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Interpretación de Planos Eléctricos Manual del Participante

Área Temática: Electricidad

Diseñado por: Capacitación RRHH

Código: TX-TEP-0001

Fecha de Edición: 04/2007

Revisado Por:

Capacitación Técnica

Fecha: 08/2007

Aprobado por: IMAN

Fecha: 08/2007

Revisión N° 0

Fecha: 08/2007

Índice

Introducción 3 Simbología eléctrica 4 Simbología literaria 15 Esquemas básicos de conexión 24 Planos eléctricos 30 Tipos de planos eléctricos 33 Ejemplo de interpretación de planos eléctricos 49 Glosario 51

Ternium | Interpretación de planos eléctricos 3/55

Introducción

En la actualidad, todas las áreas de la tecnología necesitan manejar un lenguaje estándar para el intercambio de información. El medio utilizado para esto son los planos eléctricos. Estos planos tienen una gran importancia ya que proporcionan una guía para profesionistas y técnicos en la construcción y/o modificación de un proyecto. La interpretación de planos eléctricos requiere el análisis de los circuitos mediante el razonamiento y la lógica para su comprensión. Para lograr este objetivo, se deben adquirir conocimientos sobre elementos que intervienen en los planos eléctricos y una metodología para el aprendizaje. En ellos aparecen símbolos, letras y números que indican determinada cosa. Tanto para construir un circuito, como para detectar fallas que se produzcan, es imprescindible leer los planos y diagramas eléctricos. Estos, nos dan una gran idea de que es lo que hace un sistema y como es el proceso de trabajo, por lo cual, se puede dar continuidad al proceso e ir verificando si hay alguna falla para obtener o sacar conclusiones acerca de que es lo que nos puede estar generando el problema. Una utilidad que nos proporciona el saber interpretar los planos y diagramas es que tenemos el conocimiento de qué piezas están integrando el sistema y en base a eso podemos obtener o deducir el comportamiento del sistema. Además, a la hora de darle mantenimiento a los equipos, podemos revisar los planos y diagramas con sus símbolos para poder deducir fallas y posibles arreglos en base a los componentes que conforman el sistema. Los circuitos de control y fuerza, el cableado de líneas, la ubicación física de los elementos de un circuito, el camino de los cables en determinado sector, etc. se representan mediante planos eléctricos. Al terminar de leer este manual sabremos qué información se obtiene de un plano, conoceremos diferentes tipos de planos de acuerdo a la información que proporciona, entenderemos que es un diagrama general, de circuito y de funcionamiento. Recomendación técnica: En el siguiente manual se pueden presentar características generales de planos y simbología; sin embargo, al momento de aplicarlos, se deben tomar en cuenta las especificaciones y aplicaciones recomendadas por ingeniería y el fabricante.


Simbología eléctrica

La simbología es una herramienta o una forma de lenguaje, que permite mostrar distintos tipos de equipos y dispositivos, así como las interconexiones que existen entre ellos. En un sistema o circuito existen numerosos tipos de componentes diferentes; por otra parte, estos elementos se relacionan y determinan su forma de operación. El área de sistemas eléctricos es una de las más ricas en diversidad de simbología y el conocimiento de los símbolos comunes es básico para la rápida comprensión de planos eléctricos y su utilización en tareas de mantenimiento. Para la correcta representación de todos los elementos que conforman una instalación eléctrica dentro de los dibujos que la representa, se usa una simbología estándar, de tal forma, que cualquier persona puede leer estos planos, teniendo el mismo significado para todos. Un símbolo es un método simplificado para la representación gráfica de un componente o parte de un circuito eléctrico. Existen diferentes simbologías usadas en diagramas y dibujos eléctricos, pero las más usuales son según las normas: • ANSI (Instituto de Normalización Nacional de Estados Unidos de América - Estándar Americano). • DIN (Norma Industrial Alemana - Estándar Alemán). • IEC (Comisión Electrotécnica Internacional - Estándar Europeo). • BS (Estándar Británico). • NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos, de Estados Unidos de América).


Tabla 1. Símbolos eléctricos

Denominación DIN BS ANSI IEC (CEI)

Corriente contínua

= = =

Corriente alterna

= = =

Corriente continua y

alterna

= = =

Conductor,

representación general

= = =

Conductor de protección

(PE) o conductor neutro

con función de protección

(PEN)

Neutro (N)

= = =

Conductor con

indicación del número de

conductores

= = =

Empalme de conductores

= =

= ó

Empalme separable

= =

=



Bornera

Bornes en fila

_ = =

Punto de empalme,

representación general,

especialmente para

empalmes (uniones)

Empalme separable

=

=

=

Resistencia

Resistencia con

toma

= = =

Devanado,

Inductividad

Idem, con tomas

Condensador,

Capacitor

Idem, con tomas

- - =

Tierra

= = =

Masa

1 3 4

= ó = ó = ó

ó = ó

= ó

= ó



Accionamiento de levas

-

Accionamiento de

émbolo

-

Accionamiento

motriz

-

-

-

Accionamiento

por motor

-

-

Bloqueo en una

dirección

-

Indicación

mediante nota

-

Bloqueo en ambas

direcciones

Indicación

mediante nota

Encastre

-

Caracterizado por

una nota

-

Accionamiento retardo hacia la

derecha

-

-

Acoplamiento

mecánico acoplado

-

-



Acoplamiento mecánico

desacoplado

-

-

Pulsador con

contacto NA, con accionamiento

manual, representación

general

-

-

-

Pulsador con


manual oprimiendo

-

-

-

Selector con


manual

-

-

-

Pulsador bipolar,

con accionamiento manual, para 3 posiciones de

maniobra, posición básica en O, representación

general

-

-

-



Selector bipolar,

con accionamiento

manual, para 3

posiciones de

maniobra,

posición básica en

O, representación

general

-

-

-

Sistema de

tracción con

reposición

automática al

cesar la fuerza de

accionamiento,

para contactores y

similares

-

Relé con 2

devanados que

actúan en el

mismo sentido

Relé o disparador

que mide, con

indicación de la

magnitud medida

-



Sistema de

tracción con

retardo magnético

en la deconexión

Sistema de

tracción con

retardo en la

conexión

Sistema de

tracción con

retardo en la

conexión y en la

desconexión

-

Sistema de

tracción de un relé

polarizado

Sistema de

tracción de un relé

de remanencia

-

Motor trifásico de anillos rozantes


Transformador de tensión


Motor trifásico con rotor de jaula

Motor trifásico con rotor de jaula, con los 6 extremos del devanado a bornes

Transformador con dos devanados

separados

Autotransformador

Bobina de reactancia

Transformador de intensidad


Timbre

Sirena

Lámpara de señalización

Señalización de aguja

__ __

Contacto

normalmente abierto (NA)

Contacto

normalmente cerrado (NC)

Contacto de conmutación


Bocina

ó ó

ó



Contacto de conmutación sin

interrupción

Contacto NA cierre

retardado

Contacto NC cierre

retardado

Contacto NA abre

retardado

Contacto NC abre

retardado

Contactor con relé contra sobrecarga

Interruptor tripolar

con disparo libre, con disparadores contra

sobrecargas y disparadores sin

retardo

Seccionador de

potencia

-



Interruptor de potencia

Seccionador bajo

carga, tripular

-

Seccionador tripolar

con fusibles

-

Seccionador tripolar

Fusible

-

Cuchilla seccionadora

-

Dispositivo de enchufe

Accionamiento

manual, representación general

- - -

Accionamiento de pie


Simbología literaria

Los símbolos literarios son comúnmente usados en los planos eléctricos, por ejemplo, en los diagramas unifilares y en los diagramas de control. Estos símbolos, consisten en un número (No. DEL APARATO) que indica la FUNCIÓN del dispositivo eléctrico que se quiere identificar. Un ejemplo de esta simbología se muestra en la siguiente tabla. Tabla 1. Simbología Literaria

No. DEL APARATO

FUNCIÓN DESCRIPCIÓN

1 Elemento maestro. Es el aparato inicial tal como un switch de control, relevador de voltaje, etc., el

cual sirve ya sea directamente o a través de un aparato permisible como un

relevador con retardo de tiempo que coloca al equipo fuera de operación.

2 Relevador de cierre o

apertura con retardo

de tiempo.

Es un aparato cuya función es proveer un retardo de tiempo, ya sea antes o

después de cualquier punto u operación en una secuencia de switches o sistemas

de protección por relevadores, excepto las especificadas en números 62 y 72.

3 Relevador de muestreo

o bloqueo.

