01 octubre 2013

Criterios de diseño de instalaciones eléctricas industriales (6ª PARTE)


Ver 5ª PARTE

Capacidad de perturbación de los circuitos
Es la capacidad de un circuito de perturbar el funcionamiento de los circuitos de alrededor debido a fenómenos tales como: armónicos, corriente de entrada, desequilibrio, corrientes de alta frecuencia, radiación electromagnética, etc.
Categorías diferentes
  • Sin perturbación: no hay que tomar ninguna precaución especial.
  • Perturbación moderada u ocasional: puede ser necesaria una fuente de alimentación aparte en presencia de circuitos de sensibilidad alta o media. P. ej. circuito de iluminación que genere corrientes armónicas.
  • Perturbación elevada: para el correcto funcionamiento de la instalación, resulta esencial contar con un circuito de alimentación dedicado o con medios para atenuar las perturbaciones. P. ej. motor eléctrico con una fuerte corriente de arranque, equipos de soldadura con corriente fluctuante.

Otras consideraciones o limitaciones
  • Entorno. P. ej. clasificación de iluminación, exposición al sol.
  • Normas específicas. P. ej. hospitales, edificios de gran altura, etc.
  • Norma del distribuidor de energía. P. ej. límites de potencia de conexión para BT, acceso a subestación MT, etc.
  • Cargas de acoplamiento. Cargas acopladas a dos circuitos independientes por motivos de redundancia.
  • Limitaciones de fuente de alimentación de carga. Nivel de tensión (230 V, 400 V, 690 V), sistema de tensión (monofásico, trifásico con o sin neutro, etc.).

Características tecnológicas
Las soluciones técnicas consideradas corresponden a los diversos tipos de equipos MT y BT, así como a las canalizaciones eléctricas prefabricadas.
La elección de soluciones tecnológicas se realiza tras elegir un esquema unifilar y de acuerdo con las características que se indican a continuación.
Entorno y atmósfera
Recopilación de todas las limitaciones ambientales (temperatura ambiente media, altitud, humedad, corrosión, polvo, impactos, etc.) y agrupación de los índices de protección IP e IK.
Categorías diferentes:
  • Estándar: sin limitaciones ambientales especiales.
  • Mejorada: entornos difíciles, varios parámetros ambientales generan importantes limitaciones para los equipos instalados.
  • Específica: entorno atípico, que requiere mejoras especiales.

Índice de servicios
El índice de servicios (IS) es un valor que nos permite caracterizar un cuadro de distribución BT según las necesidades de funcionamiento, mantenimiento y escalabilidad del usuario. Los diferentes valores del índice se indican en la figura con la que abrimos el artículo.

Elección de detalles de arquitectura

Esta es la segunda fase en el diseño de la instalación eléctrica. Durante esta fase se realizan las siguientes elecciones:
  • Disposición.
  • Distribución centralizada o descentralizada.
  • Presencia de generadores de reserva.
  • Presencia de fuentes de alimentación sin interrupción.
  • Configuración de circuitos BT.
  •  Combinaciones de arquitecturas

Disposición
Posición de los equipos MT y BT principales en las instalaciones o en el edificio. Esta elección de disposición se aplica a los resultados de la fase 1.
Guía de elección:
  • Colocación de las fuentes de alimentación lo más cerca posible del baricentro de los consumidores de potencia.
  • Reducción de las limitaciones atmosféricas: instalaciones dedicadas del edifi cio si la disposición en el taller es demasiado restrictiva (temperatura, vibraciones, polvo, etc.).
  • Colocación de equipos pesados (transformadores, generadores, etc.) cerca de las paredes o las salidas principales para facilitar el mantenimiento.

En el siguiente diagrama se ofrece un ejemplo de disposición. 

Esquemas de distribución en baja tensión

En una instalación típica de baja tensión los circuitos de distribución se originan en un cuadro general de baja tensión desde el que los conductores alimentan cargas a través de cuadros de distribución secundarios y/o cuadros terminales.
Niveles de distribución de baja tensión
En las instalaciones medianas y grandes se utilizan por lo general tres niveles de distribución para suministrar alimentación de baja tensión a todas las cargas:
·         Distribución desde el cuadro general de baja tensión (CGBT).
En este nivel, se distribuye la alimentación de uno o más transformadores de media/baja tensión conectados a la red de media tensión de la compañía eléctrica-
o   Diferentes áreas de la instalación: talleres de una fábrica, zonas de producción homogéneas de instalaciones industriales, plantas de edificios de oficinas, etc.
o   Cargas centralizadas de gran potencia como compresores de aire y unidades de refrigeración por agua en procesos industriales o sistemas de aire acondicionado y ascensores de edificios de oficinas
·         Distribución secundaria utilizada para distribuir la electricidad en cada zona.
·         Distribución terminal, utilizada para suministrar las diversas cargas.
Topologías básicas.
Todos los esquemas de distribución son combinaciones de dos topologías básicas que se muestran en la siguiente figura:
o   Topología de estrella: distribución radial (o centralizada).
o   Topología de bus: distribución mediante canalizaciones eléctricas (también se denominan sistemas de canalización eléctrica).


Selección del esquema de distribución
El esquema de distribución de baja tensión se selecciona de acuerdo con una serie de criterios que incluyen:
  • Requisitos de disponibilidad de energía.
  • Tamaño de la instalación (superficie y alimentación total que debe distribuirse).
  • Disposición de las cargas (equipos y densidad de la alimentación).
  • Requisitos de flexibilidad de la instalación.
  • Requisitos de disponibilidad de energía.

La creación de circuitos independientes para diferentes partes de una instalación permite:
  • Limitar las consecuencias de un defecto en el circuito en cuestión.
  • Simplificar la localización de defectos.
  • Llevar a cabo trabajo de mantenimiento o extensiones de los circuitos sin interrumpir el suministro de alimentación a toda la instalación.

Por lo general se necesitan los siguientes grupos de circuitos:
  • Circuitos de iluminación (en los que se produce la mayoría de los defectos de aislamiento).
  • Circuitos de tomas de corriente.
  • Circuitos de calefacción, ventilación y aire acondicionado.
  • Circuitos para la fuerza motriz.
  • Circuitos de suministro eléctrico para servicios auxiliares (indicación y control).
  • Circuitos para sistemas de seguridad (iluminación de emergencia, sistemas de protección contra incendios y circuitos de fuentes de alimentación sin interrupción (UPS) para sistemas informáticos, etc.), cuya instalación está sujeta normalmente a normativas y códigos profesionales estrictos.

Tamaño de la instalación:
  • Los emplazamientos pequeños se suministran directamente desde la red de baja tensión de la instalación, y el tamaño y los requisitos de alimentación de la instalación eléctrica no justifican el uso de un sistema de distribución de 3 niveles. La distribución eléctrica en instalaciones pequeñas (tiendas, hogares, oficinas pequeñas, etc.) a menudo sólo implica uno o dos niveles.
Ver  7ª PARTE
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