Instalaciones eléctricas Comerciales
Las instalaciones eléctricas comerciales son construidas conforme a lineamientos técnicos y normativos modernos, que contribuyen al ahorro de volúmenes considerables de energía eléctrica en la planta industrial y edificios comerciales. Algunos de los ahorros de las instalaciones eléctricas se logran mediante un trabajo de reingeniería de la instalación eléctrica cuando ésta ya está terminada, mientras que otros ahorros se logran mediante un simple cambio de equipos o dispositivos. Diseño de Instalaciones Eléctricas Comerciales El diseño de una instalación eléctrica debe estar bien fundamentado en la ciencia física y deben tener su buen bagaje de casos de éxito en la experiencia operativa y la seguridad de la instalación eléctrica. Cuando un administrador busca reducir el importe de la factura de la energía eléctrica consumida, y ésta es comprada de una compañía eléctrica suministradora, hace bien en enfocarse en la reducción de pérdidas por efecto Joule en la instalación eléctrica, su sistema de cableado y los equipos que utilizan, la reducción de la demanda pico en su instalación eléctrica también será motivo especial de atención y sobre todo vigilar el factor potencia de las cargas conectadas a su instalación eléctrica.
Buenas prácticas para mantener Instalaciones Eléctricas Comerciales Cada circuito de una instalación eléctrica comercial tiene algún valor inherente de resistencia y reactancia por lo que cada instalación eléctrica comercial desperdicia alguna cantidad de energía eléctrica en forma de calor conocida en la profesión de instalador eléctrico como pérdidas por I2R ó pérdidas por efecto Joule. En tanto la energía eléctrica sea abundante y barata, los diseñadores de instalaciones eléctricas comerciales solo tendrán que preocuparse por validar la temperatura a la que habrá de ser elevado el aislamiento del conductor de la instalación eléctrica comercial mientras esta conduce la corriente de la carga. También en instalaciones eléctricas de circuitos para alimentar motores, la reducción instantánea de voltaje durante el arranque de este y la caída de tensión durante la operación normal del motor ó de la carga conectada a la instalación eléctrica comercial.
DIAGRAMAS
Instalaciones eléctricas industriales
El alcance de una instalación eléctrica industrial inicia con la construcción de la acometida eléctrica que puede ser de media, alta o baja tensión. Para hacer una instalación eléctrica industrial, se tienen que tomar en cuenta desde un principio, la totalidad de los circuitos de fuerza, de iluminación y de sistemas especiales tanto en nuevas construcciones como remodelaciones. Remodelaciones de Instalaciones Eléctricas Industriales Para hacer una remodelación en un edificio o una estructura por que se requieren ampliar, las instalaciones eléctricas necesitan un análisis de cargas para proveer racionalmente los requerimientos crecientes de estos nuevos equipos, haciendo modificaciones a la subestación o grupos motor generador. También se deben planear el servicio de mantenimiento de la instalación eléctrica así como de todos los equipos eléctricos utilizados. Subestaciones eléctricas Las subestaciones eléctricas son una parte distintiva de toda instalación eléctrica industrial, ya que las empresas suministradoras de energía abastecen a los grandes consumidores en media y alta tensión. En las instalaciones eléctricas industriales con una subestación eléctrica, es el cliente el propietario del transformador reductor y el equipo de switcheo
necesario para operar los circuitos de la instalación eléctrica y son alojados en la subestación eléctrica. Las subestaciones eléctricas están conformadas por tres secciones ó compartimentos a saber: el de alta tensión, el transformador reductor y el de baja tensión. Esta es la parte principal de una instalación eléctrica industrial.
Alta tensión
La sección de alta tensión en primer término, recibe los conductores de la instalación eléctrica de la acometida principal mediante terminales adecuadas, las cuales están sujetas a la estructura del compartimento por un yugo de madera. Es en esta sección donde se instalan cuchillas desconectadoras de operación sin carga que invariablemente tienen un bloqueo mecánico que impide que sean abiertas con el interruptor principal en posición de cerrado, brindando así seguridad al operario de la instalación eléctrica. Apartarrayos Otro de los componentes principales de las instalaciones eléctricas industriales es el apartarrayo que se conecta al bus principal en las terminales de las cuchillas desconectadoras y brinda a la instalación eléctrica la protección contra voltajes transitorios y voltajes elevados sostenidos.
