instalación eléctrica de una nave industrial para la...

Instalacin elctrica de una nave industrial para la fabricacin de materias primas de un complejo industrial qumico.

TITULACIN: ETIE

AUTOR: Santiago Estvez Marcos DIRECTOR: Pedro Santibez Huertas.

FECHA: Septiembre / 2006

VOLUMEN I de IV Instalacin elctrica de una nave industrial para la fabricacin de materias primas

de un complejo industrial qumico. CONTENIDO 1.- INDICE GENERAL 2.- MEMORIA

TITULACIN:

Enginyeria Tcnica Industrial en Electricitat ETIE

AUTOR:

Santiago Estvez Marcos.

DIRECTOR: Pedro Santibez Huertas.


Instalacin elctrica de una nave industrial

para la fabricacin de materias primas

de un complejo industrial qumico.

INDICE GENERAL

VOLUMEN I de IV

( DOCUMENTO 1 DE 8 )

TITULACIN: Enginyeria Tcnica Industrial en Electricitat ETIE

AUTOR:




Instalacin Elctrica de una nave industrial para la preparacin de materias primas 1.ndice general

Sem 1

2. MEMORIA 2.0 HOJA DE IDENTIFICACIN .............................................................................. 1 2.1 OBJETO DEL PROYECTCO ............................................................................... 6 2.2 ALCANCE ............................................................................................................... 6 2.3 ANTECEDENTES .................................................................................................. 6 2.4 NORMAS Y REFERENCIAS ............................................................................... 7 2.4.1 Disposiciones legales y normas aplicadas .............................................. 7 2.4.2 Bibliografia y documentacin ................................................................ 8 2.4.3 Programas de clculo ............................................................................. 8

2.4.4 Plan de calidad aplicado durante la redaccin del proyecto ........... 9 2.4.5 Otras referencias ..................................................................................... 9 2.5 DEFINICIONES Y ABREVIATURAS ................................................................ 9 2.6 REQUISITOS DE DISEO .................................................................................. 9 2.6.1 Emplazamiento ........................................................................................ 9 2.6.2 Descripcin de la actividad ..................................................................... 9 2.6.3 Clasificacin de la actividad ................................................................... 10 2.7 ANALISIS DE SOLUCIONES ADOPTADAS ................................................... 10 2.7.1 Regmenes de neutro ............................................................................... 10 2.7.1.1 Esquema TN ........................................................................................ 11 2.7.1.2 Esquema TT ........................................................................................ 13 2.7.1.3 Esquema IT ......................................................................................... 14 2.7.1.4 Eleccin del ECT ................................................................................ 17 2.7.2 Tipo de transformadores ........................................................................ 18 2.7.2.1 Transformadores en bao de aceite mineral.................................... 18 2.7.2.2 Transformadores secos ...................................................................... 20 2.7.3 Compensacin de la energa reactiva .................................................... 21 2.7.3.1 Formas de compensacin .................................................................. 22 2.7.3.2 Tipos de compensacin ...................................................................... 24 2.7.3.3 Compensacin elegida ....................................................................... 27 2.7.4 Instalacin de alta disponibilidad ......................................................... 29 2.7.4.1 Introduccin a la concepcin de garanta de funcionamiento ....... 29 2.7.4.2 Estudio de garanta de funcionamiento ........................................... 31 2.7.4.3 Bsqueda e identificacin de puntos dbiles .................................... 31 2.7.4.4 Disponibilidad de los receptores crticos .......................................... 33 2.7.4.5 Generacin de energa para receptores crticos .............................. 33 2.8 RESULTADOS FINALES .................................................................................... 39 2.8.1 Diseo del centro de transformacin ..................................................... 39 2.8.1.2 Caractersticas generales de C.T ....................................................... 40 2.8.1.3 Programa de necesidades y potencia instalada en kVA .................. 40 2.8.1.4 Descripcin de la instalacin ............................................................. 41

2.8.2 Descripcin de las instalaciones en B.T ................................................. 58 2.8.2.1 Distribucin de las instalaciones ....................................................... 58 2.8.2.2 Relacin de receptores y cargas ........................................................ 60 2.8.2.3 Instalaciones en locales de caractersticas especiales ...................... 64 2.8.2.4 Previsin de potencia .......................................................................... 64 2.8.2.5 Lnea de media tensin. Acometida A y Acometida B .................... 70 2.8.2.6 Distribucin en baja tensin .............................................................. 71


Sem 2

2.8.2.7 Protecciones .......................................................................................... 87 2.8.2.8 Puestas a tierra ..................................................................................... 100 2.8.2.9 Compensacin de la energa reactiva ................................................. 104 2.8.2.10 Receptores .......................................................................................... 113 2.8.2.11 Sistemas de generacin de energa para receptores crticos .......... 125 2.9 PLANIFICACIN ................................................................................................ 135 2.10 ORDEN DE PRIORIDAD ENTRE LOS DOCUMENTOS BSICOS ......... 137 3.ANEXOS 3.1 DOCUMENTOS DE PARTIDA .......................................................................... 4 3.2 ANEXO DE CALCULOS ..................................................................................... 5 3.2.1 Clculos elctricos del CT ................................................................................ 5 3.2.1.1 Determinacin de la potencia necesaria del ct ......... 5 3.2.1.2 Clculo de intensidades en alta y baja tensin ......... 14 3.2.1.3 Clculo de corrientes de cortocircuito .............................................. 15 3.2.1.4 Dimensionado del embarrado ............................................................ 16 3.2.1.5 Seleccin de protecciones en a.t y b.t tensin........ 22 3.2.1.6 Dimensionado de la ventilacio del ct. ................................................ 27 3.2.1.7 Dimensin pozo apagafuegos ............................................................. 27 3.2.1.8 Clculo de las instalaciones de puesta a tierra.......... 28 3.2.1.9 Clculo de resistencia del sistema de tierras .................................... 30

3.2.1.10 Clculo de las tensiones en el exterior de la instalacin ........... 32 3.2.1.11 Clculo de las tensiones en el interior de la la instalacin.......... 32 3.2.1.12 Clculo de las tensiones aplicadas .................................................. 33 3.2.1.13 Investigacin de tensiones transferidas al exterior ............... 33 3.2.1.14 Correccin y ajuste del diseo inicial ............................................. 34

3.2.2 Clculos de la instalacin electrica ............................................................. 35 3.2.2.1 Expresiones utilizadas ........................................................................ 36 3.2.2.2 Condideraciones de clculo ............................................................... 39 3.2.2.3 Clculos a cortocircuito y curvas de disparo .......... 40

3.2.2.4 Clculo de la acometida A y acometida B ........................................ 44 3.2.2.5 Clculo de lneas generales de alimentacin ............ 45 3.2.3.6 Clculo de las derivaciones individuales .......................................... 48 3.2.3.7 Cuadro de resultados del clculo ...................................................... 54

3.2.3.8 Sistema de puesta a tierra ................................................................. 69 3.2.3.9 Compensacion de energia ................................................................. 71

3.2.3.10 Dimensionado de generadores de emergencia .......... 76 3.2.3.11 Dimensionado del sai ....................................................................... 80 3.2.3.12 Clculos de alumbrado ................................................................... 82 3.3 ANEXOS DE APLICACIN ............................................................................. 85 3.4 OTROS DOCUMENTOS ................................................................................... 85 3.4.1 Tablas y grficas ........................................................................................... 85 3.4.2 Calculos luminotcnicos (Calculux) ....................................................... 108 3.4.3 Documentacin catalogos ............................................................................. C 3.4.3.1 Aparamenta de proteccin ............................................................... C1


Sem 3

3.4.3.2 Electra-molins. Grupos electrgenos ........................................ C2 3.4.3.3 Rectificador CCC. SMPS 110V/ 25A ............................... C3 3.4.3.4 Siemens. SAI Masterguard Serie S .................................. C4 3.4.3.5 Saft. Bateras ............................................................................. C5 3.3.3.6 Circutor. bateras aut. para compensacin de reactiva ........ C6 3.3.3.7 ABB. Armarios de distribucion gama Artu ............................ C7 4. PLANOS SITUACIN ............................................................................................................. 1 EMPLAZAMIENTO ............................................................................................. 2 PLANTA DEL COMPLEJO ................................................................................. 3 PERSPECTIVA DEL C.T .................................................................................... 4 PLANTA DEL C.T ................................................................................................ 5 UNIFILAR SIMPLIFICADO MT/BT ................................................................ 6 ESQUEMA UNIFILAR MT/BT ......................................................................... 7 ILUMINACIN CT ............................................................................................. 8 RED DE TIERRAS DEL C.T .............................................................................. 9 DIMENSIONADO ZANJAS DE LINEAS SUBTERRNEAS 25kV ............. 10 DISTRIBUCIN ALUMBRADO DE LA NAVE INDUSTRIAL ................... 11 DISTRIBUCIN DE FUERZA DE LA NAVE INDUSTRIAL ...................... 12 RED DE TIERRAS DE LA NAVE INDUSTRIAL .......................................... 13 UNIFILAR CUADROS PRINCIPALES ............................................................ 14 DISTRIBUCIN Y DIMENSIONES CCM ...................................................... 15 ESQUEMA ELECTRICO DE CUBCULO PARA MOTORES .................... 16 ESQUEMA UNIFILAR CCC ............................................................................. 17 UNIFILAR Y DIMENSIONES MV-1 .............................................................. 18 BATERA DE CONDENSADORES FR 150 kvar............................................ 19 BATERA DE CONDENSADORES FR 105 kvar ........................................... 20 ESQUEMA UNIFILAR CD-1 ............................................................................ 21 ESQUEMA UNIFILAR CD-1 (ALIMENTACIN DE EMERGENCIA) ..... 22 ESQUEMA UNIFILAR CD-2 ............................................................................ 23 ESQUEMA UNIFILAR CD-3 ............................................................................ 24 ESQUEMA UNIFILAR CD-4 ............................................................................ 25 ESQUEMA UNIFILAR CD-4/2............................................................................ 26 ESQUEMA UNIFILAR CD-5 ............................................................................. 27 GENERADOR DE EMERGENCIA .................................................................... 28 ESQUEMA DE CONMUTACIN GE ............................................................... 29 ESQUEMA UNIFILAR SAI ............................................................................... 30 UNIFILAR DE LAS TOMAS DE HERRAMIENTAS PORTTILES .......... 31