Es un relevador el cual opera en respuesta a la posición de un número de otro

aparato, o a un número de una condición predeterminada, en un equipo

intercalado en una secuencia de operación para parar o arrancar un proceso, o

prever un chequeo de las posiciones de estos aparatos o de estas condiciones

para cualquier propósito.

4 Contactor maestro. Es un aparato, generalmente controlado por el aparato 1 o el equivalente y los

aparatos de protección necesarios para poner un equipo en operación, bajo las

condiciones deseadas y sacarlo de operación bajo otras condiciones anormales.

5 Aparato para parar. Es un aparato cuya función primaria es colocar y mantener un equipo fuera de

operación.

6 Interruptor del

circuito de arranque.

Es un aparato cuya función principal, es conectar una máquina a su fuente de

voltaje.

7 Interruptor del

circuito de ánodo.

Es usado en el circuito del ánodo de un rectificador de potencia para el

propósito primario de interrumpir el circuito del rectificador si ocurre una

descarga.


No. DEL APARATO


8 Aparato

desconectador de

control de potencia.

Es un aparato desconectador tal como un switch de cuchilla, un interruptor de

circuito, etc. usado con el propósito de conectar, respectivamente la fuente de

control de potencia al bus de control o del equipo.

9 Aparato inversor Es un aparato que se usa con el propósito de invertir el campo de una máquina o

para ejecutar cualquier otra función reversible.

10 Switch de secuencia. Es un switch empleado para cambiar la secuencia en las cuales las unidades

pueden meter o sacar de servicio equipos unitarios múltiples.

11 Reservado para

futuras aplicaciones.

12 Aparatos sobre

velocidad.

Es generalmente un switch de velocidad conectado directamente, los cuales

funcionan en máquinas a sobrevelocidad.

13 Aparato de rapidez

síncrona.

Es un aparato tal como un switch de velocidad centrífuga, un relevador de sobre

corriente o cualquier otro aparato que opera aproximadamente a la rapidez

síncrona de la máquina.

14 Aparato baja

velocidad.

Es un aparato que funciona cuando la rapidez de una máquina cae debajo de un

valor determinado.

15 Aparato de velocidad

o frecuencia.

Es un aparato cuya función es mantener la rapidez o la frecuencia de una

máquina o sistema igual, o aproximadamente igual a la de otras máquinas o

fuentes del sistema.

16 Reservado para


17 Switch de derivación o

descarga.

Es aquel que sirve par abrir o cerrar un circuito derivador que rodea cualquier

pieza de un aparato (excepto una resistencia), tal como el campo o armadura de

una máquina un capacitor o un reactor.

18 Aparato acelerador y

desacelerador.

Es el que se usa par cerrar o causar el cierre de circuitos que se emplean para

controlar la velocidad de la máquina.

19 Contactor de

transición arranque

operación normal.

Es aquel que opera para inicial o causar la transferencia automática de una

máquina del arranque a la operación normal, a la fuente de potencia.

20 Válvula operada

eléctricamente.

Es un solenoide o motor que opera la válvula que es usada en líneas de vacío,

gas, aire, aceite o similar.


No. DEL APARATO


21 Relé de distancia. Es un relé que funciona cuando la admitancia, impedancia o reactancia de un

circuito, aumenta o disminuye bajo límites predeterminados.

22 Interruptor de los

circuitos igualadores.

Es un interruptor que sirve para cerrar o abrir el circuito igualador de corriente

para un reóstato de campo, o regulador de un equipo, en una instalación

unitaria múltiple.

23 Aparato para el

control de la

temperatura.

Es un aparato cuya función es incrementar o bajar la temperatura de una

máquina u otro aparato, o de cualquier medio, cuando se cae o se incremente

sobre un valor determinado.

24 Reservado para


25 Aparato para

sincronizar o checar el

sincronismo.

Es un aparato que opera cuando dos circuitos de CA están con el límite deseado

de frecuencia, ángulo de fase o voltaje, para permitir o causar el paralelismo de

estos dos circuitos.

26

Aparatos o

dispositivos térmicos.

Es aquel que funciona cuando la temperatura del campo derivado o del

devanado amortiguador de una máquina limitador de carga o de un líquido

excede de un valor determinado; o si la temperatura de los aparatos se excede de

la permisible.

27 Relevador de bajo

voltaje.

Es un relevador que funciona a un valor dado de bajo voltaje.

28 Reservado para


29 Contactor aislador. Contactor que funciona expresamente para desconectar un circuito de otro para

el propósito de operaciones de emergencia, mantenimiento o prueba.

30 Relevador anunciador. Es una aparato sin recierre automático que da por medio de un número y señal

visual sobre el funcionamiento de aparatos de protección y de calibrarse

también para funciones de bloqueo.

31 Aparato de excitación. Es un aparato que conecta un circuito tal como el campo derivado de un

convertidor síncrono a una fuente de excitación separada durante la secuencia

de arranque; o una que energiza los circuitos de ignición y excitación de un

rectificador de potencia.


No. DEL APARATO


32 Relevador direccional

de potencia.

Es el que funciona a un valor deseable de flujo de potencia en una dirección

dada, o la inversión de potencia resultante de descarga en un circuito de ánodo o

cátodo de un rectificador de potencia.

33 Switch de posición. Es un switch que abre o cierra un contacto cuando el aparato principal o pieza

de aparato que no tiene el número de función del aparato, alcanza una posición

dada.

34 Switch de la secuencia

de la operación de un

motor.

Es un switch multicontacto que fija la secuencia de operación del aparato mayor

durante el paro y arranque o durante otra secuencia de operación de switch.

35 Aparato para la

operación de las

escobillas o anillos

deslizantes corto

circuito.

Es un dispositivo para incrementar, bajar o girar las escobillas de una máquina,

o para cortocircuitar sus anillos deslizantes, o para enganchar o desenganchar

los contactos de un rectificador mecánico.

36 Elemento de

polaridad.

Es aquel que opera o permite la operación de otro aparato en una polaridad

determinada solamente.

37 Relevador baja

corriente o baja

potencia.

Es aquel que funciona cuando el flujo de corriente o de potencia caen abajo de

un valor determinado.

38 Dispositivo protector

de chumacera.

Este dispositivo opera al elevarse excesivamente la temperatura en las

chumaceras, o con una condición mecánica anormal, tal como desgastes u otros,

los que generalmente se traduce en aumento de calor.

39 Reservado para


40 Relevador de campo. Es aquel que funciona con un valor bajo anormal o falla en la corriente de

campo de la máquina, o a un valor excesivo de la componente reactiva de la

corriente de armadura en una máquina de CA lo que indicará un valor bajo

anormal de la corriente de excitación del campo de la máquina.

41 Interruptor del

circuito de campo.

Es el dispositivo que aplica o quita el campo de excitación de una máquina.


No. DEL APARATO


42 Interruptor del

circuito de campo.

Dispositivo cuya función principal es conectar una máquina a la fuente de

voltaje de operación, después que la máquina ha alcanzado su velocidad

nominal o ha pasado sus condiciones iniciales de arranque.

43 Dispositivo manual de

transferencia o

selector.

Es aquel que se opera manualmente que transfiere los circuitos de control para

modificar el plan de operación del equipo de switches o del alguno de los

aparatos.

44 Relevador de arranque

de secuencia unitaria.

Es un relevador que opera para arrancar la siguiente unidad disponible en un

equipo de unidades múltiples.

45 Reservado para


46 Relevador de corriente

de fase inversa o

balances de fases.

Aquel que opera cuando la corriente polifásica es de secuencia inversa de clase,

o cuando la corriente polifásica está desbalanceada o contiene componentes de

secuencia negativa de fase superior, a una cantidad dada.

47 Relevador de voltaje

de secuencia de fase.

Es un relevador que funciona a un valor determinado de voltaje polifásico, en la

secuencia de fase deseada.

48 Relevador de

secuencia incompleta.

Es un relevador que regresa el equipo a la posición normal, o fuera, posición y

de bloqueo fuera de condiciones normales de arranque, operación o secuencia

de paro si no es propiamente completa en un tiempo determinado.

49 Relevador térmico

para máquina.

Es un relevador que funciona cuando la temperatura de la armadura u otro

devanado que lleve carga o elemento de una máquina de corriente directa o de

un rectificador de potencia excede de un valor determinado.

50 Relevador de sobre

corriente instantánea o

incremento nominal.

Es aquel que opera instantáneamente un valor excesivo de corriente, o a un

incremento excesivo de corriente nominal, ya que esto indicaría una falla en los

aparatos o circuitos protegidos.

51 Relevador

sobrecorriente alterna

de tiempo.

