igual a la tensión antes de la perturbación, en las redes MT y AT equipadas con un sistema de ajuste ( en carga) de latensión en equipadas con un sistema de ajuste ( en carga) de latensión en función de la carga. Esto permite estudiar (con la ayuda de función de la carga. Esto permite estudiar (con la ayuda de medidas simultáneas en cada red) la transferencia del hueco medidas simultáneas en cada red) la transferencia del hueco entre los diferentes niveles de tensión. El método que se utiliza entre los diferentes niveles de tensión. El método que se utiliza normalmente para detectar y caracterizar un hueco de tensión normalmente para detectar y caracterizar un hueco de tensión es el cálculo del valor eficaz «rms (1/2)» de la señal en un es el cálculo del valor eficaz «rms (1/2)» de la señal en un período de la fundamental de todos los semiperíodos período de la fundamental de todos los semiperíodos (envolvente de un semiperíodo) (figura 1b).(envolvente de un semiperíodo) (figura 1b).

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Los parámetros característicos (Los parámetros característicos (figura 1bfigura 1b) de un hueco de ) de un hueco de tensión son pues: su profundidad: .U (o su amplitud U), su tensión son pues: su profundidad: .U (o su amplitud U), su duración .T, definida como el lapso de tiempo durante el cual la duración .T, definida como el lapso de tiempo durante el cual la tensión es inferior al90%. Se habla de hueco de tensión a x % tensión es inferior al90%. Se habla de hueco de tensión a x % si el valor rms (1/2) está por debajo de x % del valor de si el valor rms (1/2) está por debajo de x % del valor de referencia Uref. Los cortes son un caso particular de hueco de referencia Uref. Los cortes son un caso particular de hueco de tensión de profundidad superior al 90% (IEEE) o al 99% (CEI-tensión de profundidad superior al 90% (IEEE) o al 99% (CEI-CENELEC). Se caracterizan por un único parámetro: la CENELEC). Se caracterizan por un único parámetro: la duración. Los breves tienen una duración inferior a 3 minutos duración. Los breves tienen una duración inferior a 3 minutos (CENELEC) o a 1 minuto (CEI-IEEE). Tienen su origen (CENELEC) o a 1 minuto (CEI-IEEE). Tienen su origen principalmente en los reenganches automáticos lentos principalmente en los reenganches automáticos lentos destinados a evitar los cortes largos (ajustados entre 1 y 3 destinados a evitar los cortes largos (ajustados entre 1 y 3 minutos); los cortes largos son de una duración superior. Los minutos); los cortes largos son de una duración superior. Los cortes breves y los cortes largos son diferentes, tanto por su cortes breves y los cortes largos son diferentes, tanto por su origen como por las soluciones a aplicar para prevenirlos o origen como por las soluciones a aplicar para prevenirlos o para reducir su número. Las perturbaciones de tensión de para reducir su número. Las perturbaciones de tensión de duración inferior a un semiperíodo de la fundamental T de la duración inferior a un semiperíodo de la fundamental T de la red (.T < T/2) se consideran como si fueran transitorios. Los red (.T < T/2) se consideran como si fueran transitorios. Los americanos utilizan diferentes adjetivos para calificar los americanos utilizan diferentes adjetivos para calificar los huecos de tensión huecos de tensión (sag) (sag) o o (dip) (dip) y los cortes y los cortes (interruption) (interruption) según según su duración:su duración:

instantáneo instantáneo (instantaneous) (instantaneous) (T/2 < .T < 30 T),(T/2 < .T < 30 T), momentáneo momentáneo (momentary) (momentary) (30 T < (30 T < ..T < 3 s),T < 3 s), temporal temporal (temporary) (temporary) (3 s < (3 s < ..T < 1 min),T < 1 min), mantenido (sustained interruption) y subtensión (undervoltage) mantenido (sustained interruption) y subtensión (undervoltage)

(.T > 1 min).(.T > 1 min).

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En función del entorno, las tensiones medidas pueden ser entre conductores activos (entre fases o entre fase y neutro) o entre conductores activos y tierra (fase/tierra o neutro/tierra), o también entre conductores activos y conductor de protección.En el caso de un sistema trifásico, las características .U y .T son en general diferentes en las tres fases. Por este motivo un hueco de tensión debe de detectarse y caracterizarse separadamente en cada una de las fases. Se considera que un sistema trifásico sufre un hueco de tensión si al menos una de las fases sufre este tipo de perturbación.

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Fig. 01: Parámetros característicos de un hueco de tensión; [a] forma de onda, [b] rms (1/2).

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ORIGEN:

Los huecos de tensión y los cortes breves están ocasionados principalmente por los fenómenos conducidos con corrientes elevadas que provocan, a través de las impedancias de los elementos de la red, una caída de tensión de amplitud tanto menor cuanto más alejado de la fuente de perturbación está el punto de observación.Los huecos de tensión y los cortes breves se deben a diferentes causas: Defectos en la red de transporte (AT), de distribución (BT y MT), o en la instalación en sí misma.La aparición de los defectos provoca huecos de tensión a todos los usuarios.La duración de un hueco depende generalmente de las temporizaciones de funcionamiento de los órganos de protección. Cuando los dispositivos de protección (interruptores automáticos, fusibles) aíslan o separan un defecto producen cortes (cortos o largos) en la red de los usuarios alimentados por la sección con defecto. Aunque la fuente de alimentación haya desaparecido, la tensión en la red puede mantenerse debido a la tensión residual que siguen suministrando los motores asíncronos o síncronos en proceso de ralentización (durante 0,3 a 1s) o a la tensión procedente de la descarga de los condensadores conectados a la red.Los cortes breves se deben generalmente a la actuación de los automatismos de red, como los reenganches rápidos y/o lentos o la conmutación de transformadores o de líneas. Los usuarios sufren una sucesión de huecos de tensión y/o de cortes breves al producirse defectos con arcos intermitentes, o durante los ciclos de desenganche y reenganche automáticos

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(en red aérea o mixta radial) que permiten la eliminación de los defectos transitorios, o incluso cuando se reenvía una tensión para localizar un defecto. La conmutación de cargas de gran potencia respecto a la potencia de cortocircuito (motores asíncronos, hornos de arco, máquinas de soldar, calderas...).

Se producen cortes largos cuando los dispositivos de protección aíslan Definitivamente un defecto permanente, o cuando se produce la apertura, voluntaria o intempestiva de un aparato o mecanismo.Los huecos de tensión o los cortes se propagan hacia los niveles de tensión inferiores a través de los transformadores. El número de fases afectadas, así como la gravedad de estos huecos de tensión, dependen del tipo de defecto y del acoplamiento del transformador.

El número de huecos de tensión y de cortes es más elevado en las redes aéreas, sometidas a la intemperie, que en las redes subterráneas.

Pero una derivación subterránea con origen en el mismo juego de barras que las aéreas o mixtas sufrirá también los huecos de tensión debidos a los defectos que afectan a las líneas aéreas.Los transitorios (.T < T/2) son causados, por ejemplo, por la conexión de condensadores o el aislamiento de un defecto por un fusible o por un interruptor automático rápido BT, o incluso por las muescas de las conmutaciones de convertidores polifásicos.

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ARMÓNICOS E INTERARMÓNICOSARMÓNICOS E INTERARMÓNICOSResumen:

Toda función periódica (de frecuencia f) se puede descomponer en una suma de senoides de frecuencia h x f (h: entero); h se llama orden o rango del armónico (h > 1). La componente de primer orden es la componente fundamental.

El valor eficaz es:

La tasa de distorsión armónica (THD: Total Harmonic Distortion) da una medida de la deformación de la señal:

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Los armónicos proceden principalmente de cargas no lineales cuya característica es absorber una corriente que no tiene la misma forma que la tensión que los alimenta (figura 2).

Esta corriente es rica en componentes armónicos y su espectro será función de la naturaleza de la carga. Al circular a través de las impedancias de la red, estas corrientes armónicas crean las tensiones que pueden perturbar el funcionamiento de otros usuarios conectados a la misma fuente. La impedancia de la fuente a las diferentes frecuencias Armónicas tiene pues un papel fundamental en la gravedad de la distorsión en tensión. Hay que observar que, si la impedancia de la fuente es baja (Pcc elevada), la distorsión en tensión es menor.

Fig. 02: Degradación de la tensión de red producida por una carga no lineal.

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- Las principales fuentes de armónicos

Las principales fuentes de armónicos son precisamente las propias cargas y se pueden clasificar según su pertenencia al entorno industrial o doméstico.Las cargas industriales equipos de electrónica de potencia: variadores de velocidad, rectificadores con diodos o tiristores, onduladores, fuentes de Alimentación conmutadas; cargas que utilizan el arco eléctrico: hornos de arco, máquinas de soldar, alumbrado (lámparas de descarga, tubos fluorescentes).Son también generadores de armónicos (temporales) los arranques de motores con arrancador electrónico y la conexión de transformadores de potencia.Hay que destacar que se ha generalizado la utilización de equipos basados en la electrónica de potencia debido a sus múltiples ventajas (flexibilidad de funcionamiento, excelente rendimiento energético, prestaciones elevadas...).Las cargas domésticas con convertidores o con fuentes de alimentación conmutada: televisores, hornos de microondas, placas de inducción, ordenadores, impresoras, fotocopiadoras, reguladores de luz, equipos electrodomésticos, lámparas fluorescentes.Aunque su potencia unitaria es mucho menor que las cargas industriales, el efecto acumulado, debido a su gran abundancia y a su utilización simultánea en períodos largos, las convierten en fuentes importantes de distorsión armónica. Hay que estacar que la utilización de este tipo de aparatos crece en número y a veces en potencia unitaria.

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- Los niveles de armónicos

Varían generalmente según el modo de funcionamiento del aparato, la hora del día y la estación (climatización).

Las fuentes de alimentación generan normalmente armónicos impares (figura 3).

Tanto la conexión de transformadores o las cargas polarizadas (rectificadores de media onda) como los hornos de arco producen también (además de armónicos impares) armónicos de rangos pares. Los interarmónicos son componentes senoidales, pero que no son de frecuencias múltiplos enteros de la fundamental (están, por tanto, entre los armónicos). Se deben a las variaciones periódicas o aleatorias de la potencia absorbida por diferentes receptores como los hornos de arco, las máquinas de soldar y los convertidores de frecuencia (variadores de velocidad y cicloconvertidores).Las frecuencias de telemando utilizadas por el distribuidor son también interarmónicos. El espectro puede ser discreto o continuo, y variable de forma aleatoria (horno de arco) o intermitente (máquinas de soldar). Para estudiar los efectos a corto, medio o largo plazo, las medidas de los distintos Parámetros deben hacerse a intervalos de tiempo compatibles con la constante de tiempo térmica de los equipos.

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Fig. 3: Características de algunos generadores de armónicos.

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SOBRETENSIONESSOBRETENSIONESToda tensión aplicada a un equipo cuyo valor de cresta sobrepasa los límites de un intervalo definido por una norma o una especificación es una sobretensión. Las sobretensiones son de tres tipos: temporales, a frecuencia industrial, de maniobra, de origen atmosférico (rayo).

Pueden presentarse: en modo diferencial (entre conductores activos fase/fase o fase/neutro), en modo común (entre conductores activos y la masa o la tierra).

- Sobretensiones temporales

Por definición son de la misma frecuencia que la de la red (50 Hz ó 60 Hz). Tienen diversos orígenes:

- Un defecto de aislamiento Al producirse un defecto de aislamiento entre una fase y tierra en una red con neutro impedante o aislado, la tensión de las fases sanas respecto a tierra puede alcanzar la tensión compuesta. Las sobretensiones en las instalaciones BT pueden proceder de las instalaciones AT a través de la toma de tierra del centro de transformación MT/BT.

- La ferrorresonanciaSe trata de un raro fenómeno oscilatorio no lineal, frecuentemente peligroso para los equipos, que se produce en un circuito con un condensador y una inductancia saturable. Con facilidad se le suele considerar la causa de disfunciones o averías mal aclaradas. Fallo (corte) del neutro Los aparatos alimentados por la fase menos cargada ven aumentar su tensión (a veces hasta a la tensión compuesta). Los defectos del regulador de tensión de un alternador o del ajuste en carga de un transformador

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La sobrecompensación de la energía reactiva Los condensadores shunt producen un aumento de la tensión desde la fuente hasta ellos. Esta tensión es especialmente elevada en períodos de poca carga.

- Sobretensiones de maniobra

Están provocadas por modificaciones rápidas de la estructura de la red (apertura de aparatos de protección...). Se distinguen: las sobretensiones de conmutación con carga normal, las sobretensiones provocadas por el establecimiento y la interrupción de pequeñas corrientes inductivas, las sobretensiones provocadas por la maniobra de circuitos capacitativos (líneas o cables en vacío, baterías de condensadores). Por ejemplo, la maniobra de una batería de condensadores provoca una sobretensión transitoria cuya primera cresta puede alcanzar 2√2 veces el valor eficaz de la tensión de la red, y una sobreintensidad transitoria del valor de cresta que puede alcanzar 100 veces la corriente asignada del condensador (Cuaderno Técnico n° 189).

- Sobretensiones atmosféricas

El rayo es un fenómeno natural que aparece en caso de tormenta. Se distinguen las descargas directas de rayo (en una línea o en una estructura) y los efectos indirectos de una descarga de rayo (sobretensiones inducidas y aumento del potencial de tierra).

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VARIACIONES Y FLUCTUACIONES DE VARIACIONES Y FLUCTUACIONES DE TENSIÓNTENSIÓN

Las variaciones de tensión son variaciones del valor eficaz o del valor de cresta de una amplitud inferior al 10% de la tensión nominal.

Las fluctuaciones de tensión son una sucesión de variaciones de tensión o de variaciones cíclicas o aleatorias de la envolvente de una tensión cuyas características son la frecuencia de la variación y su amplitud. Las variaciones lentas de tensión están causadas por la variación lenta de las cargas conectadas a la red.

Las fluctuaciones de tensión son debidas principalmente a las variaciones rápidas de las cargas industriales, como las máquinas de soldar, los hornos de arco, las laminadoras.

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DESEQUILIBRIOSDESEQUILIBRIOSUn sistema trifásico está desequilibrado cuando las tres tensiones no son iguales en amplitud y/o no están desfasadas unas respecto a otras 120°.El grado de desequilibrio se define utilizando el método de las componentes de Fortescue, calculando la razón de la componente inversa (U1i) (u homopolar (U1o)) de la fundamental respecto a la componente directa (U1d) de la fundamental.

También puede utilizarse la fórmula aproximada siguiente:

siendo:

La tensión inversa (u homopolar) está provocada por las caídas de tensión que, a lo largo de las impedancias de la red, se producen debido a las corrientes inversas (u homopolares) producidas por las cargas Desequilibradas que conducen a unas corrientes no idénticas en las tres fases (cargas BT conectadas entre fase y neutro, cargas monofásicas o bifásicas MT, como máquinas de soldar y hornos de inducción). Los defectos monofásicos o bifásicos provocan los desequilibrios hasta que actúan las protecciones.

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RESUMENRESUMEN

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EFECTOS DE LAS PERTURBACIONES EN EFECTOS DE LAS PERTURBACIONES EN LAS CARGAS Y PROCESOSLAS CARGAS Y PROCESOS

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SOLUCIONES PARA MEJORAR LA QEESOLUCIONES PARA MEJORAR LA QEE

Huecos de tensión y cortes

- Reducción del número de huecos de tensión y de cortes.

- Reducción de la duración y de la profundidad de los huecos de tensión.

- Insensibilización de las instalaciones industriales y terciarias

- Insensibilización del control-mando

- Insensibilización de la alimentación de potencia de los equipos

- La parada adecuada

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Armónicos

Existen al menos tres formas posibles para suprimirlos o, al menos, reducir su influencia. Se dedica un párrafo específico al tema de las protecciones.

- Reducción de las corrientes armónicas producidas - Inductancia de línea

Se coloca una inductancia trifásica en serie con la alimentación (o integrada en el bus de cc de los convertidores de frecuencia), con lo que se reducen los armónicos de corriente de línea (en particular, los de orden elevado) y por tanto, el valor eficaz de la corriente absorbida, y también la distorsión en el punto de conexión del convertidor. Además, es posible instalarlo sin intervenir en el generador de armónicos y utilizar inductancias comunes a diversos variadores.

- Utilización de rectificadores dodecafásicos

Esta solución consigue, por combinación de las corrientes, eliminar en el primario los armónicos de orden más bajo, como el 5º y 7º (frecuentemente, los más molestos, por su mayor amplitud). Necesita un transformador con dos secundarios, uno en estrella y otro en triángulo, consiguiéndose no generar armónicos más que de orden 12k ± 1.

- Aparatos de muestreo senoidal. Este método consiste en utilizar convertidores estáticos cuya etapa rectificadora utilice la técnica de conmutación. PWM (Pulse Width Modulation) que absorbe una corriente senoidal.

- Modificación de la instalación - Inmunizar las cargas sensibles con la ayuda de filtros - Aumentar la potencia de cortocircuito de la instalación - Desclasificar los equipos - Arrinconar o confinar las cargas perturbadoras

Ante todo, hay que conectar los equipos sensibles lo más cerca posible de su fuente de alimentación.

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A continuación, hay que identificar, y después separar, las cargas perturbadoras de las cargas sensibles, por ejemplo alimentándolas desde fuentes separadas o mediante transformadores dedicados exclusivamente a ellas. Todo esto sabiendo que las soluciones que consisten en actuar sobre la estructura de la instalación son, en general, pesadas y costosas.

- Protecciones y sobredimensionamiento de los condensadores

La elección de esta solución depende de las características de la instalación. Una regla simplificada permite elegir el tipo de equipo con Gh (potencia aparente de todos los generadores de armónicos que están alimentados por el mismo juego de barras que los condensadores) y Sn (potencia aparente de el o los trafos aguas arriba):

– si Gh/Sn ≤ 15% es conveniente utilizar equipos de tipo estándar,– si Gh/Sn >15%, hay que pensar en dos soluciones:

1.- Caso de redes contaminadas(15% < Gh/Sn ≤ 25 %): hay que sobredimensionar en corriente la aparamenta y las conexiones en serie; y, en tensión, los condensadores.

2.- Caso de redes muy contaminadas(25% < Gh/Sn ≤ 60%): hay que asociar bobinas (selfs) antiarmónicos a los condensadores sintonizados a una frecuencia inferior a la frecuencia del armónico más bajo (por ejemplo, 215 Hz para una red de 50 Hz) (figura 10). Esto elimina los riesgos de resonancia y contribuye a reducir los armónicos.

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FiltradoEn el caso de Gh/Sn > 60%, el cálculo y la instalación del filtro de armónico deben ser realizados por especialistas (figura 11).

- Filtro pasivo Consiste en colocar una impedancia baja a las frecuencias a atenuar mediante una adecuada configuración de componentes pasivos (inductancia, condensador, resistencia). Esta unidad se instala en derivación con la red. Para filtrar varias componentes, pueden ser necesarios varios filtros pasivos en paralelo. El dimensionamiento de los filtros armónicos debe de ser cuidadoso: un filtro pasivo mal diseñado puede conducir a resonancias cuyo efecto es amplificar las frecuencias que no eran perjudiciales antes de su instalación.

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- Filtro activo

Consiste en neutralizar los armónicos emitidos por la carga analizando los armónicos consumidos por la carga y reconstruir la misma corriente armónica con la fase conveniente. Es posible poner en paralelo varios filtros activos. Un filtro activo puede ser, por ejemplo, asociarse a un SAI para reducir los armónicos inyectados aguas arriba.

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- Filtro híbrido

Se compone de un filtro activo y un filtro pasivo sintonizado con el armónico preponderante (por ejemplo, el 5º) y que suministra la energía reactiva necesaria.

- Caso particular: los interruptores automáticos.Los armónicos pueden provocar disparos intempestivos de los dispositivos de protección; para evitarlos, conviene escoger bien estos aparatos.Los interruptores automáticos pueden estar equipados con dos tipos de relés disparadores, magneto-térmicos o electrónicos.Los primeros (magneto-térmicos) son especialmente sensibles a los armónicos debido a sus captadores térmicos que «ven» correctamente la carga real que sufren los conductores por la presencia de los armónicos.Por este motivo, se adaptan bien al uso, (especialmente doméstico e industrial) en circuitos de intensidades pequeñas.Los segundos (electrónicos), por su sistema de cálculo de las intensidades que lo atraviesan, pueden tener el riesgo de disparo intempestivo, por lo que hay que escoger bien estos aparatos y prestar atención al hecho de que miden el verdadero valor eficaz de la corriente (RMS).Estos aparatos tienen entonces la ventaja de seguir mejor la evolución de la temperatura de los cables, particularmente en el caso de cargas con funcionamiento cíclico pues su memoria térmica es mejor que la de los termo-elementos de calentamiento indirecto.

- La desclasificación.Esta solución, aplicable a ciertos equipos, es una solución fácil y con frecuencia suficiente, para los problemas ocasionados por los armónicos.

