17 Ib07 e4 Sist Elec Aer 3 Control y Operacion Del Sistema Electrico Aeroportuario

MÓDULO 3 CONTROL Y OPERACIÓN DEL SISTEMA ELECTRICO AEROPORTUARIO

MÓDULO 3.

SISTEMAS ELÉCTRICOS AEROPORTUARIOS

CONTROL Y OPERACIÓN DEL SISTEMA ELECTRICO AEROPORTUARIO

¿ QUÉ VAMOS A AP RENDER? ......................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 1.

P ERTURBACIONES EN INS TALACIONES ELECTRICAS .............................. 97

2.

CRITERIOS DE ELECCION EN AP ARAMENTA ............................................ 100

3.

TRANS FORMADORES DE TENS ION E INTENS IDAD P ARA P ROTECCION Y MEDIDA. ............................................................................. 104 3.1.

TRANSFORMADORES DE TENSION ................................................. 104

3.2.

TRANSFORMADORES DE INTENSIDAD............................................ 106

3.3.

TRANSFORMADORES TOROIDALES ................................................ 107

3.4.

ERRORES EN LAS MEDIDAS. CLASE DE PRECISION. .................... 109

3.5.

CARACTERISTICAS DE LOS TRANSFORMADORES DE INTENSIDAD. ....................................................................................... 110

3.6.

CARACTERISTICAS DE LOS TRANSFORMADORES DE TENSION. 112

4.

RELES DE P ROTECCION .............................................................................. 117

5.

S ELECTIVIDAD DE LAS P ROTECCIONES ELECTRICAS EN LOS S IS TEMAS ELECTRICOS AEROP ORTUARIOS ............................................ 122

6.

7.

5.1.

SELECTIVIDAD CRONOMETRICA...................................................... 122

5.2.

SELECTIVIDAD AMPERIMETRICA. .................................................... 123

S IS TEMAS DE TIERRA EN UN AEROP UERTO ............................................ 125 6.1

. DEFINICION Y JUSTIFICACION. ....................................................... 125

6.2.

REGIMENES DE NEUTRO. ................................................................. 126

6.3.

ESQUEMA TN ...................................................................................... 127

6.4.

ESQUEMA TT ...................................................................................... 129

6.5.

ESQUEMA IT ....................................................................................... 130

6.6.

ELECCION DEL ESQUEMA DE PUESTA A TIERRA. ......................... 132

S IS TEMAS DE MANDO Y CONTROL ............................................................ 138 7.1.

ELEMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO. ............ 138

7.1.1. ELEMENTOS DE CAMPO (SENSORES Y ACTUADORES) ................ 139 7.1.2. CONTROLADORES ............................................................................. 140 7.1.3. REDES DE COMUNICACION .............................................................. 142 7.1.4. SOFTWARE ......................................................................................... 143 8.

OP ERACIONES DE S IS TEMAS ELECTRICOS AEROP ORTUARIOS . .......... 144

95 División de Formación y Selección Personal de Convenio

MÓDULO 3.


9.


8.1.

CONTINUIDAD Y CALIDAD DEL SERVICIO. ...................................... 144

8.2.

SEGURIDAD EN EL TRABAJO. ........................................................... 145

MANIOBRAS .................................................................................................. 148 9.1.

INTRODUCCION. ................................................................................. 148

9.2.

DOCUMENTACION DE LA INSTALACION .......................................... 148

9.3.

VOCABULARIO.................................................................................... 149

9.4.

COORDINACION DE MANIOBRAS. .................................................... 150

9.5.

OPERACIONES EN INSTALACIONES AEROPORTUARIAS. ............. 151

9.6.

ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LAS MANIOBRAS. ................. 151

9.6.1. ELEMENTOS DE CORTE. ................................................................... 152 9.6.2. ENCLAVAMIENTOS............................................................................. 154 9.7.

MANIOBRAS EN INSTALACIONES AEROPORTUARIAS ................... 156

RES UMEN DE MODULO 3. ..................................................................................... 163


MÓDULO 3.


1.


PERTURBACIONES EN INSTALACIONES ELECTRICAS

En funcionamiento normal, circulan por la instalación las corrientes de servicio, incluidas eventuales sobrecargas, admisibles hasta cierto valor y/o duración. Cuando se produce un defecto de aislamiento, circula una corriente de cortocircuito que puede llegar a ser muy superior a la de servicio normal. El cortocircuito puede ser tripolar, bipolar o unipolar (fase-tierra). De las muchas perturbaciones que pueden alterar o afectar el servicio normal de los diversos elementos que componen una instalación eléctrica, las más frecuentes son:  Defecto en los aislamientos: en los aislamientos de máquinas y cables se pueden dar perforaciones, producidas por envejecimiento, corrosión o por calentamiento.  Descargas atmosféricas y sobretensiones interiores: la aparición de sobretensiones en la instalación puede ser debida a causas externas (rayos de tormenta) o a causas de origen interno (maniobras indebidas).  Acción de animales: como, por ejemplo, gatos y pájaros que puedan producir cortocircuitos entre barras o líneas aéreas, roedores que corroen el aislamiento de los cables, etc.  Destrucciones mecánicas: por bloqueo de máquinas rotativas, por sobrevelocidad de las mismas, por caída de árboles u otros objetos sobre líneas aéreas, etc.  Exceso de carga conectada a la línea: lo que conduce a que los generadores y transformadores trabajen en condiciones muy apuradas.  Factores humanos: que suelen consistir, por negligencia o descuido, en maniobras indebidas como apertura de seccionadores bajo carga, en la realización de mantenimiento de barras bajo tensión, etc.  Puestas a tierras intempestivas: que pueden ser producidas por la humedad del terreno, por la rotura de una línea aérea y su consecuente contacto con tierra, etc. Todas estas perturbaciones, y otras muchas que se podrían mencionar, se pueden agrupar, desde el punto de vista de la instalación eléctrica, en cinco tipos de defectos o faltas: - Cortocircuito: se produce cortocircuito cuando hay conexión directa entre dos o más conductores de distinta fase.


MÓDULO 3.



-

Cortocircuito Unipolar: Cortocircuito entre Fase- tierra, es el más frecuente, por lo que, los sistemas eléctricos en AT, se configuran para que la corriente de cortocircuito fase-tierra quede limitada a un valor muy inferior a la del cortocircuito tripolar (+/- 5% corriente tripolar).

-

Cortocircuito Tripolar: Cortocircuito entre fases, es el de mayor intensidad. Puede alcanzar valores entre 8 kA y 25 kA, en un punto de conexión de una red de 20 kV.

- Sobrecarga: es una elevación de la intensidad por encima de los valores máximos admisibles por la instalación. - Retorno de corriente: este fenómeno se da principalmente en los circuitos de corriente alterna, donde en determinadas circunstancias puede darse la inversión del sentido normal de la corriente. 98 División de Formación y Selección Personal de Convenio

MÓDULO 3.



- Subtensión: este fenómeno se suele presentar cuando la tensión de aporte es inferior a la nominal. - Sobretensión: es el caso contrario de la subtensión, es decir, se trata de una elevación del valor de la tensión por encima de los valores normales de explotación. Todos los elementos de la instalación (transformadores, aparatos de maniobra, conductores, embarrados y conexiones, etc.) deben poder soportar, durante un cierto tiempo, las solicitaciones térmicas debidas a la mayor corriente de cortocircuito que pueda producirse en aquel circuito del cual forman parte. Esto exige que las corrientes de cortocircuito deban interrumpirse en el tiempo más corto posible. Por otra parte, en los sistemas AT pueden aparecer incrementos de tensión respecto a la normal de servicio. Estas sobretensiones pueden ser: De origen interno las origina el propio sistema por variaciones de la carga, maniobras de conexión y desconexión y/o por cortocircuitos fase-tierra. Todos los elementos del sistema deben poder soportar las máximas sobretensiones de origen interno que puedan producirse en la instalación de la que forman parte. De origen externo al sistema, debidas a causas atmosféricas (cargas electrostáticas, rayos). Esto afecta más a las líneas aéreas e instalaciones de intemperie, pero las sobretensiones en las líneas aéreas pueden transmitirse en parte a los cables subterráneos, y por tanto a los elementos a ellos conectados. A diferencia de los de origen interno, las sobretensiones de origen atmosférico no guardan relación de proporcionalidad con respecto a la tensión de servicio, por lo que se consideran de valor «ilimitado». Los equipos deben de poder soportar estas sobretensiones atmosféricas sólo hasta un determinado valor, luego deben quedar protegidos por dispositivos y/o aparatos limitadores de la sobretensión (explosores, pararrayos, descargadores de sobretensión).:

RECUERDA  De las muchas perturbaciones que pueden alterar o afectar el servicio normal de los diversos elementos que componen una instalación eléctrica, se pueden agrupar, en cinco tipos de defectos o faltas



o

Cortocircuito

o

Sobrecarga

o

Retorno de corriente

o

Subtensión

o

Sobretensión

En los sistemas AT pueden aparecer incrementos de tensión respecto a la normal de servicio. Estas sobretensiones pueden ser de origen: o Interno o Externo 99 División de Formación y Selección Personal de Convenio

MÓDULO 3.


2.


CRITERIOS DE ELECCION EN APARAMENTA

La función de la aparamenta es proporcionar una protección eléctrica y un aislamiento seguro de los elementos que se encuentran en tensión. La protección eléctrica asegura la: • • •

Protección de los elementos de los circuitos contra las tensiones térmicas y mecánicas de las corrientes de cortocircuito. Protección de las personas en caso de producirse un defecto de aislamiento. Protección de los dispositivos y elementos suministrados (por ej., transformadores)

Existen unos valores normalizados y características comunes a la aparamenta en Alta Tensión que se emplean en aeropuertos:

-

Tensión asignada.

La tensión asignada indica el límite superior de la tensión más elevada de la red para la cual está prevista la aparamenta. Los valores normales de la tensión asignada (en kV): 3,6 - 7,2 – 12 - 17,5 – 24 – 36 – 52 - 72,5. -

Nivel de aislamiento asignado.

Según la MIE-RAT 01, el nivel de aislamiento está definido por las tensiones soportadas nominales a los impulsos tipo rayo y a las tensiones soportadas nominales a frecuencia industrial de corta duración:

Tensión asignada o tensión más elevada para el material kV eficaces 3.6 7.2 12 17.5 24 36

Tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo kV cresta Lista1

Lista2

Tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial kV eficaces

20 40 60 75 95 145

40 60 75 95 125 170

10 20 28 38 50 70

Nota: La elección entre las listas 1 y 2 de la tabla deberá hacerse considerando el grado de exposición a las sobretensiones del rayo y de maniobra, el tipo de puesta a tierra del neutro de la red, y en su caso, el tipo de aparato de protección contra sobretensiones. Aunque siempre se fabrican los transformadores con los valores de la Lista 2. Los valores de tensión soportada a impulsos tipo rayo están ensayados según a ondas de choque 1,2/50 μs.