Para toda instalación eléctrica de acometida de media tensión, se debe de instalar un apartarrayo en cada conductor no puesto a tierra de la acometida aérea ó subterránea. Los conductores entre el apartarrayos y la red y entre el pararrayos y la conexión de puesta a tierra no deben ser de un calibre inferior a 13,3 mm2 en cobre ó 21,2 mm2 en aluminio (equivalente a 6 AWG y 4 AWG respectivamente). Fusibles limitadores de corriente En cualquier instalación eléctrica de subestación industrial se utilizan fusibles limitadores de corriente para media tensión, los cuales son utilizados como dispositivos de protección contra sobrecorriente en la instalación eléctrica. La selección adecuada de un fusible se basa en varios factores incluyendo entre otros la corriente nominal del circuito a proteger, el voltaje de operación, la frecuencia del sistema, la capacidad interruptiva y la necesidad de una adecuada coordinación con otros dispositivos de protección contra sobrecorriente de la misma instalación eléctrica. Fusibles de Potencia Tipo limitadores de corriente
En la instalación eléctrica de una planta industrial se utilizan los fusibles limitadores de corriente para media tensión, son usados como dispositivos de protección contra sobrecorriente dentro de la subestación compacta de acometida y dentro de las subestaciones compactas unitarias para la protección de circuitos alimentadores, motores, transformadores y capacitores.
Los factores que determinan la selección del fusible limitador adecuado son: •
El voltaje máximo de operación del circuito
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La corriente nominal de la carga alimentada
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La frecuencia del sistema
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La capacidad interruptiva necesaria
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La necesidad de coordinación de las protecciones de la propia instalación eléctrica
Criterios de selección de Fusibles de Potencia Cuando se trata de la protección de un transformador de la instalación eléctrica por medio de fusibles de potencia del tipo limitador de corriente, las recomendaciones son las siguientes: •
Seleccione el fusible de menor tamaño que soporte con un tiempo mínimo de fusión de 0,1 seg una corriente 12 veces la nominal del transformador a proteger.
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Selecciona un fusible que soporte de forma continua 1,6 veces la corriente nominal del transformador a proteger.
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Cumpla siempre los criterios de la sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM001-SEDE-2005
En una instalación eléctrica industrial son generalmente preferidos los fusibles limitadores de corriente, sobre los interruptores de potencia en vacío o en SF6 por su precio y su bajo costo de mantenimiento y por ser extremadamente confiables en su operación. Finalmente hay que acotar que la mínima capacidad interruptiva permitida del fusible es la máxima potencia disponible de corto circuito en la instalación eléctrica y se expresa en Amperes Simétricos.
Protección contra sobrecorriente de transformadores
El ajuste máximo de un dispositivo de protección contra sobrecorriente para un transformador de más de 600 V se establece en la Sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005 Para la utilización de esta tabla se requiere conocer el %Z del transformador a proteger, el dato viene en la placa de características de todos los transformadores de una potencia igual ó mayor a 25 kVA. La impedancia de un transformador es un factor determinante para predecir en una instalación eléctrica el comportamiento del voltaje entre terminales bajo condiciones de carga plena y no carga así como para conocer la corriente en condiciones de corto circuito. A manera de ejemplo para un transformador trifásico de 112,5 kVA con un secundario de 208/120V la corriente nominal será de: •
I = kVA/1.732*.208
•
I = 312,27 Amperes
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La corriente de corto circuito trifásico será:
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Icc= In/%Z
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Icc = 312,27/0.055
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Icc = 5,678 A
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Si él %Z de este transformador fuese 5,5 %
Pongamos ahora por caso que se tiene que seleccionar el fusible para proteger una instalación eléctrica con un transformador de 1,000 kVA con 23,000 Volts en el lado fuente y 480 Volts en el lado carga; y con 5,75 de %Z.
En 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005 se establece que el tamaño máximo de un fusible para un primario de 600 V ó más y cuya impedancia es menor al 6%, debe ser el 300% de la corriente nominal como máximo. In = 1000 /1.732*23 In = 25.10 A Por corriente nominal el tamaño mínimo será 25.10 A x 1.6 lo cual nos da 40.16 A de tamaño de fusible. Con lo anterior inferimos que nuestro fusible estará entre los 40 Amperes y los 75 A. Ahora buscaremos en las curvas tiempo – corriente del fabricante y trazaremos una línea en 0.10 Segundos y otra sobre el valor de 12 x 25.10 = 301.2 A y en el cruce de estas dos líneas deberá ser un punto en la gráfica que represente la corriente de magnetización máxima que se presentará en el primario del transformador en el momento de su energización. Nuestro objetivo será encontrar una curva que esté ligeramente arriba de este punto de inrush current (corriente de magnetización) para evitar que el fusible opere al conectar el transformador.
DIAGRAMAS