Es aquel que opera en un tiempo determinado o tiene características de tiempo

inverso y funciona cuando la corriente en el circuito de CA excede un valor

predeterminado.

52 Interruptor de

circuito.

Es aquel que se emplea para cerrar o interrumpir un circuito de potencia de CA

bajo condiciones normales o bajo condiciones de fallas o emergencia.


No. DEL APARATO


53 Relevador para

excitación de

generador CD.

Es aquel que forza el campo de excitación a mantenerse arriba durante el

arranque o el que funciona cuando el voltaje de la máquina se ha excedido de un

valor dado.

54 Interruptor de circuito

de CD alta velocidad.

Es un interruptor de circuito que reduce la corriente del campo principal en 0.01

segundo menos desde una sobrecarga o incremento excesivo de la corriente.

55 Relevador de factor de

potencia.

Es aquel que opera cuando el factor de potencia en un circuito de CA está arriba

o abajo de un valor determinado.

56 Relevador para

aplicación de campo.

Es un relé que automáticamente controla la aplicación del campo de excitación

a un motor de corriente alterna en algún punto determinado en el ciclo de

deslizamiento.

57 Dispositivo de

aterrizaje a corto

circuito.

Es un dispositivo de potencia, o de energía almacenada, que opera dispositivos

con funciones de cortocircuito a tierra a un circuito en respuesta a un medio

manual o automático.

58 Relevador de falla de

encendido para

rectificador de

potencia.

Es un relevador que funciona si uno o más de los ánodos del rectificador de

potencia falla en el encendido.

59 Relevador

sobrevoltaje.

Es aquel que opera a un valor de sobrevoltaje.

60 Relevador de balanceo

de voltaje.

Es aquel que opera a una diferencia dada de voltaje entre dos circuitos.

61 Relevador de balanceo

de corriente.

Es aquel que opera a una diferencia dada en la corriente de entrada o salida de

dos circuitos.

62 Relevador con retardo

de tiempo para cierre y

apertura.

Es un relevador con retardo de tiempo que sirve en conjunto con los aparatos

que inician el arranque, paro u operación de apertura en una secuencia

automática.

63 Relevador de flujo o

presión de gas o

líquido.

Es aquel que opera a un valor dado de presión de gas o líquido, flujo o nivel, o

una razón dada del cambio de estos valores.

64 Relevador de

protección a tierra.

Es aquel que funciona al fallar el aislamiento de una máquina, transformador o

de otro aparato a tierra o de una descarga de una máquina de CD a tierra.


No. DEL APARATO


65 Gobernador. Es el equipo que controla la apertura de la válvula de un primo motor.

66 Dispositivo de

escalonamiento.

Es aquel que opera para energizar el circuito periódicamente, o permite

aceleraciones intermitentes o de desplazamiento lento para tener una posición

mecánica.


de sobre corriente CA.

Es aquel que funciona a un valor deseado de sobrecorriente alterna, fluyendo en

una dirección determinada.

68 Relevador de bloqueo. Es aquel que envía una señal al piloto para bloquear o disparar en una falla

externa en una línea de transmisión o en otros aparatos bajo condiciones

determinadas, o coopera con otros dispositivos para bloquear el recierre en una

operación fuera de la secuencia.

69 Dispositivo de control

permisible.

Es generalmente un switch de dos posiciones operado manualmente que en una

posición permite el cierre del interruptor del circuito, o coloca al equipo en

operación, y en otra posición, previene que el interruptor del circuito o el equipo

sea operado.

70 Reóstato operado

eléctricamente.

Es un reóstato usado para variar la resistencia de un circuito en respuesta alguna

señal eléctrica del control.

71 Reservado para


72 Interruptor de circuito

de CD.

Es un interruptor de circuito que cierra o interrumpe un circuito de potencia de

CD bajo condiciones normales o interrumpe este circuito bajo condiciones de

falla o de emergencia.

73 Contacto de

resistencia de carga.

Es aquel que se emplea para derivar o insertar un paso limitador de carga en un

circuito de potencia, o bien una resistencia de carga de un rectificador de

potencia u otra máquina.

74 Relevador de alarma. Es un relevador que opera en combinación con una alarma visual o audible.

75 Mecanismo cambiador

de posiciones.

Es un mecanismo que se usa para mover un interruptor de circuito móvil para

conectar, desconectar y posiciones de prueba.

76 Relevador de

sobrecorriente de CD.

Es un relevador que funciona cuando la corriente en un circuito de CD excede

de un valor dado.

77 Transmisor de pulso. Es usado para generar y transmitir pulsos sobre un control remoto o alambre

piloto para enviar una señal a un equipo remoto o aparato receptor.


No. DEL APARATO


78 Relevador protector

de secuencia de

operación o medidor

de ángulo de fase.

Es aquel que opera a un ángulo de fase predeterminado entre dos voltajes o

entre dos corrientes o entre voltaje y corriente.

79 Relevador de recierre

de CA.

Es un relevador que controla el recierre o bloqueo automático de un interruptor

de circuito de CA.

80 Reservado para


81 Relevador de

frecuencia.

Es aquel que opera a un predeterminado valor de frecuencia ya sea mayor o

menor a un valor dado a una razón de cambio de frecuencia.

82 Relevador de recierre

de CD.

Es aquel que controla el cierre y recierre automático de un interruptor de

circuito de CD, generalmente en respuesta a ciertas condiciones de carga.

83 Relevador de

transferencia, o

control selector

automático.

Es aquel que opera para seleccionar automáticamente entre ciertas fuentes o

condiciones en un equipo, o para hacer una transferencia automática.

84 Mecanismo de

operación.

Es el mecanismo o servomecanismo completamente eléctrico, incluyendo el

motor de operación solenoide, interruptor de posición, etc. para un cambiador

de tap, regulador de inducción o cualquier pieza de la máquina que no tiene

número de función de dispositivo.

85 Relevador receptor

para carrier o hilo

piloto.

Es el que opera o restringe por una señal usado en conexión con corriente

carrier o hilo piloto como un relevador direccional de fallas.

86 Relevador de bloqueo. Es aquel operado eléctricamente o manualmente que saca y mantiene el equipo

fuera de servicio cuando ocurren condiciones normales.

87 Relevador de

protección diferencial.

Es aquel que opera a un porcentaje de ángulo de fase u otra diferencia de dos

cantidades eléctricas.

88 Motor generador o

motor auxiliar.

Se emplea para operar equipo auxiliar tal como bombas excitadores,

amplificadores magnético giratorio extractor.

89 Switch de línea. Se emplea para aislar o desconectar un equipo o circuito de un circuito de

potencia en CA o CD.


No. DEL APARATO


90 Dispositivo regulador. Es aquel que funciona para regular una cantidad, o cantidades, tales como

voltaje, corriente, potencia, rapidez, carga, etc. a ciertos o entre ciertos límites

para máquinas líneas u otros aparatos.


de voltaje.

Es aquel que opera cuando el voltaje que pasa a través de un interruptor de

circuito o contactor excede de un valor en una dirección dada.


de potencia y voltaje.

Es el que permite o causa la conexión de dos circuitos cuando la diferencia de

voltaje entre ellos excede de un valor dado en un sentido determinado, y

desconecta un circuito del otro cuando la potencia que fluye entre ellos excede

un valor dado en la dirección contraria.

Un ejemplo del uso de la simbología literaria es el que se muestra en el circuito de la figura 1 (Simbología ANSI). En el circuito anterior se observa el transformador A, que reduce el voltaje de 34.5 KV a 13.2 KV, permitiendo alimentar al sistema de distribución conformado por los transformadores B y C. Se han situada 3 interruptores de potencia enchufables (interuptor A, B y C) para proteger al sistema. El número 52 indica que el dispositivo eléctrico es un interruptor de potencia de CA.

52

TRANSFORMADOR A34.5 KV

13.2 KV

13.2 KV

440 – 22O V

13.2 KV

220 – 110 V

52 52

INTERRUPTOR A

INTERRUPTOR B INTERRUPTOR C

TRANSFORMADOR B TRANSFORMADOR C

52

TRANSFORMADOR A34.5 KV

13.2 KV

13.2 KV

440 – 22O V

13.2 KV

220 – 110 V

52 52

INTERRUPTOR A

INTERRUPTOR B INTERRUPTOR C

TRANSFORMADOR B TRANSFORMADOR C

FIGURA 1


Esquemas básicos de conexión

Indicaciones generales Designación de los puntos de conexión Se presentan a continuación las designaciones de los puntos de conexión (bornes) de los aparatos de maniobra según la norma DIN: 1. Designaciones de los puntos de conexión de las impedancias y accionamientos. Observe la figura 2.