MÓDULO 3.


-


Frecuencia asignada.

Valor normal de la frecuencia asignada a los aparatos de conexión tripolares es 50 Hz. -

Intensidad asignada en servicio continuo.

Valor eficaz de la corriente capaz de soportar indefinidamente en las condiciones prescritas de empleo y funcionamiento. Valores (en A): 200 – 400 – 630 – 800 - 1 250 - 1 600 - 2 000 - 2 500 - 3 150 - 4 000 – 5 000 - 6 300 -

Intensidad admisible asignada de corta duración.

Valor eficaz de la corriente que puede soportar un aparato mecánico de conexión en posición de cierre, durante un corto periodo especificado. Valores (en kA): 6.3 – 8 – 10 - 12.5 – 16 – 20 – 25 - 31.5 – 40 – 50 – 63 – 80 - 100 -

Valor de cresta de la intensidad admisible asignada.

Valor de cresta de la intensidad de la primera onda grande de la corriente de corta duración admisible. El valor normal de cresta de la intensidad admisible es 2,5 veces el valor de la intensidad de corta duración admisible. -

Duración de cortocircuito asignada.

Intervalo de tiempo durante el cual un aparato mecánico de conexión puede, en posición de cierre, soportar la intensidad asignada de corta duración admisible. El valor normal de la duración de cortocircuito asignada es de 1 s. Los márgenes entre los valores asignados o nominales y los de servicio (tensión, intensidad, cortocircuito) son recomendables que sean como mínimo de un 20%. Así por ejemplo: -

tensión asignada Um = 1,2 tensión de servicio Us

-

Intensidad asignada de corta duración Ith = 1,2 intensidad máxima de cortocircuito.


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- Ur: Tensión nominal a la que trabaja el interruptor. - Up: Tensión de aislamiento al impulso - Ir: Corriente Nominal. Intensidad de corriente que el interruptor debe ser capaz de soportar a su frecuencia nominal sin que la temperatura de sus diferentes partes exceda a los valores normalizados. - Isc: Corriente de cortocircuito, al aparecer tK= 3s nos está diciendo el tiempo máximo que podrá soportar dicha corriente de cortocircuito. - Ic: Es la corriente capacitiva total del sistema eléctrico - Seq: Secuencia de maniobras para la carga de muelles del interruptor. - Fr: Frecuencia de trabajo. Nota: Según Fabricantes estas nomenclaturas pueden variar.


MÓDULO 3.



RECUERDA  La protección eléctrica asegura la: o Protección de los elementos de los circuitos contra las tensiones térmicas y mecánicas de las corrientes de cortocircuito. o Protección de las personas en caso de producirse un defecto de aislamiento. o Protección de los dispositivos y elementos suministrados (por ej., transformadores)


MÓDULO 3.


3.


TRANSFORMADORES DE TENSION E INTENSIDAD PARA PROTECCION Y MEDIDA.

Para controlar el estado de las líneas eléctricas se necesita conocer en todo momento su situación. Para ello se instalan dispositivos de detección de Tensión e Intensidad. Por motivos técnicos, económicos y de seguridad, estos datos no se pueden obtener directamente de la fuente de alimentación de alta tensión del equipo. Los elementos tradicionales para medir la corriente y tensión en el caso de las centrales eléctricas han sido los transformadores de Intensidad y los transformadores de tensión especiales de medida/protección construidos de forma diferente a los transformadores de potencia, buscando una mayor linealidad y precisión. Estos dispositivos se fabrican en función de lo que vayan a medir en magnitud y en tiempo. Para medir régimen continuo (normal) se usan transformadores de medida y para medir régimen transitorio (picos) se transformadores de protección. Los transformadores de medida y los transformadores de protección cumplen las siguientes funciones: • Reducción del valor que se debe medir (por ejemplo, 1.500/5 A). • Aislamiento galvánico. • Suministro de la energía necesaria para la función de medida y la función de protección. En su gran mayoría, los transformadores de medida y protección empleados son del tipo electromagnético, o sea, constituidos en su versión más simple, por un núcleo magnético con un arrollamiento primario conectado a la línea, y un arrollamiento secundario al que se conectan los aparatos.

3.1.

TRANS FORMADORES DE TENS ION

Los transformadores de tensión se conectan a la línea en derivación (como un transformador de potencia). Su primario está sometido pues a la plena tensión de la línea. Los TT para conexión entre fases tienen dos bornes (polos) primarios aislados. Los previstos para conexión entre fase y masa (tierra), tienen un solo borne primario aislado. El otro borne no precisa estar aislado ya que es el que se conecta a tierra.


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Por razones de seguridad se conecta a tierra uno de los bornes de cada secundario, por ejemplo el S2 , o en el primario como es el caso de un transformador monofásico con un borne primario bajo de aislamiento. A continuación se describe las reglas que están normalizadas para nombrado de bornas: •

Las marcas P1 y P2 designan los bornes del arrollamiento primario.

•

Las marcas «S» (S1, S2, S3, 2S1, 2S2, etc.) designan los bornes de los arrollamientos secundarios.

Los bornes con las marcas P1 y S1 son de la misma polaridad.


MÓDULO 3.


3.2.


TRANS FORMADORES DE INTENS IDAD

Los transformadores de intensidad se conectan con su primario intercalado en la línea, o sea, «en serie» con la misma. Dicho primario queda recorrido pues por la plena intensidad de la línea.


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Por razones de seguridad, se conecta siempre a tierra uno de los bornes de cada uno de los secundarios, por ejemplo: S2 si hay un solo secundario o bien el 1S1 y el 2S1 si hay dos secundarios. Las marcas de los bornes identifican: -

Los arrollamientos primario y secundario. Las secciones de cada arrollamiento, cuando estén divididos en secciones. Las polaridades relativas de los arrollamientos y de las secciones de los arrollamientos. Las tomas intermedias, si existen.

Los bornes marcados P1, S1, C1 tienen en todo momento la misma polaridad.

3.3.

TRANS FORMADORES TOROIDALES


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Los transformadores toroidales varían en cuanto a su aspecto constructivo de los TI anteriores. Es un transformador “sin conductor primario”, su núcleo consiste en un anillo sobre el que se bobinan el primario y secundario. El núcleo, centro vacio, es atravesado por uno o varios cables aislados Si por el conductor circula una corriente eléctrica genera a su alrededor un campo magnético(cuya intensidad depende de la intensidad de la corriente eléctrica), excita el bobinado primario e induce en el arrollamiento secundario otra corriente eléctrica. El transformador toroidal en algunos casos envuelve la totalidad de los conductores activos y de este modo es excitado por el campo magnético residual correspondiente a la suma vectorial de las corrientes que circulan por las fases y el neutro. La inducción en el toroidal y la señal eléctrica disponible en bornes del arrollamiento secundario del transformador es, por tanto, la imagen de la corriente diferencial residual.

Tipos de Transformadores de intensidad


MÓDULO 3.



RECUERDA  Para controlar el estado de las líneas eléctricas se necesita conocer en todo momento su situación. Para ello se instalan dispositivos de detección de Tensión e Intensidad.  Estos dispositivos se fabrican en función de lo que vayan a medir en magnitud y en tiempo. Para medir régimen continuo (normal) se usan transformadores de medida y para medir régimen transitorio (picos) se transformadores de protección.  Los transformadores de tensión se conectan a la línea en derivación (como un transformador de potencia). Su primario está sometido pues a la plena tensión de la línea.  Los TI se conectan intercalando su bobinado primario en la línea, o sea, «en serie» con la misma. Dicho primario queda recorrido pues por la plena intensidad de la línea.  Los Transformadores Toroidales son transformadores “sin conductor primario”. Su núcleo consiste en un anillo sobre el que se bobinan el primario y secundario. El núcleo, centro vacio, es atravesado por uno o varios cables aislados.

3.4.

ERRORES EN LAS MEDIDAS . CLAS E DE P RECIS ION.

En los TT y TI, el valor de la tensión/corriente secundaria tiene que ser prácticamente proporcional a la tensión aplicada al primario, y desfasada con relación a ésta un ángulo lo más próximo posible a cero, de esta relación tenemos la medida de la precisión del transformador. Existe pues siempre un cierto grado de error en el valor real que aparece en el secundario, tanto en su magnitud como en su fase. Los errores de relación y de fase varían con: - Carga del transformador, función, por una parte de la impedancia del circuito secundario (número de aparatos conectados) y su factor de potencia. Por ello, se define con el término «carga de precisión» al valor de la carga (en ohm o en siemens), a la que está referida la clase de precisión asignada. - Tensión primaria en TT. - Corriente primaria en los TI.


MÓDULO 3.


3.5.

CARACTERIS TICAS INTENS IDAD.

DE

LOS


TRANS FORMADORES

DE

Un TI de «protección» ha de tener su punto de saturación alto (Factor Límite de Precisión (FLP)) para poder medir, con suficiente precisión, una corriente de defecto para una protección cuyo umbral de disparo sea muy elevado Hay que advertir que el relé asociado a ellos debe de ser capaz de soportar sobrecorrientes importantes. Un TI de «medida» necesita una precisión muy buena en el margen próximo a la corriente nominal; en cambio, no es necesario que los aparatos de medida soporten corrientes tan importantes como los relés de protección. Es por eso que los TI de «medida» tienen un Factor de Seguridad (FS) máximo para evitar sobrecargar fácilmente los aparatos de medida. Existen TI que tienen arrollamientos secundarios encargados de la protección y la medida. Estos TI de «medida» y «protección» se rigen por la norma IEC 60044-1. Características comunes − − − − − − −

Intensidad primaria nominal asignada In. Valores (A): 10 - 12,5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 y sus múltiplos o submúltiplos. Intensidad secundaria nominal asignada. Valores normalizados: 1A, 2A y 5A. Relación de transformación nominal, de acuerdo con los dos valores anteriores. Frecuencia nominal. Potencia de precisión. Valores normalizados: 2,5 - 5 - 10 - 15 - 30 VA. Intensidades de cortocircuito asignadas. Nivel de aislamiento.

Características específicas de transformadores de intensidad de medida


MÓDULO 3.



Características específicas de transformadores de intensidad de protección

A continuación se muestra una placa de características de un transformador de intensidad de protección con dos secundarios.


MÓDULO 3.



Placa de características de un TI.