Sem 4

5. PLIEGO DE CONDICIONES 5.1 PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES 5.1.1 Disposiciones generales .............. 5

5.1.1.1 Objeto ............................... 5 5.1.1.2 Contratacin de la empresa. .................. 5 5.1.1.3 Validez de las ofertas ...................... 6 5.1.1.4 Contraindicaciones y omisiones en la documentacin ......... 6 5.1.1.5 Planos provisionales y definitivos ...... 6 5.1.1.6 Adjudicacin del concurso ..... 7 5.1.1.7 Plazos de ejecucin .................. 7

5.1.1.8 Fianza provisional, definitiva y fondo de garanta ... 8 5.1.1.9 Modificaciones del proyecto ... 9 5.1.1.10 Modificaciones de los planos .... 9 5.1.1.11 Replanteo de las Obras . 10 5.1.1.12 Gastos de carcter general por cuenta del contratista .. 10 5.1.1.13 Gastos de carcter general por cuenta de la empresa contratante. 11 5.1.2 Condiciones facultativas ............ 11 5.1.2.1 Disposiciones Legales .. 11 5.1.2.2 Control de calidad de la ejecucin ..... 12 5.1.2.3 Documento final de obra .... 13 5.1.3 Condiciones econmicas ................ 13 5.1.3.1 Contrato ....... 13 5.1.3.2 Domicilios y representaciones .... 14 5.1.3.3 Obligaciones del contratista en materia social . 14 5.1.3.4 Revisin de precios .. 15 5.1.3.5 Rescisin del contrato . 16 5.1.3.6 Certificacin y abono de las obras .... 17 5.2 PLIEGO DE CONDICIONES TCNICAS .................. 19 5.2.1 Red subterrnea de media tensin .............. 19

5.2.1.1 Zanjas .. 20 5.2.1.2 Rotura de pavimentos .... 23 5.2.1.3 Reposicin de pavimentos ..... 23 5.2.1.4 Cruces (cables entubados) ..... 23 5.2.1.5 Cruzamientos y Paralelismos con otras instalaciones ... 25 5.2.1.6 Tendido de cables .. 26 5.2.1.7 Empalmes ... 28 5.2.1.8 Terminales ..... 29 5.2.1.9 Autovlvulas y seccionador .. 29 5.2.1.10 Herrajes y conexiones . 29 5.2.1.11 Transporte de bobinas de cables .... 29

5.2.2 Centros de transformacin ............. 30 5.2.2.1 Obra civil ... 30 5.2.2.2 Aparamenta de Media Tensin ... 30 5.2.2.3 Caractersticas constructivas ... 31 5.2.2.4 Transformadores .. 32


Sem 5

5.2.2.5 Condiciones de uso, mantenimiento y seguridad .. 33 5.2.3 Instalaciones en baja tensin ................. 35

5.2.3.1 Canalizaciones elctricas ..... 35 5.2.3.2 Conductores aislados bajo tubos protectores .... 35 5.2.3.3 Conductores ..... 43 5.2.3.4 Cajas de empalme .... 45 5.2.3.5 Mecanismos y tomas de corriente .. 46 5.2.3.6 Aparamenta de mando y proteccin .. 46 5.2.3.7 Receptoras de alumbrado ... 50 5.2.3.8 Receptores a motor .. 51 5.2.3.9 Puestas a tierra .... 54 5.2.3.10 Inspecciones y pruebas a fbrica ..... 56 5.2.3.11 Control ... 57 5.2.3.12 Seguridad ... 57 5.2.3.13 Limpieza .... 58 5.2.3.14 Mantenimiento .. 58 5.2.3.15 Criterios de medicin ... 58

6. MEDICIONES 1- MEDIDAS DEL CENTRO DE TRANSFORMACIN 1.1. Obra civil .............................................................................................................. 3 1.2. Aparamenta media tensin ................................................................................. 4 1.3. Transformadores ................................................................................................. 5 1.4. Generadores de emergencia ............... 5 1.4. Equipos de baja tensin ...................................................................................... 6 1.5. Bandejas portacables .......................................................................................... 7 1.6. Sistema de puesta a tierra .................................................................................. 8 1.7. Otros .................................................................................................................... 9 2- MEDIDAS DE LA INSTALACIN ELCTRICA DE LA NAVE 2.1. Obra civil ........................................................................................................... 10 2.2. Equipamiento elctrico .................................................................................... 11 2.3. Conductores ...................................................................................................... 12 2.4. Tubos de proteccin ......................................................................................... 13 2.5. Batera Automtica de condensadores ........................................................... 14 2.6. Dispositivos de proteccin ............................................................................... 15 2.7. Luminarias ....................................................................................................... 18 2.8. Mecanismos elctricos ..................................................................................... 19 2.9. Sistema de puesta a tierra ............................................................................... 20 2.10. Varios .............................................................................................................. 21


Sem 6

7. PRESUPUESTO 1- LISTADO DE PRECIOS 1.1. Listado de precios CCTT....................................................................................... 3 1.1.1 Obra civil............................................................................................................... 3 1.1.2 Aparamenta media tensin.................................................................................. 4 1.1.3 Transformadores................................................................................................... 5 1.1.4 Generadores de emergencia .................................... 6 1.1.5 Equipos de baja tensin........................................................................................ 6 1.1.6 Bandejas portacables............................................................................................ 7 1.1.7 Sistema de puesta a tierra..................................................................................... 8 1.1.8 Otros....................................................................................................................... 9 1.2. Listado de precios instalacin elctrica de la nave 1.2.1 Obra civil................................................................................................................ 10 1.2.2 Equipamiento elctrico.......................................................................................... 11 1.2.3 Conductores............................................................................................................ 12 1.2.4 Tubos de proteccin............................................................................................... 13 1.2.5 Batera Automtica de condensadores................................................................. 14 1.2.6 Dispositivos de proteccin..................................................................................... 15 1.2.7 Luminarias............................................................................................................. 17 1.2.8 Mecanismos elctricos........................................................................................... 19 1.2.9 Sistema de puesta a tierra..................................................................................... 19 1.2.10 Varios.................................................................................................................... 20 2- APLICACIN DE PRECIOS 2.1 Aplicacin de precios CCTT.................................................................................... 21 2.1.1 Obra civil................................................................................................................ 21 2.1.2 Aparamenta media tensin.................................................................................... 22 2.1.3 Transformadores.................................................................................................... 23 2.1.4 Generadores de emergencia ......................................... 23 2.1.4 Equipos de baja tensin......................................................................................... 24 2.1.5 Bandejas portacables............................................................................................. 25 2.1.6 Sistema de puesta a tierra...................................................................................... 25 2.1.7 Otros........................................................................................................................ 26 2.2 Aplicacin de precios instalacin elctrica de la nave............................................ 26 2.2.1 Obra civil................................................................................................................. 27 2.2.2 Equipamiento elctrico........................................................................................... 28 2.2.3 Conductores............................................................................................................. 29 2.2.4 Tubos de proteccin................................................................................................ 30 2.2.5 Batera Automtica de condensadores.................................................................. 31 2.2.6 Dispositivos de proteccin...................................................................................... 32 2.2.7 Luminarias.............................................................................................................. 34 2.2.8 Mecanismos elctricos............................................................................................ 35 2.2.9 Sistema de puesta a tierra...................................................................................... 35 2.2.10 Varios..................................................................................................................... 36 3- RESUMEN DEL PRESUPUESTO........................................................................... 37


Sem 7

8. ESTUDIOS CON ENTIDAD PROPIA 8.1 ESTUDIO BSICO DE SEGURIDAD 8.1.1 Generalidades . 2 8.1.2 Objeto ..... 2 8.1.3 Identificacin de riesgos laborales ... 3

8.1.3.1 Estabilidad y solidez ....... 3 8.1.3.2 Instalaciones de suministro y reparto de energa .... 3 8.1.3.3 Vas y salidas de emergencia .. 3 8.1.3.4 Deteccin y lucha contra incendios ... 3 8.1.3.5 Ventilacin ... 3 8.1.3.6 Exposicin de riesgos particulares 4 8.1.3.7 Temperatura 4 8.1.3.8 Iluminacin .. 4 8.1.3.9 Vas de circulacin y zonas peligrosas .. 4 8.1.3.10 Espacio de trabajo 5 8.1.3.11 Primeros auxilios .. 5 8.1.3.12 Servicios higinicos ... 5

8.1.4 Identificacin de riesgos especiales 5 8.1.4.1 Trabajos mviles o fijos situados por encima o debajo del nivel

del suelo .............. 5 8.1.4.2 Cadas de objetos ... 5 8.1.4.3 Cadas de altura 6 8.1.4.4 Factores atmosfricos ... 6 8.1.4.5 Trabajos de soldadura .. 6 8.1.4.6 Trabajos elctricos 6 8.1.4.7 Otros trabajos especficos . 7

Instalacin elctrica de una nave industrial

para la fabricacin de materias primas

de un complejo industrial qumico.

