LEVANTAMIENTO Y REPLANTEO DEL SISTEMA ELÉCTRICO EN EL HOSPITAL REGIONAL DE SOGAMOSO
REINALDO CÁRDENAS PINTO Código 1106369 JOSÉ DANIEL FUQUEN VARGAS Código 1105982
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA U.P.T.C. FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA FESAD. TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD TUNJA 2005
1
LEVANTAMIENTO Y REPLANTEO DEL SISTEMA ELÉCTRICO EN EL HOSPITAL REGIONAL DE SOGAMOSO
REINALDO CÁRDENAS PINTO Código 1106369 JOSÉ DANIEL FUQUEN VARGAS Código 1105982
Trabajo presentado como requisito para optar el título de Tecnólogo en Electricidad
Licenciado PABLO ÁLVAREZ SÁNCHEZ Director
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA U.P.T.C. FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA FESAD. TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD TUNJA 2005
2
Nota de aceptación ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________
_____________________________ _______________ ____________________________________________ Firma del presidente del Jurado
_____________________________ _______________ ____________________________________________ Firma del jurado
_____________________________ _______________ ____________________________________________ Firma del jurado
3
Este proyecto fue adoptado de forma técnica, principalmente con base en el Reglamento Técnico Técnico Para Instalaciones Eléctricas Eléctricas y la NTC 2050 Código Código Eléctrico Colombiano, respecto al área específica que compete. Los resultados son responsabilidad únicamente de los autores. La universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia no es responsable en la exactitud de tales resultados.
4
A Dios todo poderoso, poderoso, a mi esposa Amanda y a mis hijos adorados Mafe y Manuel Alejandro. Reinaldo
A mi familia, familia, al esfuerzo esfuerzo propio propio y a mi Luz Luz Mery. Al padre eterno eterno por la la paz, la vida vida y el amor en estos tiempos. José Daniel
5
CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN
20
6 PRESENTACIÓN
21
7 JUSTIFICACIÓN
23
8 OBJETIVOS
25
8.1 OBJETIVO GENERAL
25
8.2 OBJETIVO ESPECÍFICO
25
9 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
26
9.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
27
9.2 MARCO TEÓRICO
27
9.2.1 Aspectos de las protecciones eléctricas en baja tensión
27
9.2.1.1 Protecciones de líneas y cargas contra sobreintensidades
29
9.2.1.2 Protección contra sobrecargas
30
9.2.1.3 Protección contra cortocircuitos
30
9.2.1.4 Características de un sistema de protección
30
9.2.2 Características para el cálculo de sección de conductores
34
9.2.2.1 Capacidad de conducción de corriente
35
9.2.2.2 Caída de voltaje
35
9.2.2.3 Pérdidas por efecto Joule
37
6
9.2.2. 4 Calibre mínimo permitido
37
9.2.2.5 Distribución de la carga por circuitos
38
9.2.3 Transformadores de medida
39
9.2.3.1 Transformadores de corriente
39
9.2.3.2 Transformadores de tensión
42
9.2.4
42
Medición de la energía eléctrica
9.2.4.1 Medidor de energía activa
44
9.2.4.2 Medidor de energía reactiva
44
9.2.4.3 Medidores digitales mixtos
45
9.2.4.4 Analizadores de red
46
9.2.5 Potencia eléctrica
47
9.2.5.1 Clases de potencia.
47
9.2.5.1.1 Potencia nominal ó aparente P S
48
9.2.5.1.2 Potencia real ó efectiva P
48
9.2.5.1.3 Potencia reactiva PQ
48
9.2.5.2 Potencias en conexiones estrella triángulo
49
9.2.5.3 Potencias en sistemas monofásicos bifilares
50
9.2.6 Sistemas de emergencia
51
9.2.6.1 Capacidad del grupo electrógeno.
51
10
53
MARCO LEGAL
10.1 NTC 2050 CÓDIGO ELÉCTRICO COLOMBIANO CEC 2002
7
53
10.2 RETIE. REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES INSTALACIONES ELÉCTRICAS
54
10.3 RESOLUCIÓN CREG 070 DEL 98
55
10.4 REBT. REGLAMENTO REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN 56 10.5 NTIE (1981). NORMAS TÉCNICAS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS
56
10.6 REGLAMENTO PARA SUSCRIPTORES. EBSA
56
10.7 NORMATIVIDAD COMPLEMENTARIA NACIONAL
56
10.8 NORMATIVIDAD COMPLEMENTARIA COMPLEMENTARIA INTERNACIONAL
57
10.8.1
NFPA 99 - 1996 (ANSI)
57
10.8.2
NFPA 101 - 1997 (ANSI)
57
11 LEVANTAMIENTO FÍSICO
58
11.1 PISO SÉPTIMO
58
11.2 PISO SEXTO
58
11.3 PISO QUINTO
58
11.4 PISO CUARTO
58
11.5 PISO TERCERO
58
11.6 PISO SEGUNDO
59
11.7 PISO PRIMERO
59
12 FORMULAS Y VARIABLES
60
12.1 CAÍDA DE TENSIÓN
60
12.2 DESBALANCEO DE FASES
61
12.3 POTENCIA TRIFÁSICA
61
8
12.4 POTENCIA MONOFÁSICA
61
12.5 CÁLCULO DE CONDUCTORES EN GENERAL
61
12.6 CALCULO DE CONDUCTORES PARA MOTORES
61
12.7 CÁLCULO DE CONDUCTORES PARA ASCENSORES
62
12.8 PROTECCIÓN TÉRMICA LOCAL
62
12.9 PROTECCIÓN MAGNÉTICA LOCAL
62
12.10 PROTECCIÓN TÉRMICA PRINCIPAL
62
12.11 PROTECCIÓN MAGNÉTICA PRINCIPAL
62
12.12 CARGA INSTALADA
63
12.13 CAPACIDAD INSTALADA
63
12.14 RÉGIMEN DE CARGA
63
12.15 FACTORES DE DEMANDA
63
12.16 FUSIBLE DE M.T.
64
12.17 FUSIBLE SECCIONADOR DE M.T.
64
12.18 RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
64
12.19 CONDUCTOR ALIMENTADOR DE M.T.
64
13 DISEÑO METODOLÓGICO
65
13.1 TRABAJO DE CAMPO
66
13.2 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
66
13.3 INTERPRETACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
67
14 CÁLCULOS
68
14.1 REQUERIMIENTOS GENERALES PARA TODA INSTALACIÓN
68
9
14.2 CÁLCULOS PARA MOTORES
69
14.2.1
69
Ejemplo 1
14.3 CÁLCULOS PARA CIRCUITOS DE CARGAS COMBINADAS
73
14.4 REQUERIMIENTOS GENERALES PARA CIRCUITOS MIXTOS
73
14.4.1
74
Ejemplo 1
14.5 CARGA INSTALADA
75
14.6 DIMENSIÓN DEL ALIMENTADOR Y DE LOS COMPONENTES EN LA SUBESTACIÓN
76
14.6.1
Capacidad adecuada del transformador
76
14.6.2
Interruptor principal en B.T.
80
14.6.3
Fusible de m.t.
81
14.6.4
Fusible seccionador de m.t.
82
14.6.5
Conductor alimentador de m.t.
82
14.7 SISTEMA DE RESPALDO
82
14.8 CÁLCULO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL EQUIPO DE RESPALDO
83
14.8.1
Diversificación total de alumbrado
83
14.8.2
Diversificación Total de tomas
83
14.8.3
Diversificación total para el sistema de equipos
85
14.9 DIMENSIONAMIENTO FINAL DEL SISTEMA DE RESPALDO
86
14.10 CAPACIDAD DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN EN EL EQUIPO DE RESPALDO RESPALDO PARA CADA RAMAL DEL SISTEMA SISTEMA ESENCIAL 87 14.10.1 Ramal Crítico
87
14.10.2 Ramal Vital
87
10
14.10.3 Sistema de equipos
88
14.11 CAPACIDAD Y DISTRIBUCIÓN PROPUESTA DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN PROTECCIÓN AGUAS ARRIBA DEL SISTEMA ESENCIAL
89
15 TABLAS
90
16 PLANOS Y CONVENCIONES
111
17 CANTIDADES DE OBRA
112
18 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS
113
18.1 CONDUCTORES PARA B.T.
113
18.2 CONDUCTORES DE M.T.
113
18.3 BARRAJE DE DISTRIBUCIÓN
114
18.4 PROTECCIONES
114
18.5 SECCIONADOR
114
18.6 CORTACIRCUITOS Ó CAJA PRINCIPAL
115
18.7 DPS
116
18.8 EQUIPO DE MEDIDA PARA FACTURACIÓN
116
18.8.1
Transformador de corriente
117
18.8.2
Transformador de tensión
118
18.8.3
Medidor de energía activa y reactiva para facturación
118
18.8.4
Bornera de pruebas
118
18.9 EQUIPO ANALIZADOR DE RED PARA EL USUARIO
118
18.10 SISTEMA DE RESPALDO
119
19 MANUAL DE SEGURIDAD Y DEL USUARIO
121
11
20 RECOMENDACIONES
124
20.1 RECOMENDACIONES URGENTES
124
20.2 RECOMENDACIONES GENERALES
125
20.3 RECOMENDACIONES ESPECÍFICAS
127
21 REGISTRO FOTOGRÁFICO
128
22 CONCLUSIONES
136
23 GLOSARIO
137
23.1 ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS Y SIGLAS
141
23.2 SIMBOLOGÍA DE MAGNITUDES MAGNITUDES Y UNIDADES EN EN ELECTROTECNIA
141
23.3 ABREVIATURAS UTILIZADAS POR AUTORES EN ÉSTE LIBRO
141
BIBLIOGRAFÍA
142
ANEXOS
144
12
LISTA DE TABLAS pág. Tabla 1. Temperaturas máximas de los aislantes para cables.
35
Tabla 2. Clases de precisión normalizadas para aparatos de medida
41
Tabla 3. Confrontación tablero MCC MCC T701
73
Tabla 4. Confrontación T401.
75
Tabla 6. Resumen de la carga instalada en el sistema esencial.
77
Tabla 7. Confrontación tablero MCC MCC T701
84
Tabla 8. Confrontación MCC T702. T702.
90
Tabla 9. Confrontación T703
90
Tabla 10. Confrontación T601
91
Tabla 11. Confrontación T501 y 502. 502.
91
Tabla 12. Confrontación T503
92
Tabla 13. Confrontación T504 y 505.
92
Tabla 14. Confrontación T506
93
Tabla 15. Confrontación T401 y 402.
93
Tabla 16. Confrontación T403 y 404.
94
Tabla 17. Confrontación T405.
95
Tabla 18. Confrontación T406.
95
Tabla 19. Confrontación T301.
95
13
Tabla 20. Confrontación T302. Tabla 21. Confrontación T303.
96 96
Tabla 22. Confrontación T304.
96
Tabla 23. Confrontación T305.1; T305.2 y T305.3. T305.3.
97
Tabla 24. Confrontación T201; T202; T202; T203 y T 204.
98
Tabla 25. Confrontación T205.
99
Tabla 26. Confrontación T206.
99
Tabla 27. Confrontación T207.1 y T207.2. T207.2.
99
Tabla 28. Confrontación T101.
100
Tabla 29. Confrontación T102; T103; T104; T105; T105; T106 y T107.
100
Tabla 30. Confrontación T108 y T109. T109.
102
Tabla 31. Confrontación T110.1 y T110.2. T110.2.
103
Tabla 32. Confrontación T111.
103
Tabla 33. Confrontación T112.
104
Tabla 34. Confrontación T113.
104
Tabla 35. Confrontación T115 y T116. T116.
104
Tabla 36. Confrontación T117.
105
Tabla 37. Confrontación T118 y T118a. T118a.
105
Tabla 38. Confrontación T119.
106
Tabla 39. Confrontación T120.
106
Tabla 40. Confrontación T121.
107
Tabla 41. Confrontación T123
107
Tabla 42. Confrontación T124.1 y T124.2. T124.2.
107
14
Tabla 43. Confrontación T126
108
Tabla 44. Confrontación T127.
109
Tabla 45. Confrontación T128
109
Tabla 46. Confrontación T129.1 y T129.2. T129.2.
109
Tabla 47. Características esenciales de la caja principal y cortacircuitos.
115
15
LISTA DE FIGURAS pág. Figura 1. Curva de disparo del interruptor vs límite térmico del equipo. 29 Figura 2. Selectividad ó discriminación de protecciones.
32
Figura 3. Selectividad por superposición de curvas
34
Figura 4. Disposición de circuitos en un tablero eléctrico.
38
Figura 5. Transformador de corriente.
40
Figura 6. Símbolos de los transformadores de Corriente.
42
Figura 7. Símbolos de los transformadores de tensión.
43
Figura 8. Contador trifásico de energía activa con tres sistemas de medida y conexión a t.c. y t.t.
44
Figura 9. Contador trifásico de energía reactiva reactiva con tres sistemas de medida y conexión a t.c. y t.t.
45
Figura 10. Contador trifásico de energía activa y reactiva con dos sistemas de medida y conexión a t.c. y t.t.
46
Figura 11. Medidor PM500. Schneider Electric de Colombia.
47
Figura 12. Triángulo de potencias.
49
Figura 13. Principales conexiones de los circuitos trifásicos.
49
Figura 14. Estructura básica del sistema eléctrico del hospital
65
Figura 15. Esquema de conexionado para equipo de medida en M.T. en un sistema trifásico trifilar balanceado
117
Figura 16. Sistema eléctrico esencial en un hospital.
120
16
Figura 17.Tablero de la transferencia automática
128
Figura 18.Seccionador tripolar de M.T.
129
Figura 19. Actual Generador de 75 Kva
130
Figura 20.Interruptor general de B.T.
131
Figura 21. Derivación inadecuada en acometida
132
Figura 22.Barraje del sistema de emergencia.
133
Figura 23. Contactores sumergidos en aceite
134
Figura 24. Tablero T601
135
17
4 LISTA DE ANEXOS pág. Anexo A. Abreviaturas y siglas del sector eléctrico
145
Anexo B. Simbología de magnitudes y unidades utilizadas en electrotecnia
146
Anexo C. Abreviaturas del proyecto
147
Anexo D. Resistividad Resistividad a 20º C de los materiales más utilizados en electrotecnia
148
Anexo E. Capacidad de corriente corriente permisible en en conductores aislados aislados de 0 a 2000 V nominales nominales y 75º C a 90º C y temperatura ambiente a 30º C.
149
Anexo F. Corriente a plena carga de motores trifásicos trifásicos de corriente corriente alterna.
150
Anexo G. Capacidad nominal máxima ó ajuste de disparo de los dispositivos de protección para circuitos ramales de motores contra cortocircuitos y falla a tierra.
150
Anexo H. Consumo de aparatos de medida y protección, de tensión y análogos 151 Anexo I. Consumo de aparatos de medida y protección, de intensidad y análogos. 151 Anexo J. Porcentajes a aplicar en el cálculo de capacidad de corriente nominal de los conductores de los circuitos circuitos de los motores. 152 Anexo K. Factores de demanda para alimentadores de carga de alumbrado.
152
Anexo L. Factores de demanda demanda para cargas de tomacorrientes en edificaciones no residenciales.
153
18
Anexo M. Factores de demanda para estufas eléctricas y otros artefactos de más de 1.75 kW nominales.
153
Anexo N. Calibre mínimo permitido.
154
Anexo O. Capacidad de corriente de tres conductores de cobre aislado para media tensión, alambrados dentro de una cubierta general (cable de tres conductores) en conductos eléctricos subterráneos. 154 Anexo P. Ajustes máximos de protección para transformadores
19
155
INTRODUCCIÓN La construcción y funcionamiento de todo sistema eléctrico debe estar basado en los parámetros aplicados a nivel nacional y validados mundialmente para garantizar a las personas una utilización segura y confiable de la instalación. Cada clase de instalación requiere diferentes exigencias y niveles de seguridad. Una institución de asistencia médica es una de ellas ya que es importante la protección de la vida para pacientes y demás personas que laboren visiten dichos inmuebles, para reducir al mínimo riesgos eléctricos que puedan ocasionar electrocución ó quemaduras en personas e incendios y explosiones en áreas médicas. El Hospital Regional de Sogamoso, anteriormente bajo la personería jurídica “Hospital San José de Sogamoso”, fue construido en dos etapas,
la primera que comprende comprende los años 1957 a 1966 y la segunda del 1º de abril de 1967 al 10 de Marzo de 1969, actualmente consta de siete (7) pisos. Cuando fue construido cumplió con los requerimientos
establecidos específicamente para para este tipo de de instituciones ya que fueron los mismos ingenieros del ministerio de Salud quienes diseñaron los planos eléctricos y supervisaron supervisaron su aplicación. aplicación. Pero Pero con el transcurrir del tiempo la instalación eléctrica ha venido deteriorándose debido a que algunas de las ampliaciones, modificaciones y mantenimientos pudieron haber sido realizados sin tener en cuenta la normatividad vigente de momento. Para dar respuesta efectiva a las necesidades técnicas, humanas y económicas debido a la la dependencia dependencia y aumento aumento progresivo progresivo en el consumo de la electricidad en la vida actual; es necesario y prácticamente obligatorio establecer unas exigencias y especificaciones que garanticen la seguridad de las personas y el buen funcionamiento de las instalaciones con una adecuada utilización y mantenimiento de equipos.
20
6
PRESENTACIÓN
En el Hospital Regional de Sogamoso es importante satisfacer todas las necesidades anteriormente planteadas y en especial las áreas críticas donde la continuidad del servicio es esencial para la vida, por ello se debe de contar con un sistema de emergencia apropiado que cumpla con los requerimientos exigidos por un número limitado de funciones vitales y con un determinado tiempo de respuesta inmediatamente ocurre el corte de servicio normal. Además de ello en éste lapso de tiempo los equipos críticos (Cirugía, anestesia, algunos computadores, etc.) deben de contar con una fuente de suministro no interrumpido ó U.P.S. Además esas áreas junto a otras especiales tendrán salidas de alumbrado y tomas con características diferentes a las normales. Por otra parte los dispositivos de protección de todo sistema eléctrico están destinados para evitar que las cargas y conductores alimentadores se deterioren o quemen debido a sobrecorrientes. Del mismo modo proteger la vida de los usuarios y la infraestructura; junto a lo anterior se debe diseñar y analizar de manera técnica una coordinación selectiva de protecciones para evitar que la apertura simultánea de otro interruptor diferente aguas arriba donde ocurre la falla no ocasione ocasione riesgos de diversa gravedad. Las subestaciones deben cumplir con características específicas dispuestas dentro de la normatividad nacional vigente, como también los requisitos exigidos por la Empresa de Energía local, con base en la capacidad instalada del transformador. La estética y seguridad de las celdas son también importantes. En consecuencia consecuencia a todo lo anterior anterior el presente presente trabajo trabajo pretende evaluar el sistema eléctrico del Hospital y de ahí presentar alternativas y recomendaciones para hacer que ésta institución médica sea segura y confiable para los trabajadores y usuarios no solo por el hecho de cumplir la normatividad exigida sino por que es de sentido común el brindar un ambiente libre de riesgos para que no se afecten vidas humanas.