3.6.

CARACTERIS TICAS DE LOS TRANS FORMADORES DE TENS ION.

En los transformadores de tensión, el valor de la tensión secundaria tiene que ser prácticamente proporcional a la tensión aplicada al primario, y desfasada con relación a ésta un ángulo lo más próximo posible a cero (para un adecuado sentido de las conexiones). Los secundarios de un transformador de tensión se conectarán en paralelo con los aparatos de medida o relés de protección a los que alimentan. Según sea su aplicación, los TT se clasifican en: - Transformadores de tensión para medida. Son los destinados a alimentar instrumentos de medida (voltímetros, vatímetros, etc.), contadores de energía activa y reactiva y aparatos análogos. - Transformadores de tensión para protección. Son los destinados a alimentar relés de protección. Además de las características comunes, ambos tienen también unas características específicas. Características comunes −

Tensión primaria nominal asignada al transformador.


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−

Valores normalizados para conexión entre fases (kV): 2,2 - 3,3 - 5,5 - 6,6 11 - 13,2 - 16,5 - 22 - 27,5 - 33 - 44 - 55 y 66.

−

Para conexión fase-tierra: los mismos valores anteriores pero divididos por 3.

−

Tensión secundaria nominal: - Fase-Fase: 100 y 110 V - Fase-Tierra: 100/√3 y 110/√3

−

Relación de transformación nominal, de acuerdo con los dos valores anteriores.

−

Frecuencia nominal.

−

Factor de tensión nominal.

Se denomina «factor de tensión nominal», el factor por el que hay que multiplicar la tensión primaria nominal para determinar la tensión máxima que el TT puede soportar durante un tiempo determinado sin sobrepasar el calentamiento admisible ni los límites de error correspondientes a su clase de precisión. Los TT deben poder soportar en permanencia una tensión aplicada a su primario de hasta 1,2 veces la tensión nominal. Los TT en redes con el neutro aislado o puesto a tierra a través de una impedancia elevada, 1,73 veces la tensión simple fase-tierra (30 segundos). Los TT conectados entre fase y tierra en redes con el neutro aislado o puesto a tierra a través de una elevada impedancia, 1,9 veces la tensión nominal primaria (8 horas). Características específicas para transformadores de tensión de medida


MÓDULO 3.



Características específicas para transformadores de tensión de protección

Representación grafica en esquemas unifilares de los transformadores de protección y medida La clase de precisión será fundamental a la hora de diferenciarlos.

En la imagen nos encontramos con una cabina de protección que consta de un transformador de intensidad (TI) con una relación de transformación de 150/5 y una clase precisión 5P10. Asociado a un relé de protección.(50 y 51 N protección de intensidad temporizada tanto para las fases como para el neutro)


MÓDULO 3.



Por otro lado encontraremos cabinas asociadas a la medida, que consta de un TT de medida con una clase de precisión 0,2, y un TI con una relación de transformación 150/5 y una clase de precisión 0,2 .Asociados a un relé de protección (<27R función de protección de mínima tensión)

Otro de los objetivos de la medición de energía es para cuantificar la facturación contractual entre la compañía suministradora y el aeropuerto y entre el aeropuerto y los establecimientos que alquilan áreas de superficie del aeropuerto.


MÓDULO 3.



RECUERDA  Los TI según sea su aplicación se clasifican en: •

•

TI de «protección»: Ha de tener su punto de saturación alto (Factor Límite de Precisión (FLP)) para poder medir, con suficiente precisión, una corriente de defecto para una protección cuyo umbral de disparo sea muy elevado TI de «medida»: Necesita una precisión muy buena en el margen próximo a la corriente nominal tienen un Factor de Seguridad (FS) máximo para evitar sobrecargar fácilmente los aparatos de medida

 La clase de precisión en los TI será fundamental a la hora de diferenciar si su aplicación es para la medida o la protección.  Existen TI que tienen arrollamientos secundarios encargados de la protección y la medida. Estos TI de «medida» y «protección» se rigen por la norma IEC 60044-1.  Existen TI que tienen arrollamientos secundarios encargados de la protección y la medida  Los TT según sea su aplicación se clasifican en: •

TT para medida: Son los destinados a alimentar instrumentos de medida (voltímetros, vatímetros, etc.), contadores de energía activa y reactiva y aparatos análogos

•

TT para protección: Son los destinados a alimentar relés de protección

 La clase de precisión en los TT será fundamental a la hora de diferenciar si su aplicación es para la medida o la protección


MÓDULO 3.


4.


RELES DE PROTECCION Los relés de protección son los dispositivos de protección, capaces de discriminar uno u otro tipo de perturbación, hacer actuar los aparatos de corte más próximos al defecto y mantener el servicio del resto de la instalación que no se haya visto afectada.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN MÁS USUALES a)

Protección de sobreintensidad o sobrecarga

Su misión es la de proteger las máquinas, transformadores y líneas contra cualquier elevación anormal de la temperatura como consecuencia de una sobreintensidad. •

Relés de sobreintensidad a tiempo independiente: estos relés actúan, una vez detectado el fallo, transcurrido un tiempo fijo y predeterminado por el operario. c


MÓDULO 3.



Esquema de funcionamiento de relé de sobreintensidad a tiempo independiente y curva característica de disparo.

•

Relés de sobreintensidad a tiempo dependiente: también se conocen como relés de sobreintensidad a tiempo inverso, dado que su tiempo de actuación depende de la intensidad que controlan y es inversamente proporcional a ésta.

Curva característica de un relé de protección de sobreintensidad a tiempo inverso.

b) Protección de máxima intensidad o cortocircuito La diferencia fundamental de este tipo de protección frente a los relés de sobreintensidad está en que el tiempo de actuación de los relés de máxima intensidad es más corto y están calibrados para un valor de intensidad de disparo muy superior al de los relés de sobreintensidad. c) Defecto a masa (ANSI 50N/51N) Relé instantáneo y temporizado de sobreintensidades homopolares. Su función consiste en detectar las fugas de corriente que pueden ser debidas a un defecto de aislamiento por envejecimiento, degradación, contactos fortuitos, etc., o a la rotura de uno de los conductores de una fase activa, que provocará un cortocircuito a tierra. El principio de funcionamiento de dicha protección es idéntico al de la protección a máxima intensidad de fase (sobrecargas y cortocircuitos), y los reglajes también, salvo que tenemos que tener presente el sistema de detección empleado en función de la magnitud de corriente a tierra que pueda producirse en función del régimen de neutro de la instalación. La detección de las corrientes de fuga a tierra puede realizarse mediante 2 métodos: - Suma vectorial de las 3 intensidades de fase (a través de los 3 TI's de entrada al relé). - Toroidal homopolar sobre los cables el cual detectará toda corriente residual que se produzca en la instalación a partir de 500 mA.


MÓDULO 3.


o


Nomenclatura asociada a las funciones de protección.

Existe una codificación específica para definir las funciones de protección asociadas a un relé electrónico. De esta manera, la ANSI nos proporciona una serie de números asociados a funciones de protección de la siguiente manera:

Y atendiendo a esto último nos encontramos estas funciones de protección asociadas a números dentro de un esquema unifilar, de esta manera podremos saber de qué manera están protegidos los distintos elementos que iremos encontrando en el esquema (transformadores, embarrados, grupos electrógenos, etc…)

86: Relé de bloqueo 50: Relé de sobreintensidad instantánea 51: Relé temporizado de sobreintensidad


MÓDULO 3.



Como ejemplo podemos observar el esquema de conexionado de un relé electrónico (SEPAM) en donde son representadas las tres fases de manera independiente para poder mostrar de manera más precisa su conexión con los aparatos de medida (transformadores de intensidad en este caso) y posteriormente de estos con el propio relé.


MÓDULO 3.



RECUERDA  Los relés de protección son los dispositivos de protección, capaces de discriminar uno u otro tipo de perturbación, hacer actuar los aparatos de corte más próximos al defecto y mantener el servicio del resto de la instalación que no se haya visto afectada.  Protección de sobreintensidad o sobrecarga Su misión es la de proteger las máquinas, transformadores y líneas contra cualquier elevación anormal de la temperatura como consecuencia de una sobreintensidad. Tipos de relés de sobreintensidad o sobrecarga: o o



Relés de sobreintensidad a tiempo independiente Relés de sobreintensidad a tiempo dependiente o de tiempo inverso

Protección de máxima intensidad o cortocircuito Diseñados para actuar para valores de corriente anormalmente elevados, como por ejemplo los producidos por un cortocircuito.

 Defecto a masa (ANSI 50N/51N) Relé instantáneo y temporizado de sobreintensidades homopolares Su función consiste en detectar las fugas de corriente que pueden ser debidas a un defecto de aislamiento por envejecimiento, degradación, contactos fortuitos, etc., o a la rotura de uno de los conductores de una fase activa, que provocará un cortocircuito a tierra.


MÓDULO 3.


5.


SELECTIVIDAD DE LAS PROTECCIONES ELECTRICAS EN LOS SISTEMAS ELECTRICOS AEROPORTUARIOS 5.1.

S ELECTIVIDAD CRONOMETRICA

La selectividad cronométrica consiste en asignar distintas temporizaciones a las unidades de protección de máxima intensidad distribuidas a través del sistema eléctrico. Cuanto más cerca esté el relé de la fuente, más larga será la temporización. La diferencia en el tiempo de funcionamiento ∆T entre dos unidades de protección sucesivas es el intervalo de selectividad Este principio se utiliza en sistemas de potencia radiales. Las temporizaciones definidas para la selectividad cronométrica se activan cuando la corriente supera los ajustes de relés. Los ajustes deben ser coherentes.

El modo de funcionamiento de este tipo de selectividad es el siguiente: • El fallo mostrado en el esquema es detectado por todas las unidades de protección (en A, B, C y D).

• Los contactos de la unidad de protección temporizada D se cierran más rápido que los de la unidad de protección C, que a su vez se cierran antes que los de la unidad de protección B.

• Una vez que el disyuntor D se haya disparado y se haya corregido la corriente de defecto, las unidades de protección A, B y C, que ya no son necesarias, vuelven a la posición de espera.

Selectividad cronométrica.


MÓDULO 3.



Esta solución de selectividad presenta las ventajas de proporcionar una reserva ante el fallo de una unidad y ser sencillo de configurar.

5.2.

S ELECTIVIDAD AMP ERIMETRICA.