MEMORIA

VOLUMEN I de IV

( DOCUMENTO 2 DE 8 )

TITULACIN: Enginyeria Tcnica Industrial en Electricitat ETIE

AUTOR:




Instalacin Elctrica de una nave industrial para la preparacin de materias primas 2.Memoria

Sem 1

2.0 HOJA DE IDENTIFICACIN.

Instalacin Elctrica de una nave industrial para la preparacin de materias

primas

(Cod. 2006-0001P)

Emplazamiento:

El rea de servicio, se encuentra ubicada en el T.M del Morell (Tarragona) en la Ctra C-251

P.K. 2,8.

Ubicada en la cuadrcula UTM, X-443,500 / Y-4.608,000

Y en coordenadas UTM exactas, X- 443,267 / Y-4.608,003

El Promotor:

REPSOL YPF S.A.

N.I.F. n: A-28.131.571

Domicilio social: Paseo Castellana, 278-280 , 28042 Madrid

El autor del proyecto:

Nombre del tcnico: Santiago Estvez Marcos.

DNI: 39894407-X

Titulacin: Ingeniero Tcnico Industrial

N de Colegiado:11.929-T

En Tarragona, a 5 de Septiembre de 2006

EL PROMOTOR. EL AUTOR DEL PROYECTO.

REPSOL YPF S.A. Santiago Estvez Marcos

N.I.F. n: A-28.131.571 Ingeniero Tcnico Industrial

N de Colegiado:1000301-T


Sem 2

INDICE MEMORIA

2.0 HOJA DE IDENTIFICACIN .............................................................................. 1

2.1 OBJETO DEL PROYECTCO ............................................................................... 6

2.2 ALCANCE ............................................................................................................... 6