21
Forma parte integral adjunto de éste libro, un anexo general que consta de nueve planos eléctricos del sistema actual en el hospital, un diagrama unifilar propuesto especialmente para el sistema esencial y de emergencia, y dos pliegos más donde se consignan los cuadros de cargas de todos los tableros de distribución; esto para un total de doce planos. El proyecto en ningún momento incluye los diseños de celdas para la subestación eléctrica, elaboración de costos por mano de obra y el valor de los materiales involucrados en los cambios por reposición de los equipos para el sistema eléctrico del hospital.
22
7 JUSTIFICACIÓN Todo proyecto está dirigido para mejorar aspectos de carácter social y privado, además ofrecer comodidad, seguridad y confianza a las personas. Ahora las motivaciones para llevar a cabo esta investigación también se manifiestan en el interés propio de los autores por acrecentar conocimientos y el deseo por obtener una meta académica. Pero quizá el logro más importante es contribuir a la solución de problemas concretos relacionados con la inseguridad del sistema eléctrico, desactualización de información y los equipos deteriorados que afectan la buena prestación del servicio por parte del Hospital Regional de Sogamoso . Mediante la aplicación de los conocimientos teóricos adquiridos, experiencias en el área y recopilación bibliográfica a cerca del tema, el trabajo de Levantamiento y Replanteo para el Sistema eléctrico del hospital busca precisar los aspectos relevantes susceptibles a cambio, como también la actualización de datos presentando resultados importantísimos para ésta Empresa Social del Estado. En primer lugar la digitada e impresión de los planos eléctricos actualizados para todos los siete pisos, y que comprenden los circuitos unifilares de alimentadores, distribución de ramales, cuadros de cargas para cada caja de distribución, esto es una gran ventaja para la institución ya que los planos más recientes eran de 1995 y además estaban incompletos. Luego con los análisis, cálculos y resultados obtenidos se evaluará el estado de la instalación eléctrica mediante un replanteo indicando las modificaciones que se deben realizar (Protecciones, conductores y demás exigencias de la NTC 2050); por último en la subestación se estimarán los variados equipos y dispositivos necesarios para cumplir los requisitos de normatividad, seguridad en coordinación selectiva y estética… (exigidos por la Empresa de Energía de Boyacá
y otras relacionadas). relacionadas).
23
También se presenta un rediseño unifilar total y especialmente para el sistema esencial con las protecciones y conductores adecuados, redimensionamiento del transformador y del equipo de respaldo (electrógeno), con base en el estudio de potencia diversificada y la distribución cargas para el ramal vital y crítico en el sistema esencial respectivamente; y que cumplen con la sección 517 y 700 de la NTC 2050. Además de los componentes de la acometida principal.
24
8 OBJETIVOS 8.1 OBJETIVO GENERAL Realizar el levantamiento y replanteo del sistema eléctrico para el Hospital Regional de Sogamoso.
8.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Recopilar la mayor información posible sobre antecedentes y planos eléctricos que puedan existir en catastro físico .
Presentar planos de la distribución eléctrica del Hospital en el estado actual que se encuentra, como también cuadros de cargas para cada caja de distribución.
Valorar y evaluar los sistemas de protección y los calibres de conductores aplicando cálculos apropiados y principios de coordinación selectiva.
Determinar las condiciones actuales del sistema eléctrico en el Hospital Regional de Sogamoso para establecer las falencias que deben solucionarse mediante un replanteo propuesto acorde a los requerimientos de normatividad.
Estudio y replanteo de los componentes eléctricos ubicados en la subestación, como también de la acometida principal en media tensión.
Clasificar las cargas esenciales y no esenciales para el replanteo del sistema esencial, incluyendo el redimensionamiento del equipo electrógeno.
Establecer las falencias críticas que según la normatividad vigente no permite flexibilización flexibilización y requieren un rediseño y aplicación aplicación inmediata debido al peligro que representan contra la vida humana y las propias instalaciones.
Al final del proyecto se obtendrán evidencias físicas tales como cálculos, documentos, planos y memorias en CD.
25
9 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Debido a que las ampliaciones y modificaciones no son registradas de ninguna manera, últimamente se han presentado irregularidades en el sistema eléctrico, como por ejemplo la falta de coordinación de protecciones, desactualización de planos; sin dejar de lado que algunos de los componentes y parte del diseño ya son obsoletos. Otro aspecto importante es que el sistema de respaldo no está automatizado y por consiguiente es necesario arrancar el generador manualmente y a su vez desconectar algunas cargas no esenciales conectadas al ramal esencial y que no debieran estar conectadas a éste, el control de tensión también debe hacerse de forma manual. El bajo nivel de seguridad, estética y normatividad en la subestación al verse una acumulación de conexiones principalmente en el lado del barraje de emergencia y su falta de anclaje dieléctrico (aisladores) a las celdas; existen también protecciones puenteadas, el seccionador seccionador de media tensión tensión está deteriorado y la llegada de la acometida de M.T., no tiene puntas premoldeadas para protección de esfuerzos eléctricos, el sistema de medida está descalibrado (según pruebas realizadas por la Electrificadora local con equipos patrón), además de otras irregularidades que generan riesgos latentes y la ausencia de algunos requerimientos establecidos específicamente para éste tipo de instalación. Si la situación anteriormente dicha se mantiene sin tomar medidas preventivas puede ocasionar que la instalación se torne más insegura y no ofrezca la confiabilidad total que debiera tener, y como consecuencia en el peor de los casos producirse un incendio incendio en el inmueble inmueble y/o quemaduras en las personas, como también otros riesgos de diversa gravedad. Además la superintendencia nacional de salud y la Empresa de Energía de Boyacá ya exigieron realizar un estudio para la corrección de dichas falencias y así obtener la certificación de funcionamiento, por consiguiente el hospital tendrá que ajustarse a las condiciones condiciones y prescripciones técnicas técnicas de la nueva normatividad cuando su situación, características y estado general impliquen riesgo grave para personas ó bienes, y que produzcan perturbaciones inaceptables en el normal funcionamiento de la instalación. Por esto esto se presentan presentan unas alternativas alternativas para mejorar y superar las condiciones actuales de funcionamiento y que comienza con un levantamiento gráfico del sistema eléctrico y después proseguir con la
26
evaluación de los circuitos, realizando un estudio de cargas para dimensionar adecuadamente, conductores, protecciones, transformador y planta de emergencia además de otros dispositivos necesarios en la subestación. Por último se dan recomendaciones, además de la cartilla cartilla del usuario para que cuando se realicen mantenimientos y ampliaciones futuras tomar las medidas necesarias, también se indican los cambios que debieran hacerse con premura. 9.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿De que manera las condiciones actuales del sistema eléctrico pueden afectar el normal funcionamiento y la confiabilidad en el servicio prestado por el Hospital Regional de Sogamoso. ? ¿Qué acción debe realizarse para corregir las falencias existentes que impliquen riesgo para las personas ó el inmueble? 9.2 MARCO TEÓRICO. A continuación se adjuntan las bases teóricas teóricas necesarias para comprensión del proyecto.
la
9.2.1 ASPECTOS DE LAS PROTECCIONES ELÉCTRICAS EN BAJA TENSIÓN. En toda instalación eléctrica se pueden presentar situaciones anormales ó fallas que provocan daños en los elementos, interrupciones de servicio ó aún más importante, poner en peligro la integridad física de las personas que operan la instalación. Se entiende que una instalación está razonablemente protegida si cuenta con un sistema coordinado de elementos que desempeñen las siguientes funciones: evitar situaciones peligrosas para las personas, minimizando los daños provocados por condiciones anormales y aislar la zona donde aparece la falla de tal forma que el resto de la instalación continúe operando en las mejores condiciones posibles. 1
Por consiguiente consiguiente todo circuito debe estar protegido contra los efectos de sobreintensidades (sobrecorriente) y sobretensiones que puedan presentarse en una instalación, según indica el REBT* en la instrucción IMIE BT 020 y la NTC* 2050 en la sección 210-20, 240-2 (para conductores) y 240-3 (para equipos) 1
BRATU, Neagu y CAMPERO, Eduardo. Instalaciones Instalaciones Eléctricas. 2 Ed. Mexico: Alfaomega, Alfaomega, 1995. p 61 *Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo A.
27
Son muchas las fallas que se pueden presentar en un sistema eléctrico, a nivel general se nombran las siguientes:
Voltajes peligrosos: de origen atmosférico, por maniobras de conexión ó desconexión, falla de aislamiento, contactos directos e indirectos provocados por fricción, ondas de voltaje en sistemas de tierra, voltajes de paso.
Cortocircuitos.
Sobrecargas.
Altas temperaturas.
Uso inadecuado de la energía eléctrica: inyección de armónicas a la red, eliminación de protecciones, uso inadecuado de extensiones, operación y mantenimiento deficientes.
Inversión de la secuencia de fases.
Cargas desequilibradas, etc.
En lo que a está área compete es preciso aclarar que se contemplan los temas de sobrecorrientes y cargas desequilibradas, mientras que los demás se excluyen por considerarlos demasiados específicos y de poca aplicación para la mayoría de los involucrados en el trabajo diario dentro del sistema de potencia; no obstante se darán al final recomendaciones importantes a cerca de los aspectos omitidos. De acuerdo a todo lo anterior y teniendo en cuenta los tipos de protección disponibles en la actualidad, para proteger un circuito contra sobreintensidades (Sobrecargas y cortocircuitos), normalmente se utilizan algunas de las siguientes opciones:
Fusibles: Protegen contra sobrecargas de muy larga duración y cortocircuitos.
Fusibles y relé térmico: El fusible protege contra cortocircuitos y sobrecargas intensas, y el relé térmico contra sobrecargas no intensas.
28
Interruptores Termomagnéticos: Protegen contra sobrecargas y cortocircuitos. El sistema de protección térmico protege contra sobrecargas y el magnético ma gnético contra cortocircuitos
Sin embargo, solo se estudia la protección mediante interruptores, por lo que la utilización de fusibles en nuestro país es bastante reducido y porque no decirlo ya casi obsoleto. 9.2.1.1 Protección de líneas y cargas contra sobreintensidades. sobreintensidades. Se sabe que cuando circula circula una intensidad intensidad por los conductores conductores de una línea se producen calentamiento de los mismos, debido a su resistencia. En el caso de una sobreintensidad y con el fin de evitar calentamientos excesivos que producirán un calentamiento de los conductores, se debe desconectar a tiempo la línea, mediante los dispositivos de protección adecuados contra sobreintensidades y así evitar que los equipos puedan sufrir daños, esto se puede comprender en la figura 1, en la cual se muestra que la curva de disparo del dispositivo de protección está por debajo de la curva del equipo a proteger. Figura 1. Curva de disparo del interruptor Vs límite térmico del equipo.
Fuente: Catálogo 2003. Distribución Distribución eléctrica en baja tensión. Colombia.
29
Schneider Electric de
9.2.1.2 Protección contra Sobrecargas. La protección contra sobrecargas la efectúa el interruptor por medio de su unidad térmica de disparo (retardado ó inverso), generalmente están formados por un bimetal que al calentarse por el paso de una corriente excesiva deforma al bimetal accionando un microinterruptor, y así dando origen al disparo. Se encarga de abarcar aquellas corrientes de falla que van desde un pequeño porcentaje por encima de la corriente nominal del interruptor (I n) hasta unas 8 a 10 veces In. En ésta unidad se distinguen dos corrientes muy importantes: la corriente convencional de no funcionamiento I nf y la corriente de funcionamiento If . Inf es la corriente que soporta el interruptor durante un tiempo especificado en las normas (dependiendo del tamaño del interruptor) sin que éste se dispare. Generalmente, éste tiempo varía entre una y dos horas. Para interruptores de propósito general I nf = 1.05 In. En cambio, If es aquel valor de corriente que provoca el disparo antes de que finalice ese tiempo especificado. Para interruptores de propósito general I f = 1.30 In. Así, por ejemplo, un interruptor en el cual In = 100 A, al ser atravesado por una corriente de 130 A, éste se disparará en menos de dos horas 1
9.2.1.3 Protección contra contra cortocircuitos. Éste tipo de protección se realiza realiza a través de una unidad magnética (instantánea y de corto retardo) del interruptor, está formada por un electroimán, que cuando circulan corrientes a valores muy altos, se crean fuerzas electromagnéticas de atracción capaces de mover una armadura de hierro, dando la orden de disparo. De ésta manera se cubre la gama de corrientes de falla que van desde el rango final de operación de la unidad térmica, hasta el valor de corriente correspondiente correspondiente al poder poder de corte del interruptor P D. Existen interruptores que no disponen de unidad térmica de disparo, sino que solo están provistos provistos de disparo instantáneo. Se les utiliza más que todo en circuitos ramales de motores. 9.2.1.4 Características de un sistema de protección. Un sistema de protección eléctrico adecuado debe evitar, ó al menos limitar los daños provocados por la circulación de sobrecorrientes a través de los circuitos. A la vez los interruptores deben separar automáticamente los circuitos fallados, de los que permanecen en buen estado. Por ello el sistema debe poseer ciertas características que ofrecen seguridad a la instalación, y son las siguientes: 1
SCHNEIDER, Groupe. Protecciones en baja tensión. Venezuela. Universidad Carabobo. 2001. p 23.
30
a) Confiabilidad . Es la característica más importante, ya que una
protección debe ofrecer certidumbre
de que operará siempre que se
presenten las condiciones anormales para las que fuese diseñada. “Esta
característica se cumple más fácilmente mientras más sencillos son los mecanismos que detectan é interrumpen la falla”1. b) Rapidez .
Sería deseable deseable que una una protección protección operara inmediatamente después que ocurriese la falla; esto no es posible debido a que las señales eléctricas requieren de cierto tiempo para accionar mecanismos que a la vez tardan en desencadenar el efecto deseado. De acuerdo con esto, se establecen los siguientes términos: operación instantánea es aquella que caracteriza a una protección que no tiene retrazo voluntario, y operación de tiempo definido, es la que integra cierta variable de tiempo.
c) Selectividad . La continuidad del servicio es una exigencia en una
instalación eléctrica. La falta de una adecuada selectividad puede provocar la apertura simultánea de más de un elemento de protección ubicado aguas arriba de la falla, por lo que la selectividad es un concepto esencial que debe ser tenido en cuenta siempre. Concepto de selectividad ó discriminación: es la coordinación de los
dispositivos de corte, para que cualquier defecto proveniente de un punto cualquiera de la red sea eliminado por la protección ubicada inmediatamente aguas arriba del defecto, desde la sobrecarga hasta el cortocircuito franco, la coordinación es totalmente selectiva si Q2 (protección primaria) se abre y Q1 (protección de respaldo) permanece cerrada, como se ve en la Figura 2, sin que se disparen otras protecciones protecciones que dejarían sin energía otras secciones del sistema de potencia que no presentan fallas. Si por alguna razón no funciona la protección primaria, debe operar la de respaldo, es decir la que sigue aguas arriba, pero esta condición demuestra una selectividad parcial ó nula en los peores peores casos. La función de respaldo se entiende únicamente para los casos de fallas de cortocircuito, ya que la sobrecarga de una derivación puede no ser suficiente como para que opere un respaldo. Al conjunto de protecciones calibradas de forma f orma que operen selectivamente se le conoce como sistema coordinado de protecciones
1
BRATU, Op. cit., p. 173.
31
Figura 2. Selectividad ó discriminación de protecciones.
Técnicas de selectividad : Existen tres principales técnicas normalmente
aplicadas.
Selectividad amperimétrica, “contra las sobrecargas”. Se utiliza en el
rango de bajas corrientes de falla, y se logra ajustando las unidades térmicas de disparo en los interruptores a valores diferentes. Una sugerencia dada por Merlin Gerín 1 es que la protección es selectiva cuando la relación entre los umbrales de regulación son superiores a 1.6 (en el caso de dos interruptores automáticos), pero la apreciación hecha por el grupo Schneider2 es con una relación de 1.2 1
MERLIN GERIN. Catalogo 2000 Compac-interpac : complementos técnicos. Colombia : Merlin Gerin, 2000. p 147. 2
GRUPE SCHNEIDER, de Colombia. Colombia. Curso de Protecciones en Baja Tensión. Santa fé de Bogotá : El grupo, s.f. p 80.
32
Selectividad cronométrica “contra cortocircuitos débiles”.
En ésta
técnica se utilizan interruptores diferentes de los termomagnéticos convencionales, en el sentido de que sus unidades de disparo instantáneo pueden ser retardadas a voluntad (dentro de un cierto rango). El disparo del aparato de aguas arriba está ligeramente temporizado; el disparo del aparato aguas abajo es más rápido. Para Merlin Gerín la protección es selectiva si la relación entre los umbrales de protección contra cortocircuitos es superior ò igual a 1,5. pero para Schneider es de 1.2.
Selectividad energética, “contra los corto circuitos elevados”. Se
utiliza para establecer la coordinación entre dos ó más interruptores, escalonando los niveles de disparo de las unidades magnéticas. (instantáneas). Cuando un cortocircuito es elevado, si es visto por dos aparatos, el aparato de aguas arriba lo limita muy fuertemente. La energía disipada en el aparto aguas arriba es insuficiente para provocar su disparo. disparo. En ésta ocasión Merlin Gerín considera la protección selectiva cuando la relación entre los calibres de los interruptores automáticos es superior a 2 y Schneider indica un 1.2. Los tres conceptos anteriormente explicados se pueden entender de forma más clara observando la figura 3. Ya que la apreciación dada por por Merlin Gerín Gerín implica costos costos más elevados y montaje de interruptores muy sobredimensionados, se considera apropiado utilizar una relación promedio en relación al criterio que tiene el Grupo Schneider. Sin embargo, el avance de las técnicas de disparo y la técnica de los materiales posibilitan realizar otros tipos de selectividad más exigente, pero que no se tendrán en cuenta para esté trabajo y son:
Selectividad tipo SELLIM. Selectividad mediante tablas. Selectividad por enclavamiento entre zonas.
33
Figura curvas
3.
Análisis
de
selectividad
por
superposición
de
10000
1000
100
10 (s) 1
.1
.01
.001 .5
1
10
100
300
x100A
Fuente: MERLIN GERIN. Catalogo 2000 Compac-interpac : complementos técnicos. Colombia. Curso Colombia : Merlin Gerin, 2000. p 147 y relativo con GRUPE SCHNEIDER, de Colombia. de Protecciones Protecciones en Baja Tensión. Santa fé de Bogotá : El grupo, s.f. s.f. p 80.
9.2.2 CARACTERÍSTICAS PARA EL CÁLCULO DE SECCIÓN DE CONDUCTORES. En una instalación eléctrica se debe dimensionar correctamente la sección de los circuitos alimentadores y ramales para garantizar en buena buena medida la seguridad seguridad y el correcto funcionamiento de la instalación. Para transportar energía eléctrica necesitamos un elemento conductor, siendo los más utilizados los cables de cobre y aluminio aislado ó desnudo. Existen diversas normas para conductores, por ejemplo, en la American Wire Gage (Norma Americana para Conductores), también conocida como la norma de Brown & Sharpe, se expresa el diámetro de los conductores en mils (milésimas de pulgadas). De acuerdo con la AWG existen 44 tamaños normalizados comprendidos entre el número 40 cuyo diámetro es de 0.031 pulgadas (0.07874 mm) hasta el 4/0 cuyo diámetro es 0.46 pulgadas (11.684 mm).