2. Designación de los puntos de conexión de los contactos con 2 posiciones de maniobras.

2.1. Contactos principales: los contactos principales de los aparatos de maniobras se caracterizan con cifras de un solo dígito. Las designaciones de los puntos de conexión de un contacto principal son un número impar y el número inmediato superior a él. Observe la figura 3.

Electroimán para enclavamientos.

Disparador de mínima tensión.

Disparador por corriente de trabajo.

Bobina con un devanado, por ejemplo la bobina de un conductor.

Electroimán para enclavamientos.

Disparador de mínima tensión.

Disparador por corriente de trabajo.

Bobina con un devanado, por ejemplo la bobina de un conductor.

A1

A2

A1

A2

U <

D2

D1

U <

D2

D1 E1

E2

E1

E2

FIGURA 2

C1

C2

C1

C2

FIGURA 3. CONTACTOS PRINCIPALES DE APARATOS DE MANIOBRAS BIPOLARES, TRIPOLARES Y TETRAPOLARES

111

2 2

3 3 3

4 4 4

5 5

6 6

7

82

111

2 2

3 3 3

4 4 4

5 5

6 6

7

82


2.2. Contactos auxiliares: los contactos auxiliares de los aparatos de maniobra se caracterizan con

cifras de dos dígitos. El dígito de las unidades es la cifra de función y el dígito de las decenas es la cifra ordinal.

3. Designaciones de los contactos para circuitos auxiliares, con cifras de función (la cifra ordinal está

simbolizada por un punto). Los contactos auxiliares con funciones especiales (por ejemplo: contactos de acción retardada) se designan con las cifras de función 7 y 8 si son contactos normalmente abiertos (NA). Observe la figura 4.

4. Denominaciones de los bornes de conexión con cifras ordinales y cifras de función. Los puntos de

conexión de un contacto auxiliar se caracterizan con la misma cifra ordinal. Observe la figura 5.

.1

.2

.1

.2

.3

.4

.3

.4

.1

.2 .4

.1

.2 .4

.5

.6

.5

.6

.7

.8

.7

.8

.5

.6 .8

.5

.6 .8

Conmutador con retardo en ambas

direcciones.

Contacto normalmente abierto NA, ( con cierre retardado )

Conmutador normalmente cerrado NC,

( con apertura retardada )

Conmutador

Contacto normalmente

abierto NA ( contacto de

cierre )

Contacto normalmente cerrado NC

( contacto de apertura )

Conmutador con retardo en ambas

direcciones.

Contacto normalmente abierto NA, ( con cierre retardado )

Conmutador normalmente cerrado NC,

( con apertura retardada )

Conmutador

Contacto normalmente

abierto NA ( contacto de

cierre )

Contacto normalmente cerrado NC

( contacto de apertura )

FIGURA 4

13

14

23

24

11

12

21

22

11

12 14

21

22 24

13

14

23

24

13

14

23

24

11

12

21

22

11

12

21

22

11

12 14

21

22 24

11

12 14

21

22 24

FIGURA 5


5. Denominaciones de los bornes de conexión de dispositivos para la protección contra sobrecargas y de un conductor auxiliar con la cifra característica de dos dígitos. Se presenta un ejemplo en la figura 6 de la siguiente página.

Los aparatos de maniobra con un número definido de contactos auxiliares (contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados) pueden caracterizarse con un número de dos dígitos. La primera cifra indica la cantidad de contactos normalmente abiertos (NA) y la segunda la cantidad de contactos normalmente cerrados (NC).

CONTACTOS AUXILIARES

1 3 5

2 4 6

95

96 97

CONTACTOS AUXILIARES

1 3 5

2 4 6

95

96 97

1 3 5

2 4 6

95

96 97

VÍAS DE CORRIENTE PRINCIPALES

95

96

97

98

VÍAS DE CORRIENTE PRINCIPALES

95

96

97

98

95

96

97

98

CIFRAS DE FUNCIÓN

CIFRAS ORDINALES

13

1 3 3 3 12 3 4

1 4 2 4 34 4 2

A1

A2

CARACTE-RISTICAS

3NA1NC

CIFRAS DE FUNCIÓN

CIFRAS ORDINALES

13

1 3 3 3 12 3 4

1 4 2 4 34 4 2

A1

A2

CARACTE-RISTICAS

3NA1NC

FIGURA 6


Designación de aparatos y sus componentes, conductores y funciones

generales Cada aparato eléctrico y sus componentes tienen una designación en los planos de diagrama de fuerza y de control. En la tabla 2 se muestra, como ejemplo, la LETRA para la designación del TIPO DE APARATO. Tabla 2. Designación del Tipo de Aparato

LETRA TIPO DE APARATO EJEMPLOS

A Grupos constructivos y partes de grupos

constructivos.

Amplificadores, amplificadores magnéticos, láser,

combinaciones de aparatos.

B Convertidores de magnitudes no eléctricas a

magnitudes si eléctricas y viceversa.

Transductores, sondas termoeléctricas, termocélulas, células

fotoeléctricas, dinamómetros, cristales piezoeléctricos,

micrófonos, altavoces, aparatos de campo giratorio.

C Condensadores. -

D Dispositivos de retardo, de memoria,

elementos binarios.

Conductores de retardo, elementos biestables, elementos

monoestables, memorias de núcleos, registradores, memorias

de discos, aparatos de cintas magnéticas.

E Diversos. Instalaciones de alumbrado, instalaciones de calefacción,

instalaciones que no están indicadas en otro lugar en esta

tabla.

F Dispositivos de protección. Fusibles, descargador de sobre voltaje, relés de protección,

disparador.

G Generadores. Generadores rotativos, transformadores de frecuencia

rotativos, baterías, equipos de alimentación, osciladores.

H Equipos de señalización. Aparatos de señalización ópticos y acústicos.

J - -

K Relés, contactores. Contactores de potencia, contactores auxiliares, relés

auxiliares, relés intermitentes, relés de tiempo, relés Reed.

L Inductividad. Bobinas de reactancia.

M Motores. -

N Amplificadores, reguladores. Circuitos integrados.

P Instrumentos de medición, equipos de

pruebas.

Instrumentos de medición, registradores y contadores,

emisores de impulsos, relojes.


LETRA TIPO DE APARATO EJEMPLOS

Q Aparatos de maniobra para altas

intensidades.

Interruptores de potencia, seccionadores, interruptores de

protección, interruptores para protección de motores,

interruptores automáticos, seccionadores bajo carga con

fusibles.

R Resistencias. Resistencias, potenciómetros, reóstatos, shunts, resistencias en

derivación, termistores.

S Interruptores, selectores. Pulsadores, interruptores de posición, interruptores de mando,

conmutador-selector, selectores rotativos, adaptadores

selectores, emisores de señales.

T Transformadores. Transformadores de potencial, transformadores de corriente.

U Moduladores, convertidores. Discriminadores, convertidores de frecuencia, demoduladores,

convertidores, inversores, onduladores.

V Válvulas, semiconductores. Válvulas de vacío, válvulas de descarga en gases, diodos,

transistores, tiristores.

W Vías de conducción, guía-ondas. Hilos de conexión, cables, guía-ondas, acoplamientos dirigidos

por guía-ondas, dipolos, antenas parabólicas.

X Bornes, clavijas, enchufes. Clavijas y cajas de enchufe, clavijas de pruebas, regletas de

bornes, regletas de soldadura.

Y Equipos eléctricos accionados

mecánicamente.

Frenos, embragues, válvulas.

Z Equipos de compensación, filtros,

limitadores.

Circuitos para limitación de cables, reguladores dinámicos,

filtros de cristal.


Un ejemplo de la designación se muestra en el diagrama del arranque directo de un motor trifásico que se observa a continuación (Simbología DIN).

La designación F1F y F2F significa: F: es la letra indicativa para el tipo de aparato (ver tabla 2 de la página anterior). La letra F se designa para los dispositivos de protección, en este caso, fusibles. 1 y 2: número ordinal para distinguir entre dos aparatos y/o funciones del mismo tipo. Para este ejemplo tenemos 2 fusibles, por lo tanto, para diferenciarlos les asignamos un número diferente a cada uno, este número es el llamado número ordinal. F: letra que indica la función que desempeña el aparato. Cada aparato puede tener diversas funciones, pero para este ejemplo, la segunda F significa que los fusibles tienen la función de proteger al motor. La designación K1M significa: K: la letra K se designa para los relés y contactores, en este caso, un contactor (ver tabla 2 de la página anterior). 1: es el número ordinal para distinguir entre dos aparatos y/o funciones del mismo tipo. En el ejemplo tenemos solo un contactor. M: letra que indica la función que desempeña el aparato. La letra M del ejemplo significa que el contactor tienen la función de energizar al motor.