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NIVEL DE CALIDAD DE LA ENERGÍANIVEL DE CALIDAD DE LA ENERGÍAMetodología de evaluación. Aplicación contractual

El contrato debe indicar: - la duración del contrato, - los parámetros a medir, - los valores contractuales, - el (los) punto (s) de medida, - las tensiones medidas: estas tensiones (entre fases y/o entre

fases y neutro) deben ser las que alimentan los equipos, - para cada uno de los parámetros medidos, debe de indicarse el

método de medida, el intervalo de tiempo, el período de la medida (por ejemplo 10 minutos y 1 año para la amplitud de la tensión) y de los valores de referencia; por ejemplo, para los huecos de tensión y los cortes, hay que definir la tensión de referencia, los márgenes de detección y el límite entrecortes largos y cortes breves,

- la precisión de la medida, - el método de determinación de las penalizaciones en caso de

no respetarse los compromisos, - las cláusulas en caso de desacuerdo en la interpretación de las

medidas (intervención de una tercera parte...), - acceso a los datos y su confidencialidad.

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Mantenimiento correctivo

La búsqueda de soluciones para aplicar medidas correctivas se inicia normalmente después de producirse incidentes o disfunciones en la explotación.En general, los pasos a seguir son:

- Recogida de datosSu objeto es recoger informaciones como el tipo de cargas, la antigüedad de los componentes de la red y el esquema unifilar.

- Búsqueda de síntomasSu objeto es identificar y localizar los equipos perturbados, determinar la hora y la fecha (fija o aproximada) del problema, la posible relación con las condiciones meteorológicas concretas (viento fuerte, lluvia, tormenta) o con una modificación reciente de la instalación (instalación de máquinas nuevas, modificación de la red).

- Conocimiento y comprobación de la instalaciónEn esta fase basta a veces determinar rápidamente el origen de la disfunción. Las condiciones de medio ambiente tales como la humedad, el polvo, la temperatura no deben de subestimarse. Debe de verificarse toda la instalación, y en particular, el cableado, los interruptores automáticos y los fusibles.

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- Colocar aparatos de medida en la instalación

Esta etapa consiste en dotar el emplazamiento con aparatos de medida que permitan detectar y registrar el fenómeno origen del problema. Puede ser necesario colocar instrumentos en varios puntos de la instalación y en particular, si se puede, lo más cerca posible, del (o de los) equipo (s) Perturbado (s).

El aparato detecta en qué circunstancias se sobrepasan los umbrales de los parámetros de medida de la calidad de la energía y registra los datos característicos del suceso (por ejemplo, fecha, hora, profundidad de un hueco de tensión, THD). También pueden guardar los datos de las formas de ondas justo antes, durante y después de la perturbación. La sensibilidad de los equipos debe de estar en consonancia con los umbrales a medir. Cuando se utilizan aparatos portátiles, la duración de las medidas debe ser representativa del ciclo de funcionamiento de una fábrica (por ejemplo, una semana). Evidentemente, hay que esperar que la perturbación se reproduzca.

Los aparatos fijos permiten una vigilancia permanente de la instalación. Si estos aparatos están correctamente conectados y ajustados, puesto que registran cada perturbación, aseguran una función de prevención y detección.

Las informaciones pueden visualizarse o localmente o a distancia, mediante una intranet o la red internet. Esto permite diagnosticar los fenómenos, y también anticiparse a los problemas (mantenimiento preventivo). Este es el caso de los aparatos de la gama Power Logic System (Circuito Monitor - Power Meter), Digipact y la generación última de interruptores automáticos Masterpact, equipados con un disparador Micrologic P (figura 6).

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Los registros de perturbaciones que proceden de la red del distribuidor y que hayan causado los daños (destrucción de equipos, pérdida de producción) pueden ser también útiles en caso de negociación de indemnizaciones.

- Identificación del origen

El trazado (forma de onda, perfil de valor eficaz) de la perturbación permite en general a los expertos localizar e identificar la fuente del problema (un defecto, un rearranque de motor, una conexión de una batería de condensadores...). En concreto, el conocimiento simultáneo del trazado o gráfica de la tensión y de la corriente permite determinar si el origen del problema se ubica aguas arriba o aguas abajo del punto de medida. En efecto, la perturbación puede proceder de la instalación o de la red del distribuidor.

- Estudio y elección de soluciones

Se establecen la lista y los costes de las soluciones. La elección de la solución se efectúa frecuentemente comparando su coste con lo que se deja de ganar en caso de perturbación. Después de aplicar una solución, es importante verificar, midiendo, su eficacia.

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Optimización del funcionamiento de las instalaciones eléctricas

Esta preocupación por optimizar el funcionamiento de una instalación eléctrica se concreta en tres acciones complementarias:

- Economizar la energía y reducir las facturas de energía - Sensibilizar de los costes a los usuarios. - Asignar internamente los costes (por unidad, por servicio o por línea de

producto). - Localizar los posibles ahorros. - Administrar los picos de consumo (desconexiones o desenganches,

fuentes autónomas). - Optimizar el contrato de energía (reducción de la potencia contratada). - Mejorar el factor de potencia (reducción de la potencia reactiva). - Asegurar la calidad de la energía - Visualizar y vigilar los parámetros de medida de la calidad de la

energía. - Detectar por anticipado los problemas (vigilancia de los armónicos y de

la corriente de neutro) para un mantenimiento preventivo. - Velar por la continuidad del servicio - Optimizar el mantenimiento y la explotación. - Conocer la red en tiempo real. - Vigilar el plan de protección. - Diagnosticar los defectos. - Después de un defecto, reconfigurar la red. - Asegurar una conmutación automática de fuentes.

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Existen programas informáticos que aseguran el control-mando y la vigilancia de la instalación. Permiten, por ejemplo, detectar y guardar archivados los acontecimientos, vigilar, en tiempo real, los interruptores automáticos y los relés de protección, gobernar a distancia los interruptores automáticos y, de manera general, explotar las posibilidades de los aparatos comunicantes (figura 6).

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CENTROS DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

CONDICIONES TÉCNICAS Y CONDICIONES TÉCNICAS Y GARANTIAS DE SEGURIDADGARANTIAS DE SEGURIDAD

RD 3275/1982RD 3275/1982

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Para saber como se encuentran los Para saber como se encuentran los CENTROS DE TRANSFORMACIÓN, las CENTROS DE TRANSFORMACIÓN, las Direcciones Generales de Industria Direcciones Generales de Industria de las Comunidades Autónomas, de las Comunidades Autónomas, exigen a los propietarios de dichos exigen a los propietarios de dichos centros que se les entregue un centros que se les entregue un Boletín de reconocimiento realizado Boletín de reconocimiento realizado por el Técnico competente o por el Técnico competente o empresa especializada.empresa especializada.

R.S.C.T.G.S.C.E.S.C.T.R.S.C.T.G.S.C.E.S.C.T.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Requisitos necesarios en un centro de Requisitos necesarios en un centro de transformación:transformación:

Cartel de las 5 reglas de oro.Cartel de las 5 reglas de oro. Cartel de respiración de salvamento.Cartel de respiración de salvamento. Requisitos previos a los trabajos de Requisitos previos a los trabajos de

instalación electrónicas en A.T..instalación electrónicas en A.T.. Pértiga de maniobra. Pértiga de maniobra. Pértiga detectora de tensión.Pértiga detectora de tensión. Placas de accionamiento de las Placas de accionamiento de las

diferentes celdas.diferentes celdas.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

OFERTA DE MANTENIMIENTO DE UNA OFERTA DE MANTENIMIENTO DE UNA EMPRESA ESPECIALIZADA.EMPRESA ESPECIALIZADA.

- Dos revisiones periódicas: Carga y otra en Dos revisiones periódicas: Carga y otra en vació.vació.

Actuaciones de revisión vacióActuaciones de revisión vació::- Limpieza del CT, incluyendo aisladores de Limpieza del CT, incluyendo aisladores de

media tensiónmedia tensión- Comprobación del valor de las tierras del Comprobación del valor de las tierras del

neutro y de herrajes.neutro y de herrajes.- Comprobación del estado del aceite Comprobación del estado del aceite

refrigerante y rellenado del mismo, si es refrigerante y rellenado del mismo, si es necesario.necesario.

- Verificación de que el Centro dispone de los Verificación de que el Centro dispone de los recambios o repuestos oportunos.recambios o repuestos oportunos.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Guantes en perfecto estado.Guantes en perfecto estado. Casco.Casco. Alfombrilla.Alfombrilla. Banqueta aislante.Banqueta aislante. Placas de indicadoras de riesgo Placas de indicadoras de riesgo

eléctrico.eléctrico. Cerradura de acceso al mismo, sólo Cerradura de acceso al mismo, sólo

para personal autorizado.para personal autorizado. Extintor de incendios de eficacia Extintor de incendios de eficacia

mínima.mínima.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Centro de transformación de interiorCentro de transformación de interior

Obra civil:Obra civil:

1.1. Grietas de muros y tabiques.Grietas de muros y tabiques.

2.2. Humedades de cubiertas y paredes.Humedades de cubiertas y paredes.

3.3. Entrada de agua en el exterior.Entrada de agua en el exterior.

4.4. Alcantarillado con cota superior del Alcantarillado con cota superior del suelo.suelo.

5.5. Puerta de acceso de material no Puerta de acceso de material no adecuado.adecuado.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

6.6. Puerta de acceso insuficiente.Puerta de acceso insuficiente.

7.7. Puerta de acceso con apertura al Puerta de acceso con apertura al interior.interior.

8.8. Cierre de la puerta en mal estado.Cierre de la puerta en mal estado.

9.9. Escalera no adecuada.Escalera no adecuada.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

LocalesLocales::

1.1. Pasillos de dimensión inadecuadas.Pasillos de dimensión inadecuadas.2.2. Secciones de ventilación Secciones de ventilación

insuficientes, o mal colocadas.insuficientes, o mal colocadas.3.3. Ausencia de protecciones contra Ausencia de protecciones contra

objetos exteriores en huecos de objetos exteriores en huecos de ventilación.ventilación.

4.4. Renovaciones por hora insuficientes Renovaciones por hora insuficientes en ventilación forzada.en ventilación forzada.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

5.5. Falta de dispositivo de parada Falta de dispositivo de parada automática de extractor con automática de extractor con detector de incendios.detector de incendios.

6.6. Verja de protección de dimensiones Verja de protección de dimensiones insuficientes.insuficientes.

7.7. Verjas de protección rotas.Verjas de protección rotas.

8.8. Foso de recogida de aceite Foso de recogida de aceite inexistente o insuficiente.inexistente o insuficiente.

9.9. Foso sin rejilla cortafuegos.Foso sin rejilla cortafuegos.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Elementos de maniobra:Elementos de maniobra:

1.1. Falta de banqueta aislante o no Falta de banqueta aislante o no está en condiciones.está en condiciones.

2.2. Falta de pértiga o no es la Falta de pértiga o no es la adecuada a la tensión de servicio.adecuada a la tensión de servicio.

3.3. Faltan los guantes aislantes o no Faltan los guantes aislantes o no están en condiciones.están en condiciones.

4.4. Falta la maneta de fusibles.Falta la maneta de fusibles.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Alumbrado y señalización interior:Alumbrado y señalización interior:

1.1. No se dispone de alumbrado interior.No se dispone de alumbrado interior.

2.2. Elementos de corte o lámpara en mal Elementos de corte o lámpara en mal estado.estado.

3.3. Falta de alumbrado de emergencia.Falta de alumbrado de emergencia.

4.4. Falta de placas de señalización de Falta de placas de señalización de peligro.peligro.

5.5. Falta de placas de primeros auxilios.Falta de placas de primeros auxilios.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

6.6. Falta de señalización en líneas o Falta de señalización en líneas o transformadores.transformadores.

7.7. El centro carece de libro de El centro carece de libro de mantenimiento.mantenimiento.

8.8. No se dispone de instrucciones de No se dispone de instrucciones de control. control.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Varios:Varios:

1.1. Hay materiales almacenados en el Hay materiales almacenados en el centro.centro.

2.2. Hay líquidos inflamables. Hay líquidos inflamables. almacenados en el centro.almacenados en el centro.

3.3. Bomba de desagüe en mal estado.Bomba de desagüe en mal estado.

4.4. Herrajes o tirantes en mal estado.Herrajes o tirantes en mal estado.

5.5. Defectos de limpieza.Defectos de limpieza.

6.6. No hay extintores de eficacia. No hay extintores de eficacia.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Aparamenta de alta tensión I:Aparamenta de alta tensión I:

1.1. Funcionamiento de los Funcionamiento de los seccionadotes defectuosos.seccionadotes defectuosos.

2.2. Falta de enclavamiento den Falta de enclavamiento den cuchillas de p.a.t.cuchillas de p.a.t.

3.3. Hay circuitos que no disponen de Hay circuitos que no disponen de seccionador.seccionador.

4.4. Funcionamiento de interruptores Funcionamiento de interruptores defectuosos.defectuosos.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

5.5. Nivel de aceite bajo en Nivel de aceite bajo en interruptores.interruptores.

6.6. Falta de señalización de apertura y Falta de señalización de apertura y cierre en interruptores.cierre en interruptores.

7.7. Relés con mal funcionamiento o mal Relés con mal funcionamiento o mal tratados.tratados.

8.8. Fusibles de A.T. en mal estado o de Fusibles de A.T. en mal estado o de incorrecta intensidad.incorrecta intensidad.

9.9. Falta de autoválvulas.Falta de autoválvulas.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Aparamenta de alta tensión II:Aparamenta de alta tensión II:

1.1. Hay aisladores soportes rotos.Hay aisladores soportes rotos.

2.2. Hay pasamuros rotos.Hay pasamuros rotos.

3.3. La separación entre fase no es La separación entre fase no es correcta.correcta.

4.4. La separación entre fase y tierra no La separación entre fase y tierra no es correcta.es correcta.

5.5. La separación entre circuitos no es La separación entre circuitos no es correcta.correcta.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

6.6. Existen puntos de calentamiento Existen puntos de calentamiento excesivo.excesivo.

7.7. Hay conexiones flojas.Hay conexiones flojas.

8.8. La sección del embarrado so es La sección del embarrado so es suficiente.suficiente.

9.9. Hay cables de A.T. en mal estadoHay cables de A.T. en mal estado

Page 85: 15250699 Mantenimiento Industrial

CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Transformadores:Transformadores:

1.1. Nivel de liquido aislante bajo.Nivel de liquido aislante bajo.

2.2. Perdida de líquido aislante en cuba o Perdida de líquido aislante en cuba o en grifo desagüe.en grifo desagüe.

3.3. Pasatapas con pérdida de líquido Pasatapas con pérdida de líquido aislante.aislante.

4.4. Carece de sistema de regulación.Carece de sistema de regulación.

5.5. Ruidos o vibraciones excesivas (más Ruidos o vibraciones excesivas (más de 40 dB noche y 70 dB día).de 40 dB noche y 70 dB día).

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

6.6. Conexiones flojas.Conexiones flojas.

7.7. Ruedas sin bloquear.Ruedas sin bloquear.

8.8. La potencia no corresponde con la La potencia no corresponde con la autorizada.autorizada.

9.9. Cierre celda transformadores y Cierre celda transformadores y equipos de medida sin precintos.equipos de medida sin precintos.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Aparamenta baja tensión:Aparamenta baja tensión:

1.1. Fusibles en mal estado.Fusibles en mal estado.

2.2. Interruptores automáticos averiados.Interruptores automáticos averiados.

3.3. Conexiones flojas.Conexiones flojas.

4.4. Barras con calentamiento excesivo.Barras con calentamiento excesivo.

5.5. Cables con calentamiento excesivo.Cables con calentamiento excesivo.

6.6. Mal funcionamiento de aparatos de Mal funcionamiento de aparatos de medida.medida.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Tomas de tierra:Tomas de tierra:

1.1. Defectos en las conexiones de p.a.t.Defectos en las conexiones de p.a.t.

2.2. Elementos no puestos a tierra.Elementos no puestos a tierra.

3.3. Conexión del neutro a tierra Conexión del neutro a tierra defectuosa.defectuosa.

4.4. Tierras insuficientemente Tierras insuficientemente separadas.separadas.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

5.5. Valores de las tensiones de paso Valores de las tensiones de paso superior a la máxima admisible.superior a la máxima admisible.

6.6. Valores de las tensiones de Valores de las tensiones de contacto superior a la máxima contacto superior a la máxima admisible.admisible.

7.7. La superficie no es equipotencial.La superficie no es equipotencial.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Medidas:Medidas:• Tierra de neutroTierra de neutro ΩΩ• Tierra de autoválvulasTierra de autoválvulas ΩΩ• Tierra de masasTierra de masas ΩΩ• Temperatura exteriorTemperatura exterior ºCºC• Temperatura interiorTemperatura interior ºCºC

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

• Tensión de pasoTensión de paso VV• Tensión de contactoTensión de contacto VV• Nivel de ruido exteriorNivel de ruido exterior dB dB • Nivel de ruido interiorNivel de ruido interior dBdB• Temperatura máxima en equipos Temperatura máxima en equipos

eléctricoseléctricosºC ºC

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

In IL1 IL2 IL3 UL1-N UL2-N UL3-N HoraPos.

comutador

Trafo 1

Trafo 2

Trafo N

Las medidas serán tomadas en el secundario del trasformador

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Centros de trasformación de Centros de trasformación de intemperieintemperie

ApoyosApoyos::

1.1. Hormigón con grietas, roturas o Hormigón con grietas, roturas o desprendido.desprendido.

2.2. Metálico oxidado.Metálico oxidado.

3.3. Metálico con dobleces o flexionesMetálico con dobleces o flexiones

4.4. Metálico sin sistema antiescalo.Metálico sin sistema antiescalo.

5.5. Desplomado, revirado o torsionado.Desplomado, revirado o torsionado.

Page 94: 15250699 Mantenimiento Industrial

CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

6.6. Resistencia mecánica insuficiente. Resistencia mecánica insuficiente.

7.7. Sin placa de señalización de peligro Sin placa de señalización de peligro de muerte. de muerte.

8.8. Cimentación defectuosa.Cimentación defectuosa.

9.9. Carece de posa-pies de maniobra.Carece de posa-pies de maniobra.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Herrajes:Herrajes:

1.1. Oxidados.Oxidados.

2.2. Mal apretados al apoyo.Mal apretados al apoyo.

Page 96: 15250699 Mantenimiento Industrial

CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Aparamenta de alta tensión:Aparamenta de alta tensión:

1.1. Faltan autoválvulas.Faltan autoválvulas.

2.2. Faltan fusibles a.p.r. o “XS”.Faltan fusibles a.p.r. o “XS”.

3.3. Funcionamiento defectuoso de la Funcionamiento defectuoso de la botella terminal.botella terminal.

4.4. Estado defectuoso de la botella Estado defectuoso de la botella terminal.terminal.

5.5. Hay cables de A.T. en mal estado.Hay cables de A.T. en mal estado.

Page 97: 15250699 Mantenimiento Industrial

CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

6.6. Cadenas de amarre defectuosas.Cadenas de amarre defectuosas.

7.7. Aisladores rígidos con soporte Aisladores rígidos con soporte defectuosos.defectuosos.

8.8. La separación entre conductores no La separación entre conductores no es correcta.es correcta.

9.9. Hay conexiones flojas.Hay conexiones flojas.

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CENTROS DE TRANSFORMACIÓNCENTROS DE TRANSFORMACIÓN

Transformador:Transformador:

1.1. Nivel de líquido aislante bajo.Nivel de líquido aislante bajo.2.2. Pérdida de líquido aislante en cubo Pérdida de líquido aislante en cubo

o grifo de desagüe.o grifo de desagüe.3.3. Pasatapas con pérdida de líquido Pasatapas con pérdida de líquido

aislante.aislante.4.4. Carece de sistema de regulación.Carece de sistema de regulación.5.5. Conexiones flojas.Conexiones flojas.6.6. La potencia no corresponde con la La potencia no corresponde con la

autorizada.autorizada.

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CENTROS DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

DETERMINACION DE LA POTENCIA DE DETERMINACION DE LA POTENCIA DE LOS CENTROS DE TRANSFORMACIONLOS CENTROS DE TRANSFORMACION

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DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA

DE LOS CTDE LOS CT

La potencia de un CT es la de su La potencia de un CT es la de su transformador o bien la suma de las transformador o bien la suma de las potencias si tiene varios Transformadores.potencias si tiene varios Transformadores.Se expresa pues en potencia aparente «S» Se expresa pues en potencia aparente «S» (kVA o MVA).(kVA o MVA).Puede suceder que la potencia consumida Puede suceder que la potencia consumida por la instalación a alimentar por el CT, por la instalación a alimentar por el CT, (expresada en potencia aparente kVA) le (expresada en potencia aparente kVA) le venga ya dada al proyectista del CT. En venga ya dada al proyectista del CT. En este caso, le corresponde elegir entre este caso, le corresponde elegir entre asignar toda la potencia a un solo asignar toda la potencia a un solo transformador o bien repartirla entre transformador o bien repartirla entre varios y a continuación determinar la varios y a continuación determinar la potencia nominal «Sn» del o de los potencia nominal «Sn» del o de los transformadores. transformadores.