34
Se puede utilizar un número de tamaños más grande, con diámetro de hasta y superior a 1.6 pulgadas (4cm), pero no están definidos en el diámetro ó numero normalizado. Se indican sus tamaños según en área de su corte transversal en circular mils, los tamaños más comúnmente utilizables oscilan entre 250.000 y 2.000.000 circular mils (alrededor de 1 a 10 cm2), ó lo que es igual, 250MCM y 2000 kCM. kCM. (mil circular mils). mils). Por el área que compete se hablará hablará de los cables de cobre aislados en baja tensión únicamente. Los principales criterios que se deben considerar para la especificación del conductor son: capacidad de conducción de corriente para las condiciones de instalación, caída de voltaje permitido, calibre mínimo permitido para aplicaciones específicas, otro aspecto menos importante es el efecto Joule. 9.2.2.1 Capacidad de conducción de corriente : Los conductores eléctricos están forrados por una capa aislante, que por lo general contiene materiales orgánicos, estos forros están clasificados de acuerdo con la temperatura de operación permisible, de tal forma que una misma sección de cobre puede tener diferente capacidad de conducción dependiendo del tipo de aislamiento que se seleccione. La intensidad máxima admisible en un cable aislado de B.T* viene condicionada por la temperatura máxima que pueden soportar los aislantes sin deteriorarse. La temperatura límite para los aislantes más comunes se indica en la tabla 1. Tabla 1. Temperaturas máximas de los aislantes para cables Tipo de Aislamient Aislamiento o
Temperatura Temperatura Máxima Máxima en el conductor conductor en º C.
Policlorudo de Vinilo Goma Butílica Etileno-Propileno Polietileno Reticulado Papel Impregnado
75 85 90 90 80
Fuente: CASTEJON, CASTEJON, Agustín y SANTAMARÍA, SANTAMARÍA, Germán. España : McGRAW-HILL, © 1995. p 413.
Tecnología eléctrica. Madrid,
9.2.2.2 Caída de Voltaje. Es la diferencia que existe entre el voltaje aplicado al extremo alimentador de una instalación y el obtenido en cualquier otro punto de la misma, cuando está circulando la corriente nominal y esta dada por V V A V T
35
Si se expresa en porcentaje se le conoce como regulación de voltaje: e%
V
·100
V no min al
La caída de voltaje máxima permitida por la NTIE (1981, incisos 202,6 y 204,3), el REBT complemento IMIE BT 017 y la NTC 2050 (Artículos 210-19.a).4) y 215-2.b).2)) es: 3% para el circuito alimentador ó principal y 3% para el circuito derivado ó ramal, sin que ambos circuitos sobrepasen el 5%. Para cables de baja tensión y en calibre de hasta 4/0 AWG, la componente reactiva es bastante pequeña comparada con la resistiva, por lo que puede despreciarse. En estas condiciones se puede expresar la regulación de voltaje en términos de la ley de ohm conociendo la intensidad absorbida por éste. Para circuitos monofásicos y bifásicos e%
2· ·l · I
·100
S · E
Para circuitos trifásicos equilibrados e%
3· ·l· I
·100
S · E
Ahora, como es frecuente que el dato que el dato sobre el receptor sea la potencia aparente en lugar de la intensidad, se adoptan las siguientes expresiones: Para circuitos monofásicos y bifásicos. e%
2· ·l ·Ps
2
·100
S · E
Para circuitos trifásicos equilibrados e%
·l ·Ps 2
·100
S · E
36
Donde: S= Área ó sección transversal del conductor en milímetros cuadrados mm 2. dependiente del calibre (anexo E) = Resistividad específica del material conductor en Ω·mm 2/m (anexo D) I = Corriente de carga en Amperios. l = Longitud del alimentador en metros. e % = Porcentaje de caída de tensión. E = Voltaje de línea en el origen del alimentador. P S S = Potencia aparente en VA. 9.2.2.3 Perdidas por efecto Joule. El paso de una corriente eléctrica por un conductor que tiene una resistencia, ocasiona una pérdida de potencia representada en calor que se disipa por la superficie externa, y que se puede cuantificar mediante la expresión. P
R· I
2
Donde R** es la resistencia del conductor en ohmios, I** es la intensidad intensidad ** que circula por él, en amperios y P es la potencia perdida en el conductor en vatios. Por lo tanto se debe reducir al mínimo la potencia pérdida (aunque lo que realmente se esta haciendo es evitar un calentamiento excesivo del conductor) y la caída de tensión en el conductor. Ahora bien, la resistencia es inversamente proporcional a la sección del conductor; por lo tanto, aumentando el calibre puede lograrse que se disminuyan las pérdidas por efecto Joule, aunque esto representa una inversión mas a lta. 9.2.2.4 Calibre mínimo permitido. En los incisos 302.7b y 203.2 de las NTIE* (1981) se especifica como calibre mínimo mínimo para los circuitos de alumbrado y tomas al Nº 14, y para circuitos alimentadores al Nº Nº 10AWG. La NTC 2050 en la tabla 310-5, indica que el calibre mínimo para los conductores en instalaciones generales también es numero 14 AWG, pero tiene sus excepciones, y permite que en motores menores a 746 W, se utilice un calibre entre 14 y 18 AWG, desde la última caja de paso También la 2050 sección 230-31 indica los calibres mínimos para acometidas, siendo el numero ocho el indicado, pero tiene excepciones, donde se puede utilizar el calibre 10 AWG para áreas menores de 53m 2 y 12 AWG para instalaciones con cargas limitadas de alumbrado y tomas. *
Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo A Las unidades normalizadas normalizadas por el RETIE en el Anexo B..
**
37
9.2.2.5 Distribución de la carga por circuitos . Cada tablero eléctrico contiene los elementos necesarios para la distribución de la energía eléctrica a varios circuitos ramales, por lo general tiene un sistema de barras para las fases A, B y C, y una barra para el neutro. Se puede esquematizar en la figura 4. Figura 4. Disposición de los circuitos en un tablero eléctrico.
Las barras están provistas con terminales ó conectores para recibir interruptores termomagnéticos de uno, dos ó tres polos, para la la alimentación de circuitos monofásicos, bifásicos o trifásicos respectivamente. Al decidir la asignación de cargas a los diferentes circuitos deben distribuirse uniformemente a las fases del tablero; si se tarta de tableros bifásicos, se divide la carga en dos, de tal manera que con la combinación de los circuitos se obtenga una diferencia mínima entre las cargas conectadas a cada fase. Ahora para tableros trifásicos es común dividir la carga total entre tres para conocer el valor exacto del equilibrio. Después se hacen 3 grupos cuyos circuitos puedan combinarse para que las sumatorias respectivas sean lo más cercanas al valor de equilibrio. Teniendo en cuenta la
38
recomendación de Bratu 1, el desbalanceo entre las tres fases debe ser menor al 5% y se calcula con la siguiente ecuación: d
PS
PSp
PS
100
Donde P Potencia en voltamperios de la fase más cargada. P Potencia en voltamperios de la fase menos cargada. promedio, en voltamperios de las tres tres fases. PSp Potencia promedio, S S
9.2.3 TRANSFORMADORES DE MEDIDA. Cuando se quieren realizar medidas de tensión, intensidad, potencia, etc., en circuitos y líneas de alta tensión y medidas de intensidades grandes en baja tensión, se utilizan transformadores de medida para conectar los aparatos de medida a los circuitos a medir. Estos aparatos cumplen las siguientes funciones: - Medir altas tensiones tensiones y altas intensidades con aparatos de bajo alcance. - Separar eléctricamente el circuito medido de los aparatos de medida. Permitiendo la realización de medidas en alta tensión con aparatos de baja tensión. - Poder instalar aparatos de medida en lugares distintos a los del circuito medido. De ésta manera se evitan interferencias provocadas por campos magnéticos externos en el funcionamiento de los aparatos de medida, se aumenta la seguridad del personal y permite la ubicación de los aparatos de medida en los lugares más convenientes. Según su uso y construcción, los transformadores de medida pueden ser: Transformadores de corriente (t.c)* ó transformadores de tensión (t.t)*. 9.2.3.1 Transformadores de corriente: existen dos tipos de t.c *; para conectarlos en serie con el receptor de la misma manera de un amperímetro normal ó también llamado de primario devanado (figura 5.2) y transformador de barra pasante (figura 5.1) 1 *
BRATU, Op cit., p. 120 Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo C.
39
Figura 5. Transformadores de corriente.
En los transformadores de barra pasante, el primario (1) lo forma el propio conductor (pletina ó cable) que soporta la corriente que se requiere medir. El núcleo magnético (2) formado por chapas magnéticas, rodea al conductor que forma el primario, siendo el secundario (3) una bobina arrollada sobre el mencionado núcleo. En los transformadores con primario devanado se sustituye el conductor del primario por una bobina (1) arrollada sobre la bobina del secundario (3) y montadas, a su vez, Las dos bobinas sobre el núcleo magnético (2). Los transformadores de primario devanado se construyen para intensidades primarias de 1 a 100 A, y los de barra pasante desde 50 hasta 10.000 A. Los valores de intensidades nominales del primario y secundario deben figurar en la placa de características del transformador y se expresan en forma de fracción: Intensidad primaria/intensidad secundaria. Por ejemplo, 200/5 indica una intensidad nominal primaria de 200 A y una corriente secundaria de 5 A. La intensidad nominal secundaria está normalizada en 5 A para todos los t.c. solo en aquellos casos en los que la distancia entre el transformador y el aparato de medida es muy grande grande se utilizan utilizan t.c. de 1 A.
40
Otra característica a tener en cuenta en un transformador de corriente corriente es su potencia nominal que se define como “la potencia aparente, expresada
en voltamperios (VA), que el transformador proporciona al secundario con la carga e intensidades nominales”1 la carga nominal expresada en ohmios, es aquella para la cual se cumplen los errores máximos de la clase de precisión del transformador 5, 10, 15, 30, 50, 75 y 100 VA. A la hora de determinar la potencia que debe tener un t.c. es necesario conocer los valores de potencia consumida por los diferentes aparatos de medida que se van a conectar. Para ello se puede utilizar el anexo I, que muestra los valores mas frecuentes de potencias consumidas por diferentes dispositivos medidores y de protección. Estos datos son aproximados siempre que no se tengan otros más precisos, obtenidos en las informaciones técnicas de los aparatos a conectar Los aparatos de medida y protección, de intensidad, electrónicos y digitales tienen unos consumos muy inferiores a los indicados en la tabla (valores inferiores a 0.5 VA). Ahora la clase de precisión de un t.c. por un número igual al error máximo de intensidad admisible, expresado en forma de porcentaje, para la intensidad nominal y la carga nominal. Los valores normalizados de clases de precisión y su utilización son los que indica la tabla 2. Tabla 2. Clases de precisión normalizadas para aparatos de medida. Clase
0.1 0.2 – 0.5 1 3
Utilización Medidas de precisión en laboratorios. Medidas de potencia y energía para facturación. Medidas de servicios industriales y para protecciones. Medidas de poca precisión y protecciones.
Fuente: CASTEJON, Agustín y SANTAMARÍA, Germán. McGRAW-HILL, © 1995. p 197.
Tecnología eléctrica. eléctrica. Madrid, España :
Los símbolos normalizados más utilizados para los transformadores de intensidad son los indicados en en la figura 6. Los símbolos a y b se utilizan utilizan en esquemas de conexión, c y d en esquemas unifilares. Figura 6. Símbolos de los transformadores de corriente. 1
CASTEJÓN, Agustín y SANTAMARÍA, Germán. Germán. Tecnología Eléctrica. Madrid, España : 1993. McGRAW- HILL. © 1995. p 196
41
9.2.3.2 Transformadores de tensión : Se conecta en paralelo con el receptor de la misma manera que se conecta un voltímetro. La clase de precisión normalizada para los t.t. coincide con los de t.c. indicada en la tabla 2. Dado que los t.t. se utilizan fundamentalmente en las medidas de alta tensión, es frecuente que se utilicen transformadores monofásicos que solo puedan conectarse entre una fase y tierra, en éste caso se consideran tensiones primarias y secundarias normalizadas pero éstos valores divididos por 3 . Los símbolos normalizados más utilizados para los transformadores de tensión son los indicados en la figura 7. Los símbolos a y b se utilizan en esquemas de conexión conexión y c en esquemas unifilares. 9.2.4 MEDICIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA. ELÉCTRICA. Cuando se realiza el suministro de energía eléctrica a un usuario, la electrificadora necesita medir la cantidad de energía consumida por éste con el fin de poder facturar el importe de la misma. Para medir la energía eléctrica se utilizan contadores, unos funcionan por el sistema de inducción, y otros son electrónicos que además tienen la facilidad de comunicación de los datos por red.
42
Figura 7. Símbolos Normalizados para transformadores de tensión.
Los contadores de energía se clasifican en los siguientes tipos:
Monofásicos ó trifásicos: según el sistema de la red donde se tiene que realizar la medida. De energía activa ó reactiva. Según el tipo de energía a medir. De tarifa múltiple y de demanda máxima (ó maxímetros): para la aplicación de tarifas distintas según el horario de consumo y la potencia máxima absorbida en un periodo de tiempo fijado de antemano
Por las características de la instalación relacionada con el proyecto se hablara de medidores trifásicos de energía activa y reactiva. Además la medición se realizará en forma indirecta mediante la utilización de transformadores de medida conectados en el lado de M.T * (13.2kV) ya que “la carga conectada es mayor de 250 kVA” 1. Es importante aclarar que los transformadores de corriente deben tener el nivel de aislamiento apropiado para la tensión a utilizar, y los transformadores de tensión ser de polos aislados.
*
Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo A.
1
COLOMBIA. MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA. Electrificadora de Boyacá S.A. Reglamento de suscriptores : Tunja : Colombia. s.n, 1994. p. 20.
43
9.2.4.1 Medidores de energía activa. Los medidores trifásicos de activa internamente están conectados como un vatímetro, es decir bobinas de corriente en serie con la carga y las bobinas de tensión en paralelo con la alimentación. Cuando la medida se realiza en el lado de M.T* y A.T*, el contador trifásico se conecta a través de t.t. y t.c., como se puede observar en la figura 8. Figura 8. Contador trifásico de de energía energía activa con tres tres sistemas sistemas de medida. Conexión a t.c y t.t.
9.2.4.2 Medidor de energía reactiva. Ya que toda instalación eléctrica que demande gran potencia de la red “superiores o iguales a 250 kVA” 1, por lo general tiene componentes inductivos y capacitivos (motores, balastos para alumbrado, condensadores, máquinas de taller, etc.) consumen una potencia reactiva ó de pérdidas que no la miden los contadores normales; para las electrificadotas locales es importante controlar ese desperdicio de potencia exigiendo al usuario la instalación de contadores de energía 1
Ibid., p. 25.
44
reactiva. Estos contadores son muy parecidos a los de energía activa, diferenciándose básicamente en la conexión interna de las bobinas de tensión. En la figura 9. Se muestra el esquema de un contador de reactiva con conexión en el lado de M.T y A.T utilizando t.t. y t.c.
Figura 9. Contador trifásico de energía reactiva con tres sistemas de medida. Conexión a t.c y t.t.
9.2.4.3 Medidores digitales mixtos. Ahora, la tecnología de los medidores electrónicos permite que un solo contador contador con conexión indirecta del lado de M.T ó A.T a través los t.t. y t.c., sirva para cuantificar la potencia activa activa y reactiva del circuito a medir. El siguiente conexionado es muy común en un medidor electrónico de marca reconocida (General Electric), con la opción para red de comunicación. Consta de dos sistemas de medida ya que se supone que el circuito trifásico trifásico está equilibrado por por que así se exige y además se utiliza en circuitos trifilares, es decir aquellas líneas que no poseen neutro (conexión delta). Ésta conexión se observa en la figura 10.
45
Figura 10. Contador trifásico de energía activa y reactiva con dos sistemas de medida. Conexión a t.c. y t.t.
9.2.4.4 Analizadores de red. Actualmente, también existen analizadores de red ó indicadores y medidores de energía eléctrica con lecturas en tiempo real; muestra valores desde frecuencia, fp *, corrientes y voltajes de línea, hasta el nivel de las armónicas de 13avo nivel. Tal es el caso del PM500 del Schneider Electric. Figura 11.
*
Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo C.
46
Figura 11. Medidor PM500. Schneider Electric de Colombia.
9.2.5 POTENCIA ELÉCTRICA. La definición de potencia es la velocidad a la cual la energía se utiliza, utiliza, almacena ó transporta. transporta. Tiene por símbolo símbolo P, es directamente proporcional a la intensidad y a la tensión y su expresión matemática es P=E*I En los circuitos de c.c. la potencia absorbida está dada por la anterior ecuación sin tener en cuenta el tipo de carga que sea. La unidad unidad de la potencia en el SI es el vatio (W), que se define como la potencia que da lugar a una producción de la energía igual a un julio por segundo. En circuitos con A.C., donde la carga sea puramente resistiva, la potencia está dada por la misma expresión, exactamente como si fuera en c.c. En los casos en que la carga no es puramente resistiva, por que en ella se tienen bobinas y/ó condensadores, se producirá un desfase entre la tensión y la intensidad. 9.2.5.1 Clases de potencia. Por los aspectos vistos anteriormente, anteriormente, ya no se puede considerar la potencia en forma general (como en los circuitos de c.c., ó en los puramente resistivos) sino que es necesario diferenciar varios tipos de potencias.
47
9.2.5.1.1 Potencia nominal ó aparente “Ps*”: Es la potencia suministrada por la fuente y la fórmula general es Ps = E *I La unidad es el voltamperio (VA) 9.2.4.1.2 Potencia real ó efectiva circuito y su fórmula es P
cos E · I · cos
ó también
P
“P*”: es la potencia consumida en el
cos PS · cos
La unidad es el vatio (W), aunque existe otra unidad práctica equivalente y es muy usada en nuestro medio, es el Hp (Horse Power) y equivale a 746 vatios. 9.2.5.1.3 Potencia reactiva ó desvatiada “PQ*”: Ésta no produce potencia útil a causa de la existencia de inductancias y/o capacitancías en el circuito, cuya función es proporcionar un campo magnético ó eléctrico y su formula es. PQ
E · I ·sen
ó también
PQ
S ·sen
La unidad es el voltamperio reactivo (VAr) Éstas tres clases de potencias se pueden graficar en la figura 12, con el llamado triangulo de potencias donde la potencia real esta representada por el cateto adyacente, la potencia nominal la hipotenusa y la potencia reactiva por el cateto opuesto.
*
Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo B.
48
Figura 12. Triángulo de potencias.