2.3 ANTECEDENTES .................................................................................................. 6

2.4 NORMAS Y REFERENCIAS ............................................................................... 7

2.4.1 Disposiciones legales y normas aplicadas .............................................. 7

2.4.2 Bibliografia y documentacin ................................................................ 8

2.4.3 Programas de clculo ............................................................................. 8

2.4.4 Plan de calidad aplicado durante la redaccin del proyecto ........... 9

2.4.5 Otras referencias ..................................................................................... 9

2.5 DEFINICIONES Y ABREVIATURAS ................................................................ 9

2.6 REQUISITOS DE DISEO .................................................................................. 9

2.6.1 Emplazamiento ........................................................................................ 9

2.6.2 Descripcin de la actividad ..................................................................... 9

2.6.3 Clasificacin de la actividad ................................................................... 10

2.7 ANALISIS DE SOLUCIONES ADOPTADAS ................................................... 10

2.7.1 Regmenes de neutro ............................................................................... 10

2.7.1.1 Esquema TN ........................................................................................ 11

2.7.1.2 Esquema TT ........................................................................................ 13

2.7.1.3 Esquema IT ......................................................................................... 14

2.7.1.4 Eleccin del ECT ................................................................................ 17

2.7.2 Tipo de transformadores ....................................................................... 18

2.7.2.1 Transformadores en bao de aceite mineral.................................... 18

2.7.2.2 Transformadores secos ..................................................................... 20

2.7.3 Compensacin de la energa reactiva ................................................... 21

2.7.3.1 Formas de compensacin .................................................................. 22

2.7.3.1.1 Compensacin global ............................................................ 22

2.7.3.1.2 Compensacin parcial ........................................................... 22

2.7.3.1.3 Compensacin individual ...................................................... 23


Sem 3

2.7.3.2 Tipos de compensacin ....................................................................... 24

2.7.3.2.1 Condensadores fijos ............................................................... 24

2.7.3.2.2 Condensadores de regulacin automtica ............................ 24

2.7.3.3 Compensacin elegida ........................................................................ 27

2.7.4 Instalacin de alta disponibilidad ........................................................... 29

2.7.4.1 Introduccin a la concepcin de garanta de funcionamiento ........ 29

2.7.4.2 Estudio de garanta de funcionamiento ............................................ 31

2.7.4.3 Bsqueda e identificacin de puntos dbiles ..................................... 31

2.7.4.4 Disponibilidad de los receptores crticos ........................................... 33

2.7.4.5 Generacin de energa para receptores crticos ............................... 33

2.7.4.5.1 Generador de emergencia ...................................................... 34

2.7.4.5.2 SAI ........................................................................................... 34

2.7.4.5.3 Centro de Control de Motores ............................................. 36

2.7.4.5.4 Cuadro de Corriente Continua ............................................. 38

2.8 RESULTADOS FINALES .................................................................................... 39

2.8.1 Diseo del centro de transformacin ..................................................... 39

2.8.1.2 Caractersticas generales de C.T ....................................................... 40

2.8.1.3 Programa de necesidades y potencia instalada en kVA .................. 40

2.8.1.4 Descripcin de la instalacin ............................................................. 41

2.8.1.4.1 Obra Civil .............................................................................. 41

2.8.1.4.1.1 Local ........................................................................ 41

2.8.1.4.1.2 Caractersticas del local ........................................ 41

2.8.1.4.2 Instalacin elctrica ............................................................... 44

2.8.1.4.2.1 Caractersticas de la red de alimentacin ............. 44

2.8.1.4.2.1.1 Configuracin de la red y transferencias ....... 44

2.8.1.4.2.2 Caracterstica aparamenta de alta tensin .......... 46

2.8.1.4.2.3 Caractersticas material vario de alta tensin ...... 52

2.8.1.4.2.4 Caractersticas aparamenta de baja tensin ......... 52

2.8.1.4.3 Medida de la energa elctrica .............................................. 54

2.8.1.4.4 Puesta a Tierra ....................................................................... 55


Sem 4

2.8.1.4.4.1 Tierra de proteccin ................................................ 55

2.8.1.4.4.2 Tierra de servicio .................................................... 55

2.8.1.4.4.3 Tierra interiores ....................................................... 55

2.8.1.4.5 Instalaciones secundarias ....................................................... 56

2.8.1.4.5.1 Alumbrado ............................................................... 56

2.8.1.4.5.2 Batera de condensadores ....................................... 56

2.8.1.4.5.3 Cuadro de Corriente Continua ............................... 56

2.8.1.4.5.4 Proteccin contra Incendios ................................... 56

2.8.1.4.5.5 Ventilacin ............................................................... 56

2.8.1.4.5.6 Medidas de seguridad .............................................. 57

2.8.2 Descripcin de las instalaciones en B.T .................................................. 58

2.8.2.1 Distribucin de las instalaciones ......................................................... 58

2.8.2.2 Relacin de receptores y cargas .......................................................... 60

2.8.2.3 Instalaciones en locales de caractersticas especiales ....................... 64

2.8.2.4 Previsin de potencia .......................................................................... 64

2.8.2.4.1 Demandas de potencia ............................................................ 64

2.8.2.5 Lnea de media tensin. Acometida A y Acometida B ..................... 70

2.8.2.6 Distribucin en baja tensin ............................................................... 71

2.8.2.6.1 Lneas Generales de Alimentacin ........................................ 71

2.8.2.6.2 Cuadro General de Baja Tensin .......................................... 72

2.8.2.6.3 Derivaciones Individuales ...................................................... 75

2.8.2.6.4 Cuadros Generales de Distribucin y Subcuadros .............. 77

2.8.2.6.5 Conductores ............................................................................ 82

2.8.2.6.6 Conexiones .............................................................................. 83

2.8.2.6.7 Sistemas de instalacin .......................................................... 83

2.8.2.6.7.1 Conductores aislados bajo tubos protectores ..... 84

2.8.2.6.7.2 Conductores aislados bajo canales protectoras .. 86

2.8.2.6.7.3 Conductores aislados en bandejas ......................... 86

2.8.2.7 Protecciones ........................................................................................... 87

2.8.2.7.1 Protecciones contra sobre intensidades ............................... 87


Sem 5

2.8.2.7.2 Proteccin contra sobre tensiones ........................................ 88

2.8.2.7.2.1 Categora de las sobretensiones ............................. 88

2.8.2.7.2.2 Medidas para el control de las sobretensiones ..... 89

2.8.2.7.2.3 Seleccin de los materiales en la instalacin ......... 89

2.8.2.7.3 Proteccin contra contactos directos e indirectos ............... 89

2.8.2.7.3.1 Proteccin contra contactos directos ..................... 89

2.8.2.7.3.2 Proteccin contra contactos indirectos .................. 90

2.8.2.7.4 Selectividad de protecciones ...................................... 91

2.8.2.8 Puestas a tierra ...................................................................................... 100

2.8.2.8.1 Uniones a tierra ...................................................................... 100

2.8.2.8.2 Resistencia de las tomas de tierra ......................................... 103

2.8.2.9 Compensacin de la energa reactiva .................................................. 104

2.8.2.9.1 Generalidades ......................................................................... 104

2.8.2.9.2 Caractersticas de las bateras elegidas ................................ 105

2.8.2.10 Receptores ........................................................................................... 113

2.8.2.10.1 Motores ................................................................................ 117

2.8.2.10.1.1 CCM ....................................................................... 118

2.8.2.10.1.2 Motor Variador ..................................................... 118

2.8.2.10.2 Alumbrado ............................................................................ 122

28.2.10.3 Alumbrado de emergencia ................................................... 122

2.8.2.11 Sistemas de generacin de energa para receptores crticos ........... 125

2.8.2.11.1 Generador de emergencia .................................................. 125

2.8.2.11.1.1 GE1 .................................................................... 126

2.8.2.11.1.2 GE2 .................................................................... 131

2.8.2.11.1.3 SAI ..................................................................... 132

2.8.2.11.1.4 CCC ....................................................................... 134

2.9 Planificacin .......................................................................................................... 135

2.10 Orden de prioridad entre los documentos bsicos .......................................... 137


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2.1 OBJETO DEL PROYECTO.

El objeto de este proyecto, consiste en la realizacin de la instalacin elctrica en media y baja tensin para abastecer una planta de produccin de materias primas propiedad de la empresa REPSOL YPF S.A En este proyecto se estudia y justifica adecuadamente el diseo y la distribucin de cada uno de los elementos y dispositivos a instalar, con el fin de exponer el grado de cumplimiento de todos los requisitos exigidos por la legislacin vigente y que afectan a dicha instalacin. De esta forma, se pretende obtener la Autorizacin Administrativa as como la de ejecucin de la instalacin. 2.2 ALCANCE. El mbito de aplicacin del proyecto, se centra en la totalidad de las instalaciones en media y baja tensin del complejo industrial mostrando una atencin especial en proyectar una instalacin que satisfaga un objetivo de continuidad del suministro de la energa elctrica para conseguir una determinada seguridad de funcionamiento impuesta por el cliente. De forma general el proceso de diseo y clculo est divido en dos grandes partes:

La instalacin en media tensin: que comprender los clculos de las lneas de media tensin que alimentarn el C.T y el propio centro de transformacin. Las instalaciones en baja tensin: que comprender todos los clculos necesarios desde el C.G.B.T del C.T a los propios receptores ubicados en la nave industrial.

Se especificaran en todo momento las posibles alternativas a adoptar en el diseo de las instalaciones elctricas y se justificar la eleccin adoptada dando prioridad en todo momento a la continuidad del servicio en todo lo posible.

2.3 ANTECEDENTES La empresa REPSOL YPF dispone de un complejo industrial situado en el polgono del Morell , en el que viene teniendo problemas con el suministro de algunas materias primas utilizadas en la elaboracin de diferentes procesos. Esto supone un gran inconveniente que produce en varias ocasiones el paro obligado de ciertos procesos con la consecuente prdida econmica. La construccin de una nave industrial dedicada exclusivamente al ensayo, elaboracin y almacenamiento de materias primas esta justificada econmicamente. Dicha nave se alimentar de una subestacin ubicada en el complejo industrial propiedad de Repsol YPF S.A y funcionar como un proceso continuo a tres turnos de ocho horas asegurando as el suministro de materias primas en todo momento.


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2.4 NORMAS Y REFERENCIAS 2.4.1 Disposiciones legales y normas aplicadas El presente proyecto recoge las caractersticas de los materiales, los clculos que justifican su empleo y la forma de ejecucin de las instalaciones a realizar, dando con ello cumplimiento a las siguientes disposiciones: Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin e Instrucciones Tcnicas Complementarias (Real Decreto 842/2002 de 2 de Agosto de 2002). Real Decreto 1955/2000 de 1 de Diciembre, por el que se regulan las Actividades de Transporte, Distribucin, Comercializacin, Suministro y Procedimientos de Autorizacin de Instalaciones de Energa Elctrica. Decreto 363/2004, de 24 de Agosto por el cual se reglale procedimiento administrativo para la aplicacin del reglamento electrotcnico de baja tensin. Normalizacin nacional (Normas UNE).

Real Decreto 3275/1982, de 12 de noviembre, sobre Condiciones Tcnicas y Garantas de Seguridad en Centrales Elctricas, Subestaciones y Centros de Transformacin. BOE nm.288 de 1 de diciembre. Orden de 6 de julio de 1984, por la que se aprueban las Instrucciones Tcnicas complementarias del Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de Seguridad en Centrales Elctricas, Subestaciones y Centros de Transformacin. (BOE 183/1984 de 01-08-1984, pg. 22350)

Reglamento de instalaciones de proteccin contra incendios, R.D. 1942/1993 de 5 de Noviembre (B.O.E. de 14 de diciembre de 1993). RD 2177/1996, de 4 de Octubre, por el que se aprueba la Norma Bsica de la Edificacin NBE-CPI/96 "Condiciones de proteccin contra incendios en edificios". Real Decreto 786/2001, de 6 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Seguridad contra incendios en los establecimientos industriales. REAL DECRETO 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales Normas Tecnolgicas de la Edificacin NTE IPF-IFA. Reglas Tcnicas del CEPREVEN (Centro de prevencin de Daos y Prdidas).


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Decreto 115/1994, de 6 de Abril, regulador del Registro General de Gestores de Residuos en Catalua. Decreto 92/1999, de 6 de Abril, de modificacin del Decreto 34/1996, de 9 de Enero, por el cual se aprueba el Catlogo de Residuos de Catalua. Decreto 93/1999, de 6 de Abril, sobre Procedimientos de Gestin de Residuos . Ley 6/2001, de 8 de Mayo, que modifica el Real Decreto Legislativo 1302/1986,de Evaluacin de Impacto Ambiental. Llei 3/1998, de 27 de febrer (Generalitat de Catalunya), de la Intervenci integral de lAdministraci ambiental (DOGC n 2598) Decret 136/1999, de 18 de maig (Generalitat de Catalunya), que aprova el Reglament de desplegament de la Llei 3/1998, i s'adapten els seus annexos(DOGC n 2894). 2.4.2 Bibliografa y documentacin.

Reglamento Electrotctico para Baja Tensin. Paraninfo Reglamento Electrotcnico para Alta Tensin. Proyecto de centros de transformacin en edificios y fbricas. Tcnicas y procesos en las instalaciones electricas de media y baja tension. Clculos de instalaciones y sistemas elctricos. Catalogo de motores Siemens.

Tambin se han consultado las siguientes pginas web: www.prysman.es www.schneiderelectric.es www.ormazabal.com www.electramolins.es www.circutor.es www.voltimum.es 2.4.3 Programas de clculo. Para la elaboracin del presente proyecto se han utilizado los siguientes programas de clculo:

Calculux 4.0 - Clculos lumnicos. PDC_Pirelli - Clculos lneas subterrneas media tensin. Ormazabal - Diseo y clculo de Centros de Transformacin.


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2.4.4 Plan de gestin de la calidad aplicado durante la redaccin del proyecto. Para la elaboracin del siguiente proyecto y en previsin de que se produzcan errores tipogrficos o de diferencias de contenido en los diferentes documentos del mismo, se ha procedido a la revisin aleatoria de aquellos elementos clave; Partidas de obra, datos significativos de ubicacin y localizacin de elementos de la instalacin, etc. que puedan llevar a equivoco o a la no comprensin del proyecto. 2.4.5 Otras referencias. No es de aplicacin en este proyecto. 2.5 DEFINICIONES Y ABREVIATURAS No es de aplicacin, ya que las abreviaturas y definiciones utilizadas en este proyecto estn ya establecidas. 2.6 REQUISITOS DE DISEO. 2.6.1 Emplazamiento. La propiedad dispone de unos terrenos ubicados en el polgono industrial del Morell, cercanos a un complejo industrial de su misma propiedad. Esta extensin que linda con la Ctra. C-148 de Reus a Morell tiene una extensin total de 9404,88 m2, tal y como se muestra en el plano N 02 Emplazamiento 2.6.2 Descripcin de la actividad. En esta superficie, se pretende implantar el centro de transformacin y el rea de produccin, que estar formado por las siguientes reas:

Zona de produccin : Donde se realiza el proceso de fabricacin de productos. Almacn de materias primas. Oficinas de mantenimiento. Taller elctrico / instrumentista. Taller mecnico. Sala de control Oficinas sala de control Vestuarios y Servicios Almacn de repuestos.