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DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT

Para ello se hacen a continuación algunas Para ello se hacen a continuación algunas recomendaciones.recomendaciones.Conviene elegir la potencia del o los Conviene elegir la potencia del o los transformadores de forma que éstos funcionen transformadores de forma que éstos funcionen normalmente a un régimen de carga del orden normalmente a un régimen de carga del orden del 65% al 75% de su potencia nominal Sn, es del 65% al 75% de su potencia nominal Sn, es decir, siendo Sc la potencia de la carga a decir, siendo Sc la potencia de la carga a alimentar, que sea:alimentar, que sea:

Sn = Sc/0,65 a Sn = Sc/0,75.Sn = Sc/0,65 a Sn = Sc/0,75.

Page 103: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT

Con ello, por una parte, las pérdidas en carga del Con ello, por una parte, las pérdidas en carga del transformador se reducen notablemente (entre transformador se reducen notablemente (entre un 58% y un 44%) con lo cual, su régimen de un 58% y un 44%) con lo cual, su régimen de temperatura es más bajo, especialmente temperatura es más bajo, especialmente favorable para la vida del transformador, y por favorable para la vida del transformador, y por otra representa un margen de reserva ante otra representa un margen de reserva ante eventuales aumentos de carga más o menos eventuales aumentos de carga más o menos duraderos.duraderos.

Page 104: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT

Ventajas:Ventajas:

Corriente de cortocircuito en las salidas en Corriente de cortocircuito en las salidas en BT, más reducidas y por tanto, menores BT, más reducidas y por tanto, menores efectos térmicos y dinámicos del efectos térmicos y dinámicos del cortocircuito, pues disminuyen cortocircuito, pues disminuyen cuadráticamente con la corriente.cuadráticamente con la corriente.A partir de cierta potencia este aspecto A partir de cierta potencia este aspecto puede ser por sí mismo, determinante puede ser por sí mismo, determinante para repartir la potencia entre dos o más para repartir la potencia entre dos o más transformadores. Mayor seguridad de transformadores. Mayor seguridad de servicio. En efecto, si hay un solo servicio. En efecto, si hay un solo transformador, en caso de indisponibilidad transformador, en caso de indisponibilidad del mismo (por ejemp. avería) el CT queda del mismo (por ejemp. avería) el CT queda totalmente fuera de servicio.totalmente fuera de servicio.

Page 105: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Si por ejemplo la carga está repartida Si por ejemplo la carga está repartida entre dos o tres transformadores, en caso entre dos o tres transformadores, en caso de indisponibilidad de uno de ellos, el CT, de indisponibilidad de uno de ellos, el CT, aunque en régimen reducido, mantiene el aunque en régimen reducido, mantiene el servicio con el otro o los otros dos servicio con el otro o los otros dos transformadores. transformadores.

Si además se ha previsto que los Si además se ha previsto que los transformadores trabajen normalmente transformadores trabajen normalmente con carga inferior a su potencia nominal, con carga inferior a su potencia nominal, según antes recomendado, este margen según antes recomendado, este margen de potencia disponible puede de potencia disponible puede aprovecharse para alimentar una parte de aprovecharse para alimentar una parte de la carga correspondiente al transformador la carga correspondiente al transformador fuera de servicio, por ejemplo los fuera de servicio, por ejemplo los receptores más prioritarios.receptores más prioritarios.

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DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Desde luego, el esquema del cuadro general de Desde luego, el esquema del cuadro general de BT debe estar diseñado para permitir este BT debe estar diseñado para permitir este traspaso de cargos.traspaso de cargos.

Page 107: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT En régimen normal los interruptores «A» En régimen normal los interruptores «A» están abiertos. En caso de están abiertos. En caso de indisponibilidad por ejemplo del indisponibilidad por ejemplo del transformador TR-3, se abre su transformador TR-3, se abre su interruptor de BT (D3) y se cierran los dos interruptor de BT (D3) y se cierran los dos interruptores A, con lo cual toda o parte interruptores A, con lo cual toda o parte de la carga del TR-3 pasa a ser de la carga del TR-3 pasa a ser alimentada por los transformadores TR-1 alimentada por los transformadores TR-1 y TR-2 aprovechando el margen de y TR-2 aprovechando el margen de potencia disponible entre su carga y su potencia disponible entre su carga y su potencia nominal. Las barras generales potencia nominal. Las barras generales del cuadro deben estar adecuadamente del cuadro deben estar adecuadamente dimensionadas para las corrientes de dimensionadas para las corrientes de traspaso de carga.traspaso de carga.

Page 108: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT

Véase que en esta circunstancia, los Véase que en esta circunstancia, los transformadores TR-1 y TR-2 quedan transformadores TR-1 y TR-2 quedan acoplados en paralelo.acoplados en paralelo.

Si bien no conviene que los Si bien no conviene que los transformadores del CT funcionen transformadores del CT funcionen acoplados en paralelo por el incremento acoplados en paralelo por el incremento de la corriente de cortocircuito que esto de la corriente de cortocircuito que esto representa, son inevitables situaciones representa, son inevitables situaciones como la anterior y también otras como la anterior y también otras circunstancias puntuales que requieren la circunstancias puntuales que requieren la marcha momentánea en paralelo, por marcha momentánea en paralelo, por ejemplo para el arranque directo de un ejemplo para el arranque directo de un motor de potencia elevada. motor de potencia elevada.

Page 109: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT En este caso, una vez realizado el En este caso, una vez realizado el arranque, se abren los interruptores de arranque, se abren los interruptores de acoplamiento y se retorna al régimen acoplamiento y se retorna al régimen normal de transformadores separados.normal de transformadores separados.

En consecuencia los transformadores de En consecuencia los transformadores de un CT deben poder acoplase en paralelo.un CT deben poder acoplase en paralelo.

Los requisitos son:Los requisitos son: Tener igual tensión secundaria.Tener igual tensión secundaria. Ser del mismo grupo de conexión.Ser del mismo grupo de conexión.

Además para un correcto reparto de la Además para un correcto reparto de la carga entre los transformadores, se carga entre los transformadores, se requiere que tengan la misma tensión de requiere que tengan la misma tensión de cortocircuito.cortocircuito.

Page 110: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Para asegurar más el correcto reparto de Para asegurar más el correcto reparto de la carga, es muy recomendable que los la carga, es muy recomendable que los transformadores del CT sean de la misma transformadores del CT sean de la misma potencia nominal.potencia nominal.Determinación de la carga.Determinación de la carga.En muchas ocasiones, la determinación de En muchas ocasiones, la determinación de la carga a alimentar forma parte del la carga a alimentar forma parte del proyecto del CT, y por tanto debe ser proyecto del CT, y por tanto debe ser evaluada previamente.evaluada previamente.Dada la diversidad de casos y Dada la diversidad de casos y circunstancias, tipos de receptores, circunstancias, tipos de receptores, modalidades de servicio, ciclos de modalidades de servicio, ciclos de consumo, etc., no se pueden dar reglas o consumo, etc., no se pueden dar reglas o métodos precisos de cálculo aplicables a métodos precisos de cálculo aplicables a todos los casos.todos los casos.

Page 111: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT No obstante, se dan a continuación No obstante, se dan a continuación unos conceptos, pautas y tablas de unos conceptos, pautas y tablas de valores, que pueden ayudar a valores, que pueden ayudar a estimar la potencia a alimentar, con estimar la potencia a alimentar, con una aproximación razonablemente una aproximación razonablemente suficiente. suficiente. Conceptos de partida.Conceptos de partida.La potencia consumida por un La potencia consumida por un receptor es siempre mayor que su receptor es siempre mayor que su potencia útil, ya que todo receptor potencia útil, ya que todo receptor tiene unas pérdidas propias, por lo tiene unas pérdidas propias, por lo cual, su rendimiento es menor que cual, su rendimiento es menor que uno.uno.

Page 112: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT

Por tanto, a los efectos de la Por tanto, a los efectos de la determinación de la carga, lo que interesa determinación de la carga, lo que interesa es la potencia consumida.es la potencia consumida.

Además esta potencia consumida debe Además esta potencia consumida debe estar expresada como potencia aparente estar expresada como potencia aparente «S» puesto que es ésta la que determina el «S» puesto que es ésta la que determina el dimensionado de los elementos de la dimensionado de los elementos de la instalación, conductores, transformadores, instalación, conductores, transformadores, aparatos de maniobra, etc. Por este aparatos de maniobra, etc. Por este motivo, la potencia de los transformadores motivo, la potencia de los transformadores se expresa en potencia aparente (kVA).se expresa en potencia aparente (kVA).

Page 113: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT La potencia aparente consumida por un La potencia aparente consumida por un receptor se calcula:receptor se calcula:

• Receptor monofásico S = UIReceptor monofásico S = UI• Receptor trifásico S = I √3 UReceptor trifásico S = I √3 U• S: potencia aparente en VAS: potencia aparente en VA• U: tensión de alimentación en voltiosU: tensión de alimentación en voltios• I: corriente consumida por el receptor en I: corriente consumida por el receptor en

amperios, cuando funciona a su potencia amperios, cuando funciona a su potencia nominal (plena carga).nominal (plena carga).El valor de la tensión U y de la corriente El valor de la tensión U y de la corriente consumida I, figuran siempre en la placa consumida I, figuran siempre en la placa de características de los receptores, así de características de los receptores, así como en los correspondientes catálogos como en los correspondientes catálogos técnicos.técnicos.

Page 114: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT

Potencia de utilización, es la potencia que Potencia de utilización, es la potencia que realmente consumirá el conjunto de los realmente consumirá el conjunto de los receptores instalados, la cual será inferior receptores instalados, la cual será inferior a la potencia instalada, por dos motivos:a la potencia instalada, por dos motivos:

– – Porque los receptores (por ejemplo los Porque los receptores (por ejemplo los motores) no acostumbran a trabajar a su motores) no acostumbran a trabajar a su plena potencia.plena potencia.

– – Porque los receptores no funcionan casi Porque los receptores no funcionan casi nunca todos a la vez.nunca todos a la vez.

Esto da lugar a definir dos factores de Esto da lugar a definir dos factores de cálculo de valor igual o inferior a uno:cálculo de valor igual o inferior a uno:

– – Factor de utilización (ku)Factor de utilización (ku)

Page 115: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Tiene en cuenta el hecho de que el Tiene en cuenta el hecho de que el régimen de funcionamiento de un receptor régimen de funcionamiento de un receptor por lo general es inferior a la potencia por lo general es inferior a la potencia nominal del mismo.nominal del mismo.

– – Factor de simultaneidad (ks)Factor de simultaneidad (ks)Tiene en cuenta que el conjunto de los Tiene en cuenta que el conjunto de los receptores instalados no funcionan casi receptores instalados no funcionan casi nunca simultáneamente, (por ejemplo: nunca simultáneamente, (por ejemplo: alumbrado, calefacción, motores, etc.).alumbrado, calefacción, motores, etc.).En principio, el procedimiento consiste en En principio, el procedimiento consiste en atribuir a cada receptor, grupo o tipo de atribuir a cada receptor, grupo o tipo de receptores, un cierto factor de utilización receptores, un cierto factor de utilización ku, y después, aplicar factores de ku, y después, aplicar factores de simultaneidad kssimultaneidad ks

Page 116: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Por grupos de receptores, según sus Por grupos de receptores, según sus características y/o su función así como por características y/o su función así como por niveles en la instalación de distribución. niveles en la instalación de distribución.

La evaluación de estos factores requiere La evaluación de estos factores requiere tener un conocimiento lo más detallado tener un conocimiento lo más detallado posible de la naturaleza y forma de posible de la naturaleza y forma de funcionamiento de la instalación y sus funcionamiento de la instalación y sus condiciones de explotación, a partir de lo condiciones de explotación, a partir de lo cual deberán ser estimados por el cual deberán ser estimados por el proyectista, con ayuda de su experiencia y proyectista, con ayuda de su experiencia y profesionalidad.profesionalidad.

A continuación algunas tablas útiles:A continuación algunas tablas útiles:

Page 117: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Tabla para la estimación de potencias instaladas en función de la superficie.

Page 118: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Tabla tomada de la norma francesa UTE 63-140 Tabla tomada de la norma francesa UTE 63-140 con los factores de simultaneidad ks aplicables con los factores de simultaneidad ks aplicables a los armarios de distribución industriala los armarios de distribución industrial..

Page 119: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT Factores de simultaneidad aplicables a Factores de simultaneidad aplicables a usos industriales o de servicios.usos industriales o de servicios.

Se reproduce también un ejemplo de Se reproduce también un ejemplo de Aplicación de los factores de Aplicación de los factores de simultaneidad Ks sucesivos, a los tres simultaneidad Ks sucesivos, a los tres niveles de la Distribución eléctrica en niveles de la Distribución eléctrica en una fábrica con tres talleres.una fábrica con tres talleres.

Este ejemplo es válido solamente en lo Este ejemplo es válido solamente en lo que concierne a la forma de aplicación que concierne a la forma de aplicación de dichos factores de simultaneidad. de dichos factores de simultaneidad.

Page 120: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT El hecho de estar las potencias El hecho de estar las potencias expresadas en kW (potencia activa) lo expresadas en kW (potencia activa) lo invalida para determinar la potencia del invalida para determinar la potencia del transformador, si se desconocen los transformador, si se desconocen los factores de potencia.factores de potencia.

Nota: En lo concerniente a la evaluación Nota: En lo concerniente a la evaluación del factor de utilización ku hay que del factor de utilización ku hay que observar que en los motores y también observar que en los motores y también en otros receptores, no existe una en otros receptores, no existe una completa Proporcionalidad entre la completa Proporcionalidad entre la potencia Desarrollada y la corriente potencia Desarrollada y la corriente consumida.consumida.

Page 121: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE

LOS CTLOS CT En general al disminuir la potencia, la En general al disminuir la potencia, la Corriente disminuye en menor Corriente disminuye en menor proporción.proporción.

Por ejemplo, a media carga la corriente Por ejemplo, a media carga la corriente es superior a la mitad de la nominal en es superior a la mitad de la nominal en plena carga.plena carga.

Ahora bien si se considera la potencia Ahora bien si se considera la potencia consumida proporcional a la desarrollada consumida proporcional a la desarrollada el error que representa es, en general, el error que representa es, en general, poco relevante.poco relevante.

Page 122: 15250699 Mantenimiento Industrial

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE LOS CTDETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE LOS CT

Page 123: 15250699 Mantenimiento Industrial

EJERCICIO DETERMINACIÓN DE EJERCICIO DETERMINACIÓN DE POTENCIA DE UN HOTELPOTENCIA DE UN HOTEL

Determinar en la ficha adjunta, la Determinar en la ficha adjunta, la potencia del centro de potencia del centro de transformación, así como, el numero transformación, así como, el numero de transformadores necesarios y de transformadores necesarios y cuadros eléctricos de los circuitos de cuadros eléctricos de los circuitos de los receptores.los receptores.

Page 124: 15250699 Mantenimiento Industrial

CIRCUITOCIRCUITO RECEPTORESRECEPTORES POTENCIAPOTENCIA KuKu

SOTANOSOTANO Compresores de fríoCompresores de frío 25 KW25 KW

35 KW35 KW

VentiladoresVentiladores 2 KW2 KW

5 KW5 KW

10 KW10 KW

10 KW10 KW

10 KW10 KW

5 Tomas de corriente5 Tomas de corriente

10 Fluorescente10 Fluorescente

VESTIBULOVESTIBULO Cocina eléctricaCocina eléctrica 10 kw10 kw

15 kw15 kw

OrdenadoresOrdenadores 5 kw5 kw

10 Tomas de 10 Tomas de corrientecorriente

20 Fluorescente20 Fluorescente 2x40 w2x40 w

1ª PLANTA1ª PLANTA 20 Tomas de 20 Tomas de corrientecorriente

40 Fluorescente40 Fluorescente 2x40 w2x40 w

2ª PLANTA2ª PLANTA 20 Tomas de 20 Tomas de corrientecorriente

40 Fluorescente40 Fluorescente 2x40 w2x40 w

ASCENSORESASCENSORES 15 Kw15 Kw

2 Tomas de corriente2 Tomas de corriente

2 Fluorescente2 Fluorescente 2x40 w2x40 w

PISCINAPISCINA 15 KW15 KW

2 Tomas de corriente2 Tomas de corriente

4 Punto de luz4 Punto de luz

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DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE LOS CTDETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DE LOS CT

Page 126: 15250699 Mantenimiento Industrial

CENTROS DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

VENTILACION DE LOS CENTROS DE VENTILACION DE LOS CENTROS DE TRANSFORMACIONTRANSFORMACION

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Ventilación de los CTCalentamiento:

Se entiende por calentamiento, el incremento de temperatura, Δθ, sobre la temperatura ambiente θa. La temperatura total q es pues la suma de la temperatura ambiente más el θ = θa + Δθ.Las normas UNE de transformadores, indican los siguientes valores:Temperaturas ambiente:

Máxima 40 ºCMedia diaria (24 h) no superior a 30 ºCMedia anual no superior a 20 ºC

- Los transformadores de distribución MT/BT en baño de aceite son, salvo excepciones, de circulación natural del aceite por convección y bobinados con aislamientos clase A.

Los calentamientos admisibles, Δθ, son:– Arrollamientos con aislamientos clase A y circulación natural del aceite: 65 ºC– Aceite en su capa superior, en transformadores con depósito conservador o bien de llenado integral (herméticos): 60 ºC

- Los transformadores MT/BT secos son casi siempre de arrollamientos con aislamientos clase F.- Calentamiento, Dq, máximo admisible: 100 oC

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Objeto de la ventilación:

El objeto de la ventilación de los CT es evacuar el calor producido en el transformador o transformadores debido a las pérdidas magnéticas (pérdidas en vacío) y las de los arrollamientos por efecto Joule (pérdidas en carga).A título orientativo se especifican a continuación las pérdidas en transformadores de distribución MT/BT, en aceite (figura 79) y secos (figura 80), tomados de un catálogo actual.

Fig. 80: Pérdidas en los transformadores secos de 12 a 22 kV.

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Aberturas de ventilación:

La determinación de la superficie de las aberturas de entrada y salida del aire, en función de la diferencia de altura entre ambas y del aumento de temperatura del aire, puede realizarse mediante el nomograma de la figura 81.Este ábaco puede utilizarse de distintas formas, ya que, conociendo tres de las cinco magnitudes, quedan determinadas las otras dos.Habitualmente se tienen las pérdidas totales (columna W), la altura H disponible o posible y la elevación de temperatura admitida (t2 - t1), y debe determinarse la superficie de la abertura de salida q2 y/o el caudal de aire Q para el caso de ventilación forzada.

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TRANSFORMACIÓN DE CORRIENTETRANSFORMACIÓN DE CORRIENTE Área de transformación de corrienteÁrea de transformación de corriente: :

En esta área se produce una atmósfera potencialmente explosiva por calentamiento del En esta área se produce una atmósfera potencialmente explosiva por calentamiento del aceite de refrigeración de los transformadores. La temperatura por la cual se produce aceite de refrigeración de los transformadores. La temperatura por la cual se produce evaporación de hidrocarburos del aceite es normalmente alrededor de 200 ºC.evaporación de hidrocarburos del aceite es normalmente alrededor de 200 ºC.Por ello, es primordial la ventilación de los lugares donde este situado un transformador Por ello, es primordial la ventilación de los lugares donde este situado un transformador de corriente y las conexiones eléctricas necesarias para evitar la electricidad estática.de corriente y las conexiones eléctricas necesarias para evitar la electricidad estática.Para un dimensionado de la superficie mínima necesaria para la ventilación natural, se Para un dimensionado de la superficie mínima necesaria para la ventilación natural, se calcula mediante la siguiente ecuación:calcula mediante la siguiente ecuación:

Wcu + WfeWcu + Wfe Sr = ---------------------------------------Sr = --------------------------------------- 0,24 * K* √ h * ∆t30,24 * K* √ h * ∆t3

Wcu = Perdidas de cortocircuito del transformadorWcu = Perdidas de cortocircuito del transformadorWfe = Perdidas en vació del transformadorWfe = Perdidas en vació del transformadorh = Distancia vertical entre centros de rejas = 2 mh = Distancia vertical entre centros de rejas = 2 m∆∆t = Diferencia de temperatura del aire entre la entrada y salida = 15 ºC.t = Diferencia de temperatura del aire entre la entrada y salida = 15 ºC.K = Coeficiente en función de la reja de entrada de aire, valor como 0,6K = Coeficiente en función de la reja de entrada de aire, valor como 0,6Sr = Superficie mínima de la reja de entrada del transformadorSr = Superficie mínima de la reja de entrada del transformador

En el caso, de transformadores situados en locales cerrados se debe adecuar una En el caso, de transformadores situados en locales cerrados se debe adecuar una ventilación forzada de las mismas características de las renovaciones de ventilación ventilación forzada de las mismas características de las renovaciones de ventilación natural y conseguir una disponibilidad de ventilación buena o muy buena.natural y conseguir una disponibilidad de ventilación buena o muy buena.No se debe situar un transformador en una zona clasificada como peligrosa por la No se debe situar un transformador en una zona clasificada como peligrosa por la presencia de una atmósfera explosiva independiente al propio transformador.presencia de una atmósfera explosiva independiente al propio transformador.Las acciones que se puedan realizar en un transformador y que puedan poner en riesgo la Las acciones que se puedan realizar en un transformador y que puedan poner en riesgo la seguridad y salud de las personas estarán definidas por el RD 641/2001 por las seguridad y salud de las personas estarán definidas por el RD 641/2001 por las disposiciones mínimas de protección de la seguridad y salud de los trabajadores frente al disposiciones mínimas de protección de la seguridad y salud de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.riesgo eléctrico.