La selectividad amperimétrica utiliza el principio que en un sistema eléctrico, cuanto más alejado esté el fallo de la fuente, más débil será la corriente de defecto. Para el empleo de este sistema hay instalada una unidad de protección de corriente en el punto inicial de cada sección. El umbral está definido en un valor inferior a la corriente de cortocircuito mínima generada por un fallo en la sección supervisada, y superior a la corriente máxima generada por un fallo aguas abajo (fuera del área supervisada). La ventaja de esta solución es que cada dispositivo de protección sólo se activa por fallos situados justo aguas abajo, en la zona supervisada, y no es sensible a fallos fuera de esta zona.

Para las secciones de líneas separadas por un transformador, puede ser ventajoso utilizar este sistema ya que es sencillo, rentable y rápido (disparo sin temporización). A continuación, aparece un ejemplo (fig. 2): •

IscB máx. < IsA < IscA mín.

•

IsA = ajuste de corriente.

•

IscB en el primario del transformador es proporcional a la corriente de cortocircuito máxima del secundario.

•

Las temporizaciones TA y TB son independientes, y TA puede ser más corto que TB.

Selectividad amperimetrica. El inconveniente es que la unidad de protección aguas arriba (A) no proporciona una reserva para la unidad de protección aguas abajo (B).


MÓDULO 3.



Generalmente la selectividad aplicada en las instalaciones eléctricas aeroportuarias es mixta, cronológica y amperimétrica. Los relés electrónicos incluyen varias curvas distintas de disparo para poder ajustar más las selectividades. El estudio de selectividad en las protecciones se realiza partiendo desde BT y en dirección aguas arriba en todas las protecciones.

RECUERDA  La selectividad cronométrica se basa en escalones de tiempo, llamado intervalo de selectividad. Cuanto más cerca esté el relé de la fuente, más larga será la temporización.  La selectividad amperimetrica se basa en el principio que cuanto más alejado esté el fallo de la fuente, más débil será la corriente de defecto. Recomendable para las secciones de líneas separadas por un transformador.  Generalmente la selectividad aplicada en las instalaciones eléctricas aeroportuarias es mixta, cronológica y amperimétrica. Los relés electrónicos incluyen varias curvas distintas de disparo para poder ajustar más las selectividades.  El estudio de selectividad en las protecciones se realiza partiendo desde BT y en dirección aguas arriba en todas las protecciones


MÓDULO 3.


6.


SISTEMAS DE TIERRA EN UN AEROPUERTO 6.1

. DEFINICION Y J US TIFICACION.

En baja tensión, la importancia de establecer el régimen de neutro o esquema de conexión a tierra del sistema eléctrico en cualquier instalación industrial o residencial, permitirá establecer sus conveniencias y consideraciones. De acuerdo a la norma IEC 60364, el régimen de neutro indica básicamente la forma en que el neutro del transformador o de la fuente en el lado de baja tensión será conectado a las masas de los diferentes equipos o cargas, teniendo como finalidad controlar los efectos de una falla de aislamiento en lo que a la protección de personas, bienes y disponibilidad del servicio eléctrico respecta. De este modo encontramos varios esquemas de conexión de neutro, en función de su finalidad. En los aeropuertos se suelen usar varias configuraciones, en función muchas veces de las cargas a alimentar y sobre todo de su criticidad. Habrá que tener en cuenta dicha configuración para establecer los elementos de seguridad que acompañarán al sistema (diferenciales, detectores de aislamiento, distintas masas…) además de la maquina eléctrica asociada (alternadores, transformadores, SAI, etc…) Empezaremos definiendo dos tipos de protección para el usuario en función del tipo de contacto que se produzca Protección contra contactos directos: Cuando el riesgo es muy importante, la solución sencilla consiste en distribuir la energía eléctrica a una tensión no peligrosa. En BT (230/400 V), las medidas de protección consisten en poner las partes activas fuera del alcance o aislarlas mediante aislantes, envolventes o barreras. Una medida complementaria contra los contactos directos consiste en utilizar los Dispositivos Diferenciales Residuales (DDR) de alta sensibilidad “ð 30 (mA)”.

Protección contra contactos indirectos: Esta conexión accidental a la tensión es provocada por un defecto de aislamiento. Por lo cual, circula una corriente de defecto y provoca una elevación de la tensión entre la masa del receptor eléctrico y tierra, aparece una tensión de defecto que es peligrosa si es mayor a la tensión UL “Tensión de contacto máxima admisible”.


MÓDULO 3.



Frente a este riesgo, las normas de instalación a nivel internacional, han normado tres esquemas de conexión a tierra “ECT” y han definido las reglas de instalación y de protección correspondientes.

6.2.

REGIMENES DE NEUTRO.

Los diferentes esquemas de conexión a tierra, caracterizan el método de conexión a tierra de la instalación aguas abajo del devanado secundario del transformador de alta tensión/baja tensión y el medio utilizado para conectar a tierra las partes conductoras accesibles de la instalación de baja tensión a la que suministra alimentación. En una instalación podrá existir una puesta a tierra de servicio y una puesta a tierra de protección. La tierra de servicio es la conexión que tiene por objeto unir a tierra temporalmente parte de las instalaciones que están normalmente bajo tensión o permanentemente ciertos puntos de los circuitos eléctricos de servicio. La tierra de protección es la conexión directa a tierra de las partes conductoras de los elementos de una instalación no sometidos normalmente a tensión eléctrica, pero que pudieran ser puestos en tensión por averías o contactos accidentales, a fin de proteger a las personas contra contactos con tensiones peligrosas. El neutro de la alimentación de red y las masas metálicas de los diferentes equipos receptores pueden conectarse a tierra de diferentes formas. La denominación se realiza por un código, mediante una serie de letras, con el significado que se indica a continuación: 1ª letra: Indica la situación de la alimentación respecto de tierra. -

T.  significa conexión directa de un punto de la alimentación (neutro) a tierra.

-

I.  significa aislamiento de las partes activas con respecto a tierra o conexión a tierra a través de una impedancia del neutro.

2ª letra: Indica la situación de las masas respecto de tierra. 126 División de Formación y Selección Personal de Convenio

MÓDULO 3.



-

T.  significa que la conexión directa a tierra de las masas.

-

N.  significa que las masas están conectadas directamente al neutro, el cual está a tierra.

A veces se utiliza una tercera letra que precisa un detalle de la conexión a tierra, como la situación relativa del neutro y del conductor de protección. Estas letras son la S y a C.

6.3.

-

S.  significa que el neutro y el conductor de protección (PE) están separados.

-

C.  significa que el neutro y el conductor de protección es común (PEN).

ES QUEMA TN

Principio. •

El neutro del transformador se conecta a tierra.

•

Las masas de los receptores eléctricos están conectadas al neutro.

Este tipo de “ECT” permite tres configuraciones diferentes: - Esquema “TN-C” •

Un único y mismo conductor sirve de neutro y de conductor de protección.


MÓDULO 3.



- Esquema “TN-S” •

El neutro y el conductor de protección están diferenciados físicamente.

- Esquema “TN-C-S” •

Y se puede usar también la coexistencia simultánea de estos esquemas, que consiste en que el neutro y el conductor de protección están separados aguas abajo de una parte de una instalación hecha en TN-C. Hay que indicar que el TN-S no puede estar aguas arriba del TN-C, puesto que cualquier interrupción accidental en el conductor neutro en la parte aguas arriba provocaría una interrupción en el conductor de protección en la parte aguas abajo y, por tanto, presentaría un peligro. En el esquema TN-C, la función del conductor de protección tiene prioridad sobre la “función del neutro”

Funcionamiento Un defecto de aislamiento en una fase se convierte en un cortocircuito y la parte de la instalación con defecto se desconecta mediante un Dispositivo de Protección Contra Cortocircuitos “DPCC”, conocido más comúnmente como interruptor automático ó fusibles.


MÓDULO 3.


6.4.


ES QUEMA TT

Principio •

El neutro del transformador está conectado a tierra.

•

Las masas de los receptores eléctricos están conectadas a una toma de tierra independiente del neutro.

Funcionamiento La corriente de defecto de aislamiento está limitada por la impedancia de las tomas de tierra. La protección queda asegurada por los dispositivos de corriente residual “DDR”, también conocidos más comúnmente como interruptor diferencial o diferencial a secas, la zona con defecto se desconecta en cuanto la corriente de defecto sobrepasa el umbral de disparo del diferencial colocado aguas arriba.


MÓDULO 3.


6.5.


ES QUEMA IT

Principio •

El neutro del transformador no está conectado a tierra. En teoría está aislado de la tierra. Pero, está naturalmente conectado a tierra a través de las capacidades parásitas de los cables de la red y/o voluntariamente mediante una impedancia de valor elevado, aproximadamente unos 1500 ð (neutro impedante). De acuerdo a lo indicado en la normativa vigente, cualquier instalación que presente impedancia de puesta a tierra, dicho esquema pasa a denominarse IT.

•

Las masas de los receptores eléctricos están conectadas a tierra.

Funcionamiento •

Si se produce un primer defecto de aislamiento, se desarrolla una pequeña corriente debido a las capacidades parásitas de la red. La tensión de contacto que aparece en la toma de tierra de las masas de algunos voltios, no representa ningún peligro.


MÓDULO 3.



Técnica de protección: Indicador de primer defecto mediante un controlador permanente de aislamiento, más conocido como vigilante de aislamiento. •

Si se presenta un segundo defecto de aislamiento en otra fase, cuando todavía no ha sido eliminado el primero, las masas de los receptores afectados pasan al potencial producido por la corriente de defecto en los conductores de protección “CP” que los interconecta. La protección queda asegurada por los interruptores automáticos o fusibles (caso de masas interconectadas mediante el CP) o por los diferenciales (caso de masas que tengan tomas de tierra distintas).


MÓDULO 3.


6.6.


ELECCION DEL ES QUEMA DE P UES TA A TIERRA.

Por lo que respecta a la protección de las personas, los tres esquemas de conexión a tierra son equivalentes si se siguen correctamente todas las normas de instalación y de funcionamiento. Por lo tanto, la selección no depende de criterios de seguridad.


MÓDULO 3.



Para determinar la mejor elección de esquema de neutro se deben considerar los requisitos en cuanto a: •

Normativa: En algunos casos exigen determinados tipos de esquemas de conexión a tierra.

•

Las necesidades de explotación.: Nivel deseado de continuidad del suministro eléctrico)

•

Condiciones de funcionamiento: Mantenimiento garantizado por personal de mantenimiento ó contratado.

•

Las características específicas de la red : Como es su entorno (ej., rayos, etc..) y las cargas (compatibilidad electromagnética).

Aunque los tres esquemas de conexión a tierra ofrecen el mismo grado de seguridad, sólo el esquema “IT”, permite continuar sin riesgo la explotación, al aparecer un primer defecto de aislamiento. Pero esta ventaja tiene ciertas exigencias y precauciones: •

La necesidad de buscar el primer defecto.

