Gt26- Diseñar y Ajustar Parametros(2)

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENASISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN

Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional IntegralGUÍA DE APRENDIZAJE

Versión: 02

Fecha: 30/09/2013Código: F004-P006-GFPI

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Programa de Formación: TECNÓLOGOEN MANTENIMIENTO ELÉCTRICOINDUSTRIAL

Código: 224130Versión:100

Nombre del Proyecto:MPLEMENTACIÓN DE UN PROGRAMADE MANTENIMIENTO ELÉCTRICOINDUSTRIAL

Código: 210834

Fase del proyecto: Ejecución

Actividad (es) delProyecto:

Actividad (es) deAprendizaje:Determinar Cargainstalada, cálculode demanda,factores desimultaneidad y eltransformadornecesario parauna instalaciónindustrial

Ambiente deformaciónTALLERELECTRICIDAD

MATERIALES DEFORMACIÓNDEVOLUTIVOTaladro deárbol, torno,fresadora.Voltímetro,AmperímetroManuales delas máquinas

CONSUMIBLEPapel, lápiz ,

Resultados de Aprendizaje: Ejecutar procedimientos de reparación aplicandonormas de seguridad industrial.

Competencia:Corregir de un bien los sistemaseléctricos de acuerdo a sus especificacionestécnicas

Duración de la guía ( en horas): 20

GUÍA Nº GT 26- Diseñar y ajustar los parámetros eléctricos y elementos en las instalaciones eléctricas



SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENAGUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓNProceso Gestión de la Formación Profesional Integral

Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 02

Fecha: 30/09/2013

Código: F004-P006-GFPI

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1. INTRODUCCIÓN

Cuando hablamos de una instalaciónindustrial debemos pensar en unacantidad de factores que tienen que vercon un correcto dimensionamiento de loscomponentes eléctricos de ladistribución en baja tensión. Nosotroscomo tecnólogos debemos tener elconcepto de cuanta carga en demanda se tiene y por lo menos así determinar si la potencia del

transformador es la adecuada o no. Igualmente los conductores de los circuitos ramales deben estardimensionados para soportar las características de las cargas y tener una regulación mínima. Lasprotecciones deben estar de acuerdo a las características de los cortocircuitos respondercoordinadamente ante un cortocircuito para proteger la maquinaria. La seguridad de las personas tiene queser una prioridad y debemos saber cómo se protegen las personas ante una eventual descarga por contactoindirecto con una máquina energizada.

En esta guía trataremos de desarrollar algunos de estos temas pensando en una problemática realtrasladándonos a una planta de tratamiento de aguas residuales. Allí, a partir de las necesidades del cliente

calcularemos con apoyo del instructor los elementos para la distribución en baja tensión necesarios.

3. ESTRUCTURACIÓN DIDÁCTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE






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3.1 Actividades de Reflexión inicial.¿Cómo determinamos la potencia instalada y la demanda para una instalación?¿Cuáles son los criterios para seleccionar el transformador?

3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos nepara el aprendizaje.

A estas alturas del programa de formación usted ya debe saber cómo calcularla corriente de un motor, o de una carga monofásica o trifásica. Comience

dando un chequeo a las fórmulas referentes a potencia activa, reactiva yaparente, factor de potencia y regulación de voltaje. Así como a lasdefiniciones de intensidad, tensión y de impedancia usando fasores. Tenga encuenta que esta guía es el punto de partida para entender el proceso decálculo de una instalación eléctrica industrial.

Calcular la corriente para un motor trifásico de 3HP -220/380 V Y/Δ - cos φ = 0,82 - η = 0,85

Calcular la corriente para el circuito de iluminación del salón donde estás y si es posibleverifica el calibre de dicha instalación.

EL PROBLEMA

El plan de urbanización de la ciudad de Pereira proyecta un aumento importante de la población. Porconsecuencia es necesario aumentar la capacidad de producción de la planta de tratamiento del agua.AGUAS LIMPIAS DE PEREIRA S. A. ha confiado el estudio a una empresa de TECNOLOGOELECTRICOS para realizar el proyecto de ampliación.