Ø
9.2.5.2 POTENCIAS EN CONEXIONES ESTRELLA TRIÁNGULO. Básicamente los circuitos trifásicos presentan dos tipos de conexión, que pueden ser representados por la figura 13. Figura 13. Principales conexiones de circuitos trifásicos 13.1 En estrella
13.2 En triángulo
49
En estrella la corriente y la tensión tienen los siguientes valores. I L
E F
I F
E L
3
En triángulo la corriente y la tensión tienen los siguientes valores. E L
I F
E f I L
3
En cuales quiera de los dos sistemas, la potencia efectiva será igual a la suma aritmética de las potencias efectivas de cada una de las tres fases. De allí que en los sistemas equilibrados la potencia efectiva total será a) en estrella P
P
P
b) en triángulo
3· E f · I F ·Cos
E L
3·
3
P
· I L ·Cos P
3· E L · I L ·Cos
3· E L ·
I L 3
·Cos
3 · E L · I L ·Cos
De donde se deduce que en los sistemas equilibrados tendremos siempre P
3· E · I ·Cos
PS
PQ
3· E · I
Sen 3· E · I ·Sen
Donde E e I son valores de línea. 9.2.5.3 POTENCIA EN SISTEMAS MONOFÁSICOS BIFILARES. P
Ps
E · I ·Cos Cos
E · I
Donde E e I son valores de fase fa se
50
9.2.6 SISTEMAS DE EMERGENCIA. EMERGENCIA. Para los los usuarios con cargas críticas críticas y que requieran de seguridad, alta confiabilidad y continuidad del servicio, servicio, como lo es el caso de lugares públicos especialmente en Hospitales y clínicas, también algunos equipos en industrias, cines, supermercados, discotecas, centros de cómputo, entre otros, que necesiten protegerse contra posibles fallas en el suministro de energía eléctrica requieren de una fuente de energía alternativa que funcione mientras la red normal suministradora tenga caídas de voltaje importantes, fallas de alguna fase ó interrupciones del servicio y suplir servicios esenciales para la seguridad de la vida humana; esta necesidad debe aparecer desde el momento que se inicia el proyecto, estableciéndose los requerimientos de espacio, capacidad mínima del equipo de respaldo y también la necesidad de la transferencia manual ó automática. “Se hace obligatoria la utilización de equipos de respaldo en la s diferentes
subestaciones ya normalizadas cuando la capacidad instalada de la subestación sea igual ó mayor a 300 kVA”1. Además en el artículo 2.6.6 del reglamento de suscriptores de la EBSA indica que para las clases de instalaciones anteriormente nombradas se deberá contar con sistema eléctrico de emergencia. Las plantas de emergencia constan por lo general de un motor de combustión interna acoplado a un generador de corriente alterna. La conexión y desconexión del sistema de emergencia se hace por medio de interruptores de doble tiro ó conmutables (manuales ó automáticos) que transfieren la carga del suministro normal a la planta de emergencia. Las plantas automáticas tienen sensores de voltaje que y envían señales condicionadas al control cuando se presenten determinadas fallas de voltaje para que arranque el equipo, cuyo sistema de enfriamiento enfriamiento tiene conectada una resistencia eléctrica que lo mantiene caliente mientras no ésta funcionando. 9.2.6.1 Capacidad del grupo electrógeno. La carga de una planta de emergencia es limitada, se puede calcular con la siguiente ecuación, pero se debe considerar que el voltaje disminuye al arrancar los motores. I f d · I J 1.25·I mm 1
RAMÍREZ CASTAÑO, Manuel y UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, Sede Manizales. Redes de Subtransmisión y Distribución de Energía. 2 ed. Manizales, Colombia : Los autores, 1995. p 417. ISBN ISBN 958-9322-03-4. 958-9322-03-4.
51
Donde: Fd= Factor de demanda J = 1,2,…,n elementos conectados
I = Carga del alimentador a limentador en amperios I j = Carga de cada uno de los elementos conectados, en amperios. Imm=Corriente nominal del motor mas grande (si esta conectado al circuito) La caída de voltaje puede ser tan grande como para provocar que otros motores no puedan arrancar y que la planta sufra una sobrecarga. Por ésta razón es muy importante conocer la información del fabricante de la planta al respecto del tamaño del motor más grande que puede arrancarse. También conviene pensar en la posibilidad de programar la entrada de la carga conectada a la planta, de tal manera que se pueda arrancar primero el motor más grande y después conectar paulatinamente el resto de la carga Es muy importante que las plantas no operen con un desbalanceo del voltaje entre fases, mayor al permitido por el fabricante, ya que aparece la componente de la corriente conocida como de secuencia inversa, y que puede provocar sobrecalentamiento en el devanado del rotor con consecuencias graves. Para determinar la capacidad óptima tanto en eficiencia como en economía que determine el tamaño del motor y generador y las características de los equipos reguladores de voltaje y velocidad es necesario determinar adecuadamente la siguiente información: Aplicación del equipo. Suplencia ó stand by en éste caso. Pico de la carga en KW. Factor de potencia de la carga. Voltaje y número de fases. Límites de variación de frecuencia y respuesta a transitorios de carga. Límite de caída de voltaje y tiempo de respuesta.
52
10 MARCO LEGAL Durante la realización del presente proyecto fue necesario tener en cuenta normas y reglamentos de carácter nacional e internacional y que a continuación se explicarán cuales fueron en orden de importancia; además se nombraran las secciones más específicas e importantes a nivel general, como también las del sector relacionado para las instalaciones hospitalarias. Ya que por la característica del proyecto (levantamiento y replanteo), no es necesario tener en cuenta todos los capítulos de las normas y reglamentos, por ello se nombran los artículos y secciones específicas consultadas para cada libro. 10.1 NTC 2050. Código Eléctrico Eléctrico Colombiano Colombiano (CEC) (CEC) 2002. Es un documento de carácter técnico emitido por el ICONTEC como primera actualización en 1998 partiendo de la primera edición en 1985; en el cual están contenidas las necesidades nacionales en aspectos de seguridad para las instalaciones eléctricas en construcciones, basadas en los parámetros aplicados y validados mundialmente, los cuales garantizan a los usuarios una utilización segura y confiable de las instalaciones eléctricas. Esta norma esta compuesta básicamente por ocho (8) capítulos y uno adicional, ordenados de la siguiente manera.
Capítulo 1. Generalidades. Contiene las definiciones esenciales y algunas generalidades y requisitos de instalaciones eléctricas. Capítulos 2. Alambrado y protección de las instalaciones eléctricas. Trata sobre circuitos ramales, alimentadores y acometidas, puestas a tierra, protección contra sobrecorrientes y DPS. Capítulo 3.Métodos y materiales de las instalaciones. (Clasificación de cables, tuberías, canalizaciones, cajas, interruptores, cuadros y paneles de distribución). Capítulo 4. Equipos de uso general. Especificaciones para aparatos de alumbrado, tomacorrientes, equipos de calefacción… motores y circuitos, aire acondicionado y refrigeración, transformadores, etc.
53
Capítulo 5. Ambientes especiales. Clasificación de lugares peligrosos y requisitos específicos para; gasolineras, garajes, instituciones de asistencia médica, sitios públicos, teatros, viviendas móviles, etc. Capítulo 6. Equipos especiales. Avisos luminosos (incluidos neón), alambrado prefabricado, grúas ascensores y montacargas, equipos de soldadura y rayos X. Capítulo 7. Condiciones especiales. Para sistemas de emergencia, de reserva y opcionales, generadores interconectados, sistemas de alarma y canalizaciones de fibra óptica. Capítulo 8. Sistemas de comunicaciones. Especificaciones de estos circuitos, equipos y antenas de radio y televisión. Capítulo 9. Tablas y ejemplos.
Secciones Específicas Consultadas. 210 – Circuitos ramales 215 – Alimentadores. 220 – Cálculo de los circuitos alimentadores, ramales y acometidas. 225 – Circuitos ramales y alimentadores exteriores. 230 – Acometidas 240 – Protecciones contra sobrecorrientes. 280 – Descargadores de sobretensiones. 310 – Conductores para instalaciones en general. 326 – Cables para media tensión M.T. 430 – Motores, circuitos de motores y controladores. 450 – Transformadores y bóvedas para transformadores. 517 – Instituciones de Asistencia Médica. 620 – Ascensores, montacargas, elevadores, etc. 700 – Sistemas de Emergencia. 701 – Sistemas de reserva legalmente Requeridos. 702 – Sistema de reserva Opcionales. 10.2 RETIE. REGLAMENTO REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS. De acuerdo a la resolución Nº 180498 de Abril 24 de 2005. Se expidió el retie como marco de “reglamento técnico” y obligatorio cumplimiento en Colombia, frente a “normas técnicas” de cumplimiento voluntario. “El
objetivo fundamental del reglamento es establecer medidas que garanticen
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la seguridad de las personas, de la vida animal y vegetal, y de la preservación del medio ambiente minimizando ó eliminando los riesgos de origen eléctrico”. 1
Forma parte integral de ésta resolución el texto correspondiente a los siete primeros capítulos de la NTC 2050. Además fija las condiciones técnicas que garantizan la seguridad de los procesos de generación, transmisión, transformación, distribución y utilización de la energía eléctrica en Colombia. Contiene exigencias para las instalaciones con niveles de voltaje comprendidos entre 25 V y 500 kV, y que debe ser aplicado a toda nueva instalación ó las ampliaciones hechas a partir de la vigencia del documento. Es un documento que indica y conecta conecta las normas eléctricas (carácter voluntario) en las cuales se basa el reglamento técnico, para que de esta manera se apliquen las disposiciones necesarias y que serán, como ya se dijo, de carácter obligatorio. Capítulos específicos consultados. Cap. II. Art. 8 Clasificación de los niveles de tensión en c.a. Y Art. 9 Sistema de Unidades. Cap. VI. Art. 38 numeral 7 Subestaciones de media tensión tipo interior. Art. 39. Cartilla de seguridad para el usuario. Cap. VII. Art. 41. Requisitos para instalaciones hospitalarias. 10.3 RESOLUCIÓN CREG 070. (Comisión de Regulación de Energía y Gas) del 28 de mayo de 1998. Se adoptó el Reglamento de Distribución Distribución de Energía Eléctrica, como parte del reglamento de Operación Operación del sistema Interconectado Nacional. Es una una norma que establece las responsabilidades y derechos tanto de las empresas de distribución de energía eléctrica, así como de los usuarios. La electrificadora local se basa en ésta resolución, específicamente en el capítulo siete (7), numeral 7.5.2 “Pruebas de los equipos de medida”, 7.5.3 “Sellado de los equipos de medida”, y 7.6 “revisión de los equipos de medida”; para exigir al hospital, evaluar con detalle detalle cada uno de los
equipos de corte, protección y medida de la subestación, con el objeto de definir la reposición total. 1
COLOMBIA. MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA. Reglamento Técnico de Instalaciones Instalaciones Eléctricas : RETIE. Bogota : Colombia. Colombia. s.n, 2004. p. 5.
55
10.4 REBT. REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN. Es un documento divulgado en Madrid, España en 1992, por el el Ministerio de industria, en el servicio de Publicaciones del Ministerio de Industria, comercio y turismo. Además de contener especificaciones necesarias para las instalaciones eléctricas, sirve como manual de diseño y consulta para profesionales del área. Está compuesto por 43 Capítulos IMIE BT ó Instrucciones Ministerio de Industria y Energía Energía Baja Tensión. Tensión. Las secciones consultadas consultadas fueron; IMIE BT. 017. Instalaciones interiores ó receptoras. Prescripciones generales. IMIE BT. 020. Instalaciones interiores ó receptores. Protección contra sobreintensidades y sobretensiones. IMIE BT. 025. Prescripciones particulares. IMIE BT. 034. Motores, Generadores y convertidores. 10.5 NTIE ELÉCTRICAS.
(1981).
NORMAS
TÉCNICAS
PARA
INSTALACIONES
Parte 1. Instalaciones para uso de energía Eléctrica. Documento expedido por la Secretaría de Patrimonio y Fomento Industrial, en la ciudad de México. Los capítulos consultados fueron el Nº 2 y 3. 10.6 REGLAMENTO DE SUSCRIPTORES DE LA ELECTRIFICADORA DE BOYACÁ. EBSA. Mediante la resolución 378 de 1994 se adopta este documento por el cual se establecen los requisitos requisitos mínimos para la correcta ejecución de las instalaciones eléctricas interiores. La NTC 2050 forma parte de este reglamento; no está destinado a servir como especificación de diseño. 10.7 NORMATIVIDAD COMPLEMENTARIA NACIONAL. La Empresa de Energía de Boyacá exige el cumplimiento de las siguientes normas relacionadas. * NTC 3444. Medidores de de Energía. * NTC 2205. Transformadores de Corriente.
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* * * * *
NTC 2207. NTC NTC 4540. NTC 2147. NTC 2148. NTC 4052.
Transformadores de Tensión. Transformadores de Medida. Medida. Equipos de medición medición de energía energía activa. Equipos de medición medición de energía energía reactiva. Equipos de medición de Energía.
10.8 NORMATIVIDAD COMPLEMENTARIA INTERNACIONAL. Además la sección 517 de la NTC 2050, también se basa en normas internacionales, con las indicaciones: “para más información consulte…” y “véanse las normas…”; por ello a continuación se nombran esas normas,
por si fuere necesario aclarar algunas inquietudes por parte de los lectores remitirse si pudieran a ellas. Se aclara que no fue posible consultar directamente ninguna de las normas, ya que fue irrealizable conseguirlas. 10.8.1
Standard for Health Care Facilities, NFPA 99-1996 (ANSI) Sistemas Eléctricos esenciales en hospitales. También las secciones 3.1.2.2.a), conmutadores de transferencia tipo I; 3.1.2.2.b), conmutadores de transferencia tipo II; sección 34.2.1.4, interruptores automáticos; sección 3-4.2.1.6, conmutadores de transferencia no automáticos.
10.8.2
Standard for Health Care Facilities, NFPA 101-1997 (ANSI) Medidas de Seguridad en Edificaciones. Secciones 5-8, 5-9, 5-10.
57
11
LEVANTAMIENTO FÍSICO
Para dar una idea del estado en que se encontró el sistema eléctrico durante el levantamiento de los planos, a continuación se dará una descripción breve para cada uno de los pisos del edificio y algunos casos especiales de fallas técnicas. 11.1 PISO SÉPTIMO. Corresponde al cuarto de máquinas de los dos ascensores, existen un grupo-motor-generador de 42 kVA para cada equipo. Las condiciones de éste sistema son prácticamente normales. 11.2 PISO SEXTO. Existen problemas de selectividad para el tablero T601, al estar conectadas dos duchas a 127 voltios después de un interruptor de alumbrado con una protección para el ramal de 40 amperios, mientras que la protección principal es de 32 A. 11.3 PISO QUINTO. Las condiciones del sistema son prácticamente normales 11.4 PISO CUARTO. Las condiciones del sistema son prácticamente normales 11.5 PISO TERCERO. Debido a unos cambios realizados en nidos de recién nacidos y neonatos, en el tablero T304 existen sobrecargas y desbalanceo de fases significativo, además la acometida para este tablero está en calibre 10, siendo siendo que el el mínimo permitido para esto es el calibre 8 AWG. También el alumbrado alumbra do de los pasillos sur y oriente, es incoherente ya que la protección de esos ramales proviene desde el primer piso con el tablero T121, como resultado de un arreglo supuestamente provisional. provisional.
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11.6 PISO SEGUNDO. Existen modificaciones que no fueron registradas y que alteran el orden de las cargas conectadas; por ejemplo, mezclar en un circuito de alumbrado con duchas. 11.7 PISO PRIMERO. Es donde más se encuentran modificaciones y nuevas construcciones que no son registradas de ninguna manera. El laboratorio clínico es una fiel muestra de ello. El circuito correspondiente a los equipos de la cocina no tiene protección principal en la subestación, solamente en campo, lo que puede ocasionar que si se presenta un corto entre las líneas eléctricas de la subestación y la cocina genere que la protección general se accione ocasionando prácticamente corte general del servicio hasta no identificar la falla, ó lo que es peor un incendio en los ductos eléctricos. Se encontró una derivación indebida en el recorrido de la acometida para los equipos de Rayos X, donde un circuito de tomas de la misma área fue conectado directamente sin protección alguna, y donde la única protección para los siete tomas es el interruptor principal de 200 amperios. Éstos son los casos más especiales, ya que si se indican todas las situaciones anormales se extendería demasiado el capítulo. También algunas de las condiciones anteriormente expuestas se indican en el capítulo 20, registro fotográfico, que se levantó durante la realización realización del proyecto.
59
12
FORMULAS Y VARIABLES
12.1 CAÍDA DE TENSIÓN. Para circuitos monofásicos y bifásicos e%
2· ·l · I
·100
S · E
Para circuitos trifásicos equilibrados e%
3· ·l· I
·100
S · E
Ahora, como es frecuente que el dato sobre el receptor sea la potencia aparente en lugar de la intensidad, se adoptan las siguientes expresiones: Para circuitos monofásicos y bifásicos. e%
2· ·l ·Ps
2
·100
S · E
Para circuitos trifásicos equilibrados e%
·l ·Ps
2
·100
S · E
Donde: S= Área ó sección transversal del conductor en milímetros cuadrados mm 2. dependiente del calibre (anexo E) = Resistividad específica del material conductor en Ω·mm 2/m (anexo D) I = Corriente de carga en Amperios. l = Longitud del alimentador en metros. e % = Porcentaje de caída de tensión. E = Voltaje de línea en el origen del alimentador. P S S = Potencia aparente en VA.
60
12.2 DESBALANCEO DE FASES. PS
d
PS
PSp
100
Donde P Potencia en voltamperios de la fase más cargada. P Potencia en voltamperios de la fase menos cargada. promedio, en voltamperios de las tres tres fases. PSp Potencia promedio, S S
12.3 POTENCIA TRIFÁSICA P
3· E · I ·Cos
PS
3· E · I
12.4 POTENCIA MONOFÁSICA P
Ps
E · I ·Cos Cos
E · I
12.5 CÁLCULO DE CONDUCTORES EN GENERAL El porcentaje respecto a la corriente nominal utilizado en el cálculo de conductores se basa en las indicaciones de la NTC 2050 como se especificará más adelante. I C
I C
I n 1.25
15.2 A 1.25
12.6 CÁLCULO DE CONDUCTORES PARA MOTORES Según la NTC 2050. I C I mm 1.25 I n j
Donde I mm mm = Corriente nominal del motor mayor I n = Corriente nominal de los demás motores n J
= 120.2; = 120.2; 120.3; 120.4…
61
12.7 CÁLCULO DE CONDUCTORES PARA ASCENSORES I C
I
n
0.85
12.8 PROTECCIÓN TÉRMICA LOCAL Corresponde a al breaker localizado en el tablero de distribución y que alimenta todo el barraje. I TL
I n 1.25
12.9 PROTECCIÓN MAGNÉTICA LOCAL I ml
I n 4
12.10 PROTECCIÓN TÉRMICA PRINCIPAL. Corresponde por lo general al breaker ubicado en la subestación, y que protege la acometida. Para obtener una coordinación de protecciones, el interruptor inmediatamente aguas arriba debe tener una relación de ajuste como se indica a continuación. I TA = (1.25 · I n) ·1.3 I TA = ITL · 1.3 O también I TA = 1.6 · In 12.11 PROTECCIÓN MAGNÉTICA PRINCIPAL ImA = (4· In) · 1.5 ImA = ImA · 1.5 Ó también ImA = 6 · In
62
12.12 CARGA INSTALADA. Carga Instalada (Ci): es la sumatoria de todas las potencias nominales de los servicios conectados al sistema ó parte de él, se expresa generalmente en KVA. C I
P J
Donde P J = capacidad nominal de cada uno de de conectadas ó de los circuitos principales
los equipos equipos y salidas
12.13 CAPACIDAD INSTALADA. Capacidad instalada (Cins): Esta Esta limitada limitada por la capacidad nominal nominal del transformador eléctrico principalmente, además de los conductores y la protección. Dimensionados bajo un prudente factor de demanda y su fórmula general puede ser: C ins
P F 100%
d
C i
12.14 RÉGIMEN DE CARGA. Indica en que porcentaje está siendo utilizado el transformador con base en la potencia nominal ó capacidad instalada y la demanda máxima normal. Cuanto está está siendo utilizado utilizado entre el 75% y 100% se obtiene obtiene la máxima eficiencia del transformador y el mínimo de perdidas. RC arg a %
Pdemanda C int
100
12.15 FACTORES DE DEMANDA. Para determinar los factores de demanda para cada clase de circuitos, circuitos, alumbrado, tomas, motores y equipos de cocina. Es necesario tener en cuenta los anexos correspondientes; K, L y M.