•

Y la posibilidad de que aparezcan sobretensiones que puedan afectar el funcionamiento de los receptores sensibles.

En los aeropuertos suele ser habitual encontrarse el esquema IT para los reguladores que controlan las ayudas visuales, dado la elevada criticidad de las cargas, y que prima su funcionamiento continuo. Para cargas menos críticas habría que estudiar diferentes factores mencionados anteriormente para seleccionar el esquema adecuado dentro de un sistema TT o TN.. En general el sistema de neutro más utilizado en los aeropuertos es el TN-S ó IT en casos especiales que requieran de mayor continuidad de servicio.


MÓDULO 3.




MÓDULO 3.



(1) Si la normativa no exige la elección de un ECT, se selecciona de acuerdo con el nivel de las características de funcionamiento (continuidad de servicio obligatoria por razones de seguridad o deseable para aumentar la productividad, etc.). Independientemente del ECT seleccionado, la probabilidad de que se produzca un defecto de aislamiento aumenta con la longitud de la red. Puede resultar conveniente dividir la red, lo cual facilita la localización de defectos y hace posible implementar el esquema recomendado anteriormente para cada tipo de aplicación. (2) El riesgo de arco en el limitador de sobretensiones convierte el conductor neutro aislado en un conductor neutro conectado a tierra. Estos riesgos son elevados en zonas donde son frecuentes las tormentas o en instalaciones suministradas por líneas aéreas. Si se selecciona el esquema IT para asegurar un nivel de continuidad de servicio más alto, el proyectista del sistema deberá calcular con precisión las condiciones de disparo en caso de producirse un segundo defecto. (3) Riesgo de disparo intempestivo del DDR. (4) Independientemente del ECT elegido, la solución idónea consiste en aislar la sección sometida a perturbaciones si se puede identificar fácilmente. (5) Riesgos de defectos de fase a tierra que afectan a la equipotencialidad.


MÓDULO 3.



(6) El aislamiento es inestable debido a la humedad y al polvo conductor. (7) No se recomienda utilizar el esquema TN debido al riesgo de que se produzcan daños en el generador en caso de defecto interno. Además, si los equipos de seguridad reciben su suministro de generadores, el sistema no se debe disparar en caso de un primer defecto. (8) La corriente de fase a tierra puede ser varias veces mayor que In, con el riesgo de dañar o acelerar el envejecimiento de los devanados del motor, o de destruir los circuitos magnéticos. (9) Para combinar la continuidad de servicio y la seguridad es necesario, y muy recomendable, independientemente del ECT seleccionado, separar estas cargas del resto de la instalación (transformadores con conexión neutra local). (10) Si la calidad de los equipos de carga no es una prioridad del diseño, existe el riesgo de que la resistencia de aislamiento descienda rápidamente. El esquema TT con DDR ofrece la mejor manera de evitar problemas. (11) La movilidad de este tipo de carga provoca defectos frecuentes (contacto deslizante para la conexión de las partes conductoras accesibles) que deben contrarrestarse. Independientemente del ECT seleccionado, se recomienda suministrar estos circuitos mediante transformadores con una conexión neutra local. (12) Requiere el uso de transformadores con un esquema TN local para evitar riesgos de funcionamiento y disparos intempestivos en caso de producirse un primer defecto (TT) o un doble defecto (IT). (12 bis) Con un corte doble en el circuito de control. (13) Limitación excesiva de la corriente de fase a neutro debido al valor elevado de la impedancia de fase cero (al menos 4 a 5 veces la impedancia directa). Este sistema se debe sustituir por una disposición de estrella-triángulo. (14) El esquema TN es peligroso debido a las corrientes de defecto elevadas. El esquema TN-C está prohibido. (15) Independientemente del esquema, el DDR debe ajustarse a ∆ In ≤ 500 mA. (16) Una instalación suministrada con energía de baja tensión debe utilizar el esquema TT. El mantenimiento de este ECT requiere un mínimo de modificaciones en la red existente (no es necesario tender cables ni es preciso modificar dispositivos de protección). (17) Posible sin personal de mantenimiento altamente cualificado. (18) Este tipo de instalación requiere una atención especial para mantener la seguridad. Debido a la ausencia de medidas preventivas en el esquema TN, se necesita personal altamente cualificado para garantizar la seguridad con el paso del tiempo. (19) Los riesgos de roturas en los conductores (suministro, protección) pueden provocar la pérdida de equipotencialidad de las partes conductoras accesibles. Se recomienda, y a menudo es obligatorio, el uso de un esquema TT o un esquema TN-S con varios DDR de 30 mA. El esquema IT se puede utilizar en casos muy específicos. (20) Esta solución evita los disparos intempestivos en caso de fugas a tierra inesperadas.


MÓDULO 3.



RECUERDA  Tipos de protección para el usuario de una instalación eléctrica en función del tipo de contacto que se produzca: o Protección contra contactos directos o Protección contra contactos indirectos.  Los diferentes esquemas de conexión a tierra, caracterizan el método de conexión a tierra de la instalación aguas abajo del devanado secundario del transformador de alta tensión/baja tensión y el medio utilizado para conectar a tierra las partes conductoras accesibles de la instalación de baja tensión a la que suministra alimentación.  En una instalación eléctrica podrá existir una puesta a tierra de servicio y una puesta a tierra de protección.  En el esquema TN el neutro del trasformador se conecta a tierra y las masas de los receptores eléctricos están conectadas al neutro.  En el esquema TN-C tiene un único y mismo conductor sirve de neutro y de conductor de protección.  En el esquema TN-S el neutro y el conductor de protección están diferenciados físicamente.  En el esquema TT el neutro del transformador está conectado a tierra y las masas de los receptores eléctricos están conectadas a una toma de tierra independiente del neutro.  En el esquema IT el neutro del transformador no está conectado a tierra. En teoría está aislado de la tierra. Pero, está naturalmente conectado a tierra a través de las capacidades parásitas de los cables de la red y/o voluntariamente mediante una impedancia de valor elevado.  En general el sistema de neutro más utilizado en los aeropuertos es el TN-S ó IT en casos especiales que requieran de mayor continuidad de servicio.


MÓDULO 3.


7.


SISTEMAS DE MANDO Y CONTROL Las protecciones actuales han evolucionado en el intercambio de información. Es decir no solo se dedican únicamente a abrir el Interruptor automático/disyuntor a la que están asociadas. También envían información de la intensidad medida, el estado de la protección, el estado del interruptor, señales de bloqueo a otras protecciones, e incluso se pueden programar a distancia, entre otras muchas funciones. Es decir los antiguos relés electromecánicos se han convertido en pequeños ordenadores (autómatas, elementos de control…) que recogen información analógica o digital, la procesan y se comunican entre ellos o con sistemas superiores, autómatas y/o sistemas de control y adquisición de datos (SCADAS). En configuraciones sencillas solo envían información, en configuraciones más complejas como las basadas en selectividad lógica, la comunicación con otras protecciones va a ser decisiva en la actuación adecuada del sistema de protección. La coordinación de protecciones de los relés ha pasado de realizarse en distancias cortas mediante lógica cableada (relés, cables…) a hacerse con lógica digital a grandes distancias y con niveles de procesamiento y velocidad muy altos. Existen varios sistemas de realizar las conexiones físicas (conectores, alimentaciones, fibra óptica, cobre, repetidores….) y de procesar la información (protocolos, tratamiento de los bits). El buen diseño, instalación y mantenimiento de los sistemas de comunicaciones; y la debida coordinación y tratamiento de los datos que transportan, hará que las protecciones y los sistemas que forman cumplan su función.

7.1.

ELEMENTOS BAS ICOS DE UN S IS TEMA AUTOMATIZADO.

Un sistema moderno de automatización se sustenta en cuatro elementos básicos: Elementos o dispositivos de campo, Controladores, Redes de comunicación y Software.


MÓDULO 3.



7.1.1. ELEMENTOS DE CAMPO (SENSORES Y ACTUADORES) Son los elementos que interactúan con el medio. El número y tipos de tales elementos dependerán del tipo de instalación a controlar. Es fácil comprender que los tipos de sensores, para captar el estado físico o incluso químico del entorno, son de una variedad casi ilimitada. Pueden ir desde un sensor de opacidad del ambiente hasta el “humilde” final de carrera o contacto auxiliar de un disyuntor, desde un lector de código de barras a un medidor de PH, etc. También los tipos de actuadores son muy amplios aunque menor que el de los sensores. Como ejemplo dentro del sistema eléctrico aeroportuario podemos citar los siguientes elementos: Sensores: Transformadores de Intensidad, de tensión, finales de carrera, selectores, contactos auxiliares de contactores, interruptores, etc….

Preactuadores: Bobinas de apertura y disparo de disyuntores o interruptores Motores de precarga de muelles, etc.…


MÓDULO 3.



Actuadores: Disyuntores o interruptores Automáticos, interruptoresSeccionadores, seccionadores, Magneto térmicos, Diferenciales en Baja Tensión.

Nota: la distinción entre preactuador y actuador depende de la aplicación. Se suele definir como actuador al elemento que actúa directamente sobre la variable o sistema a controlar. Por ejemplo un contactor puede ser considerado como actuador o como preactuador. Será actuador si abre y cierra un circuito trifásico de alimentación a un motor y sería un preactuador si se utiliza para actuar sobre una bobina de un disyuntor cuya intensidad fuese superior a la proporcionada por la salida del controlador.

7.1.2. CONTROLADORES - DE NIVEL BAJO Generalmente se trata de autómatas programables. Son los encargados de recibir las señales del proceso, mediante los sensores, e intervenir directamente sobre el mismo, mediante los actuadores. La respuesta efectuada por el control a través de los actuadores puede estar motivada por variaciones en las consignas dadas al sistema como por las desviaciones sufridas por el propio proceso. La tendencia actual es la descentralización de los controles. Cada uno de los controles se encarga de una parte del proceso.


MÓDULO 3.



- DE NIVEL SUPERIOR En estos niveles podemos encontrar controladores del tipo autómata programable u ordenadores. En los niveles superiores los controladores suelen ser tipo ordenador. Son los ordenadores de supervisión dotados de potentes programas con una interface gráfica sencilla y muy potente que son capaces de mostrar en las pantallas, en tiempo real o cuasi real, el estado de las instalaciones e incluso, desde esas mismas pantallas gobernar los procesos. Son los sistemas llamados SCADAS. Este tipo de controles, además poseen una alta capacidad de almacenamiento, análisis y tratamiento de la información manejada.