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2.6.3 Clasificacin de la actividad. Teniendo en cuenta el marco legal y a tenor de las actividades desarrolladas en este tipo de implantacin (productos qumicos) la actividad se puede catalogar como clasificada. Dentro de este tipo de clasificacin, encontramos riesgo corrosin y factores de riesgo inherentes a los ambientes hmedos junto a la energa elctrica. Adems de los factores de riesgo mencionados, y a tenindonos a lo que dicta la Ley 3/1998, de 27 de febrero, de la intervencin integral de la Administracin ambiental, - El objeto de la presente Ley es establecer el sistema de intervencin administrativa de las actividades susceptibles de afectar al medio ambiente, la seguridad y la salud de las personas, en el mbito territorial de Catalua- , se tomarn las medidas oportunas durante la fase de diseo del proyecto, con el fin de tener todos estos aspectos en cuenta. 2.7 ANALISIS DE LAS SOLUCIONES ADOPTADAS. Introduccin En el siguiente captulo, se analizan nicamente aquellas alternativas de diseo ms relevantes, que afectan directamente a la seguridad de la actividad y las personas as como a aspectos tcnico-econmicos de la misma. Las alternativas de diseo expuestas, estn dentro del marco normativo. Las connotaciones por el hecho de elegir una u otra alternativa, estarn condicionadas por lograr un alto nivel de continuidad en el servicio de energa siempre que est justificado econmicamente. 2.7.1 Regmenes de neutro Introduccin : Actualmente, tal como se definen en la CEI 60364, en la UNE 20 460 y en la NF C 15-100, en Espaa en el REBT (MIBT-008), los esquemas de conexin a tierra (ECT), que durante mucho tiempo se han llamado regmenes de neutro, son tres:

la puesta a neutro -TN-, el neutro a tierra -TT-, el neutro aislado (o impedante) -IT-.

El ECT en BT determina pues la forma de conectar a tierra el secundario del transformador MT/BT y las diversas maneras de poner a tierra las masas de la instalacin se identifica con las dos letras: La primera para la conexin del neutro del transformador (con 2 casos posibles):

T para conectado a tierra, I para aislado de tierra;

La segunda identifica el tipo de conexin de las masas de los receptores (con 2 casos posibles):


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T para masa conectada directamente a tierra, N para masa conectada al neutro en el origen de la instalacin; instalacin que a de estar conectada a tierra.

El esquema TN, segn CEI 60364, NF C 15-100 y UNE 20 460, implica varios subesquemas:

TN-C: si los conductores del neutro N y el conductor de proteccin CP coinciden (CPN), TN-S: si los conductores del neutro N y el conductor de proteccin CP estn separados, TN-C-S: utilizacin de un TN-S aguas abajo de TN-C, (al revs, est prohibido).

Los tres esquemas principales tienen una misma finalidad en cuanto a la proteccin de personas y bienes: el control de los efectos de un defecto de aislamiento. Se consideran equivalentes en cuanto a la seguridad de personas frente a contactos indirectos. Pero no es necesariamente as para la seguridad de la instalacin elctrica de BT en lo que se refiere a: la disponibilidad de la energa, el mantenimiento de la instalacin. Estas magnitudes, cuantificables, son objeto de exigencias cada vez mayores en las fbricas, en los edificios del sector terciario o de servicios etc. Esta evolucin de las necesidades de seguridad no es independiente de la eleccin de un ECT. Hay que recordar que la continuidad del servicio es un factor primordial al producirse una emergencia relacionada con los ECT 2.7.1.1 Puesta a neutro : esquema TN Ante un defecto de aislamiento, la corriente de defecto Id no est limitada ms que por la impedancia de los cables del bucle del defecto (figura 1):

(Ecuacin 2.1) Para una salida determinada y supuesto que Rd ? 0, se tiene:

(Ecuacin 2.2)


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En efecto, durante un cortocircuito, se admite que las impedancias aguas arriba de la salida considerada provocan una cada de tensin del orden del 20% sobre la tensin simple Uo, que es la tensin nominal entre fase y tierra; de ah el coeficiente 0,8. Entonces Id provoca la aparicin de una tensin de defecto, respecto a tierra:

(Ecuacin 2.3) Para redes de 230/400 V, esta tensin, del orden de Uo/2 (si RCP = Rfase) es peligrosa, porque es superior a la tensin lmite de seguridad, incluso en un lugar seco (UL = 50 V). Por tanto, es necesario asegurar la desconexin automtica e inmediata de la instalacin o de parte de la misma. Siendo el defecto de aislamiento similar a un cortocircuito fase-neutro, el corte debe de realizarse con un dispositivo de proteccin contra cortocircuitos -DPCC- con un tiempo mximo de corte especificado en funcin de UL. Instalacin Para estar seguro de que la proteccin es realmente activa hace falta, sea el que sea el punto del defecto, que la corriente Id sea superior al umbral de funcionamiento instantneo de la proteccin Ia (Id > Ia). Esta condicin debe de comprobarse durante el diseo de la instalacin con los clculos de la corriente de defecto, y esto para cada uno de los circuitos de la distribucin.

Fig. 1: Corriente de defecto y tensin en el esquema TN.


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2.7.1.2 Puesta a neutro : esquema TT Ante un fallo de aislamiento, la corriente de defecto Id (figura 3) queda limitada, sobre todo, por las resistencias de tierra (si la conexin a tierra de las masas y la conexin a tierra del neutro no son la misma). Siempre con la hiptesis de que Rd = 0, la corriente de defecto es:

(Ecuacin 2.4) Esta corriente de defecto produce una tensin de defecto en la resistencia de tierra de los receptores:

(Ecuacin 2.5)

Siendo normalmente bajas las resistencias de tierra y del mismo orden de magnitud ( 10 ), esta tensin, del orden de Uo/2, es peligrosa; por tanto, es obligatorio prever una desconexin automtica de la parte de la instalacin afectada por el defecto (figura 2).

Tabla 2.1 Lmite superior de la resistencia de la toma de tierra de las masas que no hay que sobrepasar, en funcin de la sensibilidad de los DDR y de la tensin lmite UL, [I Dn = f(Ra)].


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Fig. 2: Corriente y tensin de defecto en esquema TT.

Instalacin : En la cabeza de la instalacin es necesario colocar al menos un DDR, puesto que la corriente de defecto ms all de la que hay riesgo ( Ido = Ul / Ra), es muy inferior a la de ajuste de los dispositivos de proteccin de corriente mxima. Para mejorar la disponibilidad de la energa elctrica, el empleo de varios DDR permite conseguir una selectividad de disparo amperimtrica y cronomtrica. Todos estos DDR tendrn un margen de corriente asignada In inferior a Id0. La desconexin de la tensin, por la actuacin de los DDR, debe de hacerse segn la norma, en menos de 1 segundo. Hay que destacar que la proteccin por medio de DDR:

es independiente de la longitud de los cables, permite varias tomas de tierra Ra separadas (disposicin no deseable, porque el CP ya no es una referencia de potencial nica para todo el conjunto de la instalacin).

2.7.1.3 Neutro aislado o impedante : esquema IT El neutro est aislado, es decir, no est conectado a tierra. Las tomas de tierra de las masas normalmente estn interconectadas (como para el ECT TN o TT). En funcionando normal (sin defecto de aislamiento), la red est puesta a tierra por la impedancia de fuga de la red. En rgimen IT, para fijar adecuadamente el potencial de una red respecto a tierra, es aconsejable, sobre todo si es corta, colocar una impedancia (Zn 1 500 ) entre el neutro del transformador y tierra... es el esquema IT llamado de neutro impedante. Comportamiento al primer fallo

neutro aislado:


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La corriente de defecto se establece como sigue (valor mximo en caso de defecto franco y neutro no distribuido): If = Ic1 + Ic2, siendo: Ic1 = j . Cf . w . V1 3, y Ic2 = j Cf . w . V2 3, de donde: Id = Uo . 3 Cf . w. (Ecuacin 2.6) Para 1 km de red a 230/400 V, la tensin de defecto ser: Uc = Rb . Id, o sea 0,7 V si Rb = 10ohm. Esta tensin no es peligrosa, por lo que la instalacin puede mantenerse en servicio. Si el neutro est distribuido, la diferencia de potencial del neutro respecto a tierra aade una corriente Icn = Uo Cf w, e Id = Uo 4 Cf w (figura 3)

neutro impedante: La corriente del primer defecto es:

d = U / Zeq (Ecuacin 2.7) siendo 1 / Zeq = ( 1 / Zn)+ 3j Cf w . La tensin de defecto correspondiente resulta dbil, no peligrosa y la instalacin puede mantenerse en servicio. Continuar la explotacin, sin peligro, es muy importante, pero hace falta: - estar advertido de que hay un defecto, - buscarlo rpidamente y eliminarlo, antes de que se produzca un segundo defecto. Para responder a esta demanda: - la informacin existe un defecto la da el Controlador Permanente de Aislamiento (CPA) que supervisa todos los conductores activos, incluido el neutro (es obligatorio segn la norma NF C 15-100), - la bsqueda se realiza con la ayuda de un localizador de defectos.


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Fig. 3: Corriente del primer defecto de aislamiento en el esquema IT.

Fig. 4: Corriente del 2 defecto en el esquema IT (neutro distribuido) y salidas que tienen la misma seccin y longitud.