63
12.16 FUSIBLE DE M.T. Ëste elemento se encuentra ubicado en la caja principal de cortacircuitos, donde se hace la transición de la acometida aérea a subterránea, solamente hace referencia a cálculo del hilo fusible de protección y no de la capacidad nominal de toda la caja; esto se describe en el capítulo de especificaciones técnicas de materiales.
I fusible fusib le
2
I trafo
12.17 FUSIBLE SECCIONADOR M.T.
I fusible fus ible
2
I trafo
12.18 RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN. a
E 1
Siendo E1 la tensión de línea en MT y E2 la de BT.
E 2
12.19 CONDUCTOR ALIMENTADOR DE M.T.
I CA
I trafo
125 12 5%
64
13 DISEÑO METODOLÓGICO Teniendo en cuenta que el diseño metodológico en términos generales es la organización estratégica de todo el proyecto y cuya información debe proporcionar las prácticas necesarias para ejecutarlo. El desarrollo del proyecto “Levantamiento y Replanteo del Sistema Eléctrico en el Hospital Regional de Sogamoso”, supone un conocimiento
del estado actual de todo el sistema; desde la acometida de media tensión, pasando por la subestación, equipo electrógeno, hasta cada uno de los diferentes circuitos ramales ó derivados, como se muestra en la figura 13. Figura 14. Estructura básica del sistema eléctrico del hospital.
65
Por lo tanto se adoptó la siguiente estrategia metodológica. 13.1 TRABAJO DE CAMPO. Iniciar con el trabajo de campo fue fundamental para la consecución del proyecto ya que mediante técnicas programadas de observación, medición y recopilación de datos se pudieron establecer parámetros parámetros tales como:
Estado actual de todo el sistema.
Calibres de conductores.
Valores de cargas reales.
Valores de los dispositivos de protección.
Situaciones peligrosas.
13.2 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Toda la información lograda a través del trabajo de campo fue organizada de tal forma que permitiera un manejo y una visión visión general de los resultados con los cuales se pudieran sacar conclusiones, para ello se establecieron varias técnicas de clasificación como por ejemplo; la información cuantitativa referente a valores de cargas, número de cajas y de circuitos, se organizó mediante tablas. Además a cada uno de los tableros eléctricos se le designó de una manera conveniente, teniendo en cuenta la ubicación en cada piso, como por ejemplo 5T403 corresponde al circuito 5 localizado en el cuarto piso y tablero 03. También se optó por trabajar piso por piso, y asignarle una carpeta a cada uno de ellos con los diferentes ítems a estudiar, esto facilitó el registro de datos ya que el trabajo de campo fue muy dispendioso y restringido en varias áreas tales como como salas de cirugía, sala de partos, neonatos, consultorios y algunas oficinas, presentándose a veces la dificultad de no poder continuar el orden del trabajo. En cuanto a la información cualitativa, fue registrada en las mismas carpetas como observaciones, ejemplo: el circuito del alumbrado de pasillo sur del tercer piso corresponde al 1T121.
66
13.3 INTERPRETACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS Una vez recogida, tabulada y procesada la información se paso a la interpretación y análisis de resultados, para esto fue necesario volver a la propuesta original, verificando los objetivos y las metas que se propusieron alcanzar con la investigación. Es importante mencionar, que paralelo a la recolección de datos primarios realizados durante el trabajo de campo se llevo acabo una recopilación de información secundaria tal como: NTC 2050, RETIE, Planos existentes, libros técnicos etc. Al concluir el análisis de resultados se obtuvo información valiosa como balance de fases, calibre de conductores, selectividad de protecciones, exceso de salidas trifásicas, desactualización de planos, entre otras.
67
14 CÁLCULOS Con los datos organizados se realizaron los cálculos correspondientes para establecer si los parámetros actuales corresponden con la normatividad vigente y presentar cuadros comparativos, como también observaciones y recomendaciones para cada alimentador. Principalmente se parte de los conceptos y requerimientos generales contenidos en el Código Eléctrico Colombiano, NTC 2050-2002 emitido como anexo general y complementario del RETIE, sin embargo también son fuentes secundarias de consulta las demás normas relacionadas en el marco legal. Para omitir repeticiones de “NTC 2050” se utilizará el símbolo “®”
14.1 REQUERIMIENTOS GENERALES PARA PARA TODA INSTALACIÓN.
® Sección 240-2 y 240-3 donde aclara respectivamente que todos los equipos y conductores deben protegerse contra sobrecorrientes.
En los incisos 302.7b y 203.2 de las NTIE (1981) se especifica como calibre mínimo para los circuitos de alumbrado y fuerza al Nº 14 AWG y para circuitos alimentadores al Nº 10 AWG siempre y cuando sean de cobre.
® En la sección y tabla 310-5, indica que el calibre mínimo para los conductores en instalaciones generales también es numero 14 AWG, pero tiene sus excepciones, y permite que en motores menores a 746 W, se utilice un calibre entre 14 y 18 AWG.
® Sección 230- 31, “calibre mínimo para acometidas en ductos”: en general no deben ser menores al número 8 AWG, pero con las excepciones 1). Para pequeñas áreas menos de 53 m 2 el mínimo es 10 AWG y para instalaciones de cargas limitadas, el calibre ca libre 12 AWG.
® Sección 240-4.d) Equilibrio de carga entre ramas. Todas las cargas se beben distribuir uniformemente entre las líneas del circuito.
Reglamento de suscriptores EBSA art. 2.4 Equilibrio de las fases. El máximo desequilibrio permitido entre las tres fases será del 5%. Aunque en ninguna otra norma accesible indica un determinado porcentaje, el
68
valor máximo igualmente recomendado de desbalanceo no debe ser mayor al 5% 1
® Sección 210-19.a).4 y 215.2.b).2; especifica que la caída de tensión para las cargas y equipos no debe ser mayor a 3% para el circuito alimentador y 3% para el circuito circuito ramal ó derivado, y sin que los dos sobrepasen el 5%.
® Sección 240- 12 “coordinación de los sistemas eléctricos de protección”.
Para efectos de cálculos generales y específicos todos los conductores utilizados son de cobre y se asume un 100% puro; Con clase de aislamiento THW Thermoplastic Thermoplastic Heat Wet (Termoplástico (Termoplástico resistente resistente al calor (75º C) y la humedad) . 14.2 CÁLCULOS PARA MOTORES. Según ®, sección 430-6.a) para motores de uso general y diferentes a los de bajo par, la capacidad de corriente de conductores y dispositivos de protección de los circuitos ramales y alimentadores, se determinan utilizando valores de corriente indicados en la tabla 430-150 (ver anexo F), en lugar de la placa de características del motor, a no ser que se indique lo contrario. La protección individual del motor contra sobrecarga (relé térmico) es la única que se debe basar en la corriente a plena carga rotulada en la placa de características. 14.2.1 Ejemplo 1. Cálculo de para el ascensor 1, que corresponde al tablero CCM T701 y circuito 15QR. Datos en placa de características del grupo motor. Potencia : 44.2 HP Tensión : 220 Voltios Corriente : 115 Amperios Velocidad : 1160 RPM Frecuencia : 60 Hz. Servicio : Intermitente. Corriente de línea de los circuitos de control es de 3 amperios. Total corriente nominal (por (por línea) 18 amperios
1
BRATU, Op cit., p. 120
69
-El primer paso para el análisis del circuito es valorar el balanceo de fases a partir del cuadro de cargas del tablero T701 (ver detalle en plano 12) Ya que los motores trifásicos representan circuitos equilibrados; el desbalanceo de fases es de 0%, estando lógicamente dentro de los parámetros recomendados, por ello no es necesario calcular el desbalanceo. - Para el cálculo de la capacidad de corriente del conductor es necesario remitirse a ® sección 620. Cálculos para ascensores; art. 13.d) “conductores del alimentador y circuitos ramales”, y que remite a la
sección 430 artículo 22.a) excepción Nº 1 que q ue clasifica los ascensores como de servicio intermitente y que la capacidad del conductor no debe ser menor al 85% de la corriente del motor por placa de características para un tiempo de servicio de 15 minutos; según tabla 430-22.a) (ver anexo J) Por ello la fórmula sería: I C
I
I C
115 A 0.85 3 A
I C
100 A
n
0.85
I O
De acuerdo con éste resultado resultado y utilizando la tabla tabla 310-16 de ® (anexo E), E), se encuentra el conductor Nº 3 AWG; con sección de 26.66 mm 2. Pero como ésta referencia no es muy comercial, se acogerá el calibre inmediatamente superior; que es Nº 2 AWG, con sección de 33.62 mm2. * - Ahora se analiza caída de tensión ( e % % ) el circuito de acuerdo a la recomendación de ®, además la corriente de referencia es el resultado del cálculo anterior. Las variables distintas son la longitud de 60 m, y la constante de resistividad ρ, de 0.017 Ωmm 2/m para conductores con material de cobre según anexo D.
e%
e%
*
3· ·l· I
S · E
·100
e%
3 0.017 mm
2
m
2
60m 100 A
33.62mm 220V
2.38
Corresponde a abreviaturas contenidas en Anexo C.
70
100
Es un valor aceptable para la regulación de tensión en el circuito alimentador. Nota: Ya que el grupo motor está a una distancia despreciable (5 metros) del interruptor circuito ramal no es indispensable realizar el cálculo para la regulación de tensión en esa parte del circuito. Sin embargo se obtuvo una caída de tensión es de 0.19% para el circuito derivado ó ramal. - Cálculo de la protección del circuito alimentador local. La ® sección 62061.d), remite a 430-52.c); emplear dispositivos de protección que no superen los valores de la tabla 430-152 (ver anexo G), pero que tampoco sea inferior al 115 % de la corriente por placa de características del motor según 430-110. Ya que no existe una constante para calcular la protección combinada (interruptor termomagnético según ®-sección 430-55) se calcula según lo recomendado en el REBT IMIE 034 Motores y generadores utilizando utilizando un porcentaje del 125% I n. Sin embargo se mantiene la indicación antes anotada, que para el cálculo de la protección del circuito se basa en los valores de corriente nominal indicados en la tabla 430-150 (anexo F) Ajuste para tiempo inverso ó térmico de 1.25 I n*, y de disparo instantáneo de 4In. Por consiguiente I TL
I TL
I TL
I n 1.25
154 A 1.25
Y
192 192 A
I ml
I ml
I ml
I n 4
154 A 4
616 A
- Protección para circuito alimentador principal del motor. ® Sección 62061.c), que remite a 430-62.a), interruptor no superior al valor máximo permitido en la tabla 430-152 (anexo G) Al existir más de un medio de desconexión en un circuito se debe aplicar el principio de “coordinación selectiva” de acuerdo a ® la s ección 620-62, y también en 240-12 “coordinación de los sistemas eléctricos de protección”.
*
Corresponde a abreviaturas del Anexo C
71
El grupo Schneider 1 y Merlin Gerín como se vio …en el capítulo 9.2.1.4… indican y sugieren unas relaciones de ajuste entre dos interruptores automáticos para que exista una selectividad. Ya que la apreciación dada por Merlin Gerín implica costos más elevados elevados y montaje montaje de interruptores muy sobredimensionados, sobredimensionados, se considera apropiado utilizar una relación promedio en relación al criterio que tiene el Grupo Schneider. Por ello se adopto la relación de ajuste en 1.3 para la característica del térmico It*, y el ajuste magnético Im* de 1.5 para el interruptor inmediatamente aguas arriba. En consecuencia consecuencia el cálculo de la protección del alimentador alimentador calcular así. I TA = (1.25 · 1.3) ·I n
ImA = (4 · 1.5) · In
I TA = 1.6 · In
ImA = 6 · In
se puede
O sea que: ItAp = 250 Amperios
ImAp = 925 Amperios.
Por lo general para éstas capacidades de corriente térmica los interruptores son de disparo ajustable, de lo contrario un valor comercial es de 250 A. Para efecto de la valoración del circuito, en todos los tableros de distribución se realizará una comparación entre los análisis hechos y las características actuales del circuito, para ello se utiliza un cuadro con formato general para todas las cajas eléctricas; y que para el caso del tablero T701 será la tabla 3
1
MERLIN GERIN. Catalogo 2000 Compac-interpac : complementos técnicos. Colombia : Merlin Gerin, 2000. p 147. * Corresponde a abreviaturas del Anexo C
72
Tabla 3. Confrontación tablero MCC MCC T701 Aspecto analizado Situación Resultados calculados Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor del alimentador Cobre AWG
Caída de tensión del alimentador En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
2
2.38
192
250
0
2/0
1.2
200
140-200
- El calibre actual fue sobre-dimensionado - Caída de tensión dentro del rango. - El alimentador principal no ofrece selectividad.
14.3 CALCULO PARA CIRCUITOS CON CARGAS COMBINADAS. Son aquellos casos en los cuales un tablero eléctrico tiene conectadas diferentes cargas; éstas pueden ser alumbrado incandescente, fluorescente y otras, duchas, circuitos de tomas monofásicos, bifásicos, trifásicos y especiales, también en algunos casos combinadas con motores. 14.4 Requerimientos Específicos para Circuitos Mixtos. Además de los requerimientos generales inicialmente expuestos para toda clase de circuitos, se deben tener en cuenta unos aspectos específicos para cargas mixtas, como los que se indican a continuación: ® Sección 210-8.c) aclara que donde existan duchas eléctricas, éstas deben tener un circuito exclusivo con su protección independiente. ®Sección 210-20 y 210-22 Indica que se debe tener protección contra sobrecorriente para los conductores y equipos en los circuitos con cargas combinadas. ®Sección 210-22.b) Cargas inductivas de alumbrado; para los circuitos que alimentan equipos de alumbrado, la carga debe ser calculada en VA, con base en la corriente total de dichas unidades y no en la potencia de los tubos ó las bombillas (W). ® Sección 220-3.a) y 220-10. Cálculo de circuitos ramales y alimentadores para cargas continuas y no continuas. ® Sección 220-3.c) Capacidad de salidas para para todo tipo de lugares. lugares. ® Sección 220-20. Cálculo del F C Para cocinas comerciales.
73
14.4.1 Ejemplo 1. Cálculo para el tablero T401 del circuito 8QR. Corresponde a luces y tomas del cuarto piso. La base de partida es el cuadro de cargas respectivo en el plano 12. - Balanceo de fases (®; 240-4.d) y 1), se utiliza la ecuación 4.2.2.8 d %
d %
PS
PS
PSp
100
d %
5812VA
5630VA
5747VA
100
3.16%
Éste resultado corresponde a los valores recomendados. - Capacidad del conductor del alimentador (®; 220-10). Primero se calcula la corriente de línea en el circuito trifásico, y como ésta dentro de los parámetros se asume que es equilibrado; ésta corriente se obtiene así: PS
3· E · I
I n
PS
3 E
I n
17242VA
3 220V
I n
45.2 A
Ahora sí, se halla la capacidad del conductor, para ello se utiliza la siguiente ecuación. I n 1.25
I C
I C
45 A 1.25
I C
56.2 A
El conductor apropiado por tabla es el calibre 6 AWG. De 13.3 mm 2 de sección. - Caída de tensión tensión para el alimentador utilizando utilizando la fórmula 5.2.2.4 será: e%
e
%
1
3· ·l· I
·100
S · E 2%
e%
3 0.017 mm
2
2
m
45m 45 A
13.3mm 220V
Esta caída de tensión es aceptable.
BRATU, Op cit., p. 120
74
100
- Protección del alimentador. (®; Sección 210-20 y 210-22), el cálculo se realiza con la siguiente fórmula: I T
I T
I T
I n 1.25
Y
45 A 1.25
56 A
I m
I m
I m
I n 4
45 A 4
180 A
El interruptor termomagnético no ajustable inmediatamente superior es de 75 A, en síntesis:
de
valor
comercial
Tabla 4. Confrontación T401 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
2
56
72
3.16
6
2
Ninguna
70-100 Compartida
El desbalanceo es aceptable El calibre es el apropiado la caída de tensión está dentro del rango permitido No tiene protección local, sería bueno instalarla Ajustar la protección al valor requerido con la sumatoria del circuito compartido.