MÓDULO 3.



7.1.3. REDES DE COMUNICACION Otro de los elementos físicos necesarios en los sistemas automatizados actuales son las redes de datos que es preciso implementar para poder realizar esa coordinación, control y supervisión del proceso total. El tipo de red necesaria para las distintas interconexiones entre elementos vendrá determinada por factores tales como: número de datos a intercambiar, velocidad de intercambio, entorno físico y posibles interferencias, seguridad, coste, etc. Los cables utilizados en telecomunicaciones presentan el inconveniente que son vulnerables a las interferencias electromagnéticas (inducciones), caso contrario ocurre con la fibra óptica, siendo el medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas. Otros elementos que no debemos olvidar, por ser motivo de uno de los mayores causantes de averiasen las instalaciones, son las bornas y los conectores de interconexión de cables y mangueras. Se encuentran distribuidos en todos y cada uno de los niveles de la automatización.


MÓDULO 3.



7.1.4. SOFTWARE Equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático, comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos llamados hardware. Debe haber un equilibrio entre la parte física y los programas que gobiernan esos elementos físicos, teniendo en cuenta que la debilidad o fortaleza de un sistema de automatización vendrá condicionado por la debilidad o fortaleza de cada uno de los componentes.

RECUERDA  El buen diseño, instalación y mantenimiento de los sistemas de comunicaciones; y la debida coordinación y tratamiento de los datos que transportan, hará que las protecciones y los sistemas que forman cumplan su función.  Un sistema moderno de automatización se sustenta en cuatro elementos básicos: Elementos o dispositivos de campo, Controladores, Redes de comunicación y Software  Elementos de campo: Elementos que actúan con el medio • Sensores: por ej.: Transformadores de Intensidad, • Preactuadores: por ej.: Bobinas de apertura • Actuadores: por ej.: Disyuntores o interruptores  Controladores: • •

Nivel bajo: Generalmente se trata de autómatas programables Nivel superior: Ordenadores de supervisión dotados de potentes programas (SCADAS).

 Redes de comunicación.


MÓDULO 3.


•

Son las redes de datos que es preciso implementar para poder realizar esa coordinación, control y supervisión del proceso total.( las bornas y los conectores de interconexión de cables y mangueras

•

Equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático

 Software:

8.


OPERACIONES DE AEROPORTUARIOS.

SISTEMAS

ELECTRICOS

La explotación/operación óptima del sistema de producción, transporte y distribución eléctrico consiste en adaptar los recursos energéticos disponibles a la demanda del aeropuerto, atendiendo a premisas fundamentales como:  Continuidad en el servicio.  Calidad del servicio.  Seguridad en el trabajo. Por otra parte, con el fin de paliar anormalidades y perturbaciones, las instalaciones eléctricas disponen de los aparatos de corte con cuyas maniobras se consigue: 1. Realizar el mantenimiento de las instalaciones (revisión y sustitución de aparatos). 2. La correcta explotación del sistema: modificación de la configuración de la red, conectando nuevas instalaciones y reparto adecuado de las cargas. 3. Desconectar la instalación o máquinas averiadas. 4. Actuación de protecciones 5. Deslastre de cargas

8.1.

CONTINUIDAD Y CALIDAD DEL S ERVICIO.

Se debe garantizar la disponibilidad de las diferentes cargas de los aeropuertos dependiendo de su importancia en función de cómo puedan afectar a las operaciones aeroportuarias y a los requerimientos legales de los Terminales. Teniendo en cuenta la potencia demandada en KVA y utilizando los recursos de Generación y Distribución de la energía (Líneas, Grupos, Transformadores…). Las maniobras que se realicen no deben suponer cortes de energía imprevistos. Si las maniobras van a suponer un corte de energía este debe ser programado, definiendo su duración, previendo sus consecuencias y avisando a los afectados.


MÓDULO 3.



En el caso de cortes imprevistos, por maniobras erróneas o disparo de protecciones. En primer lugar se deberá evaluar la situación y posteriormente reponer el servicio. La calidad del servicio no solo se refiere a la continuidad del servicio, también se debe tener en cuenta los niveles de Tensión, Frecuencia, Diferencia de Fase y Distorsión Armónica. (REBT-ITCs 40). De este modo la conexión de la central a la red de distribución pública deberá efectuarse cuando en la operación de sincronización las diferencias entre las magnitudes eléctricas del generador y la red no sean superiores a las siguientes: • • •

Diferencia de tensiones ± 8 % Diferencia de frecuencia ± 0,1Hz Diferencia de fase ± 10o

Los puntos donde no exista equipo de sincronismo y sea posible la puesta en paralelo, entre la generación y la Red de Distribución Pública, dispondrán de un enclavamiento que impida la puesta en paralelo. El mantenimiento de estos parámetros dentro de las tolerancias permitidas garantiza el buen funcionamiento del sistema eléctrico y de los múltiples receptores conectados. Las redes de distribución eléctrica en los aeropuertos disponen de cuadros de control de los grupos electrógenos que automatizan las operaciones básicas de explotación, gestionando los interruptores de acometidas, grupos electrógenos, y las distintas líneas y anillos de distribución, de manera que se aseguren los tiempos de interrupción del servicio máximos permitidos, en caso de fallos en el suministro eléctrico primario. De manera que también se puedan efectuar las labores de mantenimiento necesarias en las instalaciones, con la mínima interferencia en la operatividad.

8.2.

SEGURIDAD EN EL TRABAJO.

Cualquier Maniobra y sus Procedimientos deben seguir las prescripciones marcadas en el RD 614/2001 de 8 de junio sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico y desarrollado en su Guía Técnica. Procedimiento de trabajo: es la secuencia de las operaciones a desarrollar para realizar un determinado trabajo, con inclusión de los medios materiales (de trabajo o de protección) y humanos (cualificación o formación de personal) necesarios para llevarlo a cabo. La Dirección de Infraestructuras ha elaboración el Procedimiento General de Prevención de Riesgos Eléctricos para trabajos realizados en sistemas de Alta y Baja Tensión. En él se indica que los Aeropuertos deberán contar con los Procedimientos Específicos de sus instalaciones.


MÓDULO 3.



Las maniobras, las mediciones, ensayos y verificaciones en instalaciones de alta tensión, deberán ser realizadas por trabajadores cualificados, auxiliados por trabajadores autorizados en los casos en los que se requiera. El método de trabajo empleado y los equipos y materiales de trabajo y de protección utilizados deberán proteger al trabajador frente al riesgo de contacto eléctrico, arco eléctrico, explosión o proyección de materiales. Entre los equipos y materiales de protección citados se encuentran: a) Los accesorios aislantes para el recubrimiento de partes activas o masas (pantallas, cubiertas, etc.). b) Los útiles aislantes o aislados (herramientas, pinzas, puntas de prueba, etc.). c) Las pértigas aislantes. d) Los dispositivos aislantes o aislados (banquetas, alfombras, etc.) e) Los equipos de protección individual (pantallas, guantes, gafas, cascos, etc.).

Técnicos de mantenimiento realizando maniobra en un CT Los equipos y materiales de trabajo o de protección se elegirán teniendo en cuenta las características del trabajo y, en particular, la tensión de servicio, y se utilizarán, mantendrán y revisarán siguiendo las instrucciones de su fabricante. En todo caso se ajustarán a la normativa específica aplicable. En el ANEXO II del mencionado RD 614/2001 de 8 de junio sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico se explicitan los pasos a seguir para TRABAJOS SIN TENSIÓN. En concreto en su parte A denominada DISPOSICIONES GENERALES se dice: Las operaciones y maniobras para dejar sin tensión una instalación, antes de iniciar el «trabajo sin tensión», y la reposición de la tensión, al finalizarlo, las


MÓDULO 3.



realizarán trabajadores autorizados que, en el caso de instalaciones de alta tensión, deberán ser trabajadores cualificados. A. 1. Supresión de la tensión. Una vez identificada la zona y los elementos de la instalación donde se va a realizar el trabajo, y salvo que existan razones esenciales para hacerlo de otra forma, se seguirá el proceso que se describe a continuación, que se desarrolla secuencialmente en cinco etapas: 1.

Desconectar

2.

Prevenir cualquier posible realimentación.

3.

Verificar la ausencia de tensión.

4.

Poner a tierra y en cortocircuito.

5.

Proteger frente a elementos próximos en tensión, en su caso, y establecer una señalización de seguridad para delimitar la zona de trabajo.

Hasta que no se hayan completado las cinco etapas no podrá autorizarse el inicio del trabajo sin tensión y se considerará en tensión la parte de la instalación afectada. Sin embargo, para establecer la señalización de seguridad indicada en la quinta etapa podrá considerarse que la instalación está sin tensión si se han completado las cuatro etapas anteriores y no pueden invadirse zonas de peligro de elementos próximos en tensión.

RECUERDA  Las maniobras que se realicen no deben suponer cortes de energía imprevistos. Si las maniobras van a suponer un corte de energía este debe ser programado, definiendo su duración, previendo sus consecuencias y avisando a los afectados.  En el caso de cortes imprevistos, por maniobras erróneas o disparo de protecciones. En primer lugar se deberá evaluar la situación y posteriormente reponer el servicio.  Procedimiento de trabajo: es la secuencia de las operaciones a desarrollar para realizar un determinado trabajo, con inclusión de los medios materiales (de trabajo o de protección) y humanos (cualificación o formación de personal) necesarios para llevarlo a cabo.  La Dirección de Infraestructuras ha elaboración el Procedimiento General de Prevención de Riesgos Eléctricos para trabajos realizados en sistemas de Alta y Baja Tensión. En él se indica que los Aeropuertos deberán contar con los Procedimientos Específicos de sus instalaciones.


MÓDULO 3.


9.


MANIOBRAS

Uno de los retos del personal de mantenimiento consiste en tomar la decisión correcta y actuar en el mínimo tiempo posible. La primera necesidad de los técnicos se basa en conocer lo que ocurre en la instalación eléctrica y ser informados de cualquier evento o intervención que se haga en la misma. Esta transparencia constituye una característica clave que permite al personal de mantenimiento: • Conocer los flujos de la energía en la explotación del sistema. eléctrico • Comprobar que la red está correctamente configurada y equilibrada y cuáles son los consumidores principales. • Conocer el comportamiento de la instalación: el disparo de una unidad de alimentación es más fácil de comprender si se tiene acceso a la información aguas abajo. • Estar informado de forma espontánea sobre eventos ocurridos en la instalación comunicados vía radio o teléfono. • Dirigirse directamente al lugar correcto de la las instalaciones con una visión completa de la situación. • Iniciar una acción de mantenimiento teniendo en cuenta la situación actual de la instalación.