L1L2L3

F2F

K1M

M

1 3 5

2 4 6

1 3 5

2 4 6

3

F1F

3 FASES 60 Hz 440 V

FIGURA 7

L1L2L3

F2F

K1M

M

1 3 5

2 4 6

1 3 5

2 4 6

33

F1F

3 FASES 60 Hz 440 V

FIGURA 7


Planos eléctricos

¿Qué es un plano? Un plano es un documento que sirve para representar en forma gráfica las diferentes partes de diversos dispositivos e instalaciones como: máquinas, automóviles, subestaciones, edificios, etc. Los planos son el arma básica que utilizan para comunicarse los diseñadores de equipo y las personas que trabajan con el diseño. Toda la información que contenga el plano debe de ser precisa y presentada de tal forma que se interprete de una manera rápida, sencilla y sin ningún mal entendido. El principio fundamental que distingue a los planos es que se trata de brindar la mayor información en el menor espacio posible. Y para poder llevar acabo este cometido se usan símbolos y abreviaturas estándares de tal manera que las personas que manejan los planos los entiendan. Aunque la forma de presentar un plano a comparación de otro varia en ciertos aspectos, estos deben de contener la misma información y datos que hagan comprensible al plano que se esta interpretando. Los planos consisten en hojas generalmente con un marco el cual muestra divisiones verticales y horizontales, así como un recuadro para datos, tal como se muestra en la figura 8.

El recuadro de datos sirve para escribir entre otras cosas: • El título del plano. • El autor. • La compañía que realizó el plano, etc. • El número de la hoja. • La revisión. • La identificación (número del plano). • La fecha de elaboración.

FIGURA 8. PLANO

1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

E

A

B

C

E

1 2 3 4 5 6 7 8

D

DATOS

1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

E

A

B

C

E

1 2 3 4 5 6 7 8

D

DATOS


Complementos para la identificación de elementos en un plano Para la interpretación de un plano eléctrico, además del conocimiento de los símbolos eléctricos y electrónicos, así como también, el análisis y deducción de los esquemas eléctricos se deben tener en cuenta una serie de informaciones auxiliares útiles para el seguimiento y ubicación de los elementos. Esta información es necesaria cuando el circuito es muy extenso, esto quiere decir que los distintos esquemas eléctricos no pueden mostrarse sobre una misma hoja o un esquema eléctrico se muestra en una o más hojas. Estas informaciones o complementos son: 1. Por conveniencia se trazan líneas divisorias y renglones para localizar fácilmente parte de los circuitos. Los diagramas esquemáticos son divididos en:

• Cuadros: Coordenadas identificadas con números o números y letras. • Secciones: Columnas identificadas con números, letras o la función específica del circuito en el

equipo o máquina.

Por ejemplo, cuando se menciona una parte del circuito de interés, se localiza mediante el número de plano y las coordenadas donde se ubica. Observe la figura 9, en donde la resistencia R se encuentra en la posición B3 del plano en un cuadro de diagrama y se muestra también una sección del diagrama.

FIGURA 9

1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

E

A

B

C

E

1 2 3 4 5 6 7 8

D

DATOS

CUADRO DEL DIAGRAMA

SECCIÓN DEL DIAGRAMA

R

1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

E

A

B

C

E

1 2 3 4 5 6 7 8

D

DATOS

CUADRO DEL DIAGRAMA

SECCIÓN DEL DIAGRAMA

R


2. Cuando el circuito de un equipo debido a su extensión está compuesto de varios planos u hojas, cada una de ellas debe estar perfectamente identificada con los siguientes datos en un rótulo:

• Denominación del plano. • Número del plano. • Número de la página u hoja. • Número total de páginas u hojas del circuito.

3. El seguimiento de los circuitos (líneas de alimentación, cajas de conexión, terminales, cables, etc.) cuando se prolonguen en varias hojas se debe indicar con las siguientes referencias:

• Letras. • Letras de identificación y número de hoja posterior o anterior. • Letra y números.

4. La ubicación de los contactos que pertenecen a una determinada bobina, se realiza con diferentes

tipos de identificación en el cual pueden figurar las siguientes referencias:

• Cantidad de contactos normalmente abiertos (NA), normalmente cerrados (NC), de potencia y temporizados.

• Número de hoja y coordenada o sección del contacto (en la misma hoja).


Tipos de planos eléctricos

Plano general El plano general es la presentación más simple de una instalación eléctrica, por lo general unipolar o uniflar (uni = uno-filos = hilos). Diagramas unifilares Las redes o instalaciones eléctricas se presentan mediante esquemas o diagramas unifilares (una forma de abreviar los circuitos mediante la representación de un solo conductor o fase). Son muy versátiles y completos puesto que puede ilustrar circuitos de corriente directa muy sencillos, o bien un sistema trifásico muy complejo. Un diagrama o esquema unifilar es un plano que con líneas sencillas y símbolos, representan la estructura de los circuitos y los dispositivos que componen una instalación, así como las protecciones a estos circuitos y medición. En estos diagramas no se incluyen circuitos de control o de instrumentación. Este plano representa las relaciones que guardan lo elementos que forman los circuitos, así como sus valores en cuanto a su capacidad. Es el dibujo o plano más importante de una instalación eléctrica, ya que ahí se incluyen todos los elementos de fuerza que la conforman. El diagrama unifilar, dependiendo de que tan grande sea una instalación, puede constar de un plano general, o de varios planos divididos por subestaciones (si hay más de una), en voltajes de distribución, etc. Pero siempre se dará la referencia de la relación entre todos los planos de diagramas unifilares. En ellos se presentan los elementos constituyentes de la instalación o red, tales como: • Aparatos de maniobra. • Instrumentos de medición. • Elementos de protección. • Transformadores. • Motores, etc.

Y se representan mediante los símbolos correspondientes (según las normas), su identificación o designación y los datos o parámetros más sobresalientes.


A continuación se indica un diagrama unifilar sencillo de acuerdo a la norma ANSI. Ver figura 10.

Se puede ver a través de los símbolos que se trata de un esquema unifilar que tiene tres resistencias (R1, R2 y R3) y una batería (V). La electricidad fluye desde el lado negativo de la batería a través de las resistencias hacia el lado positivo de la batería. Cuando se interpreta un diagrama unifilar, se debe comenzar en la parte superior en donde se encuentra el voltaje más alto y seguir hasta el voltaje más bajo. Esto ayuda a entender correctamente los voltajes y sus trayectorias.

En la siguiente página se describe un diagrama unifilar industrial y para explicarlo de manera fácil, se

dividió el diagrama unifilar en tres secciones. Ver figura 11.

R1

V R2

R3

+

-

R1

V R2

R3

+

-

FIGURA 10. DIAGRAMA UNIFILAR SENCILLO


En la sección A se observa que un transformador A1 está alimentando energía a todo el sistema. Dicho transformador reduce el voltaje de 35 KV a 15 KV, indicado por los números que están al lado del símbolo del transformador. Una vez disminuido el voltaje, se encuentra el interruptor A1 de circuito removible, el número 52 indica que es un interruptor de potencia de CA (simbología literaria, página 24), que está unido a una línea horizontal que representa a una Barra Conductora Eléctrica, que es un dispositivo utilizado para llevar electricidad a otras áreas o circuitos.