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MODELOS DE TRANSFORMADORES MODELOS DE TRANSFORMADORES DE SALIDADE SALIDA

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MODELOS DE TRANSFORMADORES MODELOS DE TRANSFORMADORES DE SALIDADE SALIDA

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MODELOS DE TRANSFORMADORES MODELOS DE TRANSFORMADORES DE SALIDADE SALIDA

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MODELOS DE TRANSFORMADORES MODELOS DE TRANSFORMADORES DE SALIDADE SALIDA

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MODELOS DE TRANSFORMADORES MODELOS DE TRANSFORMADORES DE ENTRADADE ENTRADA

TRANSFORMADOR VENTILADOR DEL TRANSFORMADOR

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CENTROS DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

PROTECCION CONTRA INCENDIOSPROTECCION CONTRA INCENDIOS

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

En los CT con uno o varios transformadores En los CT con uno o varios transformadores en baño de aceite, dado que se trata de un en baño de aceite, dado que se trata de un líquido inflamable, debe preverse una líquido inflamable, debe preverse una protección contra incendios y su posible protección contra incendios y su posible propagación a locales colindantes si los propagación a locales colindantes si los hay.hay.

Esta protección huelga cuando los Esta protección huelga cuando los transformadores son del tipo seco aislados transformadores son del tipo seco aislados con resinas incombustibles.con resinas incombustibles.

Entran en consideración dos sistemas o Entran en consideración dos sistemas o niveles de protección contra incendios:niveles de protección contra incendios:

-- Un primer nivel denominado «pasivo», de Un primer nivel denominado «pasivo», de aplicación general en todos los casos.aplicación general en todos los casos.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

-- Un segundo nivel denominado Un segundo nivel denominado «activo», que refuerza y complementa «activo», que refuerza y complementa el anterior, de aplicación obligatoria a el anterior, de aplicación obligatoria a partir de ciertas cantidades de aceite.partir de ciertas cantidades de aceite.Sistema «pasivo»Sistema «pasivo»El sistema o nivel de protección El sistema o nivel de protección «pasivo» consiste en:«pasivo» consiste en:

– – Pozo colector para recogida de aceite, Pozo colector para recogida de aceite, con dispositivo apagallamas, uno por con dispositivo apagallamas, uno por cada transformador.cada transformador.

– – Obra civil resistente al fuego (techo y Obra civil resistente al fuego (techo y paredes).paredes).

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

– – Puertas y sus marcos, aberturas de Puertas y sus marcos, aberturas de ventilación con sus marcos y ventilación con sus marcos y persianas, ventanas, etc., todas de persianas, ventanas, etc., todas de material metálico (normalmente material metálico (normalmente acero). Esta precaución se adopta acero). Esta precaución se adopta también habitualmente en los CT con también habitualmente en los CT con transformadores secos.transformadores secos.

– – También es conveniente disponer También es conveniente disponer tabiques metálicos o de obra civil tabiques metálicos o de obra civil resistente al fuego entre el resistente al fuego entre el transformador y el resto del CT, que transformador y el resto del CT, que actúen como separadores actúen como separadores cortafuegos.cortafuegos.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

Los pozos colectores de recogida de aceite Los pozos colectores de recogida de aceite deben de tener capacidad para la totalidad deben de tener capacidad para la totalidad del aceite del transformador. La entrada del aceite del transformador. La entrada (embocadura) al pozo colector debe de (embocadura) al pozo colector debe de quedar debajo del transformador, y estar quedar debajo del transformador, y estar equipada con un dispositivo cortafuegos equipada con un dispositivo cortafuegos (apagallamas), cuyas dos ejecuciones más (apagallamas), cuyas dos ejecuciones más frecuentes son:frecuentes son:

-- Soporte horizontal metálico de chapa Soporte horizontal metálico de chapa ranurada o de reja, que cubre la superficie ranurada o de reja, que cubre la superficie de la embocadura colectora. Encima del de la embocadura colectora. Encima del mismo una capa de piedras de tamaño mismo una capa de piedras de tamaño parecido al de las utilizadas para las vías de parecido al de las utilizadas para las vías de ferrocarril.ferrocarril.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

Esta capa de piedras actúa como laberinto Esta capa de piedras actúa como laberinto apagallamas al paso del aceite ardiendo, apagallamas al paso del aceite ardiendo, además de enfriarlo enérgicamente, al además de enfriarlo enérgicamente, al absorber las piedras junto con su soporte absorber las piedras junto con su soporte metálico el calor del aceite inflamado.metálico el calor del aceite inflamado.

-- La otra ejecución consiste en dos rejillas La otra ejecución consiste en dos rejillas metálicas cortafuegos también metálicas cortafuegos también horizontales que cubren la superficie de la horizontales que cubren la superficie de la embocadura colectora, situadas una embocadura colectora, situadas una encima de la otra separadas aprox. 25 mm encima de la otra separadas aprox. 25 mm colocadas de manera que los huecos de colocadas de manera que los huecos de las rejillas no coincidan en línea recta a fin las rejillas no coincidan en línea recta a fin de aumentar el recorrido del aceite.de aumentar el recorrido del aceite.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

Dichas rejillas metálicas construidas con Dichas rejillas metálicas construidas con pletina de acero formando un entramado pletina de acero formando un entramado con huecos de 10 mm de luz y altura de 25 con huecos de 10 mm de luz y altura de 25 mm.mm.Estas rejillas actúan como eficaces Estas rejillas actúan como eficaces apagallamas cortafuegos. En efecto, como apagallamas cortafuegos. En efecto, como es sabido, al intercalar una rejilla metálica es sabido, al intercalar una rejilla metálica en una llama, ésta queda cortada no en una llama, ésta queda cortada no propagándose al otro lado, gracias a la propagándose al otro lado, gracias a la elevada conductividad calorífica del metal elevada conductividad calorífica del metal que constituye la rejilla (normalmente que constituye la rejilla (normalmente acero). acero). En las figuras se representa una En las figuras se representa una disposición tipo del pozo colector de aceite, disposición tipo del pozo colector de aceite, con las rejillas cortafuegos o bien la capa con las rejillas cortafuegos o bien la capa de piedras.de piedras.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTPROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CT

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTPROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CT

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

Sistema «activo»Sistema «activo»

El sistema o nivel de protección El sistema o nivel de protección «activo», debe de aplicarse como «activo», debe de aplicarse como complemento del sistema o nivel complemento del sistema o nivel pasivo, cuando en el CT se pasivo, cuando en el CT se sobrepasan las siguientes cantidades sobrepasan las siguientes cantidades de aceite:de aceite:

– – 600 litros por transformador 600 litros por transformador individual del CT,individual del CT,

– – 2400 litros, para el total de los 2400 litros, para el total de los transformadores instalados en el CT.transformadores instalados en el CT.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

– – Si se trata de CT ubicados en locales de Si se trata de CT ubicados en locales de pública concurrencia, los anteriores valores pública concurrencia, los anteriores valores se reducen a 400 litros por transformador se reducen a 400 litros por transformador individual, y 1 500 litros para el total de los individual, y 1 500 litros para el total de los transformadores del CT.transformadores del CT.Este sistema de protección activa consiste Este sistema de protección activa consiste en:en:

–– Equipo de extinción de fuego de Equipo de extinción de fuego de funcionamiento automático, activado por funcionamiento automático, activado por los adecuados sensores y/o detectores, – los adecuados sensores y/o detectores, – Instalación de compuertas de cierre Instalación de compuertas de cierre automático de las aberturas de ventilación automático de las aberturas de ventilación (entradas y salidas del aire) en caso de (entradas y salidas del aire) en caso de incendio,incendio,

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

– – Separación de la celda del transformador Separación de la celda del transformador del resto de la instalación del CT.del resto de la instalación del CT.

Por tanto, al proyectar la instalación Por tanto, al proyectar la instalación interior de un CT que tenga que estar interior de un CT que tenga que estar dotado de sistema de protección activa dotado de sistema de protección activa contra incendios, deberán tenerse en contra incendios, deberán tenerse en cuenta estas separaciones interiores entre cuenta estas separaciones interiores entre el o los transformadores y el resto del CT, y el o los transformadores y el resto del CT, y asimismo prever los espacios necesarios asimismo prever los espacios necesarios para el equipo de extinción, en especial los para el equipo de extinción, en especial los recipientes del agente extintor.recipientes del agente extintor.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

El equipo automático de extinción de El equipo automático de extinción de incendios, deberá responder a los incendios, deberá responder a los tipos especificados en las Normas tipos especificados en las Normas Básicas de Edificios NBE-CPI-82.Básicas de Edificios NBE-CPI-82.

En la tabla se especifican los tipos de En la tabla se especifican los tipos de agente extintor que pueden entrar en agente extintor que pueden entrar en consideración para el caso de CT consideración para el caso de CT MT/BT.MT/BT.

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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS DE LOS CTDE LOS CT

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CENTROS DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

PROTECCION CONTRA PROTECCION CONTRA SOBRETENSIONESSOBRETENSIONES

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Protección contra sobretensionesSobretensiones. Aislamiento:

Tipos de sobretensiones

Las sobretensiones que pueden producirse en un sistema de AT o de MT pueden ser:

- De origen interno en el propio sistema, debido a la maniobra de interruptores y/o cortocircuitos fase-tierra, éstos en redes con el neutro aislado o conectado a tierra a través de una impedancia («neutro impedante»).

- De origen externo al sistema, debidas a causas atmosféricas, sobretensiones electrostáticas y rayos.Por su naturaleza, las sobretensiones de origen interno guardan una relación de proporcionalidad con la tensión de servicio de la línea o instalación donde se producen. Responden pues a la fórmula general ΔU = kUs, siendo ΔU la sobretensión, Us la tensión de servicio y k el coeficiente de sobretensión.Por el contrario, el valor de las sobretensiones de origen externo (sobretensiones atmosféricas) no guarda ninguna relación con la tensión de servicio. Por su naturaleza, su valor es aleatorio y puede llegar a ser muy elevado respecto al de la tensión de servicio.En el cuadro de la figura 88 se resumen los tipos de sobretensiones, su valor, duración, etc.Se denomina «Nivel de Aislamiento» (NA) de un elemento eléctrico, a su aptitud para soportar una sobretensión, sin deteriorarse.

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Nivel de aislamiento

El nivel de aislamiento de un elemento, queda definido por las tensiones de prueba que pueden soportar sin averiarse. Para los elementos y aparatos de MT, estas tensiones de prueba son:

- Tensión a frecuencia industrial (50 Hz) aplicada durante 60 segundos.

- Impulsos de tensión tipo rayo, onda de forma según figura 89 (simplificada). Se denomina onda 1,2/50 µs.

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Descripción de los pararrayos de protección

El tipo actual es el de Óxido de Zinc (OZn) según la figura 91.Se trata de una serie de discos de Óxido de Zinc apilados en el interior de un cuerpo cilíndrico de material aislante, por ejemplo un aislador de porcelana. Estos discos, cada uno en contacto con su superior y su inferior, están eléctricamente conectados en serie. El conjunto se conecta entre la línea y tierra, tiene pues un borne superior conectado a la línea y un borne inferior conectado a tierra.

Estos elementos de OZn presentan una resistencia variable con la tensión, de forma que a la tensión de servicio su resistencia es del orden de millones de Ohm (MΩ) por lo cual la corriente a tierra que circula por ellos en una línea de MT es del orden de miliamperio (mA) o sea, despreciable.

Ahora bien, al llegar a un determinado valor de sobretensión, su resistencia baja bruscamente a valores del orden de unos pocos ohmios (10 a 20 Ω), con lo cual se produce una corriente de descarga a tierra, normalmente del orden de algunos kA, que amortigua la sobretensión por disipación de su energía. Se trata de un impulso de corriente en forma de onda de frente brusco de breve duración (unos pocos microsegundos). Una vez desaparecida la sobretensión el pararrayos recupera su resistencia inicial del orden de MΩ.

En la figura 92 se representa (simplificada) la forma de la onda de corriente de descarga que se utiliza para el ensayo de pararrayos. Se denomina onda 8/20 µs.

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Durante el paso de la corriente de descarga por el pararrayos, se genera en su interior una energía calorífica por efecto Joule (W = I²Rt) que el pararrayos debe poder soportar sin deteriorarse. Esto determina su límite de utilización.

Estos pararrayos se fabrican para corrientes de descarga de 5 kA, 10 kA y 20 kA. Para los CT de MT/BT normalmente se utilizan los de 5 kA, salvo en zonas de gran intensidad de tormentas y rayos, en donde se utilizan los de 10 kA.

Asimismo, durante el paso de la corriente por el pararrayos, aparece entre sus bornes una diferencia de tensión Ur = IdR, siendo R la resistencia que presenta el pararrayos en el momento de la corriente de descarga Id. Esta diferencia de tensión Ur se denomina tensión residual y es del orden de kV, puesto que R es del orden de ohmios e Id del orden de kA.

Como sea que el pararrayos, tiene sus bornes conectados a la línea y a tierra esta tensión residual aparece entre estos puntos y queda aplicada al aislamiento entre fase y tierra (masa) de todos los aparatos conectados a la línea donde está conectado este pararrayos. Ver figura 93, esquemática.

Esta tensión residual constituye el denominado «Nivel de protección» (NP) que proporciona el pararrayos a los aparatos que protege, pues es la máxima tensión que puede quedar aplicada al aislamiento a masa de los mismos.

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Esta tensión residual o nivel de protección NP, debe ser inferior a la tensión de prueba a impulso tipo rayo, 1,2/50 µs del aparato protegido, que define su nivel de aislamiento (NA).

La diferencia entre los dos niveles NA-NP es pues el margen de seguridad del aparato o la instalación.

En la tabla de la figura 94 se indica el valor mínimo admisible para la relación NA/NP en función de la tensión nominal del aparato o la instalación.

En el ejemplo anterior de coordinación de aislamiento:

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Tensión nominal 24 kV, tensión de ensayo a impulso 1,2/50 µs, 125 kV. El valor de la tensión residual del pararrayos (NP) máximo admisible sería 125/1,4 = 89 kV.

Las características básicas que definen un pararrayos de OZn son, pues:

– intensidad nominal de descarga, onda 8/20 µs (kA),– tensión residual (kV),– tensión de servicio de la instalación donde se conecta (kV).

Como ejemplo, se especifican, en la figura 95, las características de un pararrayos para redes de 20 kV.

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Instalaciones de puesta a tierraInstalaciones de puesta a tierra

La circulación de la corriente eléctrica por el suelo:

Los terrenos tienen diferente resistividad eléctrica r según su naturaleza y contenido de humedad. Esta resistividad varia entre amplios márgenes y es mucho más elevada que la de los metales y el carbono. En este sentido puede decirse que la tierra es, en general, un mal conductor eléctrico.Ahora bien, cuando una corriente circula por el terreno, la sección de paso S puede ser tan grande, que a pesar de que su resistividad (resistencia específica) r sea elevada, la resistencia R = r l/S puede llegar a ser despreciable.La resistividad r de los terrenos, se expresa en Ohms por m² de sección y metro de longitud, por tanto en Ω.m²/m = W.m («Ohms metro»). En efecto la sección de paso de la corriente puede ser del orden de m².La resistividad así expresada corresponde a la resistencia entre dos caras opuestas de un cubo de un metro de arista (figura 58). Si bien, cuando la corriente ha penetrado en el terreno éste presenta una resistencia R despreciable debido a la gran sección de paso, no sucede lo mismo en el punto de paso de la corriente del electrodo al terreno, pues aquí la superficie de contacto entre ambos está limitada según la forma configuración y dimensiones del electrodo.

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CENTROS DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓNTRANSFORMACIÓN

INSTALACIONES PUESTA A TIERRAINSTALACIONES PUESTA A TIERRA

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En la tabla figura 59 se indican las resistencias R de los varios tipos de electrodos más usuales, en función de sus dimensiones y de la resistividad ρt del terreno.

Asimismo en la tabla figura 60 están indicados los valores medios de la resistividad de diversos tipos de terreno.

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En los reglamentos de AT (MIE-RAT) y de BT (MIE-RBT) figura una tabla de resistividades de terrenos más pormenorizada que la anterior. En la realidad práctica, estas tablas son poco útiles para el cálculo de los sistemas de toma de tierra de los CT puesto que:

- para cada tipo de terreno de los especificados, el margen de valores es muy amplio (1 a 2, 1 a 5, 1 a 10), de tal manera que aún tomando un valor medio el margen posible de incertidumbre en más o en menos es excesivo,

- en estas tablas no figuran los terrenos formados por materiales procedentes de derribos, tierras mezcladas y/o sobrepuestas, tierras de relleno, antiguos vertederos recubiertos, tierras procedentes de obras de excavación, etc. Estos casos son cada vez más frecuentes.

Cuando se trata de CT MT/BT de hasta 30 kV y corriente de cortocircuito hasta 16 kA, el MIE-RAT 13 no exige determinación previa de la resistividad del terreno y admite que se haga solamente por examen visual del mismo y aplicación de las citadas tablas.No obstante siguiendo la razonable recomendación de UNESA, cuando ha de proyectarse un CT es aconsejable efectuar una medición previa de la resistividad del terreno. Es una medición relativamente fácil; (existen en el mercado aparatos para ello); y de coste pequeño en relación con el coste total del CT.Con esta determinación previa de la resistividad del terreno, se reduce mucho la eventualidad de tener que introducir a posteriori modificaciones siempre incómodas y de coste imprevisible.

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Para esta medición de r el procedimiento más utilizado y recomendado es el método de Wenner. Se dispondrán cuatro sondas alineadas a intervalos iguales, simétricas respecto al punto en donde se desea medir la resistividad del terreno. La profundidad de estas sondas no es preciso que sobrepase los 30 cm. La separación entre las sondas (a) permite conocer la resistividad media del terreno entre su superficie y una profundidad h, aproximadamente igual a la profundidad máxima a la que se instalará el electrodo (figura 61).

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En la tabla de la figura 62 se recogen los valores del coeficiente K = 2∏a, que junto con la lectura del aparato (r) determina la resistividad media ρh del terreno en la franja comprendida entre la superficie y la profundidad h =3/4a

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Paso de la corriente por el terreno:

La corriente pasa al terreno repartiéndose por todos los puntos de la superficie del electrodo en contacto con la tierra, por tanto, en todas las direcciones a partir del mismo.En la figura 63 se representa este paso, en el caso de una pica vertical. Una vez ya en el terreno, la corriente se va difundiendo por el mismo. Con terrenos de resistividad ρt homogénea puede idealizarse este paso suponiendo el terreno formado por capas concéntricas alrededor del electrodo, todas del mismo espesor L.La corriente va pasando sucesivamente de una capa a la siguiente. Véase que cada vez la superficie de paso es mayor, y por tanto la resistencia R de cada capa va siendo cada vez menor, hasta llegar a ser despreciable.La resistencia de cada capa es R = ρ L/S.

Estas resistencias se suman, pues están en serie:ρt (L/S1 + L/S2 + L/S3...... L/Sn).Si se multiplican estas resistencia por el valor I de la corriente se tendrá la caída de tensión U = IR en cada una de las sucesivas capas concéntricas. Al ser la resistencia R cada vez menor, también lo será la caída de tensión hasta hacerse despreciable.

Fig. 63: Paso de la corriente al terreno.