Actualmente, en caso de falla, las aguas usadas se desbordan a proximidad de la planta conconsecuencias para el ecosistema. Para prevenir el aumento previsto del caudal, sin alterar la calidad delservicio, el estudio evidencia la necesidad de instalar un tercer tornillo de Arquímedes. Lainstalación existente no presenta modificaciones por obra civil ya que el estudio inicial proyecto a medioplazo la posibilidad de instalar un tercer tornillo. Los detalles de la planta y videos consultar en la






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carpeta: “Guias de Aprendizaje \ PROBLEMA Planta de Tratamiento”

3.3 Actividades de apropiación del conocimiento.

1. DETERMINAR LA CARGA INSTALADA Y LA DEMANDA DE LA IN

El método de estimación de la potencia óptima de un transformador puede ser más o menos complicado.Generalmente se procede de manera a obtener la carga instalada y la demanda, recordemos que la cargainstalada refiere al valor neto de la potencia de todas las cargas y la demanda al valor utilizado de esascargas de forma real. En general:1°. Realizar el balance des potencias para determinar la potencia absorbida a la red, calculandode forma sucesiva:

La potencia instalada (P i ) (Suma de las potencias activas en kW de las cargas de la instalación), La potencia demandada (P u ) o también llamada potencia utilizada (Parte de la potencia P i en kW

realmente utilizada). Acá debemos tener en cuenta los coeficientes de utilización máximok u ) dlas cargas (cargas que no están generalmente utilizados a plena potencia) y los coeficientes simultaneidad (k s ) por grupos de cargas (cargas que no funcionan generalmente todos a la vez)

La potencia aparente demandada S u corresponde a P u de acuerdo a los factores de potencia y laseficiencias.

2°. Se determina, de acuerdo con la jornada más cargada del año, el valor Pc en kW potencia máximaconsumida y luego convirtiéndola a una potencia aparente Sc. La comparación entre Sa y Sc decide lapotencia a escoger.

A partir de los datos que necesita la instalación de la Planta de tratamiento y pcircuito terminal (T1 á T6), complete la tabla siguiente así:

Calcular las potencias instaladas P i correspondientes ¿Cuál es la potencia instalada total (Σ P i )? Calcular las potencias de utilización correspondientes. ¿Cuál es la potencia

demandada total (Σ P u )? Deducir las potencias aparentes utilizadas S u así: y las corrientes de

empleo o también llamada corriente básica I B correspondientes.Para monofásicos: Para trifásico: √ √

Circuitoterminal Cargas

Potenciainstalada

Coeficientes utilización

k

Coeficientessimultaneidad

ks

Potenciademanda

Potenciademanda

Corriede

T1 Motores






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T2 Puente grúa T

3 Tomas T4 Calefacción T5 Iluminación T6 Automatismo

2. SELECCIÓN DEL TRANSFORMADOR DE ALIMENTACION

En principio se escoge el transformador de potencia aparente en kVA normalizada según losfabricantes inmediatamente superior a la potenciaS m determinada. Pero es importante tener encuenta para la selección los elementos siguientes:

Seguridad de funcionamiento: si la instalación comporta un solo transformador, es prudentesobre calibrar P m de un 20 %, pero depende de los criterios del diseñador,

Influencia de la temperatura: conforme a la Norma, el método de cálculo precedente es válidocuando la temperatura ambiente no pasa de 30°C en promedia diaria y de 20°C en promedia anualcon un máximo de 40°C (más arriba es necesario buscar condiciones especiales para eltransformador),

Extensión futura: si esta prevista, tenerlo en cuenta en la determinación de Pm, Factor de potencia: según la CREG debe ser de 0,90 para evitar penalidades por el distribuidor

de energía.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CLIENTEPara una seguridad de funcionamiento, está previsto una aumento de la potencia utilizada P u del20%La temperatura ambiente no excede 30°C en promedia diaria.Para evitar las penalidades, el factor de potencia de la instalación está previsto a 0,90 ósea una tangenteφ de 0,5. Red distribución 13.2kV subterránea.

A partirde las especificaciones técnicas … Calcular la potencia aparente mínima del transformadornecesario para asegurar la alimentación de la instalación en B.T. ¿Cuál es la intensidad de la corrientede empleo correspondiente?