9.1.

INTRODUCCION.

Según el RD 614/2001 de 8 de junio sobre Disposiciones Mínimas para la Protección de la Salud y Seguridad de los trabajadores frente al Riesgo Eléctrico se define MANIOBRA como la intervención concebida para cambiar el estado eléctrico de una instalación eléctrica no implicando montaje ni desmontaje de elemento alguno. Son por tanto operaciones voluntarias, que conducen a un cambio de estado de una instalación o equipo eléctrico por medio de interruptores, interruptores automáticos, seccionadores u otros aparatos, especialmente previstos a este efecto, pueden ser:  Las maniobras de explotación, que tienen por objeto la modificación del estado de una instalación o equipo eléctrico, desde el punto de vista de su funcionamiento y operatividad dentro de la red, por necesidades de su explotación.  Las maniobras de seguridad, que tienen por objeto garantizar la seguridad del personal que efectúa los trabajos sobre una instalación o equipos eléctricos.

9.2.

DOCUMENTACION DE LA INSTALACION

Para saber que se hace y donde se hace cuando se realiza una maniobra en una instalación eléctrica, es necesario tener una documentación suficiente y fiable.


MÓDULO 3.



Es vital disponer siempre actualizada la documentación de todas las modificaciones realizadas en la instalación Esta documentación debe estar compuesta por: -

9.3.

Esquemas unifilares de la instalación. Manuales de operación de los elementos intervienen en las maniobras.

instalados,

que

VOCABULARIO

En la realización de maniobras existe una comunicación verbal o escrita entre las personas que participan en las maniobras. El uso del mismo vocabulario en las comunicaciones evita errores. Por lo que es imprescindible hacer una definición previa de las palabras que se vayan a utilizar. En el entorno Aeronáutico existe un vocabulario normalizado que se deberá usar y en cuanto al vocabulario Electrotécnico se recurrirá al vocabulario normalizado en Normas o definidos en Leyes. En su defecto se deberá aclarar explícitamente cualquier término que pueda tener varios significados o interpretaciones. Aquí vamos a definir los términos más comunes en Maniobras: • • •

• •

• • • •

Cerrar o conectar: Cerrar un interruptor o seccionador. Abrir o desconectar: Abrir un interruptor o seccionador Poner en servicio: Es la maniobra de cierre de un interruptor o interruptores pertenecientes a una línea, transformador, batería de condensadores, generador, etc., para que quede establecido el circuito eléctrico. Dejar fuera de servicio: Es la operación inversa a la anterior, consiste en abrir el interruptor o interruptores de una línea, transformador, etc., para que el circuito quede abierto. Enchufar o introducir: Este término se utiliza en las maniobras que se realizan con interruptores alojados en celdas o cabinas y que se pueden extraer. Consiste en desplazar el interruptor, que va montado sobre un carro, hasta el fondo de la celda hasta conectar los bornes del interruptor al embarrado. Esta operación hace la función del seccionador, es decir, producir el corte visible cuando el interruptor se encuentra extraído. Desenchufar o extraer: Es la maniobra contraria a la anterior. Consiste en realizar las operaciones necesarias para sacar el interruptor del interior de la celda a fin de producir el corte visible. Acoplar: Es la maniobra que debe realizarse para conectar en paralelo dos generadores, un generador y una línea, dos transformadores, con la red, etc. Barras o Embarrado: El nudo donde se realiza la alimentación y el reparto de energía dentro de un mismo nivel de tensión. Deslastre de cargas: para evitar una caída brusca de frecuencia o tensión, por limitación de la capacidad de entrega de potencia en el


MÓDULO 3.



sistema eléctrico aeroportuario, se recurre a desconectar cargas manual o automáticamente

9.4.

COORDINACION DE MANIOBRAS.

La coordinación de maniobras en un sistema eléctrico aeroportuario es imprescindible para asegurar la Operatividad del Aeropuerto y la Seguridad de las Personas y las Instalaciones. Los Trabajos Programados y las Contingencias/Incidencias no previstas en los sistemas eléctricos aeroportuarios, deben contar con un Sistema de Coordinación, seguimiento y comunicación de todo tipo de incidencias técnicas y operativas y situaciones que afecten a la calidad y/o seguridad de los servicios aeroportuarios. En la Coordinación de estas maniobras intervienen según los casos: -

-

Los Técnicos de Mantenimiento y todos los responsables de Mantenimiento Aeroportuario (Coordinadores, Jefes de Sección, Centro de Mantenimiento…). Los responsables de la Explotación Aeroportuaria, Centro de Gestión Aeroportuaria (Técnicos de Operaciones, Personal de Navegación Aérea, Controladores…).

Los técnicos de Mantenimiento Aeroportuario cuentan con la sala de Control de la Central eléctrica como base de operaciones, desde la misma se realizan maniobras telemandadas, coordinan los equipos de trabajo, y dan la información necesaria a las diferentes áreas que controlan los procesos aeroportuarios y que dependen de la energía eléctrica para su funcionamiento. Los medios con los que cuentan para la coordinación de maniobras desde la sala de Control son: Comunicaciones Telefónicas normales o dedicadas y de Radio Documentación de los Sistemas SCADAS (Sistemas de Control y Adquisición de

Datos) 150 División de Formación y Selección Personal de Convenio

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Todas las maniobras no pueden ser telemandadas. En los casos en los que existan riesgos para las personas o instalaciones, se debe obtener más información o hacer ciertas operaciones que los sistemas SCADAS no ofrecen. En estos casos los técnicos se deben desplazar a las instalaciones y equipos de producción (Generadores, SAIs…) o de distribución de energía (Cabinas de AT, Cables, Galerías, Transformadores…). Convenientemente equipados y documentados. Estos lugares son: o o o o o

9.5.

Central eléctrica Subcentral Eléctrica o Centro de Reparto Centros de Transformación distribuidos por los diferentes edificios del Aeropuerto Galerías de Servicio Cualquier lugar de las Zonas Lado Aire o Lado Tierra por la que discurran cables eléctricos.

OPERACIONES EN INSTALACIONES AEROPORTUARIAS.

Al realizar una maniobra el primer paso a dar es localizar e identificar la instalación y los aparatos de corte que se van a maniobrar, valorando las consecuencias de las maniobras que se vayan a ejecutar, y verificando que las consecuencias de la maniobra son las esperadas. Se podrán procedimentar aquellas maniobras más habituales para la operación y el mantenimiento y las debidas a contingencias (averías, disparos de protecciones). Obviamente siempre quedarán las imprevistas pero el ejercicio de realizar procedimientos, probarlos y entrenarlos; ayuda a adquirir un conocimiento profundo de la instalación que es necesario para resolver las situaciones imprevistas y extraordinarias.

9.6.

ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LAS MANIOBRAS.

Para efectuar estas operaciones, el personal que ejecuta las maniobras lo hace generalmente sobre los elementos auxiliares que actúan sobre los aparatos de corte. • • • •

Mandos mecánicos de los aparatos de corte. Mandos Eléctricos de los aparatos de corte. Cuadros de control. SCADAS (Sistemas de Control y Adquisición de Datos)

Es muy importante tener en cuenta que las instalaciones eléctricas aeroportuarias tienen en muchos casos un nivel de automatización importante. 151 División de Formación y Selección Personal de Convenio

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Es decir pueden maniobrar automáticamente en función de cómo estén programadas. Al hacer realizar cualquier tipo de maniobras se tendrá esta consideración. Los interruptores tienen dos opciones de maniobra en local o en remoto, existiendo unos mandos para seleccionar el tipo de maniobra, pudiendo ser también mecánica o eléctrica.

9.6.1. ELEMENTOS DE CORTE. Bajo esta denominación agruparemos los siguientes apartados:  Seccionador.  Interruptor.  Interruptor automático.

Seccionador. Aparato mecánico de conexión que asegura, en posición de abierto, una distancia de seccionamiento que satisface unas condiciones especificadas. Un seccionador es capaz de abrir o cerrar un circuito cuando se interrumpe o establece una corriente de intensidad despreciable, o bien cuando no se produce ningún cambio notable de tensión en los bornes de cada uno de los polos del seccionador. Interruptor. Aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir intensidades en condiciones normales del circuito, comprendiendo eventualmente, condiciones especificadas de sobrecarga en servicio, también es capaz de soportar, durante un tiempo especificado, intensidades en condiciones anormales, especificadas del circuito, tales como las de cortocircuito. (UNE 20104-1:1990). No puede interrumpir intensidades de cortocircuito. Dentro de este grupo cabe destacar Por su amplio empleo en los Aeropuertos el Interruptor-Seccionador. (UNE 20104-1:1990) El interruptor-seccionador es un interruptor que en la posición de abierto, satisface las condiciones de aislamiento especificadas para un seccionador. Interruptor automático. Aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, también es capaz de establecer y soportar durante un tiempo determinado corrientes o interrumpirlas en condiciones anormales especificadas del circuito, tales como las de cortocircuito. (UNE 21081:1994).


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Interruptor-seccionador en celda de AT.


Interruptor-automático en celda de AT.

En un esquema unifilar podemos encontrar representado un interruptor automático con sus funcionalidades y características de protección asociadas.