FIGURA 11. DIAGRAMA UNIFILAR INDUSTRIAL TÍPICO (SIMBOLOGÍA ANSI)

35 KV

15 KV

52 INTERRUPTOR A1

52 52INTERRUPTOR B1 INTERRUPTOR B2

15 KV

5 KV

15 KV

480/277 VINTERRUPTOR B3

A)

B)

C)

TRANSFORMADOR A1

TRANSFORMADOR B1

TRANSFORMADOR B2

BARRA CONDUCTORA ELÉCTRICA

DESCONECTADOR

DESCONECTADOR CON FUSIBLE

GENERADOR DE EMERGENCIA

CONMUTADOR DE TRANSFERENCIA

AUTOMÁTICA

CENTRO DE MEDIDORES

MOTOR ELÉCTRICO

CENTRO DE CARGA

35 KV

15 KV

52 INTERRUPTOR A1

52 52INTERRUPTOR B1 INTERRUPTOR B2

15 KV

5 KV

15 KV

480/277 VINTERRUPTOR B3

A)

B)

C)

TRANSFORMADOR A1

TRANSFORMADOR B1

TRANSFORMADOR B2

BARRA CONDUCTORA ELÉCTRICA

DESCONECTADOR


GENERADOR DE EMERGENCIA

CONMUTADOR DE TRANSFERENCIA

AUTOMÁTICA

CENTRO DE MEDIDORES

MOTOR ELÉCTRICO

CENTRO DE CARGA


En la sección B se observa que los interruptores B1 y B2 de circuito removibles adicionales se encuentran en la barra conductora y alimentan otros circuitos, que se encuentran a 15 KV puesto que no ha habido ninguna indicación de cambio de voltaje en el sistema. Unido al interruptor B1 de circuito removible, se utiliza un transformador para llevar el voltaje en esta área del sistema de 15 KV a 5 KV. En el lado de 5 KV de este transformador, se muestra un interruptor desconectador . El desconectador se utiliza para conectar o aislar el equipo debajo del transformador. El equipo debajo del desconectador se encuentra a 5 KV puesto que nada indica lo contrario. Ubique ahora el interruptor B2 de circuito removible. Este interruptor de circuito está fijado sobre un interruptor desconectador con fusible y está conectado a un transformador reductor. Observe que todo el equipo debajo del transformador se considera ahora como un equipo de bajo voltaje puesto que el voltaje ha sido reducido a un nivel de 600 V o menos. El último equipo eléctrico en la parte media del diagrama es un interruptor de circuito B3 . Esta vez, el interruptor de circuito es un Interruptor de Circuito de Bajo Voltaje Fijo, de acuerdo con lo indicado por el símbolo. Pasando al área inferior del diagrama unifilar, vea que el interruptor de circuito B3 en la parte media está conectado a la barra conductora en la parte inferior. Observe que en la parte izquierda inferior y conectado a la barra conductora de la sección C, se encuentra otro interruptor de circuito fijo. Un símbolo de círculo representa un generador de emergencia que está conectado al conmutador de transferencia automática . Esta área del diagrama unifilar nos indica que es importante que el equipo conectado debajo del conmutador de transferencia automática siga funcionando. Aún si se pierde la energía proveniente de la barra conductora se puede decir a partir del diagrama unifilar que el conmutador de transferencia automática conecta al generador de emergencia con el circuito para mantener el equipo en funcionamiento. Un circuito de control de motor de bajo voltaje está unido al conmutador de transferencia automática a través de una barra conductora . Aún cuando sabemos la función exacta del control de motor de bajo voltaje en este circuito, es evidente que es importante mantener el equipo conectado y funcionando. Una especificación escrita proporcionaría normalmente los detalles de la aplicación. En la parte derecha de la tercera área se encuentra otro interruptor de circuito fijo conectado a la barra conductora . Está unido a un centro de medidores, de acuerdo con lo indicado por el símbolo formado por tres círculos. Esto indica que la compañía eléctrica está utilizando tres medidores para dar seguimiento a la energía consumida por el equipo debajo del centro de medidores. Debajo del centro de medidores se encuentra un Centro de carga o Tablero que está alimentando numerosos circuitos más pequeños. Esto podría representar un centro de carga en un edificio que alimenta energía a las luces, aire acondicionado, calentadores y cualquier otro equipo eléctrico conectado al edificio.


Este análisis simplificado de un diagrama unifilar le da la idea de la información que estos diagramas nos proporcionan en cuanto a conexiones y equipo eléctricos. Aún cuando algunos diagramas unifilares pueden aparentar ser excesivamente complejos debido a su tamaño y a la amplia gama de equipos representados, pueden analizarse siempre utilizando el mismo método de paso a paso. Representación de diagramas secundarios Algunas veces, la simbología usada en los diagramas unifilares, sobre todo la que se refiere a las protecciones del sistema eléctrico, viene acompañada de letras y números para identificar la clase de protección que debe de tener el circuito representado. Los símbolos básicos para dispositivos secundarios son: • Un círculo pequeño, para relevadores e instrumentos de medición. • Un cuadro pequeño, para conmutadores y selectores.

Dentro del círculo o cuadrado se escribe el número (simbología literaria) o letras del equipo que se representa. Un ejemplo de la interconexión de estos dispositivos (Simbología ANSI), se muestra en la figura 12.

En la figura anterior, el elemento principal o maestro es el relevador de control, cuya función es la de accionar el contactor principal. El relevador es indicado por medio de un círculo con el número 1 según la simbología literaria de la página 15. El selector esta designado por medio de un cuadro, como se muestra en la figura. La función del selector es la de desconectar el circuito.

FIGURA 12

1

RELEVADOR DE CONTROL

SELECTOR OL

NA

BOTÓN DE ARRANQUE

BOTÓN DE PARO

1

RELEVADOR DE CONTROL

SELECTOR OL

NA

BOTÓN DE ARRANQUE

BOTÓN DE PARO


Plano de circuitos Esta es actualmente la forma más utilizada en la electrotecnia para la presentación de una conexión. El plano de circuitos se divide en diagrama de fuerza y en diagrama de control (circuito de mando y señalización). El diagrama de control se dibuja a la derecha y separado del diagrama de fuerza. Ver figura 13.

El plano de circuito ó diagrama esquemático es utilizado como medio para facilitar el mantenimiento y reparación de equipos o instalaciones eléctricas. Hace énfasis en el “flujo” del sistema y usa líneas horizontales o verticales para indicar el “flujo”.

FIGURA 13. EJEMPLO DE PLANO DE CIRCUITOS (SIMBOLOGÍA ANSI)

DIAGRAMA DE FUERZA DIAGRAMA DE CONTROL

N

MOTOR

L1 L2 L3

OL OL OL

N

MOTOR

L1 L2 L3

OL OL OL


Un diagrama esquemático presenta los siguientes aspectos principales: • Diagrama de fuerza. • Diagrama de control o mando para control, señalización y control de funcionamiento (monitoreo). • Símbolos que identifican los equipos eléctricos y electrónicos, sus partes que los componen y sus

conexiones. • Marcación o denominación de los equipos eléctricos y electrónicos y sus terminales. • Referencias dadas dentro o cerca de la representación de equipos y sus conexiones como están en el

diagrama esquemático. Estas características o aspectos son suficientes para explicar los circuitos y su modo operativo, así como también el seguir a través del circuito cuando se busca una falla. El método de representación de los circuitos en los diagramas esquemáticos es descomponerlos de acuerdo a sus aspectos funcionales. La ubicación actual y las relaciones mecánicas de las partes de los componentes del equipo eléctrico se separan en la mayoría de los casos. Dependiendo de la extensión del circuito pueden representarse diversas unidades funcionales sobre la misma hoja o una unidad funcional en una o más hojas. Diagrama de fuerza o potencia Los diagramas de fuerza generalmente son representados en forma multipolar y la corriente que circula por ellos es de magnitudes apreciables con respecto a las corrientes de control o mando y varían según la potencia y tipo de carga; como por ejemplo: los motores, transformadores, autotransformadores, resistencias auxiliares, etc. Un ejemplo del diagrama de fuerza es el que se muestra en la figura 14 de la página siguiente. Anteriormente, en los planos de los diagramas de fuerza casi siempre se dibujaban fusibles para la protección contra cortocircuitos y relés bimetálicos o disparadores con retardo dependiente de la corriente para protección contra sobrecargas, pero en la actualidad se instalan interruptores termomagnéticos para la protección contra cortocircuitos y sobrecargas.


La explicación del diagrama de fuerza mostrado en la figura anterior es: Se pueden observar las tres líneas (L1, L2 y L3) que alimentan al circuito. Seguido de las líneas de alimentación se encuentra un interruptor de navajas con fusibles que protegen al motor de corto - circuitos. Después se encuentra el contactor, que es accionado por medio del circuito de control. Los elementos térmicos de protección (OL’s) se encuentran justo después del contactor y protegen al motor de sobrecargas.