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Tabla 2.2 Continuidad de servicio segn tipo de ect. 2.7.1.4 Eleccion del ect Una vez expuestos los diferentes esquemas de conexin se decide optar por el esquema TT, neutro y masas conectadas directamente a tierra. Esta solucin viene considerada por los siguientes factores : - Aunque el ect con menor riesgo por no disponibilidad de energa, es el neutro impedante (esquema IT), ya que tiene la ventaja de no interrumpir la distribucin elctrica al primer fallo, hay que evitar el segundo fallo, que tiene entonces los mismos e importantes riesgos del ECT TN. En nuestro caso la configuracin de la instalacin, (apartado 2.8.1.4.2.1.1) dispone de ciertas maniobras automticas capaces de despejar una falta sin prdida de suministro y por otra parte la instalacin cuenta con alimentaciones seguras procedentes de grupos electrgenos para equipos crticos, por lo que una vez analizada la situacin al elegir la opcin del esquema TT disponemos de una instalacin mas sencilla y ms econmica que nos sigue aportando un alto nivel de seguridad. - La presencia de interruptores diferenciales permite una excelente proteccin contra contactos directos, indirectos y contra incendios, si la sensibilidad es menor de 300mA. Dados los bajos valores de resistencia a tierra que tiene la instalacin (apartado 3.2.3.8 de anexos), es posible tener una selectividad absoluta a la hora de elegir la sensibilidad de los diferenciales. - No es necesaria vigilancia permanente. Aunque la fbrica dispone de personal elctrico cualificado 8h al da. Hay que tener en cuenta que para conservar todas las ventajas que aporta la configuracin del centro de transformacin, ante una anomala sera necesario restablecer la instalacin a condiciones normales de funcionamiento lo antes posible.


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2.7.2 Tipos de transformadores En la actualidad, los tipos constructivos de los transformadores de distribucin para CT son prcticamente los dos siguientes: Transformadores en bao de aceite mineral, Transformadores de aislamiento slido a base de resinas, denominados transformadores secos. Un tercer tipo, mucho menos frecuente, es el transformador en bao de silicona lquida en lugar de aceite mineral. La construccin de transformadores en bao de lquidos denominados en Espaa Piraleno o tambin Askarel est prohibida desde principios de la dcada 1 980-1 990, aunque siguen en servicio una cierta cantidad de ellos (cada vez menor). La prohibicin est motivada por los muy graves peligros de estos lquidos para el medio ambiente y para las personas. Se expondrn pues los transformadores secos y a los en bao de aceite. 2.7.2.1 Transformadores en bao de aceite mineral. Son los utilizados muy mayoritariamente por las compaas distribuidoras para los CT de las redes pblicas. El tipo actual es el denominado hermtico, o de llenado integral, es decir, sin depsito conservador. En ellos, la dilatacin del aceite por incremento de la temperatura, es compensada por la deformacin elstica de las aletas de refrigeracin de la cuba (figura 5). Respecto al tipo anterior con depsito conservador (denominado tambin depsito de expansin) presentan las siguientes ventajas:

ausencia de contacto del aceite con el aire ambiente, con lo cual se evita que el aceite se humedezca, y que se acidifique por el oxgeno del aire. En consecuencia mantenimiento ms reducido del aceite La instalacin y el conexionado a sus bornes, de MT y BT, son ms fciles por la ausencia del depsito, La altura total del transformador es ms reducida.

Esta supresin del depsito conservador, ha sido posible gracias a haberse conseguido disear transformadores con cantidades de aceite notablemente inferiores a las de los tipos anteriores que precisaban depsito conservador. Esta gran reduccin en la cantidad de aceite, hace que en caso de incendio, las consecuencias y la peligrosidad del mismo sean menores por la menor cantidad de aceite combustible. Se trata de una ventaja muy importante, segn se explicar ms adelante.


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Fig. 5: Transformador en bao de aceite. Fig. 6: Transformador seco. Ventajas frente a los transformadores secos:

menor coste unitario. En la actualidad su precio es del orden de la mitad que el de no seco de la misma potencia y tensin, menor nivel de ruido, menores prdidas de vaco, mejor control de funcionamiento, pueden instalarse a la intemperie, buen funcionamiento en atmsferas contaminadas, mayor resistencia a las sobretensiones, y a las sobrecargas prolongadas.

Los transformadores en bao de aceite se construyen para todas las potencias y tensiones, pero para potencias y/o tensiones superiores a los de distribucin MT/BT para CT, siguen siendo con depsito conservador.

Desventajas frente a los transformadores secos:

La principal desventaja, es la relativamente baja temperatura de inflamacin del aceite, y por tanto el riesgo de incendio con desprendimiento elevado de humos.

Segn la norma UNE, el valor mnimo admisible de la temperatura de inflamacin del aceite para transformadores, es de 140C. Por este motivo (tambin por razones medioambientales), debajo de cada transformador, debe disponerse un pozo o depsito colector, de capacidad suficiente para la totalidad del aceite del transformador, a fin de que, en caso de fuga de aceite, por ejemplo, por fisuras o rotura en la caja del transformador, el aceite se colecte y se recoja en dicho depsito. En la embocadura de este depsito colector acostumbra a situarse un dispositivo apagallamas para el caso de aceite inflamado, que consiste en unas rejillas metlicas cortafuegos, las cuales producen la autoextincin del aceite, al pasar por las mismas, o,


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como mnimo, impiden que la llama llegue a la caja del transformador y le afecte (efecto cortafuegos). En muchas ocasiones, estas rejillas metlicas cortafuegos o apagallamas se sustituyen por una capa de piedras por entre las cuales pasa el aceite hacia el depsito colector. Actan pues como apagallamas o cortafuegos en forma similar a las mencionadas rejillas metlicas. Este depsito colector representa un incremento significativo en el coste de la obra civil del CT, y en ocasiones, cuando la haya, una cierta invalidacin de la planta inferior a la del CT. El riesgo de incendio obliga tambin a que las paredes y techo de la obra civil del CT sean resistentes al fuego.

Debe efectuarse un control del aceite, pues est sujeto a un inevitable proceso de envejecimiento que se acelera con el incremento de la temperatura.

Asimismo, aunque se trate de transformadores hermticos, sin contacto con el aire, puede producirse un incremento en su contenido de humedad, debido al envejecimiento del aislamiento de los arrollamientos, ya que la degeneracin de la celulosa, desprende agua que va al aceite. En efecto, en los transformadores en bao de aceite, los aislantes de los arrollamientos acostumbran a ser de substancias orgnicas tales como algodn, seda, papel y anlogos, que en la clasificacin de los aislantes para transformadores figuran comprendidos en la clase A. Esto obliga a una labor de mantenimiento con controles peridicos del aceite, como mnimo de su rigidez dielctrica, pues sta disminuye mucho con el contenido de agua (humedad), y de su acidez (ndice de neutralizacin), ya que los cidos orgnicos, que por oxidacin aparecen en el aceite, favorecen activamente el deterioro de los aislantes slidos de los arrollamientos.

2.7.2.2.- Transformadores secos. En ellos, sus arrollamientos estn encapsulados dentro de resina del tipo termoendurecible (resina epoxy) mezclada con una llamada carga activa pulverulenta formada bsicamente de slice y almina hidratada y con aditivos endurecedor y flexibilizador (figura 6). Este tipo es ms utilizado en los CT de abonado que en los CT de red pblica. Ventajas frente a los transformadores en bao de aceite:

menor coste de instalacin al no necesitar el depsito colector en la obra civil, antes mencionado, mucho menor riesgo de incendio. Es su principal ventaja frente a los transformadores en bao de aceite. Los materiales empleados en su construccin (resina epoxy, polvo de cuarzo y de almina) son autoextinguibles, y no producen gases txicos o venenosos. Se descomponen a partir de 300C y los humos que producen son muy tenues y no corrosivos.


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En caso de fuego externo (en el entorno), cuando la resina alcanza los 350oC arde con llama muy dbil y al cesar el foco de calor se autoextingue aproximadamente a los 12 segundos. Puede decirse que este menor riesgo de incendio fue la principal razn y objetivo que motiv su desarrollo.

Desventajas frente a los transformadores en aceite:

mayor coste, en la actualidad del orden del doble, mayor nivel de ruido, menor resistencia a las sobretensiones, mayores prdidas en vaco, no son adecuados para instalacin en intemperie, ni para ambientes contaminados.

En la actualidad, disponibles slo hasta 36 kV y hasta 15 MVA.

Atencin: Estando el transformador seco en tensin, no deben tocarse sus superficies exteriores de resina que encapsulan los arrollamientos de Media Tensin. En este aspecto, presentan menos seguridad frente a contactos indirectos que los transformadores en aceite dentro de caja metlica conectada a tierra.

2.7.3 Compensacion de la energa reactiva. Introduccin - Las compaas elctricas penalizan el consumo de energa reactiva con el objeto de incentivar su correccin. Dicho coeficiente de recargo se aplica sobre el importe a pagar por la suma de los conceptos siguientes: trmino de potencia (potencia contratada), trmino de energa (energa consumida). La frmula que determina el coeficiente de recargo es la siguiente: Kr = (17 / cos2 ) -21, obtenindose los coeficientes indicados en la tabla siguiente :

Fig. 2.3. Tabla de valores de Kr.