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En consecuencia, el valor de la tensión U en cada punto del terreno, en función de su distancia del electrodo, será según la curva representada en la figura 64. Esta curva es válida para todas las direcciones con origen en el electrodo. Geométricamente se trata del corte de una figura de revolución cuyo eje es el electrodo. En los sistemas de MT esta tensión U suele hacerse prácticamente cero a una distancia del electrodo de unos 20 a 30 m. Entre dos puntos de la superficie del terreno, habrá pues una diferencia de tensión función de la distancia entre ellos y al electrodo. Véase que para una misma distancia entre estos dos puntos la diferencia de tensión será máxima cuando ambos puntos estén en un mismo «radio» o sea semirrecta con origen en el electrodo. A efectos de seguridad, se considera siempre este caso que da el valor máximo.Esta diferencia de tensión entre dos puntos de la superficie del terreno, se denomina «tensión de paso» pues es la que puede quedar aplicada entre los dos pies separados de una persona que en aquel momento se encuentre pisando el terreno. La tensión de paso se expresa para una separación de 1m entre los dos pies, y puede llegar a ser peligrosa, por lo cual, en el MIE-RAT 13, se indica el valor máximo admisible, en función del tiempo de aplicación.Este tiempo es el que transcurre entre la aparición de la corriente a tierra, y su interrupción por un elemento de corte (interruptor, fusible, etc.). En las redes públicas españolas de MT este tiempo es habitualmente indicado por la compañía suministradora. Éstas acostumbran a dar valores del orden de 1 segundo, incluyendo un cierto margen de seguridad.Cuando hay una circulación de corriente del electrodo al terreno circundante, además de la «tensión de paso» explicada, aparece también una denominada «tensión de contacto», Uc, que es la diferencia de tensión que puede resultar aplicada entre los dos pies juntos sobre el terreno, y otro punto del cuerpo humano (en la práctica lo más probable es que sea una mano). En la figura 65 se representa esta posibilidad.

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La peligrosidad de la tensión de contacto es superior a la de la tensión de paso, pues si bien ambas pueden producir un paso de corriente por la persona, el debido a la tensión de contacto tiene un recorrido por el organismo que puede afectar órganos más vitales. Por ejemplo, un recorrido mano-pies puede afectar al corazón, pulmones, extensa parte del tejido nervioso, etc.Por este motivo las tensiones de contacto máximas admisibles en función del tiempo, son según el MIE-RAT 13, diez veces inferiores que las de paso (figura 66).Tensiones máximas aplicables al cuerpo humano según MIE-RAT 13:

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Hay que distinguir entre estos valores máximos aplicables al cuerpo humano Vca y Vpa y las tensiones de contacto Vc de paso Vp que puede aparecer en el terreno.Las tensiones Vca y Vpa, son la parte de Vc y Vp que resultan aplicadas al cuerpo humano y que no deben sobrepasar los valores máximos antes indicados.Estas tensiones Vc y Vp se calculan con las fórmulas siguientes:

Siendo ρs la resistividad superficial del terreno expresada en Ω.m, y Vp y Vc en voltios.

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En la figura 67 están representados los circuitos equivalentes, y la deducción de las fórmulas anteriores a partir de los mismos. Ambos responden a las siguientes simplificaciones:

Resistencia del cuerpo humano RH = 1000 Ω, se desprecia la resistencia del calzado.

Cada pie humano se ha asimilado a un electrodo en forma de placa metálica de 200 cm², que ejerce sobre el terreno una fuerza mínima de 250 N, lo que representa una resistencia de contacto con el suelo evaluada en 3ρs, o sea Rs = 3ρs (Rs en Ω).

Para la resistividad superficial ρs puede tomarse el valor ρH, obtenido en la medición efectuada por el método de Wenner antes explicado.

En el caso de la tensión de paso, puede suceder que la resistividad superficial sea diferente para cada pie.

Esto es habitual en el acceso a un CT cuando un pie está en el pavimento del umbral y el otro en el terreno sin edificar. En este caso, la fórmula de la tensión de paso es:

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en la que ρ s y ρ’s son las resistividades superficiales del terreno sobre el que se apoya cada pie. Para el pavimento de cemento, hormigón o similar puede tomarse una resistividad ρs = 3 000 W.m.A esta tensión se la denomina «tensión de paso de acceso».Se denomina «tensión de defecto» Ud a la tensión que parece entre el electrodo de puesta a tierra y un punto del terreno a potencial cero, cuando hay un paso de corriente de defecto Id por el electrodo a tierra.Cuando en la parte de Media Tensión del CT se produce un cortocircuito unipolar Fase-tierra el circuito de la corriente de defecto Id, es el representado en la figura 68. Por tanto la tensión de defecto es Ud = Id.Rt que se mantiene en tanto circule la corriente Id.Nota: Según se explica en el anexo «La puesta a tierra del neutro de MT», el secundario MT de los transformadores AT/MT de las estaciones receptores que alimentan los CT MT/BT, acostumbra a estar conectado en triángulo, por lo cual, hay instalada una bobina para la formación del punto neutro.Ahora bien, para simplificar la representación del circuito de esta corriente de defecto y facilitar al lector su entendimiento, en esta figura 68 se ha representado el secundario MT conectado en estrella.

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Diseño de la instalación de puesta a tierra de un CT MT/BT

Procedimiento UNESA

El procedimiento recomendado, es el propuesto por UNESA en su publicación: «Método de cálculo y proyecto de instalaciones de puesta a tierra para centro de transformación de tercera categoría».Este procedimiento, refrendado por el Ministerio de Industria y Energía, se basa en el método de Howe.Consiste en elegir para el, o los, electrodos de puesta a tierra una de las «configuraciones tipo» que figuran en la mencionada publicación.Para cada una de estas configuraciones tipo, se indican unos factores llamados «valores unitarios», en base a los cuales, a la resistividad r del terreno y a la corriente de defecto fase-tierra Id, se puede calcular la resistencia Rt del electrodo de puesta a tierra y las tensiones de paso y contacto.Para el proyecto de un CT de MT/BT, es aconsejable disponer de esta publicación. Por otra parte, existen programas de cálculo por ordenador basados en este procedimiento, del cual, se hace a continuación una exposición resumida.

Sistemas de puesta a tierra

Según MIE-RAT 13, en principio, hay que considerar dos sistemas de puesta a tierra diferentes:

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Puesta a tierra de protección

Según MIE-RAT 13, en principio, hay que considerar dos sistemas de puesta a tierra diferentes:Se conectan a esta toma de tierra las partes metálicas interiores del CT que normalmente están sin tensión, pero que pueden estarlo a consecuencia de averías, accidentes, descargas atmosféricas o sobretensiones.

Por tanto:

– las carcasas de los transformadores,– los chasis y bastidores de los aparatos de maniobra,– las envolventes y armazones de los conjuntos de aparamenta MT (cabinas, celdas),– los armarios y cofrets con aparatos y elementos de BT,– las pantallas y/o blindajes de los cables MT.En general pues, todos aquellos elementos metálicos que contengan y/o soporten partes en tensión, las cuales, por un fallo o contorneo de su aislamiento, a masa, puedan transmitirles tensión.En este método UNESA, se exceptúan de conectar a esta toma de tierra de protección, los elementos metálicos del CT accesibles desde el exterior, y que no contienen ni soportan partes en tensión. Por tanto, las puertas y sus marcos, las persianas con sus rejillas, para la entrada y la salida del aire de ventilación, etc.

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Puesta a tierra de servicio

Se conectan a esta puesta a tierra, puntos o elementos que forman parte de los circuitos eléctricos de MT y de BT. Concretamente:

– en los transformadores, el punto neutro del secundario BT, cuando esto proceda, o sea, directamente cuando se trata de distribuciones con régimen de neutro TN o TT, o a través de una impedancia cuando son con régimen IT. (Ver anexo A6 «Regímenes de neutro»),

– en los transformadores de intensidad y de tensión, uno de los bornes de cada uno de los secundarios,

– en los seccionadores de puesta a tierra, el punto de cierre en cortocircuito de las tres fases y desconexión a tierra.

Más adelante, se expondrán los criterios y/o las condiciones para disponer dos redes de puesta a tierra separadas; cada una con su electrodo; una para las tomas de tierra de protección, y otra para las de servicio, o bien para reunirlas en un solo sistema y electrodo comunes, constituyendo una instalación de tierra general.

Configuración de los electrodos de conexión a tierra

En este procedimiento UNESA las configuraciones consideradas son:– cuadrados y rectángulos de cable enterrado horizontalmente, sin picas,– cuadrados y rectángulos de cable enterrado como las anteriores pero con 4 u 8 picas Verticales– configuraciones longitudinales, o sea, línea recta de cable enterrado horizontalmente, con 2, 3, 4, 6 u 8 picas verticales alineadas.Para cada una de estas configuraciones, se consideran dos profundidades de enterramiento, de 0,5 y de 0,8 m, y, para las picas, longitudes de las mismas de 2, 4, 6 u 8 m.

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En la figura 69 se relaciona el índice general de estas configuraciones tipo.Nota: Se entiende por electrodo de puesta a tierra, el conjunto formado por los conductores horizontales y las picas verticales (si las hay), todo ello enterrado.Los valores que se indican en las tablas corresponden a electrodos con picas de 14 mm de diámetro y conductor de cobre desnudo de 50 mm2 de sección. Para otros diámetros de pica y otras secciones de conductor, de los empleados en la práctica, pueden utilizarse igualmente estas tablas, ya que estas magnitudes no afectan prácticamente al comportamiento del electrodo.Las dimensiones seleccionadas corresponden a los tipos más usuales de locales para CT, considerando la posibilidad de aprovechar la excavación necesaria para la cimentación del local, para instalar un conductor en el fondo de la zanja de cimentación, siguiendo por tanto el perímetro del CT. Este conductor al que, en caso necesario, se conectarán picas, constituye el electrodo. En casos en que sea problemático realizar este tipo de electrodo (subsuelo ocupado) puede recurrirse a la colocación de un electrodo longitudinal con picas exteriores en hilera.No resulta problemático el caso de que se quiera construir un electrodo cuya geometríano coincida exactamente con la de ninguno de los electrodos tipo de las tablas. Basta con seleccionar el electrodo tipo de medidas inmediatamente inferiores, con la seguridad de que si la resistencia de puesta a tierra y las tensiones de paso y contacto de este último cumplen las condiciones establecidas en la MIE-RAT 13, con mayor razón las cumplirá el electrodo real a construir, pues al ser de mayores dimensiones, presentará una menor resistencia de puesta a tierra y una mejor disipación de las corrientes de defecto. Cuando se trata de CT exteriores, o sea en edificio (caseta) exclusivo para el CT, las configuraciones cuadradas o rectangulares es decir perimetrales, son muy adecuadas.

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Cuando se trata de un CT interior o sea formando parte de una edificación mayor alimentada por dicho CT, en muchas ocasiones hay que recurrir a las configuraciones longitudinales paralelas al frente de acceso al CT.

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Mallazo interior:En el suelo del CT, se instalará un mallazo electrosoldado, con redondos de diámetro no inferior a 4 mm formando una retícula no superior a 0,3 x 0,3 m, embebido en el suelo de hormigón del Centro de Transformación a una profundidad de 0,10 m. Este mallazo se conectará como mínimo en dos puntos, preferentemente opuestos, al electrodo de puesta a tierra de protección del Centro de Transformación (figura 70).

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Todas las partes metálicas interiores del CT que deben conectarse a la puesta a tierra de protección (cajas de los transformadores, cabinas, armarios, soportes, bastidores, carcasas, pantallas de los cables, etc.), se conectarán a este mallazo.Las puertas y rejillas metálicas que den al exterior del centro no tendrán contacto eléctrico con masas conductoras susceptibles de quedar sometidas a tensión debido a defectos o averías. Por tanto, no se conectarán a este mallazo interior. Con esta disposición de mallazo interior, se obtiene una equipotencialidad entre todas las partes metálicas susceptibles de adquirir tensión, por avería o defecto de aislamiento, entre sí y con el suelo.Por tanto, no pueden aparecer tensiones de paso ni de contacto en el interior del CT. Para los centros de transformación sobre poste, se aplica una solución análoga.Para controlar la tensión de contacto se colocará una losa de hormigón de espesor no inferior a 20 cm que cubra, como mínimo, hasta 1,20 m de las aristas exteriores de la cimentación de los apoyos. Dentro de la losa y hasta 1 m de las aristas exteriores de la cimentación del apoyo, se dispondrá un mallazo electrosoldado de construcción con redondos de diámetro no inferior a 4 mm formando una retícula no superior a 0,30 x 0,30 m. Este mallazo se conectará a la puesta a tierra de protección del centro al menos en 2 puntos preferentemente opuestos, y quedará recubierto por un espesor de hormigón no inferior a 10 cm (figura 71). El poste, la caja del transformador, los soportes, etc., se conectarán a este mallazo.Con esta medida se consigue que la persona que deba acceder a una parte que, de forma eventual, pueda ponerse en tensión, esté situada sobre una superficie equipotencial, con lo que desaparece el riesgo inherente a la tensión de contacto y de paso interior.El proyectista podrá justificar otras medidas equivalentes.

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Corriente máxima de cortocircuito unipolar fase-tierra,Corriente máxima de cortocircuito unipolar fase-tierra,en la parte de MT del CTen la parte de MT del CT

En redes de MT con el neutro aislado, la intensidad de defecto a tierra es la corriente capacitiva de la red respecto a tierra, directamente proporcional a la longitud de la red.Para el cálculo de la corriente máxima a tierra, en una red con neutro aislado, se aplicará la fórmula (formula 4):

siendo:Id: corriente de defecto máxima (A),U: tensión compuesta de la red (V),Ca: capacidad homopolar de la línea aérea (F/km),La: longitud total de las líneas aéreas de MT subsidiarias de la misma transformación AT/MT (km),Cc: capacidad homopolar de los cables MT subterráneos (F/km),Lc: longitud total de los cables subterráneos de MT subsidiarios de la misma transformación AT/MT (km),Rt: resistencia de la puesta a tierra de protección del centro de transformación (Ω), w: pulsación de la corriente (2∏f).Salvo que el proyectista justifique otros valores, se considerará para las capacidades de la red aérea y subterránea, respectivamente, los siguientes valores:Ca: 0,006 µF/km,Cc: 0,25 µF/km,

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los cuales corresponden a los conductores de las secciones más utilizadas normalmente, con tensiones nominales de 20 kV.En redes de MT con el neutro conectado a tierra a través de una impedancia, la intensidad de defecto a tierra, es inversamente proporcional a la impedancia del circuito que debe recorrer. Como caso más desfavorable, y para simplificar los cálculos (salvo que el proyectista justifique otros aspectos) sólo se considerará la impedancia de la puesta a tierra ZE (figura 68) del neutro MT, y la resistencia Rt del electrodo de puesta a tierra en el CT.Esto supone estimar nula la impedancia homopolar de las líneas aéreas y los cables subterráneos. Con ello, los valores de Id calculados resultan algo superiores a los reales, lo cual es admisible por cuanto representa un cierto margen de seguridad.Para el cálculo, se utilizará, salvo justificación, la siguiente expresión (formula 5):

Siendo:Id: Intensidad máxima de defecto a tierra, en el centro considerado, en A,U: Tensión compuesta de servicio de la red, en V,Rn: Resistencia de la puesta a tierra del neutro de la red MT, en Ω,Rt: Resistencia de la puesta a tierra de protección del CT, en Ω,Xn: Reactancia de la puesta a tierra del neutro de red MT, en Ω.

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Los valores de Rn y Xn son característicos de cada red y son valores que debe dar la empresa suministradora de energía.Nota: En algunas compañías distribuidoras, se sigue el criterio de hacer la resistencia Rn de valor despreciable frente a la reactancia Xn, o sea ZE ≈ Xn.Puede suceder que la compañía suministradora, en lugar de Xn y Rn indique solamente el valor máximo de la corriente de cortocircuito unipolar fase-tierra en el origen de la línea MT que alimenta el CT.En este caso, cabe considerar que la impedancia ZE es prácticamente sólo reactiva (ZE ≈ Xn y Rn ≈ 0) y calcular su valor mediante la (fórmula 6):

Siendo:

Un: la tensión de alimentación MT, valor eficaz entre fases, en V,

Idm: la intensidad de defecto máxima en el origen de la línea MT, en A.

Una vez obtenido, el valor de Xn se incorpora en la fórmula (5) para el cálculo de Id, considerando Rn ≈ 0.

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Sobretensiones admisibles en la parte de BT de los CTSobretensiones admisibles en la parte de BT de los CT

Al producirse un defecto de aislamiento en la parte de MT del CT, la tensión de defecto Ud = Id Rt que aparece, resulta aplicada también a las envolventes y soportes de los elementos de BT, puesto que también están conectados a la puesta a tierra de protección.Por tanto, durante el paso de la corriente de defecto Id, aparece una sobretensión Ud entre dichas envolventes y soportes y los elementos de BT que contienen o soportan.

Básicamente son:– entre caja del transformador y el secundario BT del mismo,– entre armario de BT y los aparatos y conexiones que haya en su interior.

Por tanto los elementos de BT del CT deben poder soportar esta tensión de defecto Ud = Id Rt sin deteriorarse. Debe de cumplirse pues la condición:

UBT > Ud

siendo:UBT: la tensión en V entre fases y masa soportada (tensión de ensayo) por los elementos de BT del CT. Se trata de un tensión de frecuencia industrial (50 Hz) aplicada durante 1 minuto, Ud: tensión de defecto, en V,Rt: resistencia del electrodo, de puesta a tierra, en W,Id: intensidad de defecto, en A. Para las partes de BT de los CT, las tensiones de ensayo UBT entre fases y masa, a 50 Hz, 1 minuto, normalizadas, son de 4 000, 6 000, 8 000 y 10 000 V.La recomendada por UNESA, es de 10 000 V.

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Aspectos a tener en cuenta en el diseño de los Aspectos a tener en cuenta en el diseño de los electrodos de puesta a tierraelectrodos de puesta a tierra

A.- Seguridad de las personas en lo concerniente a las tensiones de paso y contactoSegún antes explicado, con la instalación del mallazo equipotencial en el suelo del CT, no pueden aparecer tensiones de paso y contacto en el interior del mismo.

Queda pues a considerar solamente las tensiones de paso y contacto exteriores. Para ellas, en este método UNESA se indica lo siguiente:– con el mencionado mallazo equipotencial conectado al electrodo de tierra, la tensión de paso de acceso es equivalente al valor de la tensión de contacto exterior máxima,– para el caso de electrodos longitudinales con picas exteriores, colocados frente a los accesos al CT paralelos a su fachada, no debe considerarse la tensión de paso de acceso y contacto exterior.

Por el contrario si el electrodo se ubica lejos de los accesos al CT, deberá considerarse como tensión de paso de acceso y contacto exterior, la tensión de defecto Ud = Id Rt.La condición es que las tensiones máximas calculadas para el electrodo elegido, deben Centros de Transformación MT/BT / p. 55 ser iguales o inferiores a las máximas admisibles en la instalación, tal como se detalla en la tabla de la figura 72.

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B.- Protección del materialLa condición es que el nivel de aislamiento del equipo de BT del CT, sea igual o superior a la tensión de defecto, o sea:

UBT ≥ Id Rt.

C.- Valor de la intensidad de defecto Id suficiente para hacer actuar los relés de protección y asegurar la eliminación de la faltaEn la práctica, este aspecto es a definir por la Compañía Suministradora, pues concierne al ajuste y sensibilidad de los relés de protección instalados en la cabecera de las líneas de distribución en MT que salen de sus estaciones receptoras AT/MT.

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Parámetros característicos de las Parámetros característicos de las configuraciones tipoconfiguraciones tipo

- Son los denominados «valores unitarios».

- En las configuraciones cuadradas o rectangulares son:

– Para el cálculo de la resistencia Rt del electrodo de tierra Kr– Para el cálculo de la tensión de paso exterior máxima Kp– Para el cálculo de tensión de acceso y contacto exterior

máximas Kc = Kp(acc)

- En las configuraciones longitudinales son:

– Para el cálculo de la resistencia Rt del electrodo de tierra Kr– Para el cálculo de la tensión de paso exterior máxima Kp

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Procedimiento de cálculo- Datos de partida, a facilitar por la compañía suministradora:

– Tensión de alimentación,– Neutro de MT aislado o bien conectado a tierra a través de impedancia ZE.

- En el caso de neutro aislado:

– Longitud total de las líneas de MT subsidiarias de la misma transformación AT/MT, en km. Es el valor La de la fórmula (4).

– Longitud total de los cables subterráneos MT subsidiarios de la misma transformación AT/MT, en km. Es el valor Lc de la fórmula (4).

- En el caso de neutro conectado a tierra a través de impedancia ZE:

– Valor de la impedancia ZE desglosada en reactancia Xn y resistencia Rn,– o bien, como dato alternativo, menos preciso pero hasta cierto punto suficiente, la

intensidad máxima de cortocircuito unipolar fase-tierra, en el origen de la línea de MT que alimenta el CT.– Duración de la corriente de falta, hasta su eliminación por la acción de las protecciones. En

la práctica, es frecuente que indiquen valores del orden de 1 segundo.

- Dato obtenido por medición:

– Resistividad r del terreno, en W.m.

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Orden de los cálculos1 Elección de una configuración tipo por parte del proyectista.

2 Cálculo de la resistencia del electrodo elegido Rt = Kr . ρ (Ω).

3 Cálculo de la intensidad de defecto Id, mediante la fórmula (4) para caso de neutro aislado y mediante la (5) o bien (6) y (5) para neutro puesto a tierra a través de impedancia.