FIGURA 14. EJEMPLO DE DIAGRAMA DE FUERZA O POTENCIA (SIMBOLOGÍA ANSI)

N

MOTOR

L1 L2 L3

INTERRUPTOR DE NAVAJAS

ELEMENTOS TÉRMICOS DE PROTECCIÓN ( OL’s )

CONTACTOR


Diagrama de control o auxiliar Los esquemas eléctricos funcionales simplifican notablemente el trazado de los diagrama de control (cualquiera sea su grado de automatización), y además presentan ventajas adicionales en la elección de aparatos y componentes, en el montaje y cableado, en el control funcional de los circuitos durante la inspección y en la localización de fallas. En los circuitos eléctricos, cada aparato de la instalación aparece descompuesto en sus distintos elementos constituyentes. Por ejemplo: en un contactor; los contactos principales, los contactos auxiliares, la bobina de accionamiento, etc., son las partes que constituyen al contactor. Estos elementos van apareciendo en los sucesivos circuitos ubicados de acuerdo a la función que cada uno desempeña, e independientemente de su real vinculación física con el aparato en cuestión, aparecen los demás elementos constituyentes del mismo y su ubicación en la instalación. El diagrama de control se compone de una sucesión de circuitos dispuestos cada uno sobre una línea vertical u horizontal (según sea la norma a emplear) en los que aparecen intercalados todos los elementos que forman parte del mismo (pulsadores, contactores auxiliares, contactos de fin de carrera, presóstatos, termostatos, relé de tiempo, bobinas, llaves de conmutador, llaves de señalización, etc.). Estos circuitos se cierran entre conductores comunes de alimentación de acuerdo a una ordenación lógica de la secuencia de maniobra. Los circuitos de alimentación se representan con líneas horizontales (para normas europeas) o verticales (para normas americanas) trazadas en la parte superior o inferior del diagrama o a ambos lados y pueden estar formados por uno o más pares de conductores según la naturaleza: corriente continua y alterna de diferentes voltajes. Los diagramas de control se representan de acuerdo a una serie de reglas y convenciones, las cuales son: 1. Se representan mediante el empleo de símbolos gráficos normalizados. Los contactos de los distintos

circuitos se grafican con el símbolo apropiado, de acuerdo a la naturaleza del dispositivo del que forma parte (contactor auxiliar de interruptores, contactos retardados de temporizadores, contacto de fin de carrera, contactos accionados manualmente, térmicamente, por nivel, por presión, etc.).

2. Las designaciones, no solamente identifican los aparatos como tal, sino también todos los contactos

ocupados del mismo reciben la misma designación; es decir, los contactos pertenecientes a una misma bobina tienen la misma sigla característica. De esta forma puede determinarse en que derivaciones han sido empleados los contactos y a que aparato pertenecen.

3. Todos los contactos que llevan una misma sigla característica o designación, cambian de posición

simultáneamente, excepto los contactos temporizados del aparato para los que se indican el tiempo de retardo.


4. La posición de los elementos del circuito funcional será la que corresponda al estado de desenergizado (sin voltaje). Por ejemplo, en caso de representar un contactor se entiende que el mismo está en reposo cuando su bobina de accionamiento está desenergizada y en consecuencia sus contactos principales están abiertos. Sus contactos auxiliares normalmente abiertos (NA) se dibujan abiertos y los normalmente cerrados (NC) se dibujan cerrados.

Para elementos no eléctricos es menos inmediata la definición de la posición de trabajo o reposo, es estos casos es conveniente agregar notas aclaratorias al pie del diagrama, si no las tiene, se considera la posición de reposo cuando no actúa la causa o magnitud física sobre el elemento. Algunos ejemplos de esto se muestran a continuación:

Un contacto normalmente cerrado (NC) de un presostato, permanece cerrado si no tiene un valor de presión que accione los contactos. Cuando la presión llegue al valor ajustado por el presóstato, el contacto se abrirá. Ver figura 15.

Un contacto normalmente abierto (NA) de un termostato, solo actúa (se cierra) si la temperatura llega a los valores calibrados, de lo contrario permanecerá abierto. Ver figura 16.

5. En el caso particular de los temporizadores, existen cuatro posibilidades para sus contactos de acción

retardada al producirse la secuencia de energizado-desenergizado. Estos cuatro casos se simbolizan de la siguiente manera según las normas correspondientes: • Contacto normalmente abierto (NA) con cierre retardado o temporizado cuando se energiza y

apertura instantánea cuando se desenergiza. Ver figura 17 de la siguiente página.

FIGURA 15

FIGURA 16

FIGURA 17

TC TDCTC TDC


• Contacto normalmente cerrado (NC) con apertura retardada o temporizada cuando se energiza y cierre instantáneo cuando se desenergiza. Ver figura 18.

• Contacto normalmente abierto (NA) con cierre instantáneo cuando se energiza y apertura

retardada o temporizada cuando se desenergiza. Ver figura 19.

• Contacto normalmente cerrado (NC) con apertura instantáneo cuando se energiza y cierre

retardado o temporizado cuando se desenergiza. Ver figura 20.

FIGURA 18

TO TDOTO

TDO

FIGURA 19

FIGURA 20

TC TDCTC

TDC


Los diagramas eléctricos aplicados al control eléctrico son tres tipos distintos. • Diagramas unilineales o de una línea. • Diagrama de líneas o escalera. • Diagrama de alambrado

Diagrama unilineal o de una línea El diagrama más simple es el de una línea o unilineal. Este diagrama muestra la secuencia en que cada componente está conectado, su identificación y las características de la red de alimentación. La secuencia indica como se conectaran los componentes con respecto a la canalización, pero no muestra las conexiones eléctricas en sí, ni establece la lógica del circuito. La figura 21 muestra un diagrama unilineal del arrancador de un motor trifásico.

La figura 21 indica que se usará un dispositivo desconectador con fusibles alimentado desde una red trifásica de 230 V a 60 Hz y controlando un arrancador magnético con protecciones térmicas y su respectivo motor. El arrancador está accionado por una botonera de arranque/paro con luz piloto.

230 V, 3 FASES, 60 Hz


INDICA QUE TIENE TRANSFORMADOR

DE CONTROL

ARRANCADOR CON PROTECCIONESCONTRA SOBRECARGA

ARRANQUE

PAR0

LUZ PILOTO

MOTOR

F

T

FIGURA 21. DIAGRAMA UNILINEAL

230 V, 3 FASES, 60 Hz



DE CONTROL


ARRANQUE

PAR0

LUZ PILOTO

MOTOR

F

T

230 V, 3 FASES, 60 Hz



DE CONTROL


ARRANQUE

PAR0

LUZ PILOTO

MOTOR

F

T

FIGURA 21. DIAGRAMA UNILINEAL


Diagrama de líneas o escalera La figura 22 muestra el diagrama de líneas o escalera equivalente al diagrama unilineal.

El diagrama de líneas o escalera da una visión rápida y clara del circuito de control. Los dispositivos y componentes reales no están en la posición mostrada en el diagrama. Todos los componentes de control están conectados en forma secuencial en líneas horizontales con varios niveles o peldaños (de ahí los nombres de diagramas de líneas o escalera). En la figura 22, se tiene un circuito de control tipo escalera de un motor eléctrico. El circuito consta de un transformador, con el cual se disminuye el voltaje; un fusible también es incluido en el circuito como medida de protección al mismo. Se tienen dos botones (Paro y Arranque) que sirven para detener y arrancar el motor respectivamente. Al oprimir el botón de arranque, la bobina R es energizada, lo que acciona el contacto normalmente abierto R. Una vez que este contacto ha sido cerrado, el botón de arranque es relevado (ya no está en operación) y la luz piloto L se enciende, para indicar que el circuito está energizado. Para abrir el circuito basta con pulsar el botón de Paro.

FIGURA 22. DIAGRAMA DE LÍNEAS O ESCALERA (SIMBOLOGÍA ANSI)

PARO

FUSIBLE

ARRANQUE

X1 X2

T2T1

H1 H3 H2 H4

M

L

OL’S

CONTACTO NA

TRANSFORMADOR

BOBINA

LUZ PILOTOR

PARO

FUSIBLE

ARRANQUE

X1 X2

T2T1

H1 H3 H2 H4

M

L

OL’S

CONTACTO NA

TRANSFORMADOR

BOBINA

LUZ PILOTO

PARO

FUSIBLE

ARRANQUE

X1 X2

T2T1

H1 H3 H2 H4

M

L

OL’S

CONTACTO NA

TRANSFORMADOR

BOBINA

LUZ PILOTOR


Diagrama de alambrado La figura 23 muestra el diagrama de alambrado correspondiente a los circuitos ilustrados en los diagramas de una línea o unilineales y diagramas de líneas o escalera anteriores. El diagrama de alambrado es una representación real de las conexiones entre los diferentes dispositivos y componentes. Se usa durante la instalación de los equipos, para ubicar y reparar fallas. Los diagramas de control llevan, letras y números en todos los conductores, de modo que resulta muy fácil seguir y probar todos los hilos conductores. La explicación del diagrama anterior se muestra a continuación.