De aquí podremos sacar varias conclusiones: - Se trata de un interruptor, que trabaja a una In (intensidad nominal) de 1,25 kA y con un poder de corte máximo de 16 kA. Su tensión nominal de aislamiento será de 24 kV. - Se puede extraer el carro, asegurando con ello el aislamiento necesario propio de un seccionador - La carga de muelles es motorizada y alimentada a 110 V con tensión continua Consta de un enclavamiento mecánico mediante llave, 153 División de Formación y Selección Personal de Convenio

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9.6.2. ENCLAVAMIENTOS. Los enclavamientos son sistemas de seguridad y se emplean con la finalidad de evitar que se puedan llevar a cabo dos acciones simultáneas que son opuestas; obligando en todo momento a que la secuencia de maniobras sea la correcta. Puede darse el caso de instalaciones cuyas celdas de maniobra NO están dotadas de estos enclavamientos, con el riesgo potencial de provocar accidentes o falsas maniobras. El motivo de la inexistencia de estos enclavamientos puede ser debido a diversos motivos: las cabinas son antiguas, motivos de explotación de la instalación, etc… TIPOS DE ENCLAVAMIENTOS: Los enclavamientos se suministran tanto sueltos como pre-instalados según el modelo o tipo de cabina. 1. Enclavamientos Mecánicos o funcionales: Según norma UNE 20099 y la recomendación internacional CEI 298. Este tipo de enclavamientos impiden el cambio de elementos si la nueva posición se encuentra en una configuración incompatible con la de otro elemento. Son enclavamientos puramente mecánicos funcionando con levas y palancas. Por ejemplo, para realizar la apertura del panel de acceso al compartimento de conexión de cables, sólo es posible sí: 1º.-El interruptor automático está abierto y enclavado 2º.-El seccionador está abierto 3º.-El seccionador de puesta a tierra está cerrado. 2. Enclavamiento Eléctrico: Un enclavamiento eléctrico es un dispositivo que controla la condición de estado de cierto mecanismo para habilitar o no un accionamiento, comúnmente utilizando solenoides electromagnéticos estimulados por señales de tensión. Otras aplicaciones de estos enclavamientos tiene la finalidad de asociar los dispositivos eléctricos con la lógica de circuitos para obtener mayor confiabilidad en la operación y minimizar los riesgos eléctricos. 3. Enclavamientos por cerraduras y llaves:


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Los enclavamientos mediante transferencia de llave se base en que una llave no puede estar en dos sitios al mismo tiempo, por lo tanto el operario está forzado a seguir una secuencia de pasos predeterminados en la realización de maniobras. Las cerraduras pueden estar instaladas en un interruptor, seccionador, en un intercambiador de llaves, en puertas de acceso a transformadores, etc. Por ejemplo una cerradura instalada en el seccionador de puesta a tierra de la cabina y otra cerradura con el mismo código en la verja de acceso al transformador y una sola llave.

Enclavamiento mediante llaves en un disyuntor de una celda 4. Enclavamientos por candado: Ante la falta de cualquier tipo de enclavamiento y siempre que sea posible es recomendable el uso del candado para situaciones de bloqueo.


MÓDULO 3.


9.7.


MANIOBRAS EN INSTALACIONES AEROPORTUARIAS

Al realizar una maniobra el primer paso a dar es localizar e identificar la instalación y los aparatos de corte que se van a maniobrar, valorando las consecuencias de las maniobras que se vayan a ejecutar, y verificando que las consecuencias de la maniobra son las esperadas. Se podrán procedimentar aquellas maniobras más habituales para la operación y el mantenimiento y las debidas a contingencias (averías, disparos de protecciones). Obviamente siempre quedarán las imprevistas pero el ejercicio de realizar procedimientos, probarlos y entrenarlos; ayuda a adquirir un conocimiento profundo de la instalación que es necesario para resolver las situaciones imprevistas y extraordinarias. Las maniobras más comunes que se realizan en los aeropuertos y las condiciones mínimas para hacerlas son: • Abrir y cerrar líneas:

o Para cerrar una línea. 1º Seccionadores. 2º Interruptores o Para abrir una línea. 1º Interruptores. 2º Seccionadores

INTERRUPTOR CERRADO


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INTERRUPTOR ABIERTO Abrir y Cerrar anillos: o Se debe asegurar la continuidad del servicio a los receptores durante la maniobra. o Se debe tener en cuenta cual es el modo de explotación definido en el Aeropuerto. Anillos abiertos o Anillos cerrados. •

Maniobras en Transformadores o Para poner en servicio: 1º) Se cierran los interruptores del primario, de donde llega la energía (transformador, grupos, acometida…) 2º) Se cierran los interruptores del secundario, los que apuntan a las cargas. o Para dejar fuera de servicio: 1º) Se abren los interruptores del secundario, los que apuntan a las cargas. 2º) Se abren los interruptores del primario, de donde llega la energía (transformador, grupos, acometida…)


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Estas maniobras en transformadores se especifican de manera general, no obstante No obstante, siempre se deberá seguir el procedimiento especificado en dicha instalación para la maniobra).

Transformador seccionado en uno de sus devanados.


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Transformador seccionado y puesto a tierra en uno de sus devanados.


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Acoplar Transformadores: Las condiciones de acoplamiento de transformadores trifásicos son: Condiciones Obligatorias o Mismo grupo de conexión o Misma secuencia de fases o Misma frecuencia Condiciones convenientes o Igual relación de transformación ( en todos los escalones de regulación) o Tensión de cortocircuito Vcc % similares (admisible variación del 10% máximo) o Misma potencia asignada Estas condiciones se tienen en cuenta en el proyecto de diseño e instalación pero algunas pueden variar como consecuencia de su explotación. El acoplar transformadores únicamente se deber realizar con la idea de garantizar el servicio y no hacer un paso por cero, y no como una fuente de energía permanente. De esta manera la NSE habla de la posibilidad de acoplar transformadores pero para tiempos de acople no superiores a 1 segundo.

•

Acoplar varios Grupos a la Red: Se tendrá que tener en cuenta la carga (KVA) que se va a conectar. o

Correspondencia de fases. (R,S,T)

o Mismos módulos de tensiones fase a fase o Mismo desfase entre tensiones. o Misma frecuencia. •

Conectar 1 Grupo o varios a la red aeroportuaria (isla): Se tendrá que tener en cuenta la carga (KVA) que se va a conectar. Las condiciones son: o Tensión o Frecuencia o Factor de Potencia (distorsión armónica)


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•


Acoplar líneas: En definitiva es como acoplar generadores. Por lo que las condiciones son las mismas. o Igual identidad de fases (a tener en cuenta en la instalación y después de haber desconectado alguna línea de fase para mantenimiento).

•

Dejar En servicio o Fuera de servicio embarrados. Se tendrá en cuenta los servicios que se alimentan o se dejan de alimentar y en función de las operaciones de mantenimiento se deben considerar todos los puntos que pueden estar en tensión.

•

Dejar En Servicio o Fuera de servicio líneas, anillos, transformadores, grupos, baterías de condensadores, impedancias de neutro... La mejor garantía para realizar maniobras con seguridad para las personas, las instalaciones y las operaciones aeroportuarias y aeronáuticas. Es hacerlas con un procedimiento previamente definido y a ser posible probado y entrenado.


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RECUERDA

 Uno de los retos del personal de mantenimiento consiste en tomar la decisión correcta y actuar en el mínimo tiempo posible.  La primera necesidad de los técnicos se basa en conocer lo que ocurre en la instalación eléctrica y ser informados de cualquier evento o intervención que se haga en la misma.  Es vital disponer siempre actualizada la documentación de todas las modificaciones realizadas en la instalación • •

Esquemas unifilares de la instalación. Manuales de operación de los elementos instalados, que intervienen en las maniobras.

 Los Trabajos Programados y las Contingencias/Incidencias no previstas en los sistemas eléctricos aeroportuarios, deben contar con un Sistema de Coordinación, seguimiento y comunicación de todo tipo de incidencias técnicas y operativas y situaciones que afecten a la calidad y/o seguridad de los servicios aeroportuarios.  Los técnicos de Mantenimiento Aeroportuario cuentan con la sala de Control de la Central eléctrica como base de operaciones, desde la misma se realizan maniobras telemandadas, coordinan los equipos de trabajo, y dan la información necesaria a las diferentes áreas que controlan los procesos aeroportuarios y que dependen de la energía eléctrica para su funcionamiento.  Todas las maniobras no pueden ser telemandadas.  Al realizar una maniobra el primer paso a dar es localizar e identificar la instalación y los aparatos de corte que se van a maniobrar, valorando las consecuencias de las maniobras que se vayan a ejecutar, y verificando que las consecuencias de la maniobra son las esperadas.  Los enclavamientos son sistemas de seguridad y se emplean con la finalidad de evitar que se puedan llevar a cabo dos acciones simultáneas que son opuestas; obligando en todo momento a que la secuencia de maniobras sea la correcta.  Puede darse el caso de instalaciones cuyas celdas de maniobra NO están dotadas de estos enclavamientos, con el riesgo potencial de provocar accidentes o falsas maniobras 162 División de Formación y Selección Personal de Convenio

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RESUMEN DE MODULO 3.

 En las instalaciones eléctricas del aeropuerto pueden estar sometidas a perturbaciones de origen interno y externo.  El término de aparamenta es aplicado a los aparatos de conexión y apertura, y a su combinación con aparatos de control, de medida, de protección y de regulación asociados a ellos, así como a los conjuntos de tales aparatos con las conexiones, accesorios y envolventes y accesorios de las canalizaciones eléctricas.  La función de la aparamenta es proporcionar una protección eléctrica y un aislamiento seguro de los componentes que estén sometidos a tensión.  Los relés de protección para poder analizar la situación de la red que vigilan, necesitan ser alimentados por medidas proporcionadas por transformadores de tensión (TT) e intensidad.(TI)  En los TI y TT se conecta siempre a tierra uno de sus bornes de su secundario por razones de seguridad.  Los relés de protección son los dispositivos de protección, capaces de detectar perturbaciones para las que han sido ajustas y hacer actuar los aparatos de corte más próximos al defecto, manteniendo al resto de la instalación que no se haya visto afectada con servicio.  Generalmente la selectividad aplicada en los relés de protección de las instalaciones eléctricas aeroportuarias es mixta, es decir, cronológica y amperimetrica. 

El estudio de selectividad en las protecciones se realiza partiendo desde BT y en dirección aguas arriba en todas las protecciones



El buen diseño, instalación y mantenimiento de los sistemas de comunicaciones; y la debida coordinación y tratamiento de los datos que transportan, hará que las protecciones y los sistemas que forman cumplan su función


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 Los tres esquemas de conexión a tierra(TN;TT,IT) en lo que respecta a la protección de las personas son equivalentes en criterios de seguridad., su elección depende de la continuidad del servicio de las cargas alimentadas  La calidad de una toma de tierra depende fundamentalmente de dos factores el tipo de suelo y su mantenimiento.  Las maniobras que se realicen en el sistema eléctrico aeroportuario no deben suponer cortes de energía imprevistos. Si las maniobras van a suponer un corte de energía este debe ser programado, definiendo su duración, previendo sus consecuencias y avisando a los afectados.  Ante cualquier disparo de las protecciones eléctricas el personal de mantenimiento deberá valorar la situación, y tomar la decisión correcta actuando posteriormente en el mínimo tiempo posible.  Para que el personal de mantenimiento sea resolutivo ante cualquier anomalía en el sistema eléctrico, es necesario que conozca la instalación así como tener a su disposición toda la documentación actualizada.  En ocasiones las maniobras no pueden ser telemandadas desde la Central Eléctrica como base de operaciones, siendo necesario que el personal de mantenimiento se desplace al lugar de la instalación, una vez allí, deberá valorar las consecuencias (eléctricas y personales) cuando ejecute la maniobra sobre los elementos de corte.


17 Ib07 e4 Sist Elec Aer 3 Control y Operacion Del Sistema Electrico Aeroportuario

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