14.5 CARGA INSTALADA. En consecuencia a lo anterior, a continuación se calcula la carga total instalada a partir de los cuadros de carga presentados en los planos once y doce, sintetizados en el tabla 5; indicando resumidamente tres tipos de carga como son las de alumbrado, tomas y otros (incluyen motores y artefactos de cocina) La carga total del circuito de tomas incluye también la capacidad de los equipos especiales conectados a los ramales. Por consiguiente la carga total instalada será C I
P J
C I
KVA 96KVA KVA 116 KVA 130KVA 116KVA
C I
P j= carga de cada circuito principal del sistema. KVA 215 215KVA
557 55 7 KVA KVA
75
14.6 DIMENSIÓN DEL ALIMENTADOR Y DE LOS COMPONENTES EN LA SUBESTACIÓN Una vez determinado el cálculo la carga instalada se procede al cálculo de los principales componentes de la s.e. Hace referencia a los elementos destinados para suministrar la potencia necesaria demandada por una instalación; estos son: el transformador, la protección termomagnética y los conductores de la acometida. También son los elementos de nivel dos ó de M.T como son DPS, cortacircuitos ó caja primaria y el seccionador. 14.6.1 Capacidad adecuada del transformador . El siguiente cálculo es el de la capacidad del alimentador que realmente hubiera necesario para el hospital, y que se hace con con base en la NTC 2050 sección 220. Aplicando un factor de demanda indicado en tablas para las respectivas clases de cargas (anexos J, K, L y M) Para el circuito de alumbrado es muy importante tener en cuenta la nota de anexo K. Por ésta razón se excluyeron del factor de demanda la carga de los tableros T113, T123, T206, T304, T406 y T506; y así obtener una carga al 100% para: C inst .1
P100%
C inst .1
PT 113 PT 123 PT 206 pT 304 PT 406 PT 506
C inst .1
4800VA 5380VA 6000VA 4076VA 1992VA 1280VA
C inst .1
23528VA
Para el resto de la carga de alumbrado si se aplica el factor de demanda indicado en el anexo K. Ya que la carga total de alumbrado fue 115892VA, el Fd se aplica a: C inst .2 F d
P
alum
P100%
C inst .2 F d 115892VA 23528VA cinst .2 F d 92364
76
Tabla 5. Síntesis de cargas en los circuitos principales. principales. Ramal no esencial T101 T102 y T103 T104 y T105 T106 y T107 T112 T117 T301 T302 T403 y T404 T501 y T502 T504 y T505 T701 Subtotal 1 Ramal Crítico T121 y T121.1 T129.1 y T129.2 T205 T206 T207.1 y T207.2 T303 T304 T305.1;T305.2 -T305.3 T401 T503 T601 Subtotal. 2 Ramal Vital T108 y T109 T113 T115 y T116 T118 T123 T406 T506 T703 Subtotal 3 Sistema de equipos
“Columna A” Cargas en
circuito de tomas (VA) 1 Ph 2 y 3 Ph 2980 900 1080 4000 2880 10980 9000 1800 ** 2340
“Columna B”
“Columna C”
Carga en circuito de alumbrado (VA) 2924 1944
Carga en otros circuitos (VA)
2700 5844
1780 Motor 1Ph 18000 Cocina
1200 Montacargas 36000** + 7200 27000** + 19200
2700
2400
3568
23860
41800+64000 Tomas (VA) 1 P.D. 2 y 3 Ph 6000** 4680 6660 12000** 7200 5400 5760 9000 8100 1300** 6660 7000 8100 7200 3960 7200** 72720 7000 + 26500 Tomas (VA) 1 Ph 2 y 3 Ph 540 -7000 2000 3420 5940 9800 --360 17260 11800 Tomas (VA) 1 Ph 2 y 3 Ph
16980 Alumbrado (VA) 3456 2912 9100 6000 (sin Fd )
3300 10344 4076 (sin Fd *) 5952 9150 10300 4700 69290 Alumbrado (VA) 5730 4800 (sin Fd *) 4900 4872 5380 (sin Fd*) 1992 (sin Fd *) 1280 (sin Fd *) 500 29454 Alumbrado (VA)
T110.1 y T110.2 T118a T119 y T120 9180 RX T124.1 ; T124.2 y T125 360 168 T126 3000 T127 6400 T128 T202 y T203 T702 Subtotal 4 15940 3000 168 Total de los circuitos Tomas (VA) Alumbrado (VA) generales 129780 63600 + 32900 115892
77
45 KVA Ascensor Uno 48 KVA +18000 Otros -----------Otros ---------16230 (caldera) 1500 (cuarto frío) 24654 (Lavandería) 27060(cuarto bombas) 25800 (cocina) 9280 (Esterilizador) 45 kVA Ascensor Dos Otros (VA) 197524 +18000
* Cajas de distribución a las cuales no se les aplica ningún tipo de factor de demanda según lo indica la nota del anexo K. ** Potencia de tomacorrientes trifásicos que no se incluye para el dimensionamiento del sistema de respaldo ya que prácticamente no se utilizan.
Entonces el factor de demanda para el alumbrado general se aplica a 92364 VA así: Los primeros 50000 VA al 40%; = 20000 VA El resto, 42364 VA al 20%; = 8472 VA Mas 23528 VA al 100%; = 23528 VA Total carga de alumbrado general = 52 kVA - Para el cálculo del circuito de tomas se aplicará sobre los los tomas monofásicos y algunos polifásicos, en la tabla anterior se discrimino en la columna de tomas los 2Ph y 3Ph; separando así la carga conectada para los de servicio común y los que prácticamente nunca se utilizan (por ello éstos últimos se excluyen para la sumatoria de cargas de tomas en el cálculo). PTomas P1Ph P2 y 3Ph Ptomas 129780VA 63600V Ptomas
193380VA
Sobre éste valor se aplicará el cálculo para la carga demanda del circuito de tomas, utilizando el anexo J así: Los primeros 10000 VA al 100%; = 10000 VA. El resto 183380 VA al 50%; = 91680 VA. Total de carga para tomas, aprox.: = 100 kVA Para el cálculo de la carga en el sistema de equipos donde existen cargas combinadas como motores, estufas eléctricas y un ascensor entre otras; otras; se aplican diferentes factores de demanda a cada uno de esos alimentadores así: - Para el circuito de la cocina según anexo K con base en cuadro de cargas T128 para una cantidad de 8 artefactos menos de 3.5kVA y una carga total de 18000 VA con un F d de 53%; se obtiene un resultado de 9500 VA.
78
Además circuito de la cocina contiene un motor trifásico para la campana extractora de humos, con una carga de 7800 VA y Fd de 100%. Carga neta para la cocina de 17300 VA. - En el circuito de lavandería se puede aplicar un factor de demanda bajo el concepto de cargas no coincidentes (® 220-21); en referencia al plano unifilar y circuito 9QE (Plano 1), se tienen en cuenta los motores 120.1; 12.02; 120.4 y 120.6; para obtener una carga neta de 11 kVA. - Para el circuito de la caldera 110.1 Y bomba agua 110.2 con una carga total de 16230 VA se aplica un factor de 70%, con base en corrientes medidas (25 amperios), y así obtener una carga de 9500 VA. - Para el circuito de esterilizador se pude aplicar un factor de demanda bajo el concepto de cargas no coincidentes (® 220-21) ya que existen dos equipos de esterilización, aunque realmente esta en funcionamiento una unidad; se tomó medida medida de corriente de de trabajo (23 A) y así obtener obtener una potencia de aproximadamente 9000 VA. - Para el cálculo de la carga en los ascensores uno y dos, cada uno con una carga total de 45 kVA, se empleó el mismo procedimiento anterior (corriente transitoria por 2 seg. De 113 amperios; y de trabajo normal de 65 A), para un consumo 25 kVA cada uno y una carga total neta de 50kVA. En el cuarto frío, por ser una carga pequeña de 1500 VA se pude tomar al 100%. - El cálculo de carga en el cuarto de bombas se hace aplicando al caso de cargas no coincidentes (® 220-21); ya que existen dos bombas (T124.1 y T124.2) de 12.2 kVA, cada una y funcionan alternadamente, además de un compresor 2Ph de 2.7 kVA; de ésta manera se tiene una carga neta de aproximadamente 15 kVA. En síntesis las cargas diversificadas en el sistema de equipos será: Cocina = 17.3 kVA Lavandería = 11 kVA Caldera = 9.5 kVA Esterilizador = 9 kVA Ascensores = 50 kVA Cuarto frío = 1.5 kVA Cuarto bombas = 15 kVA Total equipos = 115 kVA La sumatoria total de cargas netas para las clases de circuitos es:
79
Alumbrado Tomas Equipos Total carga neta
= 52 kVA = 100 kVA = 115 kVA = 267 kVA
Por consiguiente consiguiente la capacidad del transformador apropiado debería debería ser más de 267 kVA; teniendo en cuenta una reserva adecuada, se puede dimensionar un transformador con potencia comercial de 315 kVA, para tener un régimen de carga de 84 % a la capacidad nominal y ofrecer un buen rendimiento y pocas pérdidas. RC arg a %
Pdemanda C int
RC arg arg a %
100
RC arg arg a %
267 KV KVA A
315KV KVA A
100
84
14.6.2 INTERRUPTOR PRINCIPAL B.T. En la NTC NTC 2050 sección 450-3 se indican las disposiciones disposiciones para la protección contra sobrecorrientes en los transformadores. Además en la tabla 450-3.a).1), (anexo P), aparecen los valores máximos de ajuste para los dispositivos de protección en los lados primario y secundario del transformador, pero como no existe una indicación específica para determinar el porcentaje respecto a la corriente nominal a plena carga y de acuerdo a las curvas características de protección de los equipos (figura 1), el interruptor se puede dimensionar a una corriente igual al cálculo de la potencia base del transformador, ó sea: PS
3· E · I
I
PS
I
267 KVA
3 220V
3 E
I n
Amperio rioss 700 700 Ampe
Al dejar proyectado el transformador para conectar más carga, el interruptor principal de BT debe ser de tipo ajustable, con valores comprendidos entre la corriente aparente de demandada actual (700 amperios) y la corriente nominal secundaria del transformador de 315
80
kVA (825 amperios), de manera que cuando se aumente la carga conectada, también ajustar debidamente el dial térmico del interruptor. Éste valor de corriente es la del ajuste térmico (para sobrecargas), ahora el ajuste magnético (cortocircuitos) puede ser 5 veces I r. Obteniendo así un disparo instantáneo para una corriente de cortocircuito de 3500 amperios. Realmente este ajuste es muy empírico ya que es necesario realizar un cálculo bien complejo a nivel de ingeniería para hallar el valor adecuado de la corriente de cortocircuito Ya que prácticamente es imposible cambiar el transformador actual por uno de la capacidad indicada, se recomienda en caso de ser modificados los demás equipos de la s.e. entre ellos el interruptor B.T, instalar uno de ajuste mínimo en 700 amperios para la mayor demanda calculada, y máximo 1250 amperios que es la corriente a plena carga para el transformador actual de 500 kVA.; otra alternativa para cuando se modifique el sistema de distribución en la subestación es la propuesta mostrada en el capítulo 14.11 y graficada en el plano 2, del anexo general. 14.6.3 FUSIBLE DE M.T. La capacidad de corriente del hilo fusible recomendada empíricamente por Samuel Ramírez1 es 2.0 veces la corriente nominal del transformador a plena carga (para un transformador de 315 kVA la corriente primaria nominal es 13 A), entonces: I fusib le
2
I fusib le
2 13 A
I fusib le
I trafo
25 Ampe Amperio rioss
(Valor comercial)
14.6.4 FUSIBLE SECCIONADOR M.T. I fusib le
I fusib le
I fusib le 1
2
I trafo
2 13 A
25 Ampe Amperio rioss
(Valor comercial)
Ibid., p.438
81
14.6.5 CONDUCTOR ALIMENTADOR M.T. La corriente nominal a plena carga del transformador es la base para obtener el calibre del conductor para la acometida de 13.2 kV., y que se calcula partiendo de la fórmula PS
3· E · I
I
PS
I
315kVA
3 E
3 13.2kV
I n
Amperio rioss 13.7 Ampe
Ahora la capacidad de corriente del conductor deberá ser el 125% de éste valor calculado, o sea: I CA
I CA
I CA
I N 125%
13.7 A 1.25
17.2 Amperios.
14.7 SISTEMA DE RESPALDO. El hospital regional de Sogamoso por ser una institución de asistencia médica, “esta obligado a la utilización de un sistema eléctrico de respaldo en la subestación”1. Aunque cuenta con éste sistema de emergencia,
tecnológicamente no es el más apropiado para suplir las necesidades de los circuitos esenciales. CRITERIOS PARA ESTABLECER LA CAPACIDAD DEL SISTEMA ELÉCTRICO ESENCIAL. La capacidad del sistema eléctrico esencial esencial debe ser suficiente para satisfacer la demanda de los equipos y artefactos conectados a cada ramal. El cálculo de la demanda se debe basar en lo siguiente. 1
EBSA, Op. Cit.,
82
Un prudente factor de demanda y datos históricos.
Las cargas conectadas, o
Cálculos descritos en ® sección 220, o
una combinación de cualquiera de los métodos anteriores.
14.8 CÁLCULOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL EQUIPO DE RESPALDO. Los aspectos a tener en cuenta para calcular la capacidad del grupo electrógeno serán especialmente los factores de demanda para cada tipo de carga (anexos K para alumbrado y L para tomas) de los tableros eléctricos conectados al sistema esencial, pero con base en el diagrama unifilar propuesto (plano 2), como resultado de ello se obtuvieron los siguientes valores indicados indicados en la tabla 6. 14.8.1 Diversificación total del alumbrado. Ahora el factor de demanda para el alumbrado de todos los ramales será: Total alumbrado: 98912 VA (75384 para aplicar Fd y 23528 al 100%) Los primeros 50000 VA al 40% = 20000 VA. Resto -(25384 VA) al 20% = 5076 VA. Sin Fd -23528 VA al 100% = 23528 VA Total carga alumbrado de: = 48.6 kVA 14.8.2 Diversificación total de tomas. Factor de demanda para circuito de tomas en todos los ramales: Total carga de tomas t omas es de 157720 VA: pero los 26500 no se incluyen en el siguiente cálculo, o sea que sobre los 131220 se aplica el F d con base en anexo L) así: Los primeros 10000 al 100% = 10000 VA. Resto 121220 al 50% = 60600 VA. La carga de tomas será de = 70 kVA VA
83
Tabla 6. Resumen de cargas instaladas en el sistema esencial. “Columna A” Cargas en
Ramal Crítico T121 y T121.1 T129.1 y T129.2 T205 T206 T207.1 y T207.2 T303 T304 T305.1;T305.2 – T305.3 T401 T503 T601 Subtotal. 1 Ramal Vital T108 y T109 T113 T115 y T116 T118 T123 T406 T506 T703 Subtotal 2 Sistema de equipos T110.1 y T110.2 T118a T119 y T120 T124.1 ; T124.2 y T125 T126 T127 T128 T202 y T203 T702 Subtotal 3 Total Sistema esencial
“Columna B” Carga
“Columna C”
circuito de tomas (VA) Tomas (VA) 1 Ph 2 y 3 Ph 6000** 4680 12000** 6660 7200 5400 5760 9000 1300** 8100
en circuito de alumbrado (VA) 2 y 3 Ph 3456 2912 9100 6000 (sin Fd *) 3300 10344 4076 (sin Fd *)
--------
6660
7000
5952
--
7200**
9150 10300 4700 69290 Alumbrado (VA)
----
5730 4800 (sin Fd *) 4900 4872 5380 (sin Fd*) 1992 (sin Fd *) 1280 (sin Fd *) 500 29454 Alumbrado (VA)
----------
8100 7200 3960 72720
7000 + 26500** Tomas (VA) 1 Ph 2 y 3 Ph
540 -7000 3420 5940 --360 17260
2000 9800
11800 Tomas (VA) 1 Ph 2 y 3 Ph
9180 RX 360
168
Carga en otros circuitos (VA) Otros
Otros
16230 (caldera) 1500 (cuarto frío) 24654 (Lavandería) 27060(cuarto bombas)
3000 6400
15940
3000
168
25800 (cocina) 9280 (Esterilizador) 45000(ascensor) 149524
105920
24800 +26500**
23528* + 75384
150 kVA
* Los factores de demanda para alumbrado del anexo K no se aplican a la carga de los alimentadores a zonas de hospitales en las que es posible que se pueda utilizar toda la iluminación al mismo tiempo) ** Cargas instaladas pero que realmente nunca se utilizan y no se incluyen en el dimensionamiento del equipo de respaldo
84
14.8.3 Diversificación total para el sistema de equipos. Factor de demanda en los circuitos circuitos especiales de equipos: Ya Ya que existen cargas combinadas como motores, motores, estufas eléctricas y un ascensor entre entre otras; se aplican aplican diferentes factores de demanda a cada uno de esos circuitos así: - Para el circuito de la cocina según anexo K con base en cuadro de cargas T128 para una cantidad de 8 artefactos menos de 3.5KVA y una carga total de 18000 VA con un F d de 53%; se obtiene un resultado de 9500 VA. Además circuito de la cocina contiene un motor trifásico para la campana extractora de humos, con una carga de 7800 VA y Fd de 100%. Carga neta para la cocina de 17300 VA. - En el circuito de lavandería se puede aplicar un factor de demanda bajo el concepto de cargas no coincidentes (® 220-21); en referencia al plano unifilar y circuito 9QE (Plano 1), se tienen en cuenta los motores 120.1; 12.02; 120.4 y 120.6; para obtener una carga neta de 11 KVA. - Para el circuito de la caldera 110.1 Y bomba agua 110.2 con una carga total de 16230 VA se aplica un factor de 70%, con base en corrientes medidas (25 amperios), y así obtener una carga de 9500 VA. - Para el circuito de esterilizador se pude aplicar un factor de demanda bajo el concepto de cargas no coincidentes (® 220-21) ya que existen dos equipos de esterilización, aunque realmente esta en funcionamiento una unidad; se tomó medida medida de corriente de de trabajo (23 A) y así obtener obtener una potencia de aproximadamente 9000 VA. - Para el cálculo de la carga en los ascensores uno y dos, cada uno con una carga total de 45 kVA, se empleó el mismo procedimiento anterior (corriente transitoria por 2 seg. De 113 amperios; y de trabajo normal de 65 A), para un consumo 25 kVA cada uno y una carga total neta de 50KVA. En el cuarto frío, por ser una carga pequeña de 1500 VA se pude tomar al 100%. - El cálculo de carga en el cuarto de bombas se hace aplicando al caso de cargas no coincidentes (® 220-21); ya que existen dos bombas (T124.1 y
85
T124.2) de 12.2 kVA cada una y funcionan fu ncionan alternadamente, además de un compresor 2Ph de 2.7 kVA; de ésta manera se tiene una carga neta de aproximadamente 15 KVA. En síntesis las cargas diversificadas en el sistema de equipos será: Cocina Lavandería Caldera Esterilizador Ascensores Cuarto frío Cuarto bombas Total equipos
= 17.3 kVA = 11 kVA = 9.5 kVA = 9 kVA = 50 kVA = 1.5 kVA = 15 kVA = 115 kVA
14.9 DIMENSIONAMIENTO FINAL DEL SISTEMA DE RESPALDO. La sumatoria total de cargas netas para las clases de circuitos es: Alumbrado Tomas Equipos Total carga neta
= 48 kVA = 70 kVA = 115 kVA = 233 kVA
Se puede dividir la carga total del sistema esencial en dos niveles; para el circuito de emergencia (Ramal crítico y vital) y para el sistema de equipos, así: Circuito de emergencia. Alumbrado, 48600 VA Tomas, 70000 VA, Total aproximado de 118 KVA. Sistema de equipos Aproximadamente de 115 KVA. Ya que el conmutador de transferencia para el sistema de equipos es automático retardado ó manual y se opera solo en caso de necesidad específica (® 517-34), como por ejemplo si se llegara a presentar el caso, que en el momento de ausencia de tensión normal, el ascensor se detuvo entre dos pisos, es necesario ponerlo ponerlo en funcionamiento funcionamiento para liberar las personas que hubieran hubieran podido quedar atrapadas en él, ó una radiografía
86
de urgencia, etc., de la misma manera para los otros circuitos involucrados,. Por consiguiente consiguiente es adecuado dimensionar dimensionar la planta de emergencia para una capacidad de 150 kVA, y disponer así de 32 kVA más de reserva para el sistema de equipos. 14.10 CAPACIDAD DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN EN EL EQUIPO DE RESPALDO PARA CADA RAMAL DEL SISTEMA ESENCIAL. Ya que la ® sección 700-25 y 26, exige que para cada circuito del sistema esencial conectado al equipo de respaldo, debe de contar con un dispositivo de protección individual para evitar sobrecargas en el generador. Se calcula la carga con un prudente factor de demanda para cada ramal, utilizando los mismos porcentajes Fd anteriores y obteniendo los siguientes resultados. 14.10.1 RAMAL CRÍTICO. 79720 VA para los tomas. Primeros 10000 al 100% = 10000 VA Resto-- 69720 al 50% = 34860 VA Total tomas = 35 kVA 62296 VA para alumbrado Sin Fd 10000 VA 59296 con Fd, entonces
= 10000
Primeros 50000 al 40% = 20000 VA Resto-- 9720 al 20% = 1944 VA Total alumbrado = 32 kVA Total carga del Ramal Crítico = 77 kVA Corriente del alimentador = 200 A.