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Un buen factor de potencia permite optimizar tcnico y econmicamente una instalacin, Evitando el sobredimensionado de algunos equipos y mejorando su utilizacin. 2.7.3.1Formas de compensacin La localizacin de las condensadores BT en una red elctrica constituye lo que se denomina el modo de compensacin. La compensacin de una instalacin puede realizarse de distintas maneras. Esta compensacin puede ser global, parcial (por sectores), o local (individual). En principio, la compensacin ideal es la que permite producir energa reactiva en el lugar mismo donde se consume y en una cantidad que se ajusta a la demanda. Unos criterios tcnico-econmicos determinan su eleccin. 2.7.3.1.1 Compensacin global La batera est conectada en cabecera de la instalacin y asegura la compensacin del conjunto de la instalacin. Est permanentemente en servicio durante la marcha normal de la fbrica (figura 12). Ventajas

Elimina las penalizaciones por consumo excesivo de energa reactiva, Disminuye la potencia aparente (o de aplicacin) ajustndola a la necesidad real de kW de la instalacin, Descarga el centro de transformacin (potencia disponible en kW).

Observaciones

la corriente reactiva est presente en la instalacin desde el nivel 1 hasta los receptores, las prdidas por efecto Joule (kWh) en los cables situados aguas abajo y su dimensionado no son, por tanto, disminuidos.

2.7.3.1.2 Compensacin parcial La batera est conectada al cuadro de distribucin y suministra energa reactiva a cada taller o a un grupo de receptores. Se descarga as gran parte de la instalacin, en particular los cables de alimentacin de cada taller (figura 13). Ventajas

elimina las penalizaciones por consumo excesivo de energa reactiva, descarga el centro de transformacin (potencia disponible en kW),


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optimiza parte de la red ya que la corriente reactiva no circula entre los niveles 1 y 2.

Observaciones

la corriente reactiva est presente en la instalacin desde el nivel 2 hasta los receptores, las prdidas por efecto Joule (kW/h) en los cables quedan reducidas de este modo, existe un riesgo de sobrecompensacin como consecuencia de variaciones de carga importantes (este riesgo se elimina con la compensacin automtica).

2.7.3.1.3 Compensacin individual La batera est conectada directamente a los bornes de cada receptor de tipo inductivo. Esta compensacin individual debe contemplarse cuando la potencia del motor es importante con relacin a la potencia total (figura 14). La potencia en kvar de la batera representa aproximadamente el 25% de la potencia en kW del motor. Cuando es aplicable, esta compensacin produce energa reactiva en el lugar mismo donde es consumida y en una cantidad que se ajusta a las necesidades. Puede preverse un complemento en cabecera de la instalacin (transformador). Ventajas

elimina las penalizaciones por consumo excesivo de energa reactiva, descarga el centro de transformacin (potencia disponible en kW), reduce el dimensionado de los cables y las prdidas por efecto Joule (kWh).

Observaciones

la corriente reactiva ya no est presente en los cables de la instalacin. Se puede contemplar una compensacin individual cuando la potencia de algunos receptores es importante con relacin a la potencia total.

Fig.12 Compensacin global Fig.13 Compensacin parcial Fig.14 Compensacin Individual


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2.7.3.2 Tipos de compensacin En baja tensin la compensacin se realiza con dos tipos de equipos: los condensadores de valores fijos o condensadores fijos, los equipos de regulacin automtica o bateras automticas que permiten ajustar permanentemente la compensacin a las necesidades de la instalacin. Observacin: Cuando la potencia a instalar es superior a 800 kvar con una carga estable y continua, puede resultar ms econmico elegir instalar bateras de condensadores de alta tensin en la red. 2.7.3.2.1 Condensadores fijos Estos condensadores tienen una potencia unitaria constante y su conexin puede ser: manual: mando por disyuntor o interruptor, semi-automtica: mando por contactor, directa: conectada a las bornes de un receptor. Se utilizan: en los bornes de los receptores de tipo inductivo (motores y transformadores), en un embarrado donde estn muchos pequeos motores cuya compensacin individual sera demasiado costosa, cuando la fluctuacin de carga es poco importante. 2.7.3.2.2 Condensadores de regulacin automtica Este tipo de equipo permite la adaptacin automtica de la potencia reactiva suministrada por las bateras de condensadores en funcin de un cos deseado e impuesto permanentemente. Se utiliza en los casos donde la potencia reactiva consumida o la potencia activa varan en proporciones importantes, es decir esencialmente: en los embarrados de los cuadros generales BT, para las salidas importantes. Principio e inters de la compensacin automtica :

Instaladas en cabecera del cuadro de distribucin BT o de un sector importante, las bateras de condensadores estn formadas por distintos escalones de potencia reactiva. El valor del cos es detectado por un rel varimtrico que manda automticamente la conexin y desconexin de los escalones, a travs de contactores, en funcin de la carga y del cos . deseado.


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El transformador de intensidad debe instalarse aguas arriba de los receptores y de las bateras de condensadores. La compensacin automtica permite la inmediata adaptacin de la compensacin a las variaciones de la carga y, de este modo, evita devolver energa reactiva a la red y sobretensiones peligrosas para los circuitos de iluminacin durante los funcionamientos a baja carga de la instalacin. Dentro de la compensacin automtica tenemos 2 variantes : Bateras con contactores electromecnicos Cuando las variaciones de la potencia reactiva son relativamente lentas del orden de segundos. Bateras maniobradas por tiristores Se recomiendan cuando hace falta un seguimiento instantneo de potencia reactiva como consecuencia de la rpida variacin de cargas. Casos tpicos son aparatos de elevacin, gras, equipos y lneas de soldadura. Las ventajas que nos aporta este sistema de compensacin son: Eliminacin del transitorio de arranque producido por la conexin del condensador. La conexin se produce en el preciso momento que la tensin de red coincide con la del condensador, se encuentre ste total o parcialmente cargado. La carencia de transitorios a la conexin nos permite la eliminacin de huecos, flicker y cualquier otra perturbacin generada en el transitorio de la conexin Cadencia ilimitada de maniobras Respuesta inmediata a la demanda de compensacin. El tiempo de respuesta en la compensacin de reactiva puede llegar a tan solo un ciclo de la frecuencia de la red, consiguiendo de esta manera una compensacin casi instantnea Menor desgaste de los condensadores y de los interruptores de maniobra, debido a la eliminacin de transitorios y de la total ausencia de partes mecnicas mviles. De esta manera incrementamos notablemente la vida til del equipo respecto a los equipos convencionales con contactores electromecnicos Como ultimo paso, una vez determinada la forma y la potencia de la batera a instalar, queda la definicin del tipo de equipo. Bsicamente existen dos posibilidades:


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Batera estndar Bateras equipadas con condensadores con tensin y potencia adecuados a la tensin de la red Batera con filtros Bateras equipadas con condensadores dimensionados en tensin y potencia con reactancias sintonizadas en serie en cada escaln. La frecuencia de sintona es de 189 Hz presentando dos objetivos en caso de existencia de armnicos en la red: - Proteccin de los condensadores - Evitar el fenmeno de amplificacin de los armnicos existentes Para escoger el tipo de batera, hay que tener en cuenta tres criterios: - La existencia de armnicos en la instalacin - La posibilidad de que exista una resonancia entre el transformador y la batera - El anlisis de las medidas de la instalacin La existencia de armnicos depende del tipo y cantidad de aparatos existentes que puedan generar armnicos. Como ejemplo, se detallan el rango de armnicos generado por los receptores ms habituales: Variadores de velocidad de 6 pulsos: 5 y 7 armnico SAI: 5 y 7 armnico Equipo de soldadura por puntos: 3 armnico Lmparas de descarga: 3 armnico Si se realiza una medicin mediante un equipo porttil AR.5-L, se puede ver el espectro completo existente en la instalacin y, sobretodo, en el cuadro general donde ser conectada la batera de condensadores. Una vez constatado este punto, hay que calcular la posibilidad de que la batera entre en resonancia. Para ello, se utiliza la siguiente expresin:

(Ecuacin 2.8) donde n es rango del armnico resonante, Scc es la potencia de cortocircuito de la instalacin y Q la potencia de la batera de condensadores.


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Como criterios prcticos, una vez realizada la medida, se adjunta la siguiente tabla:

Tabla. 2.4. Tabla tipo de filtrado para armnicos

2.7.3.2 Compensacin elegida Algunos fabricantes importantes a la hora de elegir el tipo de compensacin optan por la siguiente regla : Si la potencia de las condensadores (kvar) es inferior al 15% de la potencia del transformador, elegir condensadores fijos. Si la potencia de los condensadores (kvar) es superior al 15% de la potencia del transformador, elegir una batera de condensadores de regulacin automtica. A continuacin se muestra una tabla para la eleccin del equipo mas adecuado en funcin de la instalacin.