FIGURA 23. DIAGRAMA DE ALAMBRADO (SIMBOLOGÍA ANSI)

L1 L3L2

N

3

2

OL’s

R

MOTOR

ARRANQUE

PARO

L

FUSIBLE

230 V, 3 FASES, 60 Hz

NANANA

TRANSFORMADOR

ELEMENTOS TÉRMICOS DE PROTECCIÓN

T1 T3T2


En el diagrama de alambrado de la figura anterior, se muestra un arrancador de un motor trifásico. Se pueden apreciar, tanto el circuito de control como el circuito de fuerza. El accionamiento del motor es por medio de la estación de botones (Botones de arranque y paro). También se incluye una luz piloto L, que sirve para indicar cuando el motor está en operación. El arranque del motor empieza cuando se oprime el botón de arranque en el circuito de control, accionando la bobina R, que a su vez cierra los contactos normalmente abiertos (NA) del contactor. De esta manera se cierra el circuito de fuerza del motor. El circuito de control cuenta también con un transformador para adecuar el voltaje a las necesidades de la bobina del contactor. Dicho circuito cuenta con un fusible como protección para corto-circuito. En el circuito de fuerza se pueden apreciar las protecciones. Se cuenta con un interruptor con fusibles y también con elementos térmicos de protección (OL’s). Los fusibles protegen al motor contra un corto-circuito, mientras que los elementos térmicos de protección se accionan al presentarse una sobrecorriente en el circuito.

Plano de funcionamiento El plano de funcionamiento es la presentación detallada en un solo plano de los diagramas de fuerza y de control de una conexión eléctrica. Observe el plano de funcionamiento de un motor trifásico en la figura 24.

FIGURA 24. PLANO DE FUNCIONAMIENTO (SIMBOLOGÍA DIN)

L1L2L3N

F2F

K1MK2M

F1F

M

S1B S2B S0O

F3F

M1M 33

3 ∼ 60 Hz, 440 V


En la figura anterior se tiene el diagrama de funcionamiento de un motor trifásico M1M. El diagrama consta del circuito de fuerza y del circuito de control. El circuito de control corresponde a un arrancador reversible, por lo que el motor puede girar en las dos direcciones. El arranque del motor M1M empieza cuando se oprime el botón de arranque S1B. Una vez que se acciona este botón, se energiza el contactor K1M y se cierran sus contactos. El motor arranca y gira hacia una dirección. Cuando se desea parar el motor o cambiar su dirección de giro se necesita pulsar el botón de reversa S2B o el botón de paro S0O. Una vez que se ha detenido el motor, y si se desea arrancarlo en reversa, será necesario accionar el botón de reversa S2B. Cuando se acciona el botón de reversa, el contactor K2M se energiza. Es necesario notar que para que el motor cambie de sentido de giro se deben invertir dos de sus terminales, operación que se lleva a cabo en el contactor K2M. Ahora, si se necesita desenergizar el motor, se debe accionar el botón de paro S0O o el de arranque S1B, antes mencionados. Se puede observar en el plano, que existen protecciones tanto para el motor el circuito de fuerza, como para los elementos en el circuito de control. Las protecciones al motor son representadas mediante los fusibles F1F. Además, el motor cuenta con otra protección adicional (F2F). La protección del circuito de control consiste en un fusible F3F conectado en serie con el circuito de control.


Ejemplo de interpretación de planos eléctricos

Veamos como ejemplo un circuito de arranque y paro de un motor asíncrono trifásico. Para poder analizar el circuito, primero necesitamos interpretarlo. Observe la figura 25. En el circuito de fuerza se ve que si se cierran los tres contactos NA de C1, el motor M arrancará (sí está el seccionador S1 cerrado). Para que esos tres contactos se cierren es necesario energizar la bobina C1 que aparece en el circuito de control, pero primero se debe cerrar el circuito entre T0 y T5. Al pulsar el botón de arranque B2 vemos que dicho circuito se cierra, se energiza y cierra todos sus contactos NA de C1. Si soltamos B2, la bobina C1, no se desenergiza pues queda alimentada a través del contacto NA de C1 (en paralelo con B2). Si pulsamos el botón de paro B1, el circuito entre T1 y T5 se abre, la bobina C1 se desenergiza el motor se para y al soltar B1, el contacto NA de C1 no entra, pues el circuito queda abierto. También podría pararse el motor si los 0L detectaran una sobrecarga y abrieran su contacto NC. En dicho caso, para volver a arrancar el motor sería necesario reactivar el térmico de protección.

Tips para identificar fallas Para detectar alguna falla, supongamos que se pulsa el botón de arranque B2 y la bobina C1 no se energiza, esto significa que existe una falla.

FIGURA 25. ARRANQUE Y PARO DE UN MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO

L1 L2 L3

F

OL

S1

TR1

T0

T1

C1

T2 T3 T4 OL

T5

F1

B1 B2 BOBINA C1

PLANO DE FUERZA (SIMBOLOGÍA DIN)

PLANO DE CONTROL (SIMBOLOGÍA ANSI)

M

NA NA NAC1

NA

NC

TRANSFORMADOR

FIGURA 25. ARRANQUE Y PARO DE UN MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO

L1 L2 L3

F

OL

S1

TR1

T0

T1

C1

T2 T3 T4 OL

T5

F1

B1 B2 BOBINA C1

PLANO DE FUERZA (SIMBOLOGÍA DIN)

PLANO DE CONTROL (SIMBOLOGÍA ANSI)

M

NA NA NAC1

NA

NC

TRANSFORMADOR


Para detectar la falla se trabaja sobre las terminales, se mide el voltaje respecto a T5. Por ejemplo: medimos entre T0 y T5, si hay voltaje se sigue buscando, si no hay, ya se encontró la falla, es el transformador TR1. Para seguir buscando en caso que no sea el transformador TR1 se mide entre T1 y T5. Si no hay voltaje entonces el problema es el fusible F1, puede estar cortado. Si hay voltaje se mide entre T2 y T5. Si no hay voltaje, entonces el problema es el botón de paro B1 que no cierra bien (sucio, picado los contactos, etc.). Si continuamos hasta encontrar el punto donde se interrumpe el circuito es indispensable abrir el seccionador S1 para impedir que el motor se ponga en marcha en caso que la falla desapareciera. Si se va a trabajar sobre el motor, se debe abrir previamente el fusible F1, para evitar que por error se accione la bobina C1. Cambiando los interruptores por llaves límites, flotantes o presostatos se puede controlar el nivel de algo (por ejemplo: nivel de agua en un tanque alimentado por una bomba, presión mínima y máxima de un compresor, etc.), pues bastará hacer arrancar o parar el motor cuando convenga. De todas maneras, siempre que hay accionamiento automático, debe haber la posibilidad de seleccionar accionamiento manual mediante una llave selectora. El plano de control sería: L1 es un límite normal cerrado, cuando el tanque tiene agua, está abierto L1, cuando el nivel baja de L1 se cierra y arranca la bomba. El tanque se mantiene con agua entre los niveles L1 y L2. Cuando el agua supera el límite L2 la bomba se detiene.

FIGURA 26 (SIMBOLOGÍA ANSI)

F1

B1

B2

12

C1

L1 L2

C1

C1 OL

L1

L2

TRANSFORMADOR

NIVELES DE LÍQUIDO

F1

B1

B2

12

C1

L1 L2

C1

C1 OL

L1

L2

TRANSFORMADOR

NIVELES DE LÍQUIDO


Glosario

Bipolar: Que tiene dos polos. Borne: Pieza saliente, a modo de botón o varilla, donde se sujetan los extremos de los cables eléctricos en las máquinas y aparatos. Un sinónimo de borne es terminal. Conmutador: Aparato que convierte el voltaje de Corriente Alterna a voltaje de Corriente Directa en las máquinas de CD y su función es la de conectar las bobinas de armadura con el circuito de alimentación externo por medio de unas piezas de carbón, que son conocidas como escobillas. Dimensionar: Establecer las dimensiones exactas o el valor preciso de una cosa. Electrolítico: Que tiene relación con la electrólisis: mecanizado electrolítico. Electrotecnia: Estudio de las técnicas de producción, conducción y aplicación de la electricidad. Enclavamiento: Dispositivo de seguridad destinado a subordinar el accionamiento de un aparato al estado de posición de otro. Ferromagnético: Se aplica al material o sustancia que tiene alta permeabilidad magnética. Síncrono: Se aplica a lo que ocurre o se verifica al mismo tiempo que otra cosa. Sufijo: Se aplica al afijo o elemento que se añade al final de una palabra para formar un derivado. Temporizador: Aparato que permite hacer mediar cierto intervalo de tiempo entre el principio y el fin de un dispositivo de aceleración, freno, arranque o protección. Tetrapolar: Que tiene 4 polos. Topología: Es la manera de como se interconectan las estaciones o nodos dentro de un sistema. Tripolar: Que tiene 3 polos. Unifilar: Que tiene solo un hilo eléctrico.

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