4 Cálculo de la tensión de defecto en el CT:Ud = Id . Rt.

5 En todas las configuraciones:– cálculo de la tensión admisible de paso exterior mediante la fórmula (1),– además, en las configuraciones cuadradas o rectangulares, cálculo de la tensión

admisible de paso de acceso y contacto exterior, mediante la fórmula (3).

6 A partir de los «valores unitarios» correspondientes a la configuración elegida:– cálculo de la tensión de paso exterior Up = Kp . r . Id (V),– cálculo de la tensión de paso de acceso y contacto exterior (caso de configuraciones

cuadradas y rectangulares)Up(acc) = Kp(acc) . r . Id (V),

– para el caso de electrodos alejados del CT, la tensión de paso de acceso y contacto exterior es Up(acc) = Ud = Rt . Id (V).

7 Comprobación de que estos valores obtenidos de Up y Uacc son iguales o inferiores a los calculados mediante las fórmulas (1) y (3), y en el caso de electrodo alejado del CT, que Uacc sea igual o inferior a la tensión de defecto Ud, o sea Uacc ≈ Id . Rt.

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8 Comprobación de que el valor de la tensión de defecto Ud es igual o inferior al nivel de aislamiento (tensión de ensayo) UBT del equipo de BT del CT.

9 Si alguna de estas condiciones 7 u 8 no se cumple, hay que elegir una nueva configuración más dimensionada (más picas, picas más largas, mayor profundidad de enterramiento), que dé valores de Kr, Kp y Kacc más bajos.

A continuación se especifican 3 ejemplos numéricos.

En los tres:– Para la fórmula (3), tensión de paso de acceso, la

resistividad del hormigón es r = 3 000 W.m.– El nivel de aislamiento (tensión de ensayo) de los

elementos de BT en el CT, es de 10 000 V, según recomienda UNESA.

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EjemplosEjemplo nº 1

- Datos:

Tensión de alimentación: 26 400 V.Neutro puesto a tierra a través de impedancia Zn de Xn = 22,4 W y Rn = 12 W.Duración del paso de corriente: 1 segundo.Resistividad del terreno: r = 200 W.m.CT en edificio propio.

- Cálculos:

1 Se elige un electrodo de configuración en rectángulo de 7 x 4 m (figura 74).Concretamente: profundidad de enterramiento: 0,5 m; 4 picas de 2 m.Valores unitarios: Kr = 0, 076; Kp = 0,0165; Kp(acc) = 0,0362.

2 Resistencia del electrodo: Rt = 0,076 x 200 = 15,2 W.

3 Intensidad máxima de defecto en el CT:

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4 Tensión de defecto: Ud = 15,2 x 432,65 = 6 576 V.

5 Tensión de paso exterior admisible (fórmula 1):

Tensión de paso de acceso y contacto exterior admisible (fórmula 3):

6 Tensión de paso calculada: Up = 0,0165 x 200 x 432,65 = 1 427,77 V.

Tensión de paso de acceso y contacto exterior calculada:

Uacc = 0,036 2 x 200 x 432,65 = 3 132,38 V.

Comprobación:

Tensión de paso calculada: 1 427,77 < 1 727 V.

Tensión de paso de acceso y contacto exterior calculada: 3 132,38 < 8 321 V.

Tensión de defecto: 6 576 < 10 000 V.

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Ejemplo nº 2

- Datos:

Tensión de alimentación: 20 000 V.Neutro conectado a tierra a través de reactancia.Intensidad máxima de defecto en el origen de la línea: 500 A.Duración del paso de la corriente de defecto: 1 segundo.Resistividad del terreno ρ = 300 Ω.m.CT de interior, formando parte de un edificio mayor.

- Cálculos:

1 Se elige un electrodo longitudinal, que deberá ubicarse alejado del frente de acceso del CT (figura 75).Concretamente, 3 picas de 4 m; separadas entre sí 6 m y enterradas a 0,8 m; longitud total del electrodo: 12 m.Valores unitarios: Kr = 0,073; Kp = 0,0087.

2 Resistencia del electrodo: Rt = 0,073 x 300 = 21,9 Ω.3 Intensidad máxima de defecto en el CT:

Aplicando la fórmula (5):

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4 Tensión de defecto: Ud = 21,9 x 362,8 = 7 945 V.

5 Tensión de paso exterior admisible (fórmula 1):

Tensión de paso de acceso y contacto exterior admisible:

6 Tensión de paso calculada: Up = 0,008 7 x 300 x 362,8 = 947 V.

- Comprobación:

Tensión de paso calculada: 947 V < 2 198 V.

Tensión de paso de acceso y contacto exterior. En este caso:

Uacc = Ud: 7 945 < 8 56,5 V.

Tensión de defecto: 7 945 < 10 000 V.

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Ejemplo 3

- Datos:

Tensión de alimentación: 20 000 V.Neutro conectado a tierra a través de una impedancia de Xn = 20 Ω y Rn = 1,5 Ω.Duración del paso de corriente: 0,9 segundos.Resistividad del terreno r = 400 Ωm.CT en edificio propio.

- Cálculos:

1 Se elige una configuración cuadrada, de 4 x 4 m (figura 73).Concretamente: 8 picas de 2 m; profundidad 0,8 m.Valores unitarios: Kr = 0,079; Kp = 0,0130; Kp(acc) = 0,0447.2 Resistencia del electrodo: Rt = 0,079 x 400 = 31,6 Ω.3 Intensidad de defecto:

4 Tensión de defecto: Ud = 31,6 x 243 = 7 680 V.5 Tensión de paso exterior admisible (fórmula 1):

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Tensión de paso de acceso y contacto exterior admisible (fórmula 3):

6 Tensión de paso calculada: Up = 0,013 0 x 400 x 243 = 1 263,6 V.

Tensión calculada de paso de acceso y contacto exterior:

Uacc = 0,0447 x 400 x 243 = 4344,8 V.

- Comprobación:

Tensión de paso calculada: 1 263,6 V < 2720 V.

Tensión de paso de acceso y contacto exterior: 4 344,8 V < 8 960 V.

Tensión de defecto: 7 680 V < 10 000 V.

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EJERCICIO DE PUESTA A EJERCICIO DE PUESTA A TIERRA DE CTTIERRA DE CT

Diseñar la puesta a tierra de una CT como Diseñar la puesta a tierra de una CT como edificio propio anexado o dentro de un edificio propio anexado o dentro de un edificio industrial, datos:edificio industrial, datos:

- Tensión de alimentación: 22.000 vTensión de alimentación: 22.000 v- Neutro puesto a tierra a través de una Neutro puesto a tierra a través de una

impedancia: Xn = 24,4 Ω Rn = 12 Ωimpedancia: Xn = 24,4 Ω Rn = 12 Ω- Utilizando el método Wenner, hemos Utilizando el método Wenner, hemos

colocado la distancia de sondas a 2 metros colocado la distancia de sondas a 2 metros obteniendo lecturas de 40 v y una obteniendo lecturas de 40 v y una intensidad de 2 A.intensidad de 2 A.

- Estimamos que la duración de paso es de Estimamos que la duración de paso es de 0,8 s.0,8 s.

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CUADROS ELECTRICOSCUADROS ELECTRICOS

PROBLEMAS TÉRMICOS Y GARANTIA PROBLEMAS TÉRMICOS Y GARANTIA DE FUNCIONAMIENTODE FUNCIONAMIENTO

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GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO Y CUADROS ELÉCTRICOS DE BTY CUADROS ELÉCTRICOS DE BT

FUNCIONALIDAD DE LOS CUADROS:FUNCIONALIDAD DE LOS CUADROS:

- La distribución de la energía eléctrica y la La distribución de la energía eléctrica y la protección de los circuitos,protección de los circuitos,

- La protección de las personas,La protección de las personas,- El control y mando de la instalación.El control y mando de la instalación.

SEGURIDAD DE FUNCIONAMIENTO:SEGURIDAD DE FUNCIONAMIENTO:

- probabilidad, muy baja, de averías (fiabilidad)probabilidad, muy baja, de averías (fiabilidad)- Ausencia de fallos peligrosos (seguridad),Ausencia de fallos peligrosos (seguridad),- El mayor tiempo posible de funcionamiento El mayor tiempo posible de funcionamiento

correcto (disponibilidad),correcto (disponibilidad),- Reparación rápida (mantenibilidad),Reparación rápida (mantenibilidad),

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GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO Y CUADROS ELÉCTRICOS DE BTY CUADROS ELÉCTRICOS DE BT

LA GARANTÍA FUNCIONAL DEL CUADROLA GARANTÍA FUNCIONAL DEL CUADRO

El dominio de las transferencias térmicas El dominio de las transferencias térmicas dentro de un cuadro permite tener la dentro de un cuadro permite tener la seguridad de que no se alcanzarán las seguridad de que no se alcanzarán las temperaturas límite en materiales instalados. temperaturas límite en materiales instalados. Este problema se resuelve con la mejora de la Este problema se resuelve con la mejora de la ventilación y, eventualmente con la selección ventilación y, eventualmente con la selección técnica de la aparamenta.técnica de la aparamenta.

Características de los cuadros BT:Características de los cuadros BT:- las conexiones de potencialas conexiones de potencia- las resistencias mecánica y térmica al las resistencias mecánica y térmica al

cortocircuito,cortocircuito,- la instalación de control-mando,la instalación de control-mando,- la seguridadla seguridad

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GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO Y CUADROS ELÉCTRICOS DE BTY CUADROS ELÉCTRICOS DE BT

SEGURIDAD EN FUNCIÓN DE LA NECESIDAD:SEGURIDAD EN FUNCIÓN DE LA NECESIDAD:

- Características de la garantía de Características de la garantía de funcionamiento:funcionamiento:La fiabilidadLa fiabilidadLas disponibilidadLas disponibilidadLa mantenibilidadLa mantenibilidadLa seguridadLa seguridad

- La seguridad de funcionamiento aplicada a La seguridad de funcionamiento aplicada a los conjuntos o instalaciones:los conjuntos o instalaciones:Expresión y análisis de las necesidades.Expresión y análisis de las necesidades.Análisis funcional.Análisis funcional.

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GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO GARANTÍA DE FUNCIONAMIENTO Y CUADROS ELÉCTRICOS DE BTY CUADROS ELÉCTRICOS DE BT

CONCEPTOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL:CONCEPTOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL:

- El esquema (acometida, utilización final, El esquema (acometida, utilización final, esquema de conexión del neutro),esquema de conexión del neutro),

- Las conexiones,Las conexiones,- Los arcos eléctricos,Los arcos eléctricos,- Los “tipos de cuadro” (forma, conexiones, Los “tipos de cuadro” (forma, conexiones,

aparamenta fija o seccionable, IP …),aparamenta fija o seccionable, IP …),- Las salidas a motor en rack extraíble,Las salidas a motor en rack extraíble,- Los elementos auxiliares de mando y Los elementos auxiliares de mando y

control.control.

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50%45%

5%

Fallo de entrada: 98%debidos a falta de ATpública, 2% debidosa fallos de las redesMT, aproximadamenteun 0% debido a losinterruptoresautomáticos.

Fallos de ladistribución BT y delos aparatos demando y maniobra

Fallos de uso delterminal o aparato(cables y motores)

a) Distribución de la no-disponibilidad en la salida

La no-disponibilidad de una entrada puede representar una parte muy importante de la no-disponibilidad total, aquí, un 50%

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Indisponibilidad

TT TN ITEsquema deconexión a tierra

N.B.: en régimen IT, la indisponibilidad se calculaconsiderando la reparación obligatoria del primerdefecto

b) No-disponibilidad en la salida en función del esquema de conexión a tierra.

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Los tres esquemas de puesta a tierra del neutro son:Los tres esquemas de puesta a tierra del neutro son:- El esquema TT (neutro a tierra y conductor de protección eléctrica a tierra),El esquema TT (neutro a tierra y conductor de protección eléctrica a tierra),- El esquema TN (neutro a tierra y conductor de protección ecléctica al neutro);El esquema TN (neutro a tierra y conductor de protección ecléctica al neutro);- El esquema IT (neutro aislado y conductor de protección eléctrica a tierra)El esquema IT (neutro aislado y conductor de protección eléctrica a tierra)

El esquema de puesta a tierra del neutro tiene influencia sobre la disponibilidad El esquema de puesta a tierra del neutro tiene influencia sobre la disponibilidad y la facilidad de mantenimiento por el hecho del corte o no del circuito al primer y la facilidad de mantenimiento por el hecho del corte o no del circuito al primer defecto (en el caso de los esquemas TN y TT). Además, la corriente de defecto a defecto (en el caso de los esquemas TN y TT). Además, la corriente de defecto a tierra depende del esquema de conexión y condiciona la importancia de los tierra depende del esquema de conexión y condiciona la importancia de los daños ocasionados a la instalación y, sobre todo, a los receptores.daños ocasionados a la instalación y, sobre todo, a los receptores.

EsquemaEsquema TTTT TNTN ITIT

Acción después Acción después de un defecto de un defecto de aislamientode aislamiento

Desconexión Desconexión inmediatainmediata

Desconexión Desconexión inmediatainmediata

-Prosigue la explotaciónProsigue la explotación- búsqueda del defectobúsqueda del defecto-Preparación antes Preparación antes desconexióndesconexión

Importancia de Importancia de la corriente de la corriente de defecto defecto (condiciona (condiciona daos de la daos de la instalación)instalación)

Algunas Algunas decenas de decenas de amperioamperio

Varios Varios kiloamperios kiloamperios (cortocircuit(cortocircuito)o)

Algunas decenas de Algunas decenas de miliamperios (1º miliamperios (1º defecto)defecto)

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Sector de actividadSector de actividad

TerciarioTerciario IndustrialIndustrial

ComercioComercio HospitalesHospitales TalleresTalleres FábricasFábricas Cadenas de Cadenas de FabricaciónFabricación

Problema a tratar:Problema a tratar:

Tipos de Tipos de esquemas de esquemas de acometidaacometida

Exigencias de Exigencias de explotaciónexplotación

Muchos receptores Muchos receptores móviles y móviles y portátiles, portátiles, modificaciones modificaciones frecuentes de la frecuentes de la alimentación desde alimentación desde redes públicas.redes públicas.

Continuidad servicio para Continuidad servicio para ciertos sectores, riesgo de ciertos sectores, riesgo de incendio, utilización de incendio, utilización de grupos de emergencia.grupos de emergencia.

Circuitos de Circuitos de tierra inseguros tierra inseguros (canteras), (canteras), alimentación alimentación desde red desde red pública.pública.

Continuidad Continuidad servicio para servicio para ciertos sectores, ciertos sectores, utilización de utilización de grupos de grupos de emergencia.emergencia.

Continuidad servicio para la Continuidad servicio para la mayor parte de las mayor parte de las explotaciones. Riesgo de explotaciones. Riesgo de desperfectos importantes desperfectos importantes cuando hay defectos de cuando hay defectos de aislamiento (motores, aislamiento (motores, automatismos) riesgo de automatismos) riesgo de incendio.incendio.

Esquema de Esquema de conexión del conexión del neutro a neutro a tierra tierra propuestopropuesto

TTTT ITIT TTTT ITIT ITIT

Numerosos ctos. Numerosos ctos. Auxiliares, Auxiliares, (máquinas-(máquinas-herramientas), herramientas), receptores con receptores con mal aislamiento.mal aislamiento.

Ambiente y/o receptores que favorecen el Ambiente y/o receptores que favorecen el riesgo de defecto de aislamiento.riesgo de defecto de aislamiento.

TNTN Con red TNCon red TN

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Los problemas térmicos de un cuadro

El control de los fenómenos térmicos es de todos el más importante, principalmente por tres razones:

- por la tendencia a instalar el material eléctrico bajo envolventes (seguridad) que suelen ser de material aislante (poco eficaces para disipar el calor);

- por la evolución de la aparamenta que integra, cada vez en mayor medida, la electrónica, cuyas dimensiones se van reduciendo sistemáticamente;

- por la tendencia a ocupar el volumen del armario al máximo y aumentar el coeficiente de esponjamiento.

Esto puede ocasionar un problema de calentamiento que se manifestará con temperaturas, localizadas en diversos puntos de un aparato o de un equipo de BT, superiores a los valores limite fijados por las normas o dependientes del comportamiento de ciertos componentes. Un estudio térmico de una envolvente BT tiene por objetivo principal el determinar la intensidad admisible para cada aparato, compatible con sus características, teniendo en cuenta su entorno de funcionamiento.

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Causas, efectos y soluciones

La temperatura de un material eléctrico es el resultado:

- del efecto Joule (P = I2R), es decir, de su resistencia al paso de la corriente,

- de la temperatura ambiente.

La aparamenta eléctrica se diseña respetando las normas de fabricación que definen las temperaturas máximas que no deben rebasarse, para la seguridad de las personas: temperatura de la caja y de los órganos de maniobra, diferencia máxima de temperatura en los bornes.

Todo ello se verifica por ensayos de certificación de los productos.

En un cuadro eléctrico, el material está sometido a condiciones de empleo muy diversas y las causas de sobretemperatura son múltiples.

La tabla de la figura 1 presenta las causas principales, sus efectos y las posibles soluciones.

Todo el problema consiste en asegurarse, en el momento del diseño del cuadro, de que Todos sus componentes funcionarán en unas condiciones de temperatura menos severas que las limites previstas en las normas de construcción. La aparamenta de conexión (interruptores automáticos, contactores, etc...), deberán poder ser atravesados por la corriente prevista sin ningún problema.

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El otro objetivo de seguridad para las personas y los bienes, no debe perderse de vista desde las dos condicionantes adicionales:

- disponibilidad de la energía eléctrica (sin funcionamiento intempestivo o no funcionamiento),

- tiempo de vida de los componentes.

En definitiva, el objetivo a alcanzar consiste en prever, con alta fiabilidad, el estado de funcionamiento térmico del cuadro.Para conseguirlo, nos apoyaremos en tres tipos de soluciones:

- la experiencia del cuadrista,

- los ensayos reales para los cuadros repetitivos,

- la utilización de programas informáticos con los que es posible determinar, en función de las características de la envolvente, el par intensidad-temperatura para cada una de las fuentes de calor (aparamenta, conductores) (capítulo 4), y todo ello en función de su posición y de la temperatura del aire que les envuelve. Es evidente que un programa informático amparado por la experiencia y los ensayos es muy útil ya que permite estudiar comparativamente las numerosas configuraciones de instalaciones posibles y optimizar el cuadro a realizar desde el punto de vista térmico... y del coste.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

¿Qué es el factor de potencia?¿Qué es el factor de potencia?1.1.- Naturaleza de la energía reactiva 1.1.- Naturaleza de la energía reactiva Cualquier máquina eléctrica (motor, Cualquier máquina eléctrica (motor, transformador...) alimentado en corriente transformador...) alimentado en corriente alterna, consume dos tipos de energía:alterna, consume dos tipos de energía:

– – la energía activa corresponde a la potencia la energía activa corresponde a la potencia activa P medida en kW se transforma activa P medida en kW se transforma integralmente en energía mecánica integralmente en energía mecánica (trabajo) y calor (pérdidas),(trabajo) y calor (pérdidas),

– – la energía reactiva corresponde a la la energía reactiva corresponde a la potencia reactiva Q medida en kVAr; sirve potencia reactiva Q medida en kVAr; sirve para alimentar circuitos magnéticos en para alimentar circuitos magnéticos en máquinas eléctricas y es necesaria para su máquinas eléctricas y es necesaria para su funcionamiento. funcionamiento.

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INSTALACIONES ELÉCTRICASINSTALACIONES ELÉCTRICAS

CORRECCIÓN FACTOR POTENCIACORRECCIÓN FACTOR POTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Es suministrada por la red o, Es suministrada por la red o, preferentemente, por condensadores preferentemente, por condensadores previstos para ello.previstos para ello.La red de distribución suministra la La red de distribución suministra la energía aparente que corresponde a energía aparente que corresponde a la potencia aparente S, medida en la potencia aparente S, medida en kVA.kVA.La energía aparente se compone La energía aparente se compone vectorialmente de los 2 tipos de vectorialmente de los 2 tipos de energía: activa y reactiva.energía: activa y reactiva.

RecuerdeRecuerdeLas redes eléctricas de corriente Las redes eléctricas de corriente altema suministran dos formas de altema suministran dos formas de energía:energía:

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

– – energía activa, transformada en energía activa, transformada en trabajo y calor,trabajo y calor,

– – energía reactiva, utilizada para crear energía reactiva, utilizada para crear campos magnéticos.campos magnéticos.1.2.- Consumidores de energía 1.2.- Consumidores de energía reactiva reactiva El consumo de energía reactiva varía El consumo de energía reactiva varía según los receptores.según los receptores.La proporción de energía reactiva con La proporción de energía reactiva con relación a la activa varía del:relación a la activa varía del:

–– 65 al 75 % para los motores 65 al 75 % para los motores asíncronos,asíncronos,

– – y del 5 al 10 % para los y del 5 al 10 % para los transformadores.transformadores.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Por otra parte, las inductancias (balastos de Por otra parte, las inductancias (balastos de tubos fluorescentes), los convertidores tubos fluorescentes), los convertidores estáticos (rectificadores) consumen también estáticos (rectificadores) consumen también energía reactiva.energía reactiva.

