29 septiembre 2013

Criterios de diseño de instalaciones eléctricas industriales (5ª PARTE)



Ver 4ª PARTE
Características de la instalación eléctrica
Estas son las características de instalación principales que permiten la definición de los fundamentos y detalles de la arquitectura de distribución eléctrica. Para cada una de estas características, ofrecemos una definición y las diferentes categorías o posibles valores.
Actividad
Actividad económica principal realizada en las instalaciones. Para los edificios industriales consideramos fabricación, alimentos y bebidas, logística. En los edificios terciarios consideramos oficinas, hipermercados o centros comerciales.
Topología
Características arquitectónicas de los edificios, teniendo en cuenta el número de edificios, el número de plantas y la superficie de cada planta. Las categorías que nos encontramos son edificios de un solo nivel, edificios de varios niveles, Instalaciones de varios edificios y edificios de gran altura
Latitud de disposición
Se tendrán en cuenta las características, teniendo en cuenta las limitaciones en cuanto a la disposición de los equipos eléctricos en el edificio: estética, accesibilidad, presencia de ubicaciones dedicadas, uso de pasillos técnicos (por planta) y uso de conductos técnicos (verticales).
Fiabilidad del servicio
Es la capacidad de un sistema de alimentación de cumplir su función de suministro en las condiciones establecidas durante un periodo de tiempo específico.
Categorías diferentes
  • Mínima: este nivel de fiabilidad de servicio implica el riesgo de interrupciones relacionadas con las limitaciones geográficas (red aparte, área alejada de los centros de producción de energía), técnicas (línea aérea, sistema incorrectamente mallado) o económicas (mantenimiento insuficiente, generación subdimensionada).
  • Estándar.
  • Mejorada: este nivel de fiabilidad de servicio puede obtenerse a través de medidas especiales tomadas para reducir la probabilidad de interrupción (red subterránea, mallado resistente, etc.).

Flexibilidad de instalación
Es la posibilidad de desplazar fácilmente los puntos de suministro eléctrico dentro de la instalación o de incrementar la alimentación suministrada en determinados puntos.
La flexibilidad es un criterio que también aparece debido a la incertidumbre del edificio durante la fase de resumen del proyecto previo.
Categorías diferentes
Sin flexibilidad: la posición de las cargas se fija durante el ciclo de vida, debido a las grandes limitaciones relacionadas con la construcción del edificio o el elevado peso del proceso ofrecido. P. ej. trabajos de fundición.
Flexibilidad de diseño: el número de puntos de suministro, la potencia de las cargas o su ubicación no se conocen con precisión.
Flexibilidad de implantación: las cargas pueden instalarse tras la puesta en marcha de la instalación.
Flexibilidad de funcionamiento: la posición de las cargas oscilará, según la reorganización del proceso.
Demanda de potencia
La suma de la potencia de carga aparente (en kVA), a la que se aplica un coeficiente de uso, representa la potencia máxima que puede consumirse en un momento determinado en las instalaciones, con la posibilidad de sobrecargas limitadas que sean de corta duración.
Distribución de cargas
Las características relacionadas con la uniformidad de la distribución de cargas (en kVA/m²) en una zona determinada o en todo el edificio.
Categorías diferentes
  • Distribución uniforme: las cargas son normalmente de potencia media o baja y se extienden por toda la superficie o en una gran extensión del edificio (densidad uniforme). P. ej. iluminación, estaciones de trabajo individuales.
  • Distribución intermedia: las cargas son normalmente de potencia media, localizadas en grupos por toda la superficie del edificio. P. ej. máquinas de montaje, transporte, estaciones de trabajo, “instalaciones” de logística modulares.
  • Cargas localizadas: las cargas son normalmente de alta potencia y se localizan en diversas zonas del edificio (densidad no uniforme). P. ej. sistema HVAC.

Sensibilidad a las interrupciones de alimentación
Es la capacidad de un circuito de aceptar una interrupción de alimentación. Las categorías existentes son:
  • Circuito “deslastrable”: posibilidad de corte en cualquier momento durante un periodo de tiempo indefinido.
  • Interrupción larga aceptada: tiempo de interrupción > 3 minutos.
  • Interrupción corta aceptada: tiempo de interrupción < 3 minutos.
  • Ninguna interrupción aceptada.

Podemos distinguir diversos niveles de gravedad de una interrupción de alimentación, según las posibles consecuencias:
  • Sin consecuencias importantes.
  • Pérdida de producción.
  • Deterioro de las instalaciones de producción o pérdida de información confidencial.
  • Peligro mortal.

Se expresa en términos de criticidad de suministro de cargas o circuitos:
  • No crítica. La carga o el circuito pueden “deslastrarse” en cualquier momento. P. ej. circuito de calefacción de aguas sanitarias.
  • Baja criticidad. Una interrupción de alimentación ocasiona una molestia temporal para los ocupantes de un edificio, sin ninguna consecuencia económica. Si la interrupción se prolonga y supera el periodo de tiempo crítico puede ocasionar una pérdida de producción o una reducción de la productividad. P. ej. circuitos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
  • Criticidad media. Una interrupción de alimentación ocasiona una breve parada en el proceso o servicio. Si la interrupción se prolonga y supera el periodo de tiempo crítico, puede ocasionar un deterioro de las instalaciones de producción o un coste de arranque para la nueva puesta en funcionamiento. P. ej. unidades refrigeradas, ascensores.
  • Alta criticidad. Cualquier interrupción de alimentación ocasiona un daño mortal o pérdidas económicas inaceptables. P. ej. sala de teatro en funcionamiento, departamento informático, departamento de seguridad.

Sensibilidad a las perturbaciones
Es la capacidad de un circuito de funcionar correctamente en presencia de una perturbación de alimentación eléctrica. Una perturbación puede ocasionar diversos grados de mal funcionamiento. P. ej. interrupción del funcionamiento, funcionamiento incorrecto, desgaste acelerado, aumento de pérdidas, etc.
Tipos de perturbaciones que afectan a las operaciones del circuito:
  • Apagones parciales.
  • Sobretensiones.
  • Distorsión de tensión.
  • Fluctuaciones de tensión.
  • Desequilibrio de tensión.

Categorías diferentes
  • Sensibilidad baja: las perturbaciones en las tensiones de suministro afectan de forma mínima a las operaciones. P. ej. dispositivo de calentamiento.
  • Sensibilidad media: las perturbaciones de tensión ocasionan un importante deterioro de las operaciones. P. ej. motores, iluminación.
  • Alta sensibilidad: las perturbaciones de tensión pueden ocasionar interrupciones en el funcionamiento o incluso el deterioro de los equipos suministrados. P. ej. equipos de IT.

La sensibilidad de los circuitos a las perturbaciones determina el diseño de los circuitos de alimentación compartidos o dedicados. En efecto, conviene separar lascargas “sensibles” de las cargas “perturbadoras”. P. ej. separación de los circuitos de iluminación de los circuitos de suministro de motores.

Esta elección también depende de las características de funcionamiento. P. ej. suministro de alimentación independiente de los circuitos de iluminación para permitir la medición del consumo de potencia.
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