87
14.10.2 RAMAL VITAL. 29000 VA para los tomas. Primeros 10000 al 100% = 10000 VA Resto-- 19000 al 50% = 8500 VA Total tomas = 18.5 kVA 29454 VA para alumbrado Sin Fd 13452 VA 16000 con Fd, entonces
= 13452
Primeros 50000 al 40% = 6400 VA Total alumbrado = 20 kVA Total carga del Ramal Vital = 38 kVA Corriente del alimentador = 100 A.
14.10.3 SISTEMA DE EQUIPOS. En síntesis las cargas diversificadas en el sistema de equipos será: Cocina = 17.3 kVA Lavandería = 11 kVA Caldera = 9.5 kVA Esterilizador = 9 kVA Ascensores = 50 kVA Cuarto frío = 1.5 kVA Cuarto bombas = 15 kVA Total equipos = 115 kVA Corriente del del sistema de equipos = 300 A. Potencia diversificada en el sistema de equipos 115 kVA = corriente de 300 amperios. En el sistema de respaldo por tener la característica de ofrecer una potencia limitada, los dispositivos de protección de lado del generador se calibran al mismo valor de la corriente obtenida anteriormente.
88
14.11 CAPACIDAD Y DISTRIBUCIÓN PROPUESTA DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN AGUAS ARRIBA DEL SISTEMA ESENCIAL. El interruptor general B.T., puede dividirse en dos interruptores, para que alimente dos barrajes independientes, uno que será permanentemente el del sistema no esencial, y otro para todo el sistema esencial. La capacidad de corriente del primer interruptor interruptor será el resultado de la obtenida en el numeral 14.6.2 (700 A), menos la In del sistema esencial (600), y obtener una corriente de 100 amperios; pero con un porcentaje de 125% esa corriente. Para una protección final de 125 amperios. La capacidad de corriente para el interruptor del sistema esencial será la suma de las corrientes calculadas anteriormente para cada uno de los ramales, ó sea 600 amperios; a ésta corriente también se aplica un porcentaje de 125% I n, para obtener un breaker de 750 A. Para los dos interruptores anteriormente mencionados, es necesario que sean ajustables por encima de los valores de corriente calculados, ya que las cargas pueden aumentar hasta llegar a la corriente nominal del transformador. Los conmutadores de transferencia entre la red de servicio normal y el equipo de respaldo (generador) se calcularon con una capacidad nominal de conducción de corriente del 125% I n para cada tipo de ramal en el sistema esencial. El barraje de distribución para cada sección debe dimensionarse mínimo con la capacidad de corriente calculada de los deferentes ramales principales y también con base en una densidad de corriente por lo menos de 2000 amperios por pulgada cuadrada, como lo exige la Electrificadora de Boyacá en el manual de suscriptores; a continuación se indican las capacidades mínimas. Barraje del Sistema no esencial es de 125 amperios. Barraje del sistema Esencial de 750 amperios Barraje del ramal crítico 250 amperios Barraje del Ramal Vital 125 amperios. amperios. Barraje del sistema de equipos 360 amperios Todo lo anterior se puede observar en el plano 2, que corresponde al unifilar propuesto.
89
15 TABLAS A continuación se presentan las tablas de resumen para cada uno de los tableros de distribución eléctricos, empezando por el séptimo piso ó cuarto de máquinas; en éstos cuadros se hace una comparación entre los resultados de los cálculos realizados con base en las normas y las características de los componentes instalados actualmente, como son el calibre para los conductores de las acometidas y las protecciones local y principal. Tabla
7. Confrontación Tablero MCC MCC T701
Aspecto analizado Situación Resultados calculados Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Notas de replanteo
Calibre de Conductor del alimentador Cobre AWG
Caída de tensión del alimentador En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
2
2.38
192
250
0
2/0
1.2
200
140-200
El desbalanceo es aceptable El calibre esta muy sobredimensionado la caída de tensión es de valor reducido La protección local está apropiada No existe selectividad respecto al alimentador principal.
8. Confrontación Tablero MCC MCC T702
Aspecto analizado Situación Resultados calculados Características actuales
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor del alimentador Cobre AWG
Caída de tensión del alimentador En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
2
2.38
192
250
0
2/0
1.2
200
140-200
El desbalanceo es aceptable El calibre esta muy sobredimensionado la caída de tensión es de valor reducido La protección local está apropiada No existe selectividad respecto al alimentador principal.
90
Tabla
9. Confrontación Tablero T703 T703
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
10
0.31
3
20
110
10
0.65
Ninguna
32
El desbalanceo es demasiado amplio El calibre es el apropiado para éste caso La caída de tensión es de valor reducido Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local La protección principal es aceptable
10. Confrontación Tablero T601 T601
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
2.95
50
65
75
10
7.38
--
32
- El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida, por norma es menor al indicado - La caída de tensión sobrepasa límites, aún más con el desbalanceo presente. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal es de calibre bajo, se recomienda cambiarla y además independizar el circuito de las duchas con protecciones y calibres adecuados.
11. Confrontación Tablero T501 T501 y Tablero T502
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
---
65
85
6 comp.
---
--
40-60
Indefinido
- El desbalanceo es indeterminado por las características de cargas conectadas. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal es de calibre menor, ajustarla al valor compartido
Tablero T502
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
--
65
85
37
6
2.6
--
40-60
Compartida
91
Compartida
Notas de replanteo
- El desbalanceo es amplio - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal es de calibre menor, ajustarla al valor compartido
Total alimentador para T501 y T502
Resultados normativos
<5
2
1.25
100
130
Características actuales
37
6
3.17
---
40-60
Notas de replanteo
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida actual es menor, comparado con la carga conectada - La caída de tensión se pasa pasa un punto, aunque no puede ser tan significativo significativo - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal es demasiado baja, se recomienda cambiarla.
Tabla
12. Confrontación Tablero T503 T503
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
1.9
60
90
20
6
4.2
---
70 — 1 —100 00
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida actual corresponde con la carga conectada - La caída de tensión se pasa un poco debido debido al desbalanceo de fases actual. actual. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local -Ajustar la protección principal al v alor indicado.
13. Confrontación Tablero T504 T504 y T505
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
1.28
25
35
52
10
3.9
---
32
compartida - El desbalanceo es amplio. Se recomienda ajustarlo al mínimo posible. - El calibre para acometida actual corresponde con la carga conectada pero no con el mínimo permitido para estos casos. - La caída de tensión se pasa un poco debido al desbalanceo de fases actual. actual. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local
Tablero T505
Aspecto analizado Situación Resultados normativos
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
12
0.35
25
32
92
Características actuales
196
12
--.
1.5
32 compartida
Notas de replanteo
- El desbalanceo es dem asiado amplio - El calibre para acometida actual corresponde con la carga conectada - La caída de tensión es baja. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local Total alimentador para T503 y T504
Resultados normativos
<5
8
1.85
35
55
Características actuales
196
10
2.9
---
32
Notas de replanteo
- El desbalanceo es muy amplio. Es pertinente distribuir uniformemente cargas. - El calibre para acometida principal es prácticamente el apropiado - La caída de tensión está en el límite límite pero puede disminuir balanceando balanceando fases - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal debe ser cambiada por l a apropiada.
Tabla
14. Confrontación Tablero T506 T506
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.3
15
20
194
10
1.6
---
32
- El desbalanceo es muy amplio. Es necesario distribuir uniformemente cargas. - El calibre para acometida corresponde al tipo de carga. - La caída de tensión es baja. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal puede ser cambiada por la indicada.
15. Confrontación Tablero T401 T401 Y T402
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
<3
55
--
3.16
6
---
70-100
compartido - El desbalanceo esta dentro del r ango permitido - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local
T402
Aspecto analizado Situación Resultados normativos
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
<3
72
--
93
Características actuales
25
---
6
70-100
compartido
Notas de - El desbalanceo es amplio. Es necesario distribuir uniformemente cargas. replanteo - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local Total alimentador para T401 y T402
Resultados normativos
<5
2
1.21
110
130
Características actuales
25
6
18
---
40-60
Notas de replanteo
- El desbalanceo desbalanceo es amplio. Se necesita distribuir distribuir uniformemente uniformemente cargas. - El calibre para acometida esta esta por debajo de la capacidad capacidad del tipo de carga. - La caída de tensión tensión es baja. Como consecuencia del desbalanceo. desbalanceo. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal necesita ser cambiada por la indicada.
Tabla
16. Confrontación Tablero T403 T403 y T404
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
4
<3
75
--
indefinido
2
---
---
40-60
compartido
compartida - el desbalanceo depende de las cargas que se conecten a los tomas trifásicos. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local
T404
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
1
22
--
300
2
1.35
---
40-60
compartida Compartido - El desbalanceo es el máximo. Es preciso reducir ese valor - El calibre para acometida esta mu y sobredimensionado - La caída de tensión tensión es baja pero como consecuencia del calibre del del conductor. - Siempre que sea pos ible instalar protecciones del alimentador local Total alimentador para T403 y T404
Notas de replanteo
Resultados normativos
<5
4
1.6
92
120
Características actuales
300
2
2.9
---
40-60
Notas de replanteo
- El desbalanceo es máximo. Es pertinente distribuir uniformemente cargas. - La caída de tensión esta al límite límite pero debido al desbalanceo desbalanceo - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal para el grupo, debe ser cambiada por la indicada.
94
Tabla
17. Confrontación Tablero T405 T405
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Notas de replanteo
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
1.8
25
32
140
10
7.2
--
32
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.47
15
20
110
10
1.4
---
32
- El desbalanceo es demasiado. Se recomienda reducirlo. - El calibre para acometida es el apropiado. apropiado. - La caída de tensión es aceptable - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal no exige ser cambiada.
19. Confrontación Tablero T301 T301
Aspecto analizado
Notas de replanteo
Caída de tensión En %
18. Confrontación Tablero T406 T406
Situación Resultados normativos Características actuales
Situación Resultados normativos Características actuales
Calibre de Conductor Cobre AWG
- El desbalanceo es demasiado. Se recomienda reducirlo. - El calibre para acometida es el apropiado. apropiado. - La caída de tensión sobrepasa al límite pero debido al al desbalanceo - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal puede ser cambiada por la indicada.
Aspecto analizado
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
1.6
62
80
18
6
3.45
--
40-60
- El desbalanceo es un poco alto. - El calibre para acometida coincide con el propuesto - La caída de tensión se pasa del del límite pero debido al al desbalanceo - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - La protección principal necesita ser cambiada por la indicada.
95
Tabla
20. Confrontación Tablero T302 T302
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Notas de replanteo
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
10
0.25
4
6
0
10
0.25
20
32
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
1.5
65
82
3
6
1.5
--
70-100
- El desbalanceo es aceptable - El calibre para acometida es el apropiado. apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local -Ajustar la protección principal al valor máximo.
22. Confrontación Tablero T304 T304
Aspecto analizado
Notas de replanteo
Caída de tensión En %
21. Confrontación Tablero T303 T303
Situación Resultados normativos Características actuales
Situación Resultados normativos Características actuales
Calibre de Conductor Cobre AWG
- El desbalanceo es mínimo - El calibre para acometida es el apropiado. apropiado. - La caída de tensión es muy buena buena - las protecciones local y principal no se precisa cambiarlas.
Aspecto analizado
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
4
1.27
83
110
61
6
5.4
---
70-100
- El desbalanceo esta muy alto. - El calibre para para acometida es actualmente un número menos. - La caída de tensión esta fuera del rango como consecuencia del desbalanceo desbalanceo y el calibre inferior. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - sería bueno cambiar la protección principal al valor indicado.
96
Tabla
23. Confrontación Tablero T305.1, T305.1, T305.2 y T305.3
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
<5
25
35
4
---
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo T305.2
Aspecto analizado
100
compartido
63-80 compartida
- El desbalanceo desbalanceo muy amplio - No es ne cesario cambiar la protección principal pero sí ajustar al valor mínimo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
<5
35
45
30
10
1.42
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
60 compartida
60
63-80
compartida
compartida
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es inferior a las características. características. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango. - No es ne cesario cambiar la protección principal pero sí ajustar al valor mínimo.
T305.3
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
<5
25
32
78
8
---
30
Situación Resultados normativos Características actuales
63-80 compartida
Notas de replanteo
- El desbalanceo esta muy alto. - El calibre para acometida es el correcto correcto - La protección del alimentador local es apropiada Total alimentador para T305.1, T305.2 Y T305.3
Resultados normativos
<5
4
1.17
77
100
Características actuales
70
4
1.27
----
63-80
Notas de replanteo
- El desbalanceo esta muy alto. - El calibre calibre para acometida acometida es apropiado - La caída de tensión esta dentro del rango - Es bueno cambiar la protección principal al valor indicado.
97
Tabla
24. Confrontación Tablero T201, T201, T202 y T203
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
<3
55
70
Indefinido
2
---
---
70-100
compartido
compartida
- Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - sería bueno cambiar la protección principal al valor indicado.
T202
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
1
32
40
11
2
0.24
---
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo T203
Aspecto analizado
Compartido
70-100 Compartida
- El desbalanceo es un poco alto. - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
1
32
40
11
2
---
---
Situación Resultados normativos Características actuales
70-100 compartida
Notas de - El desbalanceo es un poco alto. replanteo - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local Total alimentador para T201, T202 y T203
Resultados normativos
<5
2
0.77
100
130
Características actuales
11
2
--
---
40-60
Notas de replanteo
- El desbalanceo esta fuera de rango - El calibre calibre para acometida acometida es acertado - Siempre que sea posible instalar protecciones del alimentador local - Es necesario cambiar la protección principal al valor indicado.
98
Tabla
25. Confrontación Tablero T205 T205
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
1.7
52
68
43
6
0.84
---
40-60
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es inferior a las características características necesarias. - La caída de tensión tensión esta ampliamente dentro del rango - re recomienda .instalar la protección local. - es pertinente cambiar la protección principal al valor indicado.
26. Confrontación Tablero T206 T206
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.96
38
50
41
8
2.9
----
70-100
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es apropiado - Se recomienda instalar una protección local. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango. - Es necesario cambiar la protección principal al valor indicado
27. Confrontación Tablero T207.1 T207.1 y T207.2
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
<3
20
30
90
4
--
50
Compartida
100 Compartida
- El desbalanceo es muy amplio - El calibre para acometida es ampliamente adecuado adecuado - No es tan necesario cambiar la protección principal.
T207.2
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
--
15
20
11
4
--
50
100
compartida
compartida
99
Notas de replanteo
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es ampliamente apropiado apropiado - No es tan necesario cambiar la protección principal.
Total alimentador para T207.1 y T207.2
Resultados normativos
<5
8
1
32
Características actuales
50
4
0.4
---
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es más que apropiado -- La caída de tensión tensión esta cómodamente dentro del rango. - Se recomienda instalar una pro tección local. - No es ne cesario cambiar la protección principal.
28. Confrontación Tablero T101 T101
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
100 Compartida
Notas de replanteo
Tabla
40
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.7
20
30
150
10
1
---
32
- El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida es inferior al necesario - La caída de tensión tensión esta cómodamente dentro del rango. rango. - Se recomienda instalar una pro tección local. - No es ne cesario cambiar la protección principal.
29. Confrontación Tablero T102, T103. T104, T105, T106 y
T107 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.52
42
---
137
8
1.6
100
60 Compartida
- El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida es el apropiado - La caída de tensión tensión esta dentro del rango.
Tablero T103 Aspecto analizado Situación Resultados normativos
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.5
22
---
100
Características actuales Notas de replanteo
300
10
0.8
--
60 Compartida
- El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida es el apropiado - La caída de tensión esta ampliamente dentro del del rango.
Tablero T104 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.3
15
--
137
10
0.87
---
60 Compartido
- El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida es el apropiado - La caída de tensión tensión esta ampliamente dentro del rango. rango.
Tablero T105 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
12
0.87
7.5
--
300
12
0.87
----.
60 Compartida
- El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida es el apropiado - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - No tiene protección del circuito ramal.
Tablero T106 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.24
18
---
60
8
0.57
60
60
Compartida Compartida - El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es el apropiado - La caída de tensión tensión esta dentro del rango. - Se recomienda una protección local del valor valor superior y cercano al indicado más la corriente de T107
Tablero T107 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.5
37.5
---
----
8
0.5
60
60
101
actuales
compartida
Compartida
Notas de - El calibre para acometida es el apropiado replanteo - La caída de tensión tensión esta dentro del rango Total alimentador para T102, T103, T104, T105, T106 y T107
Resultados normativos
<5
4
1.38
----
90
Características actuales
---
6
2.2
---
60
Notas de replanteo
- El calibre para acometida es inferior al necesitado - La caída de tensión tensión esta dentro del rango. - La protección principal debe ser cambiada al valor indicado.
Tabla
30. Confrontación Tablero T108 T108 y T109
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
--
15
----
47
10
---
---
32
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Compartida - El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es el correcto - Se recomienda instalar una protección local.
T109
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
1.2
21
---
300
12
2
----
32
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Compartida - El desbalanceo es demasiado amplio - El calibre para acometida es inferior al necesario - La caída de tensión tensión esta dentro del rango.
Total alimentador para T108 y T109
Resultados normativos
<5
8
0.5
21
30
Características actuales
174
10
0.8
---
32
Notas de replanteo
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es un poco inferior a las características características necesarias. - La caída de tensión tensión esta ampliamente dentro dentro del rango - Se recomienda .instalar la protección local.
102
Tabla
31. Confrontación Tablero T110.1 T110.1 y T110.2
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.62
48
--
2
8
0.62
40-60
Situación Resultados normativos Características actuales
100 compartido
Notas de replanteo
- El desbalanceo es mínimo - El calibre para acometida es apropiado - La caída de tensión tensión esta ampliamente dentro del rango rango - Se recomienda ajustar la protección protección local.
T110.2
Aspecto analizado
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.17
7.5
---
0
10
0.17
40-60
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
- El calibre para acometida corresponde al nece sario - La caída de tensión tensión esta ampliamente dentro del rango rango
Total alimentador para T110.1 y T110.2
Resultados normativos
<5
8
0.67
53
70
Características actuales
1
4/0
0.05
100
140-200
Notas de replanteo
- El desbalanceo es mínimo - El calibre para acometida esta demasiado amplio - La caída de tensión tensión esta muy dentro del rango - Se recomienda ajustar las las protecciones, protecciones, local y principal.
Tabla
32. Confrontación Tablero T111 T111
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.6
16
20
0
6
0.38
--
40-60
- El desbalanceo es mínimo - El calibre para acometida es más que apropiado apropiado - La caída de tensión tensión esta ampliamente dentro dentro del rango - Se recomienda instalar protección local.