RecuerdeRecuerde

Los receptores utilizan parte de su potencia Los receptores utilizan parte de su potencia aparente en forma de energía reactiva.aparente en forma de energía reactiva.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

1.3.- Factor de potencia1.3.- Factor de potencia Definición del factor de potenciaDefinición del factor de potenciaEl factor de potencia F de la instalación es el El factor de potencia F de la instalación es el cociente de la potencia activa (kW) consumida cociente de la potencia activa (kW) consumida por la instalación entre la potencia aparente por la instalación entre la potencia aparente (kVA) suministrada a la instalación.(kVA) suministrada a la instalación.Su valor está comprendido entre 0 y 1. Con Su valor está comprendido entre 0 y 1. Con frecuencia, el cos ϕ tiene el mismo valor. De frecuencia, el cos ϕ tiene el mismo valor. De hecho, es el factor de potencia de la componente hecho, es el factor de potencia de la componente a frecuencia industrial (50 Hz) de la energía a frecuencia industrial (50 Hz) de la energía suministrada por la red.suministrada por la red.Por lo tanto, el cos ϕ no toma en cuenta la Por lo tanto, el cos ϕ no toma en cuenta la potencia transportada por los armónicos. En la potencia transportada por los armónicos. En la práctica, se tiende a hablar del cos ϕ.práctica, se tiende a hablar del cos ϕ.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Un factor de potencia próximo a 1 Un factor de potencia próximo a 1 indica un consumo de energía indica un consumo de energía reactiva poco importante y optimiza reactiva poco importante y optimiza el funcionamiento de una instalación.el funcionamiento de una instalación.El factor de potencia (F) es la El factor de potencia (F) es la proporción de potencia activa frente proporción de potencia activa frente la potencia aparente.la potencia aparente.Cuanto más próximo a 1 está, mejor Cuanto más próximo a 1 está, mejor es.es.siendo:siendo:P = potencia activa,P = potencia activa,S = potencia aparente.S = potencia aparente.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

1.4.- Medición práctica del factor de 1.4.- Medición práctica del factor de potenciapotencia

El factor de potencia o cos ϕ se mide:El factor de potencia o cos ϕ se mide:

– – con el fasímetro que da el valor instantáneo con el fasímetro que da el valor instantáneo del cos ϕ,del cos ϕ,

– – con el registrador varmétrico que permite con el registrador varmétrico que permite obtener en un periodo determinado (día, obtener en un periodo determinado (día, semana...) los valores de intensidad, tensión semana...) los valores de intensidad, tensión y factor de potencia. Las mediciones en un y factor de potencia. Las mediciones en un periodo más largo permiten evaluar mejor periodo más largo permiten evaluar mejor el factor de potencia medio de una el factor de potencia medio de una instalación.instalación.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

1.5.- Valores prácticos del factor de potencia1.5.- Valores prácticos del factor de potencia

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIACORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

¿Por qué mejorar el factor de potencia?¿Por qué mejorar el factor de potencia?2.1.- Reducción del recargo de reactiva en 2.1.- Reducción del recargo de reactiva en la factura de electricidadla factura de electricidadDicho coeficiente de recargo se aplica Dicho coeficiente de recargo se aplica sobre el importe a pagar por la suma de sobre el importe a pagar por la suma de los conceptos siguientes:los conceptos siguientes:– – término de potencia (potencia término de potencia (potencia contratada),contratada),– – término de energía (energía consumida).término de energía (energía consumida).La fórmula que determina el coeficiente La fórmula que determina el coeficiente de recargo es la siguiente:de recargo es la siguiente:Kr = (17 / cos2 ϕ ) -21, obteniéndose los Kr = (17 / cos2 ϕ ) -21, obteniéndose los coeficientes indicados en la tabla de la coeficientes indicados en la tabla de la figura 6.figura 6.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

2.2.- Optimización técnico-económica de la 2.2.- Optimización técnico-económica de la instalacióninstalaciónUn buen factor de potencia permite Un buen factor de potencia permite optimizar técnico y económicamente una optimizar técnico y económicamente una instalación.instalación.Evita el sobredimensionamiento de algunos Evita el sobredimensionamiento de algunos equipos y mejora su utilización.equipos y mejora su utilización. Disminución de la sección de los cablesDisminución de la sección de los cablesEl cuadro indica el aumenta de sección de El cuadro indica el aumenta de sección de los cables motivado por un bajo cos ϕ. los cables motivado por un bajo cos ϕ. De este modo se ve que cuanto mejor es el De este modo se ve que cuanto mejor es el factor de potencia (próximo a 1), menor factor de potencia (próximo a 1), menor será la sección de las cables.será la sección de las cables.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Disminución de las pérdidas en las líneasDisminución de las pérdidas en las líneasUn buen factor de potencia permite Un buen factor de potencia permite también una reducción de las pérdidas en también una reducción de las pérdidas en las líneas para una potencia activa las líneas para una potencia activa constante.constante.

Las pérdidas en vatios (debidas a la Las pérdidas en vatios (debidas a la resistencia de los conductores) están, resistencia de los conductores) están, efectivamente, integradas en el consumo efectivamente, integradas en el consumo registrado por las contadores de energía registrado por las contadores de energía activa (kWh) y son proporcionales al activa (kWh) y son proporcionales al cuadrado de la intensidad transportada.cuadrado de la intensidad transportada.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Reducción de la caída de tensiónReducción de la caída de tensiónLa instalación de condensadores permite La instalación de condensadores permite reducir, incluso eliminar, la energía reducir, incluso eliminar, la energía reactiva transportada, y por lo tanto reactiva transportada, y por lo tanto reducir las caídas de tensión en línea.reducir las caídas de tensión en línea.

Aumento de la potencia disponible Aumento de la potencia disponible La instalación de condensadores aguas La instalación de condensadores aguas abajo de un transformador sobrecargado abajo de un transformador sobrecargado que alimenta una instalación cuyo factor que alimenta una instalación cuyo factor de potencia es bajo, y por la tanto malo, de potencia es bajo, y por la tanto malo, permite aumentar la potencia disponible permite aumentar la potencia disponible en el secundario de dicho transformador. en el secundario de dicho transformador.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

De este modo es posible ampliar una De este modo es posible ampliar una instalación sin tener que cambiar el instalación sin tener que cambiar el transformador.transformador.Esta posibilidad se desarrolla en el Esta posibilidad se desarrolla en el apartado 6.apartado 6.

RecuerdeRecuerdeLa mejora del factor de potencia La mejora del factor de potencia optimiza el dimensionamiento de los optimiza el dimensionamiento de los transformadores y cables. Reduce transformadores y cables. Reduce también las pérdidas en las líneas y también las pérdidas en las líneas y las caídas de tensión.las caídas de tensión.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

¿Con qué compensar?¿Con qué compensar?

Condensadores fijosCondensadores fijos

Baterías de condensadores de regulación Baterías de condensadores de regulación automáticaautomática

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

La localización de las condensadores BT La localización de las condensadores BT en una red eléctrica constituye lo que se en una red eléctrica constituye lo que se denomina el modo de compensación. La denomina el modo de compensación. La compensación de una instalación puede compensación de una instalación puede realizarse de distintas maneras.realizarse de distintas maneras.

Esta compensación puede ser global, Esta compensación puede ser global, parcial (por sectores), o local (individual). parcial (por sectores), o local (individual). En principio, la compensación ideal es la En principio, la compensación ideal es la que permite producir energía reactiva en que permite producir energía reactiva en el lugar mismo donde se consume y en el lugar mismo donde se consume y en una cantidad que se ajusta a la demanda. una cantidad que se ajusta a la demanda.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Unos criterios técnico-económicos Unos criterios técnico-económicos determinan su elección.determinan su elección.

Compensación globalCompensación global PrincipioPrincipioLa batería está conectada en cabecera de La batería está conectada en cabecera de la instalación y asegura la compensación la instalación y asegura la compensación del conjunto de la instalación. Está del conjunto de la instalación. Está permanentemente en servicio durante la permanentemente en servicio durante la marcha normal de la fábrica.marcha normal de la fábrica.

VentajasVentajas– – elimina las penalizaciones por consumo elimina las penalizaciones por consumo excesivo de energía reactiva,excesivo de energía reactiva,

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

– – disminuye la potencia aparente (o de aplicación) disminuye la potencia aparente (o de aplicación) ajustándola a la necesidad real de kW de la ajustándola a la necesidad real de kW de la instalación,instalación,

– – descarga el centro de transformación (potencia descarga el centro de transformación (potencia disponible en kW).disponible en kW).

ObservacionesObservaciones

– – la corriente reactiva está presente en la la corriente reactiva está presente en la instalación desde el nivel 1 hasta los receptores,instalación desde el nivel 1 hasta los receptores,

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

– – las pérdidas por efecto Joule (kWh) en las pérdidas por efecto Joule (kWh) en los cables situados aguas abajo y su los cables situados aguas abajo y su dimensionamiento no son, por tanto, dimensionamiento no son, por tanto, disminuidos.disminuidos.

Compensación parcialCompensación parcial

PrincipioPrincipioLa batería está conectada al cuadro de La batería está conectada al cuadro de distribución y suministra energía reactiva distribución y suministra energía reactiva a cada taller o a un grupo de receptores. a cada taller o a un grupo de receptores. Se descarga así gran parte de la Se descarga así gran parte de la instalación, en particular los cables de instalación, en particular los cables de alimentación de cada taller.alimentación de cada taller.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

VentajasVentajas– – elimina las penalizaciones por consumo elimina las penalizaciones por consumo

excesivo de energía reactiva,excesivo de energía reactiva,– – descarga el centro de transformación descarga el centro de transformación

(potencia disponible en kW),(potencia disponible en kW),– – optimiza parte de la red ya que la corriente optimiza parte de la red ya que la corriente

reactiva no circula entre los niveles 1 y 2.reactiva no circula entre los niveles 1 y 2.

ObservacionesObservaciones– – la corriente reactiva está presente en la la corriente reactiva está presente en la

instalación desde el nivel 2 hasta los instalación desde el nivel 2 hasta los receptores,receptores,

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

– – las pérdidas por efecto Joule (kWh) en los cables las pérdidas por efecto Joule (kWh) en los cables quedan reducidas de este modo, quedan reducidas de este modo,

– – existe un riesgo de sobrecompensación como existe un riesgo de sobrecompensación como consecuencia de variaciones de carga importantes consecuencia de variaciones de carga importantes (este riesgo se elimina con la compensación (este riesgo se elimina con la compensación automática).automática).

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Compensación individualCompensación individual PrincipioPrincipioLa batería está conectada directamente a La batería está conectada directamente a los bornes de cada receptor de tipo los bornes de cada receptor de tipo inductivo (en particular motores, apartado inductivo (en particular motores, apartado 7).7).Esta compensación individual debe Esta compensación individual debe contemplarse cuando la potencia del contemplarse cuando la potencia del motor es importante con relación a la motor es importante con relación a la potencia total.potencia total.La potencia en kVAr de la batería La potencia en kVAr de la batería representa aproximadamente el 25% de representa aproximadamente el 25% de la potencia en kW del motor.la potencia en kW del motor.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Cuando es aplicable, esta compensación Cuando es aplicable, esta compensación produce energía reactiva en el lugar mismo produce energía reactiva en el lugar mismo donde es consumida y en una cantidad que donde es consumida y en una cantidad que se ajusta a las necesidades.se ajusta a las necesidades.

Puede preverse un complemento en Puede preverse un complemento en cabecera de la instalación (transformador).cabecera de la instalación (transformador).

VentajasVentajas

– – elimina las penalizaciones por consumo elimina las penalizaciones por consumo excesivo de energía reactiva,excesivo de energía reactiva,

– – descarga el centro de transformación descarga el centro de transformación (potencia disponible en kW),(potencia disponible en kW),

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

– – reduce el dimensionamiento de las cables y las reduce el dimensionamiento de las cables y las pérdidas por efecto Joule (kWh).pérdidas por efecto Joule (kWh).

ObservacionesObservaciones

– – la corriente reactiva ya no está presente en las la corriente reactiva ya no está presente en las cables de la instalación.cables de la instalación.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

¿Cómo determinar el nivel de ¿Cómo determinar el nivel de compensación en Energía relativa?compensación en Energía relativa?

IntroducciónIntroducciónPara determinar la potencia óptima de la Para determinar la potencia óptima de la batería de condensadores, es necesario batería de condensadores, es necesario tener en cuenta los elementos siguientes:tener en cuenta los elementos siguientes:

–– facturas de electricidad antes de instalar facturas de electricidad antes de instalar la batería,la batería,

– – facturas provisionales de electricidad facturas provisionales de electricidad después de instalar la batería,después de instalar la batería,

–– gastos relativos a la compra de la batería gastos relativos a la compra de la batería y su instalación.y su instalación.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Se proponen 3 métodos simplificados Se proponen 3 métodos simplificados para el cálculo de la potencia del para el cálculo de la potencia del equipo de compensación.equipo de compensación.

Método simplificadoMétodo simplificado

Principio generalPrincipio general

Un cálculo muy aproximado es Un cálculo muy aproximado es suficiente.suficiente.

Consiste en considerar que el cos ϕ Consiste en considerar que el cos ϕ de una instalación es en promedio de de una instalación es en promedio de 0,8 sin compensación.0,8 sin compensación.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Se considera que hay que «subir» el Se considera que hay que «subir» el factor de potencia a cos ϕ = 0,93 para factor de potencia a cos ϕ = 0,93 para eliminar las penalizaciones y compensar eliminar las penalizaciones y compensar las pérdidas habituales de energía las pérdidas habituales de energía reactiva de la instalación. Para «subir» de reactiva de la instalación. Para «subir» de este modo el cos ϕ el cuadro indica que, este modo el cos ϕ el cuadro indica que, para pasar de para pasar de

cos ϕ = 0,8 a cos ϕ = 0,93cos ϕ = 0,8 a cos ϕ = 0,93es necesario proporcionar 0,335 kVAr por es necesario proporcionar 0,335 kVAr por kW de carga.kW de carga.La potencia de la batería de La potencia de la batería de condensadores a instalar (a la cabeza de condensadores a instalar (a la cabeza de la instalación) será:la instalación) será:

Q(kVAr) = 0,355 x P(kW)Q(kVAr) = 0,355 x P(kW)

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Esta relación permite hallar rápidamente un Esta relación permite hallar rápidamente un valor muy aproximado de la potencia de valor muy aproximado de la potencia de condensadores a instalar.condensadores a instalar.

EjemploEjemplo

Se desea pasar el cos ϕ = 0,75 de una Se desea pasar el cos ϕ = 0,75 de una instalación de 665 kVA a un cos ϕ = 0,928.instalación de 665 kVA a un cos ϕ = 0,928.

La potencia activa de la instalación es 665 x La potencia activa de la instalación es 665 x 0,75 = 500 kW.0,75 = 500 kW.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Se lee, en el cuadro en la Se lee, en el cuadro en la intersección de la línea cos ϕ = 0,75 intersección de la línea cos ϕ = 0,75 (antes de compensar) con la (antes de compensar) con la columna cos ϕ = 0,93 (después de columna cos ϕ = 0,93 (después de compensar) que hay que instalar compensar) que hay que instalar 0,487 kVAr por kW.0,487 kVAr por kW.

Los kVAr a instalar, independientes Los kVAr a instalar, independientes de la tensión de la red, serán de 500 de la tensión de la red, serán de 500 x 0,487 ó sea 244 kVAr.x 0,487 ó sea 244 kVAr.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Método basado en los datos del recibo Método basado en los datos del recibo de electricidadde electricidad Datos obtenidos del reciboDatos obtenidos del recibo– – El periodo del recibo (1 mes, 2 meses,...),El periodo del recibo (1 mes, 2 meses,...),– – el consumo de energía activa (kW.h), el consumo de energía activa (kW.h), (suma de kW.h correspondientes a (suma de kW.h correspondientes a «activa», «punta», «valle» y «llano»),«activa», «punta», «valle» y «llano»),– – consumo de energía reactiva (kVAr.h)consumo de energía reactiva (kVAr.h) Datos obtenidos en la instalaciónDatos obtenidos en la instalación– – cálculo de horas efectivas de cálculo de horas efectivas de funcionamiento al mes:funcionamiento al mes:(ejemplo: h = 22 días x 9 h/día = 189 (ejemplo: h = 22 días x 9 h/día = 189 /mes)/mes)

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

– – cálculo según estos datos:cálculo según estos datos:

Potencia activa consumida en el periodoPotencia activa consumida en el periodo

A partir de la potencia activa, el cos ϕ inicial y A partir de la potencia activa, el cos ϕ inicial y el cos ϕ deseado, según los puntos C5.2 ó el cos ϕ deseado, según los puntos C5.2 ó C5.4, se podrá calcular la Q necesaria.C5.4, se podrá calcular la Q necesaria.

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CORRECCIÓN DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIAPOTENCIA

Método basado en el cálculo de potenciasMétodo basado en el cálculo de potencias

Datos conocidosDatos conocidos

– – potencia activa (kW),potencia activa (kW),

– – cos ϕ inicial,cos ϕ inicial,

– – cos ϕ deseadocos ϕ deseado

CálculoCálculo

Q (kVAr) = Potencia activa (kW) x x (tg ϕ inicial - Q (kVAr) = Potencia activa (kW) x x (tg ϕ inicial - tg ϕ deseada)tg ϕ deseada)

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EJERCICIO DE CORRECIÓN EJERCICIO DE CORRECIÓN FACTOR DE POTENCIAFACTOR DE POTENCIA

Disponemos de una factura de Disponemos de una factura de eléctrica:eléctrica:

LLANOLLANO PUNTAPUNTA VALLEVALLE TOTAL TOTAL ACTIVAACTIVA

REACTIVAREACTIVA

Lectura realLectura real 23/07/0523/07/05 4553545535 24372437 16241624 64986498

Lectura realLectura real 24/06/0524/06/05 4414544145 21082108 14551455 61176117

13901390 329329 169169 381381

Factor Factor multiplicadomultiplicadorr

X100X100 X100X100 X100X100 X100X100

139000 kwh139000 kwh 32900 kwh32900 kwh 16900 kwh16900 kwh 38100 kVArh38100 kVArh

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EJERCICIO DE CORRECIÓN EJERCICIO DE CORRECIÓN FACTOR DE POTENCIAFACTOR DE POTENCIA

Calcular el factor de potencia.Calcular el factor de potencia. Si deseamos un factor de potencia Si deseamos un factor de potencia

0,98 ¿que potencia mínima de 0,98 ¿que potencia mínima de batería de condensadores batería de condensadores necesitamos?necesitamos?

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REGLAMENTO ELECTROTECNICO DE REGLAMENTO ELECTROTECNICO DE BAJA TENSIÓNBAJA TENSIÓN

RD 842/2002RD 842/2002

ITC-BT-29ITC-BT-29

PRESCRIPCIONES PARTICULARES PARA PRESCRIPCIONES PARTICULARES PARA LAS INSTALACIONES ELECTRICAS DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS DE LOS LOCALES CON RIESGO DE LOS LOCALES CON RIESGO DE INCENDIO O EXPLOSIÓNINCENDIO O EXPLOSIÓN

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R.D.842/2002 Reglamento Electrotécnico R.D.842/2002 Reglamento Electrotécnico para baja tensión. ITC-BT-29para baja tensión. ITC-BT-29

Ejemplos de emplazamientos peligrosos:Ejemplos de emplazamientos peligrosos:De Clase IDe Clase I::* Lugares donde se trasvasen líquidos volátiles inflamables de un * Lugares donde se trasvasen líquidos volátiles inflamables de un recipiente a otro.recipiente a otro.* Garajes y talleres de reparación de vehículos.* Garajes y talleres de reparación de vehículos.* Interior de cabinas de pintura donde se usen sistemas de * Interior de cabinas de pintura donde se usen sistemas de pulverización y su entorno cercano cuando se utilicen disolventes.pulverización y su entorno cercano cuando se utilicen disolventes.* Secaderos de material con disolventes inflamables.* Secaderos de material con disolventes inflamables.* Locales de extracción de grasas y aceites que utilicen disolventes * Locales de extracción de grasas y aceites que utilicen disolventes inflamables.inflamables.* Locales con depósitos de líquidos inflamables abiertos o que se * Locales con depósitos de líquidos inflamables abiertos o que se puedan abrir.puedan abrir.* Zonas de lavanderías y tintorerías en las que se empleen líquidos * Zonas de lavanderías y tintorerías en las que se empleen líquidos inflamables.inflamables.* Salas de gasógenos.* Salas de gasógenos.* Instalaciones donde se produzcan, manipulen, almacenen o * Instalaciones donde se produzcan, manipulen, almacenen o consuman gases inflamables.consuman gases inflamables.* Salas de bombas y/o de compresores de líquidos y gases inflamables.* Salas de bombas y/o de compresores de líquidos y gases inflamables.* Interiores de refrigeradores y congeladores en los que se almacenen * Interiores de refrigeradores y congeladores en los que se almacenen materias inflamables en recipientes abiertos, fácilmente perforables o materias inflamables en recipientes abiertos, fácilmente perforables o con cierres poco consistentes.con cierres poco consistentes.