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A partir de la documentación técnica DT1 « Trafos DTR ABB»…

Escoger la potencia normalizada (Sn) para el transformador de alimentación. Definir, para el transformador elegido, las características principales siguientes:o tensiones primaria U1 y secundaria U20 entre fases, corrientes primaria I1 secundari

I2, o tensión de cortocircuito Ucc en %, conexión (primario/secundario) e índice horario.

En la selección del dieléctrico de refrigeración, se debe considerar varios parámetros: - la seguridad de las personas, a nivel del transformador o de su proximidad (ámbito), seguridad queson objetos de una reglamentación y de recomendaciones oficiales,- el balance económico teniendo en cuenta las ventajas de la tecnología y de la gama de los materialesexistentes.

Selección del dieléctrico Actualmente, es posible escoger entre 2 tipos de dieléctrico: transformador sumergido en acmineral y transformador seco tipo TRIHAL. En el caso de una subestación externa,el transformadorsumergido conviene con ciertas precauciones cuando la distancia hacia el edificio principal es inferior a 8metros.

Distancia Subestación- Medidas D >8m No hay medida particular 4m > D > 8m Necesidad de una pantalla anti-llamas de grado 1 hora

D <4m Pared del edificio a proximidad cortafuego de grado 2 horas

En el caso de una subestación interior,diferentes limitaciones intervienen según el tipo de edificio, ladisposición de los locales y la selección de los equipos.

Tipo de Medidas Otra limitaciGran altura Ningún liquido -TRIHAL obligatorio

DGPT2*Otros Subestación aislada de los locales de trabajo por

pared cortafuego de grado 2 horas o sin apertura Aceite

Otras disposiciones de la subestación* DGPT2:Dispositivo de detección de anomalía en el dieléctrico liquido (Emisión de gas - Aumento depresión o de temperatura 2 niveles). Este dispositivo cierra un contacto para ordenar la aperla celda de protección del transformador M.T/B.T.

El costo de un transformador seco tipo TRIHAL es mayor al de un transformador sumergido en aceitemineral a potencia idéntica pero su selección impone menos limitaciones de instalación. En






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particular, su concepción de clase F1 limita la inflamabilidad. Cual sea el dieléctrico utilizado, la

norma impone un dispositivo de detección de temperatura actuando sobre el dispositivo de corte M.T. Consultar la NTC2050 sección 450 para más detalles y describir su contenido. Consultar del página minminas.gov.co la CIRCULAR No. 18 041Uso de bóvedas para

instalación de transformadores refrigerados por aire (transformadores secos) y describir sucontenido

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CLIENTESubestación M.T/B.T privada 13.2kV/440V: interior aislada de los locales de trabajo sin apertura.Transformador M.T/B.T 400 kVA: tipo sumergido en aceite mineral con relé DGPT2 (Protecciones contraconcentración de gases, sobrepresión y temperatura).

Justificar el dieléctrico escogido para el transformador de la instalación. Definir la función del relé DGPT2. ¿Cómo debe operar el relé en caso de anomalía?

3. MEDICION EN BAJA O EN ALTA

Consultando el tomo II de las normas de la Empresa de Energía de Pereira para el tema de

medición indirecta en la sección 2 Sistemas de medición: Determinar el tipo de medición a prever(Media o Baja Tensión).






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3.4 Actividades de transferencia del conocimiento.

Completa el documento respuesta 1 integrando todas las conclusiones acumuladas. En una hoja de block aparte, con regla, realiza el esquema unifilar de la instalación

eléctrica B.T presentando las diferentes salidas (T 1 à T 5) e indicando, para cada ramal, loconductores distribuidos (Fase, Neutro y Tierra), la ubicación de los diferentes dispositivos deprotección y la corriente de empleo I B asociada.

Actividades de evaluación.

