06 octubre 2013

Criterios de diseño de instalaciones eléctricas industriales (7ª PARTE)

Ver 6ª PARTE

Disposición de las cargas en el emplazamiento


Requisitos de flexibilidad de la instalación.
La flexibilidad de la instalación es un requisito cada vez más importante, especialmente en instalaciones comerciales e industriales. Esta necesidad afecta principalmente a las cargas distribuidas y está presente en cada nivel de distribución:
  • Nivel de cuadro de distribución general de baja tensión: flexibilidad de diseño, que permite distribuir la alimentación eléctrica a diferentes áreas de la instalación sin un conocimiento detallado de las necesidades al nivel de distribución secundaria.
  • Nivel de distribución secundaria: flexibilidad de instalación y funcionamiento.
  • Nivel de distribución terminal: flexibilidad de utilización.

Ubicación del centro de transformación y el cuadro de distribución general de baja tensión.

El punto de partida del diseño de una instalación eléctrica, y la ubicación física de los cuadros de distribución secundaria y terminal, es un plano del edificio en cuestión en el que se indique la ubicación de las cargas junto con sus requisitos de alimentación. Por razones tanto técnicas como económicas, el CT de media/baja tensión, las alimentaciones auxiliares y el cuadro de distribución general de baja tensión deberían situarse lo más cerca posible del centro eléctrico de la zona de cargas. En una gran instalación industrial es posible ubicar de la misma manera una serie de centros de transformación de media/baja tensión y CGBT, es decir, en función del centro eléctrico de la zona de cargas.
Pueden utilizarse canalizaciones, denominadas asimismo sistemas de canalización eléctrica prefabricada, para garantizar un alto grado de flexibilidad de cara a las futuras extensiones o modificaciones del sistema de distribución eléctrica. Para asegurar que la mayor flexibilidad de cara a las futuras modificaciones no afecte negativamente a la facilidad de uso, podrá ser necesario instalar dispositivos de protección lo más cerca posible de las cargas.
Ejemplos de esquemas de distribución
Distribución radial arborescente.
Este esquema de distribución es el más utilizado y por lo general sigue disposiciones similares a las mostradas a continuación:
Ventajas:
  • En caso de producirse un defecto sólo se desactiva un circuito.
  • Los defectos se localizan con facilidad.
  • El mantenimiento o las extensiones de los circuitos se pueden llevar a cabo mientras el resto de la instalación sigue prestando servicio. Los tamaños de los conductores se pueden reducir para adaptarlos a los menores niveles de corriente hacia los circuitos secundarios finales.

Inconvenientes:
  • Un defecto que ocurra en uno de los conductores procedentes del cuadro de distribución general de BT cortará el suministro a todos los circuitos de los cuadros de distribución secundaria y de distribución terminal relacionados situados aguas abajo.
  • Cableado convencional.
El cableado convencional resulta adecuado para edificios destinados a un uso específico en los que el sistema de distribución eléctrica es relativamente estable,

Canalización prefabricada para distribución secundaria: Las canalizaciones son una solución excelente para instalaciones en los sectores industrial y comercial que estarán sometidas a cambios en el futuro. Es una instalación flexible y sencilla en grandes zonas diáfanas.
Canalización prefabricada para distribución terminal: Para oficinas, laboratorios y todas las instalaciones modulares sometidas a cambios frecuentes.
Distribución radial pura
Este esquema se utiliza para fines de control centralizado, gestión, mantenimiento y supervisión de una instalación o un proceso dedicado a una aplicación concreta:
Ventajas:
  • Si se produce un defecto (excepto a nivel de embarrado), sólo se interrumpirá un circuito.

Inconvenientes:
  • Exceso de cobre debido al número y la longitud de los circuitos.
  • Elevadas prestaciones mecánicas y eléctricas de los dispositivos de protección (proximidad de la fuente, que depende de la corriente de cortocircuito en el punto considerado).

Distribución mixta desde los cuadros generales de baja tensión (CGBT) y canalizaciones eléctricas de gran potencia
Se pueden utilizar unas canalizaciones eléctricas de gran potencia conectadas al CGBT para suministrar a los alimentadores en otros lugares de la instalación. Estos alimentadores suministran a los cuadros de distribución secundaria y/o a las canalizaciones eléctricas de distribución secundaria. Para requisitos de gran potencia, los transformadores y CGBT también pueden estar repartidos por la instalación. En este caso se pueden utilizar canalizaciones eléctricas para interconectar los diferentes CGBT. Veamos algún ejemplo:
Ventajas
  • Mayor flexibilidad de diseño, independencia de diseño y de instalación a nivel de cuadro de distribución general de baja tensión con respecto al nivel de distribución secundaria, mayor disponibilidad de energía en la instalación.
  • La utilización de fuentes en paralelo garantizan la disponibilidad de la alimentación eléctrica si se produce un defecto en una de ellas. También permiten tener en cuenta la falta de uniformidad en la distribución de la potencia de las cargas en la instalación.

Cambio de sistemas de neutro
En las grandes instalaciones se utilizan dos niveles de tensión, 400 voltios para motores en procesos y 230 V para circuitos de iluminación y tomas de corriente.
  • 380, 400 o 415 V (o en casos excepcionales 480 V), principalmente para motores (aplicaciones de procesos).
  • 220, 230 o 240 V (o en casos excepcionales 277 V) para circuitos de iluminación y de tomas de corriente.

Cuando el neutro no está distribuido, se instalan transformadores de media/baja tensión allí donde se necesite un neutro. Estos transformadores proporcionan un aislamiento galvánico de los circuitos y hacen posible cambiar el sistema de neutro y mejorar las características de aislamiento principales
División de las instalaciones
Para los requisitos de gran potencia se pueden utilizar varios transformadores para separar cargas sensibles o generadoras de perturbaciones, por ejemplo:
  • Sistemas informáticos, que son sensibles a la oscilación de la tensión (caídas y picos) y a la distorsión de las formas de onda (armónicos).
  • Circuitos que generan armónicos, como lámparas de descarga, convertidores eléctricos de diversos tipos (rectificadores controlados mediante tiristores, inversores, controladores de la velocidad de motores, etc.).
  • Circuitos que generan variaciones de tensión excesivas, como motores grandes, hornos de arco, etc. Circuitos sometidos a variaciones de la resistencia de aislamiento.

Equipos auxiliares
Entre los ejemplos cabe citar el suministro duplicado desde CT de MT/BT, unidades generadoras de emergencia, estaciones de alimentación privadas, UPS y unidades de iluminación de emergencia independientes.
Subdivisión de los circuitos

Los circuitos se pueden subdividir de acuerdo con las normativas, normas y necesidades de explotación aplicables. De esta manera, un defecto que afecte a un circuito no esencial no interrumpirá el suministro de alimentación a un circuito esencial.
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