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De Clase IIDe Clase II::

* Zonas de trabajo, manipulación y almacenamiento de la industria * Zonas de trabajo, manipulación y almacenamiento de la industria alimentaría que maneja granos y derivados.alimentaría que maneja granos y derivados.

* Zonas de trabajo y manipulación de industrias químicas y * Zonas de trabajo y manipulación de industrias químicas y farmacéuticas en las que se produce polvo.farmacéuticas en las que se produce polvo.

* Emplazamientos de pulverización de carbón y de su utilización * Emplazamientos de pulverización de carbón y de su utilización subsiguiente.subsiguiente.

* Plantas de coquización.* Plantas de coquización.

* Plantas de producción y manipulación de azufre.* Plantas de producción y manipulación de azufre.

* Zonas en las que se producen, procesan, manipulan o empaquetan * Zonas en las que se producen, procesan, manipulan o empaquetan polvos metálicos de materiales ligeros(Al, Mg, etc.)polvos metálicos de materiales ligeros(Al, Mg, etc.)

* Almacenes y muelles de expedición donde los materiales * Almacenes y muelles de expedición donde los materiales pulverulentos se almacenan o manipulan en sacos y contenedores.pulverulentos se almacenan o manipulan en sacos y contenedores.

* Zonas de tratamiento de textiles como algodón, etc.* Zonas de tratamiento de textiles como algodón, etc.

* Plantas de fabricación y procesado de fibras.* Plantas de fabricación y procesado de fibras.

* Plantas desmotadoras de algodón.* Plantas desmotadoras de algodón.

* Plantas de procesado de lino.* Plantas de procesado de lino.

* Talleres de confección.* Talleres de confección.

* Industria de procesado de madera tales como carpinterías, etc.* Industria de procesado de madera tales como carpinterías, etc.

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Modos de protecciónModos de protecciónMATERIAL ELÉCTRICOMATERIAL ELÉCTRICO

Definición:

Reglas constructivas de los materiales y equipos de forma tal que puedan ser aptos para su empleo con seguridad en un ambiente potencialmente explosivo

Impedir, con un coeficiente de seguridad elevado, que, Arcos, chispas o calentamientos, producidos por los equipos Eléctricos provoquen la ignición de una atmósfera explosiva.

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Modos de protección

Confinar la explosión Separar la fuente energéticade la atmósfera explosiva

Reducir la energíao los calentamientos

1G ma

2G mb

3G nR, nP, nC

2G d

3G nC

1G ia

2G e, ib

3G nA, nL, nC

1D tD,maD

2D tD, pD, mbD

3D tD

1D iaD

2D ibD

Polv

os

Gases

Méto

do

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Envolvente antideflagrante “d”Dispositivo de corte blindado “nC”

Modo de protección en el cual el material eléctrico capaz de inflamar una atmósfera explosiva está contenido en una envolvente resistente a la presión de una eventual explosión interna al mismo tiempo que impide su transmisión a la atmósfera circundante.

UNE-EN 50018 y UNE-EN 50021

e

L

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Envolvente antideflagrante “d”

Aplicaciones

Motores de cualquier tipo Luminarias Aparamenta eléctrica en general Sensores y transductores Sistemas electrónicos Dispositivos de respiración y drenaje

Limitaciones Peso y volumen de los equipos No pueden existir fuentes de gas en el interior Geometría interna (precompresión)

UNE-EN 50018

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Seguridad aumentada “e”Antichispas “nA”

Modo de protección consistente en aplicar ciertas medidas con el fin de evitar, con un coeficiente de seguridad elevado, la posibilidad de temperaturas excesivas y la aparición de arcos o chispas en el interior y sobre las partes externas del material eléctrico que, en condiciones normales, no se producen

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Seguridad aumentada “e” Antichispas “nA”

Aplicaciones

Motores con rotor de jaulaLuminariasInstrumentos de medidaTransformadores de medidaBalastosCajas y terminales de conexiónCintas calefactoras

LimitacionesAparatos que en condiciones normales no produzcan chispaMotores UN <11kVCalidad de los bobinadosDensidad de corrienteCalidad de los aislamientos a distanciasMantenimiento de los equiposProtección eléctrica

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Seguridad intrínseca “i” “iD”Energía limitada “nL”

Se define la seguridad intrínseca como las medidas adoptadas en un circuito eléctrico para que ninguna chispa, arco o efecto térmico, producidos en las condiciones de ensayo previstas en la norma, bien sea en funcionamiento normal o en las condiciones específicas de fallo, sea capaz de provocar la inflamación de una atmósfera explosiva dada.

UNE-EN 50020 y UNE-EN 50021

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Seguridad intrínseca “i” “iD” UNE-EN 50020

AplicacionesCircuitos de señalInstrumentaciónFuentes de alimentaciónAparatos portátiles

LimitacionesIntegración en sistemasInterconexión de equiposSólo para pequeñas potencias

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Sobrepresión interna “p” “pD” Sobrepresión interna simplificada “nP”

Modo de protección el cual se impide la penetración de una atmósfera explosiva circundante al interior de la envolvente que contiene el material eléctrico, por contener dicha envolvente un gas de protección a una presión superior a la de la atmósfera explosiva externa

UNE-EN 50016 y UNE-EN 50021

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Sobre-presión interna “p” “pD” “nP”

AplicacionesMotores de alta potenciaAparamenta eléctricaSistemas de controlSalas de controlAparatos portátilesEquipos con fuentes internas de gas

LimitacionesSe requiere un equipo de controlOperaciones e mantenimiento y prueba en tensiónLimitación de la clase de temperatura

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Encapsulado “m” “mD”Encapsulado simplificado “nC”

Modo de protección en el cual las partes que pueden inflamar una atmósfera por chispas o calentamientos están embebidos en una resina de tal forma que esta atmósfera no puede inflamarse

UNE-EN 50028 y UNE-EN 50021

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Encapsulado “m” “mD” “nC”UNE-EN 50028

AplicacionesPequeños circuitosComponentes simplesFuentes de alimentación

LimitacionesCaracterísticas de la resinaVolumen internoImposible reparar

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Relleno pulverulento “q”

Modo de protección en el cual la envolvente que contiene el material eléctrico está rellena de un material en estado pulverulento de manera tal que, en las condiciones previstas en la construcción, un arco que se produzca en su interior no pueda producir la inflamación de la atmósfera circundante. Esta inflamación tampoco será producida por un calentamiento excesivo en las paredes de la envolvente.

UNE-EN 5OO17

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Relleno pulverulento “q”UNE-EN 50017

AplicacionesPequeños circuitosComponentes simples

LimitacionesCaracterísticas de la arenaPeso

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Inmersión en aceite “o” UNE-EN 50015

Modo de protección en el cual el material eléctrico o partes del material eléctrico están sumergidas en aceite de forma tal que una atmósfera explosiva que se encuentre por encima del nivel de aceite o en el exterior de la envolvente no pueda inflamarse

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Inmersión en aceite “o”UNE-EN 50015

AplicacionesInterruptores de pequeño volumen de aceite

LimitacionesCaracterísticas del aceiteLimitación de uso

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Respiración restringida “nR”

Modo de protección simplificado consiste en impedir, mediante un sellado eficaz, que la atmósfera explosiva penetre en el interior de una envolvente que no puede abrirse durante el servicio normal

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Respiración restringida “nR”

AplicacionesLuminariasEquipo eléctrico estanco

LimitacionesEstanqueidad de la envolvente

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Dispositivo hermético “nC”

Modo de protección simplificado consiste en impedir, mediante un sellado por fusión, que la atmósfera explosiva penetre en el interior de una envolvente hermética.

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Dispositivo hermético “nC”

Aplicaciones Relés “REED” Otros componentes herméticos

LimitacionesRequiere envolvente externaHermeticidad garantizado por fusión

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Componente no incendiario “nC”

Modo de protección simplificado consiste en impedir que contactos de apertura y cierre y su envolvente lleguen a provocar la inflamación de una atmósfera circundante.

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Componente no incendiario “nC”

AplicacionesRelés y contadores de pequeña potencia

LimitacionesAplicaciones muy concretas

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Protección por envolvente “tD”

Modo de protección para polvos combustibles consistente en impedir, mediante un grado de protección eficaz, que la atmósfera explosiva penetre en el interior de una envolvente y que la superficie de ésta alcance temperaturas peligrosas

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Protección por envolvente “tD” CEI 61241-1

Aplicaciones

Aparamenta eléctricaMotoresLuminariasConjuntos electrónicosInstrumentos

LimitacionesGrado de protección elevado (dificultad para motores)Para categoría 1 se requieren condiciones especialesMantenimiento (real) del grado de protección

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SEGURIDAD SEGURIDAD INTRÍNSECAINTRÍNSECA

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SEGURIDAD INTRÍNSECA

Medidas adoptadas en un circuito eléctrico para que ninguna chispa, arco o efecto térmico, producidos en las condiciones de ensayo previstas en la norma, bien sea en funcionamiento normal o en las condiciones específicas de fallo, sea capaz de provocar la inflamación de una atmósfera explosiva dada.

EN 50020 (aparatos)EN 50039 (sistemas)CEI 60079-25 (“)CEI 60079-27(“)

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“ia” K=1,5 operación normal o con un fallo

K=1 con dos fallos independientesapropiado para Zona 0

“ib” K=1,5 operación normal o con un fallo

K=1 con un fallo (+ condiciones)apropiado para Zona 1

CATEGORÍA NIVEL DE PROTECCIÓN

CATEGORÍA (actual definición en EN50020)NIVEL DE PROTECCIÓN (propuesta para evitar confusión con 94/9/CE)

Más

seg

uro

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Mecanismo de ignición

Chispa o arco

Superficie caliente

ENERGÍA DE INFLAMACIÓNGrupo I (CH4) 280µjGrupo IIA (C3H8) 250µjGrupo IIB (C2H4) 96µjGrupo IIC (H2) 20µj

CLASE DE TEMPERATURAT1 = 450 ºC T4 = 135 ºCT2 = 300 ºC T5 = 100 ºCT3 = 200 ºC T6 = 85 ºC

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Tipos de aparatos

Equipos asociados

Equipos Ex i

Solo algunas partes del circuito son de seguridad intrínseca.Previstos para ser ubicados en zona segura

[EEx ia] IIC

Todas las partes del circuito son de seguridad intrínseca

EEx ia IIC T4

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Equipos asociados

Equipos Ex i

Fuente de alimentaciónBarrera zenerRepetidor

SensoresTransductoresAparatos portátiles

Ejemplos de tipos de aparatos

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No requieren certificado

U ≤ 1,2 VI ≤ 100 mAP ≤ 25 mWE ≤ 20 µJ

No acumulan energíaNo generan energíaDisipación térmica despreciable

Cajas de conexiónContactos libres de tensiónTermopares

Aparatos simplessi

mult

áneam

en

te

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DE SALIDA

Uo tensión de vacío Io corriente de cortocircuito Po Potencia máxima de salida Co Capacidad máxima conectable Lo inductancia máxima conectable (L/R)o máxima relación L/R conectable (cables)

Parámetros de seguridad intrínseca

EN APARATOS ASOCIADOS

Um tensión de la red eléctrica de alimentación

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DE ENTRADA

Ui tensión máxima aplicable Ii corriente máxima aplicable Pi potencia máxima aplicable Ci capacidad equivalente en la entrada Li inductancia equivalente en la entrada (L/R)i relación L/R equivalente en la entrada

Parámetros de seguridad intrínseca

Los parámetros no indicados significan que no son relevantes para la seguridad

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Curvas límite de inflamación (Circuitos resistivos)

No seguro

Seguro

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Curvas límite de inflamación (Circuitos inductivos)

Page 301: 15250699 Mantenimiento Industrial

Curvas límite de inflamación (Circuitos capacitivos)

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Conexión simple de aparatos

Equipo 1

UoIoPoCoLo

Equipo 2

UiIiPiCiLi

EEx ia IIC T4

Uo≤UiIo≤Ii

Po≤PiCo≥CiLo≥Li

EEx ib IIB

¡OJO!

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SISTEMAS S.I

DEFINICIONES

Conjunto de materiales eléctricosInterconectados, con circuitos o partesDe circuitos de seguridad intrínseca

Documento del diseñador, en el que se precisan:

- Materiales eléctricos- Cables de interconexión- Parámetros eléctricos- JUSTIFICACIÓN de la SEGURIDAD

DOCUMENTO DESCRIPTIVO DEL SISTEMA

SISTEMA ELÉCTRICO

NORMAS EN 50.039 / CEI 60079-25 / CEI 60079-14REGLAMENTO ITC 029 ap. 7.2 & 9.1

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SISTEMAS S.IDocumento del sistema

Definición del entorno

- Clase, zona, grupo- Dónde se instalan equipos y cables

Lista de referencias

- A los equipos certificados- Condiciones especiales de utilización

Esquema eléctrico

Parámetros S.I.

- De cada aparato- Reasignaciones

Registro de cambios

Cables

- Pruebas de rigidez- Parámetros: l (mH/km)

c (nF/km) r (Ω/km)

Posición de los circuitos ycableado

Análisis del sistema

- Verificación seguridad- Clasificación

Cualquier otra información

El documento del sistema es un documento vivo que hay que mantener

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SISTEMAS S.I

Barreras de seguridad y separador de circuitos

Reguladores - Ordenadores - PLC - Impresión - Dispositivos de comprobación

Circuitos eléctricosintrínsecamente

No seguros

Excepto separación (Sepárese Integrado)

circuitos eléctricosIntrínsecamente

seguros

Dispositivos de campaña

Dispositivos de indicación

Dispositivos de mando

SensoresActuadores Dispositivo Convertidores de medida

Áre

a e

n p

eli

gro

de

ex

plo

sió

n

Áre

a a

sa

lvo

E

jem

. e

sta

ció

n

de

me

dic

ión

Sistema de automatización

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Interconexión

Interconectar un convertidor de medida de presión con un módulo de entrada análoga

Área con riesgo de explosión

Convertidor demedida de presiónSITRANS P DSIII

Módulo de entradaAnálogaSIMATIC ET 200iS

Page 307: 15250699 Mantenimiento Industrial

Comparación de los valores máximos de seguridad:

SIMATIC

Módulo de entrada analógica

6ES7 134-5rb00-0AB0

SITRANS P DSIII

Tipo

7MF4*33-*****-*B**

Uo 28 V ≤ Ui 30 V ok

Io 85 mA ≤ Ii 100 mA ok

Po 595 mW ≤ Pi 750 mW ok

Cálculo de la longitud de cable máxima:

Lo[mH]

Li[mH](cell)

L[mH]

(cable)

Longitud de cable max. Permitida

L´=1uH/m

Grupo II B 15 - 0.4 = 14.6 14600 m

Grupo II C 4 - 0.4 = 3.6 3600 m

Co[nF]

Ci[nF](cell)

C[nF](cable)

Longitud de cable max. PermitidaC´= 200 pF/m

Longitud de cable max. PermitidaC´= 100 pF/m

Grupo IIB

650 - 6 = 644 3220 m 6440 m

Grupo IIC

80 - 6 = 74 370 m 740 m

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Interconexión

Interconectar una célula de pesaje SIWAREX R con un interfaz Ex-i SIWAREX ES

Área con riesgo de explosión Área segura

Célula de pesajeSIWAREX R

InterfaseSIWAREX IS

Page 309: 15250699 Mantenimiento Industrial

Comparación de los valores máximos de seguridad:

Interfaz Ex-i

7MH4710-5CA

Célula de pesaje Carga nominal 10 toneladas

Uo 14.4 V ≤ Ui 19.1 V ok

Io 137 mA ≤ Ii 323 mA ok

Po 1025 mW ≤ Pi 1.25 W for T6 ok

Po 1025 mW ≤ Pi 1.93 W for T4 ok

Cálculo de la longitud de cable máxima:

Lo[mH]

Li[mH](cell)

L[mH]

(cable)

Longitud de cable max. Permitida

L´=1uH/m

Grupo de GasB

2 - 0 = 2 2000 m

Grupo de GasC

0.5 - 0 = 0.5 500 m

Co[nF]

Ci[nF](cell)

C[nF](cable)

Longitud de cable max. PermitidaC´= 200 pF/m

Longitud de cable max. PermitidaC´= 100 pF/m

Grupo de GasB

2000 - 0.4 = 1999 9995 m 19990 m

Grupo IIC

450 - 0.4 = 449 2245 m 4490 m

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Barrera de seguridad

Diagrama de circuito con barrera de seguridad

UO

IK R F

Lado intrínsecamente

seguro

Lado intrínsecamente

No seguro

Circuito de seguridad

Área seguraÁrea en peligro

de explosión

Punto de ??????? central

ReguladorImpresiónPLC

Indicador deconvertidorde medida

Page 311: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.IEjemplo de sistema

Page 312: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.ICABLES MULTICONDUCTORES

Pantalla conductora individual /60%)

Aislante e ≥ 0,2 mm

Rigidez 2U ≥ 500V

Ensayo dieléctrico: 500 V (C-C, C-P) 1000 V (1/2 C – 1/2

C)

Ningún defecto

TIPO A

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SISTEMAS S.ICABLES MULTICONDUCTORES

Igual que TIPO A, sin pantallas

Cable fijo, protegido Up ≤ 60 V

Ningún defecto

TIPO B

Igual que TIPO B

Defectos: hasta 2 contactos, 4 cortesTIPO C

Cualquier cable

Defecto: cualquier número de fallos simultáneosTIPO D

Page 314: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.ICABLES (PARES SIMPLES)

Page 315: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.ICABLES (PARES SIMPLES)

Page 316: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.I

SI LA BANDEJA ES METÁLICA DEBE ESTAR UNIDA A TIERRA

Page 317: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.ICAJAS DE CONEXIÓN

Page 318: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.I

Page 319: 15250699 Mantenimiento Industrial

SISTEMAS S.ICálculo de parámetros

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INSPECCION Y MANTENIMIENTOINSPECCION Y MANTENIMIENTOUNE-EN 60079-17UNE-EN 60079-17

GRADOS DE INSPECCIÓN:GRADOS DE INSPECCIÓN:

- Inspección visual.- Inspección visual.

- Inspección cercana.- Inspección cercana.

- Inspección detallada.- Inspección detallada.

Las dos primeras no es necesario la Las dos primeras no es necesario la desconexión los equipos. La segunda utiliza desconexión los equipos. La segunda utiliza herramientas.herramientas.

La inspección detallada desconecta los La inspección detallada desconecta los equipos, y realiza apertura de envolventes.equipos, y realiza apertura de envolventes.

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INSPECCION Y MANTENIMIENTOINSPECCION Y MANTENIMIENTOUNE-EN 60079-17UNE-EN 60079-17

La intensidad, periodo y objetivos de las La intensidad, periodo y objetivos de las inspecciones se establecen en función de inspecciones se establecen en función de los modos de protección que dispongan los modos de protección que dispongan los equipos.los equipos.

El programa de inspección debe incluir:El programa de inspección debe incluir:

- Adecuación del material a la clasificación de áreas.- Adecuación del material a la clasificación de áreas.

- Adecuación de los modos de protección.- Adecuación de los modos de protección.

- Adecuación de la clase térmica.- Adecuación de la clase térmica.

- Identificación adecuada de los circuitos.- Identificación adecuada de los circuitos.

- Hermeticidad y buen estado de las entradas de los cables.- Hermeticidad y buen estado de las entradas de los cables.

- Ajuste correcto de las protecciones.- Ajuste correcto de las protecciones.

- Requisitos específicos a los modos de protección.- Requisitos específicos a los modos de protección.

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INSPECCION Y MANTENIMIENTOINSPECCION Y MANTENIMIENTOUNE-EN 60079-17UNE-EN 60079-17

La inspección y mantenimiento debe ser realizada por personal La inspección y mantenimiento debe ser realizada por personal experimentado y cualificado.experimentado y cualificado.

La reparación de equipos con modos de protección debería encargarse al La reparación de equipos con modos de protección debería encargarse al fabricante o a una empresa especializada.fabricante o a una empresa especializada.

El equipo reparado debe macarse con el símbolo.El equipo reparado debe macarse con el símbolo.

- Identificación del reparador- Identificación del reparador - Reparación efectuada- Reparación efectuada - Fecha- Fecha - UNE 202003-19- UNE 202003-19

Y deben quedar registrados:Y deben quedar registrados: - Detalles de los defectos detectados- Detalles de los defectos detectados - Detalles de los trabajos efectuados- Detalles de los trabajos efectuados - Lista de piezas reparadas o sustituidas- Lista de piezas reparadas o sustituidas - Resultado de las verificaciones.- Resultado de las verificaciones.

R