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. Tabla. 2.5. Tabla para eleccin de batera de condensadores Aunque la compensacin individual es la que mas ventajas ofrece segn lo expuesto, el coste econmico que supondra es importante por el nmero de receptores existentes y en ningn momento estara justificado, por lo que considerando la configuracin de la instalacin y los receptores que la componen, principalmente motores asncronos que suponen una fluctuacin importante de reactiva que varia en funcin del proceso, y partiendo de la tabla anterior facilitada por el fabricante Circutor se exponen los siguientes criterios de eleccin:


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1.- Mltiples cargas con funcionamiento variable :

( Automtica ) 2.- Variaciones de carga normales > 0,1s : ( Batera estndar maniobrada por contactores ) 3.- Existencia de armnicos ( Batera con filtro ) 4.- Por lo que se opta por los siguientes equipos de compensacin automtica de bateras con filtro para armnicos y maniobra por contactores : Barras A : FR 150-400 de 105 kvar 15+(3x30) Barras B : FR 105-400 de 150 kvar (5x30) En el apartado 2.8.2.9.2 de la memoria se detallan los equipos y sus componentes. Observaciones : Segn la ITC-BT 47 apartado 2.7, se podr realizar la compensacin de la energa reactiva pero en ningn momento la energa absorbida por la red podr ser capacitiva. Para compensar la totalidad de una instalacin, o partes de la misma que no funcionen simultneamente, se deber realizar una compensacin automtica, de forma que se asegure un factor de potencia compensado con variaciones no superiores al 10% del valor medio medido en un tiempo determinado. 2.7.4 Instalacin de alta disponibilidad. 2.7.4.1 Introduccin a la concepcin de la garanta de funcionamiento La avera en un equipo, el corte del servicio de energa, el paro en un proceso automtico o el accidente son cada vez menos tolerados o aceptados, tanto por los industriales como por la poblacin usuaria. La garanta de funcionamiento que se expresa en trminos de fiabilidad, de mantenibilidad, de disponibilidad y de seguridad es tambin una ciencia que ningn diseador de producto o de instalacin puede ignorar. GARANTIA DE FUNCIONAMIENTO es un concepto que se basa en 4 magnitudes cuantificables que estn interrelacionadas entre s. Estas cuatro magnitudes hay que tenerlas en cuenta en todos los estudios de garanta de funcionamiento.


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Figura 15 En algunos casos se designa la garanta de funcionamiento, con las iniciales de las cuatro magnitudes FMDS:

Fiabilidad: probabilidad que el sistema no se avere durante [0,t], - Es la capacidad de un sistema de funcionar correctamente el mayor tiempo posible. El MTTF (Mean Time To Failure) tiempo medio de buen funcionamiento antes del primer fallo es un modo de cuantificar la fiabilidad. Mantenibilidad: probabilidad que el sistema sea reparado durante [0,t], - Es la aptitud de un sistema para ser reparado rpidamente. El MTTR (Mean Time To Repair) duracin media de reparacin es un medio de cuantificar la mantenibilidad. Disponibilidad: probabilidad que el sistema funcione en el instante t, - Es el porcentaje de tiempo durante el que el sistema funciona correctamente. El MTBF (Mean Time Between Failure) tiempo medio entre dos fallos de un sistema reparable es un medio de cuantificar la disponibilidad. Seguridad: probabilidad de evitar un suceso catastrfico. - La seguridad es la capacidad de un sistema para no poner en peligro a las personas.


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2.7.4.2 Fases cronolgicas de la realizacin de un estudio sobre garanta de funcionamiento

Tabla. 2.6. Tabla estudio sobre garanta de funcionamiento 2.7.4.3 Bsqueda e identificacin de los puntos dbiles El anlisis de la configuracin mnima de base se realiza teniendo en cuenta:

la informacin aportada por la experiencia de gestin de diversas fuentes, la tasa de fallo, definida por los fabricantes u organismos de normalizacin, como IEEE,MIJO, CNET, que permite determinar los puntos dbiles de este tipo de instalacin.

Para los principales componentes de la instalacin, las probabilidades de avera, expresada en minutos de fallo al ao, son, a ttulo de ejemplo y para un pas industrializado: - red MT: 450 minutos/ao, - cuadro BT: 90 minutos/ao, - grupo electrgeno: 360 minutos/ao, - SAI: 150 minutos/ao. Para cada una, el peso de la no-disponibilidad de los componentes, en los que puede intervenir el consumidor, son los siguientes:


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Cuadro general BT conmutador de fuentes: 65 % aparamenta de distribucin: 25 % auxiliares y control-mando: 10 %

100 %

Grupo electrgeno

sistema de arranque: 65 % circuito de refrigeracin: 8 % circuito combustible (bomba gasoil): 7 % conexin de la carga del GE: 6 % entorno del grupo (p.e.: temperatura) 6 % auxiliares + control-mando: 8 %

100 %

SAI

rectificador e inversor: 35 % bateras: 55 % auxiliares: 10 %

100 %

Es fcil comprobar que los tres componentes sensibles son: en el cuadro BT: el conmutador de fuentes, en el grupo: el sistema de arranque, En el SAI: la batera.


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2.7.4.4 Valores de disponibilidad de los receptores crticos al ao. Tasas de no-disponibilidad : 610-4 o sea, 5h ao

2.7.4.5 Generacin de energa para receptores crticos. Con el fin de asegurar el suministro a los receptores crticos y considerando receptores crticos como aquellos a los que en caso de fallo de energa : 1.-Pueden comprometer la seguridad de la instalacin y de las personas usuarias de la misma,

Sistemas de proteccin contra incendios. ( Alumbrado de emergencia, Alumbrado de sealizacin, Central de incendios etc). Sistema de seguridad. (Sistemas de deteccin de intrusos. Electrnica y comunicaciones. (Megafona emergencia, etc ..).

2.- Puedan producir una parada no programada del proceso continuo, Electrnica y comunicaciones. (Sistema de control distribuido, Plcs,informatica) Motores crticos


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En este caso la propiedad se decanta por la implantacin de dos grupos electrgenos y un equipo de alimentacin ininterrumpida. Esta decisin viene tomada por la experiencia de las otras instalaciones similares que posee la propiedad y con el fin de mantener una uniformidad en las instalaciones que simplifique tanto el mantenimiento como los tiempos muertos por problemas en averas desconocidas. 2.7.4.5.1 Generador de emergencia.(GE) Introduccin Como complemento a la energa a contratar en la actividad implantar, se plantea la instalacin de un grupo electrgeno con sistema de arranque automtico en caso de fallo del suministro elctrico convencional. Teniendo en cuenta el Art.10 de Reglamento electrotcnico de baja tensin, sobre el suministro de energa, se clasifica como complementario, al que complementa al suministro normal o convencional. A su vez los suministros complementarios se clasifican como: Suministro de socorro: Potencia receptora mnima equivalente al 15 % del total contratado para el suministro normal. Suministro de reserva: Potencia receptora mnima equivalente al 25 % del total contratado para el suministro normal. Suministro duplicado: Potencia receptora mnima equivalente al 50 % del total contratado para el suministro normal. El tipo de cargas crticas supone aprox. un 25% de la potencia total a contratar, con lo que tendramos un suministro de reserva. 2.7.4.5.2 Sistema de Alimentacin Ininterrumpida (SAI). Un SAI (sistema de alimentacin ininterrumpida), como su nombre indica, tiene la finalidad de mantener la alimentacin de un receptor, por ejemplo, un ordenador. Para eso, cuando la tensin aguas arriba de un SAI esttico desaparece, la instalacin aguas abajo siempre estar alimentada con la energa suministrada por una batera de acumuladores elctricos. De hecho un SAI esttico tiene particularidades esenciales en cuanto a la proteccin de personas:

tiene circuitos de corriente alterna y circuitos de corriente continua con una batera. Es :

- un receptor, respecto a la instalacin aguas arriba, - una fuente de energa, respecto a la instalacin aguas abajo;


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cuando falla la tensin de corriente alterna de alimentacin, su rectificador queda bloqueado y no puede atravesarlo ninguna corriente; su ondulador solo puede dar pequeas corrientes de cortocircuito (alrededor de 2 In).

Componentes del SAI SAI: Sistema Alimentacin Ininterrumpida, incluye por lo menos una de las unidades funcionales siguientes: ondulador, rectificador y batera, u otro medio de acumulacin de energa, que puede estar asociado a otras unidades de SAI para formar un SAI paralelo o redundante By-pass: camino de derivacin (shuntado) del convertidor indirecto de la corriente alterna (rectificador y ondulador). Contactor esttico: parte del interruptor de transferencia. Es un contactor a base de semiconductores (tiristores) encargado de la conexin instantnea entre la instalacin aguas abajo (utilizacin) y la instalacin aguas arriba (entrada alterna); normalmente se encuentra acompaado, en los SAIS de altas potencias, de un contactor electromagntico (figura 7). CPA: Controlador Permanente de Aislamiento para circuitos de cc. CPN: Conductor comn de Proteccin y Neutro. DCC: Detector de Componente Continua. Interruptor de transferencia: Interruptor de SAI que consta de uno o varios interruptores, que se emplean para transferir la potencia de una fuente a otra. Ondulador: forma parte de un SAI. Se trata de un sistema electrnico de potencia que convierte una tensin continua en una alterna. Un SAI puede incorporar varios onduladores.

Figura 17.Esquema componentes de un SAI

Instalacin Elct

instalación eléctrica de una nave industrial para la...

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