Evidencias de Aprendizaje Criterios de EvaluaciónTécnicas e InstrumentosEvaluación

Evidencias de Conocimiento :1. Calcula carga instalada, la demanda y

el transformador de una cargaindustrial

Evidencias de Desempeño:No Aplica Evidencias de Producto:No Aplica

Diligencia la documentacióntécnica de mantenimientodel sistema de distribucióneléctrica (planos, equipos yparámetros de reglaje)cumpliendo con el pliego decargas y las normasvigentes

Documento RespuestaDR-1-C208101095-G05






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A C T I V I D A D E S D E L

P R O Y E C T O

D U R A C I

N

H o r a s

Materiales deformación

devolutivos:(Equipos/Herra

mientas)

Materiales deformación

(consumibles)

TalentoHumano

(Instructores)

AMBIENTES DEAPRENDIZAJETIPIFICADOS

Descripción

Cantidad

Descripción

Cantidad

Especialidad

Cantidad

ESCENARIO y elementos ycondiciones de seguridad

industrial, salud ocupacional ymedio ambiente

Diseñar yajustar losparámetros

eléctricos yelementosen lasinstalaciones eléctricas

8h

Computador coninternet

Televisor

8

1

Mantenim

ientoeléctricoindustrial

1 Ambientes electricidad.

4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE





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Carga instalada: valor en kW de la suma nominal de todas las cargas independiente de suuso.

Demanda: valor en kW de la suma de todas las cargas teniendo en cuenta factores desimultaneidad y utilización.

Factor de utilización: es a veces inferior que la indicada como potencia nominal, unacircunstancia bastante común que justifica la aplicación de un factor de utilización (ku) en laestimación de los valores reales. Este factor se le debe aplicar a cada carga individual, conespecial atención a los motores eléctricos, que raramente funcionan con carga completa. Enuna instalación industrial, este factor se puede estimar en una media de 0,75 para losmotores. Para cargas de luz incandescente, el factor siempre es igual a 1. Para circuitos contomas de corriente, los factores dependen totalmente del tipo de aplicaciones a las queofrecen suministro las tomas implicadas.

Factor de simultaneidad: Es una práctica común que el funcionamiento simultáneo de todaslas cargas instaladas de una instalación determinada nunca se produzca en la práctica. Esdecir, siempre hay cierto grado de variabilidad y este hecho se tiene en cuenta a nivel deestimación mediante el uso del factor de simultaneidad (ks). El factor ks se aplica a cadagrupo de cargas (por ejemplo, obtener el suministro de un cuadro de distribución osubdistribución). El diseñador es el responsable de la determinación de estos factores, yaque precisa un conocimiento detallado de la instalación y de las condiciones en las que se vana explotar los circuitos individuales. Por este motivo, no es posible proporcionar valoresprecisos para la aplicación general.

5. GLOSARIO DE TERMINOS






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http://www.minminas.gov.co NTC 2050

RETIE Guía de Diseño de instalaciones eléctricas según normas internacionales IEC, 2010, Schneider Electric http://www.transformadores.com.co/ Convenio educativo SENA– Schneider – MENJVA, Guías de formación, Juan Torres, 2013.

2. CONTROL DEL DOCUMENTO

VERSION 1. Adaptada por:Sergio Andrés García Peña, 28 de septiembre del 2015Revisada por: Julián Lopez Echeverry, 28 de septiembre del 2015.

Instructores del área de electricidad centro industrial de mantenimiento y manufac

Documento Respuesta 1-C4-gt-26Nombres: Documento: Código ficha: Programa: Fecha: DD/MM

Circuito

terminal Receptores

Potenciainstalada

P i (kW)

Coeficientes utilización k u simultaneidad

k s

Cargademanda

P u (kW)

Aparente

demandaS u (kVA)

Corrientede

empleoI B (A)

T1 Motores

3~

T2 Puente grúa

3~

T3 Tomas

3~

6. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS

http://www.transformadores.com.co/








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T4 Calefacción 1~

T5 Iluminación

3~

T6 Automatismo

1~

Totalcarga

instaladaP i (kW)

Totaldemanda

P u (kW)

TotalpotenciaS a (kVA)

TotalcorrienteI B (A)

Transformador

M.T/B.T S n (kVA)

U 1 (V) U 20 (V) I 1 I 2 U cc (%)

Conexión ndiceDieléctrico Aceite mineral Seco tipo TRIHAL

Tipo de medición Media Tensión Baja

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