103
Tabla
33. Confrontación Tablero T112 T112
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Notas de replanteo
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
1.4
58
75
32
6
3.18
------
40-60
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.5
15.7
20
105
10
2.6
---
32
- El desbalanceo es muy amplio - El calibre para acometida es apropiado - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda recomienda instalar protección protección local. - No es ne cesario cambiar protección principal.
35. Confrontación Tablero T115 T115 y T116
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo T116
Aspecto analizado
Notas de replanteo
Caída de tensión En %
34. Confrontación Tablero T113 T113
Situación Resultados normativos Características actuales
Situación Resultados normativos Características actuales
Calibre de Conductor Cobre AWG
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida es apropiado - La caída de tensión esta fuera de rango pero debido al desbalanceo. - No es necesario cambiar la protección protección principal pero se puede ajustar al mínimo
Aspecto analizado
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
---
23.3
---
103
6
---
---
40-60
compartida
Compartida
- El desbalanceo es mínimo - Se recomienda instalar la protección local.
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.57
22.5
----
61
6
2.5
----
40-60
Compartido - El desbalanceo es muy amplio - El calibre calibre para acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda instalar protección local.
104
Compartida
Total alimentador para T115 y T116
Resultados normativos
<5
8
0.88
46
60
Características actuales
----
6
0.55
---
40-60
Notas de replanteo
Tabla
- El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Sería bueno instalar la protección principal indicada.
36. Confrontación Tablero T117 T117
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.56
30
40
Indefinido
6
0.35
---
40-60
- El desbalanceo es muy amplio - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda instalar protección local y ajustar la pro tección principal
37. Confrontación Tablero T118 T118 y T118a
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.13
27.2
---
37
6
0.3
----
40-60 compartida
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango
T118a
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
12
0.5
25
---
300
12
0.5
---
40-60 Compartida
- El desbalanceo es muy amplio - El calibre para acometida es apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango
105
Total alimentador para T118 y T118.a
Resultados normativos
<5
8
0.24
48
60
Características actuales
---
6
0.15
---
40-60
Notas replanteo
de - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Ajustar el valor de la protección principal.
Tabla
38. Confrontación Tablero T119 T119
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Notas de replanteo
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
2
31
47
< 85
2/0
0.65
75
60-100
- El desbalanceo es muy amplio - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del del rango - Se recomienda instalar protección local y ajustar al mínimo la principal.
39. Confrontación Tablero T120 T120
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Calibre de Conductor Cobre AWG
compartida
Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
6
1.5
68.8
100
0
2
0.6
125
60-100 Compartida
- El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda instalar la protección adecuada - Ajustar la protección principal al máximo.
106
Tabla
40. Confrontación Tablero T121 T121
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
2.36
45
60
66
6
3.9
75
50
- El desbalanceo es muy amplio - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta un poco fuera del rango - Es necesario cambiar la protección local, local, en cambio la principal puede permanecer aunque no ofrece selectividad selectividad
Cuadro 41. Confrontación Tablero T123 Aspecto analizado
Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
2.17
67
87
29
6
5.15
----
75
- El desbalanceo es amplio - El calibre calibre para acometida es el apropiado. - La caída de tensión tensión esta fuera del rango - Se recomienda instalar protección local. - la protección principal puede no cambiarse.
42. Confrontación Tablero T124.1 T124.1 y T124.2
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo T124.2
Aspecto analizado Situación Resultados normativos
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
8
---
40
---
0
10
---
50
100 Compartida
- El calibre para acometida acometida es inferior al exigido. exigido.
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
0
8
---
40
--
107
Características actuales
0
10
---
50
100 Compartida
Notas de - El calibre para acometida acometida es menor al indicado. indicado. replanteo Total alimentador para T124.1 y T124.2
Resultados normativos
<5
Características actuales
---
4
---
80
2
---
100
100
compartida
T125 Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
--
10
---
90
12
----
-------
100 Compartida
Notas de - El desbalanceo es muy amplio replanteo - El calibre para acometida acometida es inferior al necesario. necesario. Total alimentador para T124.1, T124.2 y T125
Resultados normativos
<5
6
1.8
58
75
Características actuales
---
2
0.73
100
100
Notas replanteo
de - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - no es tan relevante el cambio de protecciones.
Tabla
43. Confrontación Tablero T126 T126
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
10
0.8
10
15
0
10
0.8
---
100 Compartida
- El calibre para acometida es apropiado. apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda instalar protección local.
108
Tabla
44. Confrontación Tablero T127 T127
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
1
20
30
28
4
0.9
100
- El desbalanceo es amplio - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda instalar protección local y puede perman ecer la principal.
45. Confrontación Tablero T128 T128
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo
Tabla
Desbalanceo entre fases En %
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
6
1.3
56
85
0
2
0.5
175
----
- El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango - Se recomienda ajustar protección local. - Es urgente colocar protección principal para el alimentador con el valor indicado
46. Confrontación Tablero T129.1 T129.1 y T129.2
T129.1
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales Notas de replanteo T129.2
Aspecto analizado Situación Resultados normativos Características actuales
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
---
40
---
14
2
---
50
50
compartido
Compartida
- El desbalanceo es un poco amplio
Desbalanceo entre fases En %
Calibre de Conductor Cobre AWG
Caída de tensión En %
Protección del alimentador local. (A)
Protección del alimentador principal (A)
<5
8
0.57
30
--
40
8
1.35
40
80 Compartida
109
Notas de replanteo
- El desbalanceo es un poco amplio - El calibre para acometida es apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango
Total alimentador para T129.1 y T129.2
Resultados normativos
<5
6
2.5
70
Características actuales
---
2
1
80
Notas replanteo
100 250 Compartida
de - El calibre para acometida acometida es más que apropiado. - La caída de tensión tensión esta dentro del rango
110
16 PLANOS Y CONVENCIONES Ya que uno de los objetivos específicos propuestos para el proyecto fue el levantamiento general del sistema eléctrico del Hospital Regional de Sogamoso en las condiciones que se encuentra actualmente, debido a que prácticamente no existían planos. En el anexo general que contiene este proyecto se encuentran nueve planos eléctricos en las condiciones reales, dos pliegos con los cuadros de cargas respectivos para cada tablero de distribución y un plano unifilar de distribución propuesto pensando en el sistema de respaldo y la discriminación de las cargas, esto para una total de 12 planos con su respectivo cuadro descriptivo de convenciones y demás anotaciones, resumidos así. Plano 1. Plano 2. Plano 3. Plano 4. Plano 5. Plano 6. Plano 7. Plano 8. Plano 9. Plano10. Plano 11. Plano 12.
Unifilar General Unifilar Propuesto Primer Piso (corte A) Primer Piso (corte B) Primer Piso (corte C) Segundo Piso Tercer Piso Cuarto Piso Quinto Piso Sexto y Séptimo Piso Cuadro Cargas Primer Piso Cuadro Cargas Segundo, Tercero, Cuarto, Quinto, Sexto Piso y Cuarto de Máquinas.
111
17 CANTIDADES DE OBRA
Este proyecto en ningún momento incluye los diseños de celdas para la subestación eléctrica, el estudio financiero ó elaboración de costos por mano de obra y el valor de los materiales involucrados en los cambios por reposición de los equipos para el sistema eléctrico del hospital.
112
18 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS 18.1 CONDUCTORES PARA B.T Los conductores que se deben utilizar para los circuitos ramales y principales en el lado de baja tensión serán de material de cobre, el tipo de aislamiento THW THW a 75º C, C, ó THWN ó también THHWN THHWN a 90º 90º C. Para los calibres calculados en las cajas de distribución, y que se indican en las tablas del capítulo 14 18.2 CONDUCTOR DE M.T. Aunque la corriente primaria es muy baja, el calibre mínimo permitido para instalaciones de 13.2 kV es 2 AWG (® 310-5(ver anexo N, calibre mínimo de conductores, y además el anexo 0, capacidad de conductores de M.T)). Por consiguiente se asume el calibre necesario respecto al mínimo permitido. Algunas características adicionales que se recomiendan para la acometida son:
Se debe utilizar en los extremos del cable, terminales premoldeados tipo interior para reducir los esfuerzos eléctricos que se presentan en el aislamiento del cable; como su nombre lo dice se debe emplear en la entrada y la salida del seccionador y llegada al transformador tipo encapsulado
Emplear terminales premoldeados tipo exterior en la transición entre la línea de distribución aérea a la subterránea, el objetivo principal es el mismo del apartado anterior.
Accesorios necesarios para una puesta a tierra confiable, aterrizando la pantalla, con cable desnudo de cobre número 4 AWG y una varilla copperweld de 5/8 * 2.5 m.
LA borna Terminal debe ser de tipo bimetálico y se instalará en el conductor del cable mediante una herramienta de compresión.
113
18.3 BARRAJE DE DISTRIBUCIÓN Para el dimensionamiento del barraje principal del cual se derivan los alimentadores secundarios se tiene en cuenta el párrafo 9.2.1.1.4 p. 30 del reglamento de suscriptores de la Empresa de energía de Boyacá. “Se
instalará barraje tetrapolar fabricado en platina platina de cobre electrolítico electrolítico y calculado teniendo en cuenta una densidad de corriente no menor a 2000 amperios plg2 (pulgada cuadrada) y que serán montados sobre aisladores de soporte”1
18.4 PROTECCIONES Deben cumplir principalmente con las características de corte, seccionamiento y protección exigidas por la norma IEC 947-2, preferiblemente con dial térmico ajustable por encima de los valores obtenidos para las respectivas cajas de distribución ó protecciones independientes. También es bueno recordar que son tripolares de tipo termomagnético. 18.5 SECCIONADOR Ya que el transformador está protegido en la caja principal por los fusibles, en la celda interna se puede simplemente utilizar un seccionador de operación sin carga (sin fusibles) para interrumpir y cerrar circuitos manualmente, éste con características de 20 kV y 400 Amperios, datos nominales de diseño. Sin embargo es recomendable montar un seccionador tripolar para operación con fusibles, ya que éste sistema tiene incorporado un mecanismo para operación manual por medio de una palanca, motor u otro dispositivo de accionamiento y que además en caso de fundirse un fusible debido a una corriente de falla predeterminada, el seccionador automáticamente desconecta las tres fases, evitando que los equipos conectados trabajen en dos fases. Las características del seccionador apropiado son: 400 amperios, 20 kV y fusibles tipo HH de 25 amperios 2. También con base en la corriente nominal a plena carga del transformador.
1 2
Reglamento de suscriptores suscriptores E.E.B Pg. 30 Ibid., p. 447-449
114
Nota. Actualmente el seccionador está en una condiciones condiciones defectuosas, defectuosas, como se puede observar el la figura 18, donde un contacto de los polos esta deteriorado y las puntas del cable de media no tienen terminales premoldeados tipo interior para reducir los esfuerzos eléctricos. 18.6 CORTACIRCUITOS Ó CAJA PRINCIPAL Está hecha para aislar del sistema a un transformador ó a un ramal de la red primaria obedeciendo a una falla en el sistema al cual se está protegiendo, ó también de forma voluntaria y manual mediante una pértiga. Cuando la desconexión sea manual es condición indispensable maniobrar sin carga. La característica de la caja se indica en el tabla 47: Tabla 47. Características esenciales de la caja principal ó cortacircuitos. Característica Tensión nominal kV Tensión máxima de diseño kV Corriente nominal continua A capacidad de interrupción A Prueba de impulso BIL
13.8 kV – 100 A 13.8 15 100 5000 95 kV
Fuente: RAMIREZ CASTAÑO, Manuel. Redes de subtransmisión y distribución de energía. Universidad Nacional de Colombia. Manizales 1995. p. 434
Los portafusibles a utilizar son tipo vela para tensión nominal de 15 kV. El Fusible es tipo K (características de fusión en tiempo medio y en ciclos ciclos normales de trabajo soporta hasta 150% la I n sin alteración del elemento fusible) La capacidad de corriente del hilo fusible recomendada empíricamente por Samuel Ramírez1 es 2.0 veces la corriente nominal del transformador a plena carga (para un transformador de 315 kVA la corriente primaria nominal es 13 A), entonces: I fusib le
I fusib le
I fusib le
1
2
I trafo
2 13 A
Amperio rioss 25 Ampe
(Valor comercial)
Ibid., p.438
115
18.7 DPS. (Dispositivo de Protección contra Sobretensiones transitorias) . De acuerdo con las normas ASA- NEMA, las redes 3Ф conexión delta no puesto a tierra, es una red tipo D, y después de una serie de cálculos complejos realizados por Samuel Ramírez 1 se determinó que para una red 3Ф trifilar a 13.2 kV es necesario un DPS de 12 kV con capacidad de
descarga de 5KA (para zonas urbanas) con las siguientes recomendaciones de montaje:
Deben montarse lo más cerca posible al transformador (de 15 a 20 mts). Los tres conductores de la línea deben tener DPS y los conductores de puesta a tierra deben ser lo más corto posible. Los DPS deben instalarse fuera de las instalaciones eléctricas.
18.8 EQUIPO DE MEDIDA PARA FACTURACIÓN. Cuando la capacidad de un transformador de distribución privado es “mayor a 200 kVA el equipo de medida (de energía activa y reactiva) se debe conectar del lado de M.T,” 2 mediante t.t. y t.c. Además también es
necesario por exigencia del reglamento de suscriptores de la EBSA, (art. 3.18 y 7.3.1) conectar de igual manera los aparatos de medida. Como se indicó en el capitulo 9.2.4 para medidas en MT es necesario realizarlas indirectamente utilizando transformadores de medida (t.c y t.t), y pudiéndose utilizar el esquema de conexionado indicado en la figura 15. Vale la pena recordar que los transformadores de medida deben tener un nivel de aislamiento acorde a la tensión del circuito que se va a medir.
1
RAMIREZ CASTAÑO, Manuel. Redes de subtransmisión y distribución de energía. Universidad Nacional de Colombia. Manizales 1995. p. 427-432 2 Ibid., p. 407
116
Figura 15. Esquema de conexionado para equipo de medida en M.T. en un sistema trifásico trifilar balanceado.
18.8.1 TRANSFORMADORES DE CORRIENTE. El dato de partida para el
cálculo de la capacidad de los transformadores de medida es la misma corriente primaria calculada anteriormente.
I 1
Amperio rioss 11.6 Ampe
Ya que ésta corriente se presenta cuando el transformador está a un régimen de carga del 85 %, lo correcto es tener de base la corriente nominal a plena carga del transformador. PS
3· E · I
I
PS
I
315kVA
3 E
3 13.2kV
I n
Amperio rioss 13.7 Ampe
Ahora sí, con éste valor se dimensionan los t.c., (transformadores de corriente) de barra pasante con núcleo común, para nivel 2 (13.2 kV), que
117
serán de relación 15/5 amperios y de Clase de precisión 0.5, ó sea para equipo de medida y facturación (ver cuadro 2), para una potencia nominal mínima entre 0.5 y 1.5 VA (para contadores, contadores, ver anexo anexo I), pero un valor valor de potencia comercial normalizada es de 5 VA. Los transformadores de corriente deben cumplir con la norma NTC 2205 y con protocolo de pruebas certificado por un laboratorio acreditado por la Superintendencia de Industria y Comercio. 18.8.2 TRANSFORMADORES DE TENSIÓN. Los transformadores de tensión igualmente igualmente se conectan en MT, y pueden ser de tipo monofásicos con ambos polos aislado, y 13.2 kV, para medida de tensiones compuestas en una línea trifásica trifilar, con clase de precisión 0.5, ó sea para equipo de medida y facturación (ver tabla 2), con una potencia nominal de 3 a 5 VA, (para contadores, ver anexo H) pero un valor de potencia comercial normalizada es de 10 VA. Los transformadores de tensión deben cumplir con la norma NTC 2207. 18.8.3 MEDIDOR DE ENERGÍA ACTIVA Y REACTIVA PARA FACTURACIÓN. El medidor a instalar debe cumplir con las normas NTC 2147, 4052 y 2148, indicadas para medidores de energía activa y reactiva. Con clase de precisión 0.5 (equipos de medida y facturación) y patronado (calibrado por una entidad competente y certificada) Se puede instalar un medidor digital, que integra ambas medidas y que tiene opción de comunicación por red de datos con la empresa prestadora del servicio de energía 18.8.4 BORNERA DE PRUEBAS. Se debe instalar junto con los equipos anteriormente nombrados una bornera de conexión y pruebas bajo normas AE 515 ó 516, de material aislante, que permita la conexión y desconexión de las corrientes, las tensiones y el neutro. 18.9 EQUIPO ANALIZADOR DE RED PARA EL USUARIO Existen equipos digitales que indican valores importantes para el usuario, como por ejemplo la corriente de línea, tensión, frecuencia y hasta el nivel de las armónicas ó de THD. Éste dispositivo está compuesto por una módulo procesador de datos con pantalla indicadora en LCD (figura 11), y que de manera integral se conectan a él también transformadores de corriente de barra pasante y dependiendo el fabricante, transformadores de tensión.
118
Se recomienda instalar éste equipo, pero en el lado de B.T. Las características de los transformadores de medida se determinan de igual manera que se hizo anteriormente para el equipo de medida para facturación, pero pueden utilizarse transformadores con clase 1 de precisión. A grosso modo se puede indicar la instalación de un t.c 800/5 y el t.t, depende del equipo adquirido. 18.10 SISTEMA DE RESPALDO. En la sección 701- 2, de la NTC 2050 “sistemas de emergencia legalmente requeridos” explica que son los exigidos por las leyes municipales,
distritales, departamentales ó nacionales, nacionales, ó por por otros otros códigos ó por cualquier organismo gubernamental competente. Estos sistemas están destinados a suministrar automáticamente corriente a cargas seleccionadas en caso de que falle el suministro normal. Además ® sección 517-25 “sistema eléctrico esencial”, explica que las instituciones de asistencia médica deben tener un sistema capas de dar suministro a un número limitado de salidas consideradas consideradas esenciales para la seguridad de la vida humana. Por todo lo anterior es necesario replantear el sistema de emergencia del Hospital Regional de Sogamoso, a partir de los siguientes criterios normativos: NTC 2050 sección 517 parte C. Establece dos subsistemas para el sistema eléctrico esencial, éstos éstos deben ser de emergencia y equipos. equipos. El sistema de emergencia se subdivide a la vez en ramal vital y ramal crítico, cada ramal debe estar conectado a uno más conmutadores de transferencia como se observa en la figura 16. El alambrado del rama vital y crítico, deben mantenerse totalmente independiente entre ellos y con otro tipo de alambrado. La conexión del ramal crítico (especialmente) (especialmente) al sistema de emergencia debe ser automática y estar disponible para conectar la fuente de alimentación alternativa dentro de los 10 segundos después de la interrupción del servicio normal, de forma que todas las funciones especificadas se restablezcan automáticamente. Se debe proporcionar un retardo de tiempo que permita un ajuste de 15 minutos para evitar transferir, en caso de reestablecimiento de corta duración de la fuente normal.
119
Figura 16. Sistema eléctrico esencial de un hospital a. sistema típico.
b. Sistema ampliado
Fuente de idea: idea: NTC 2050. Código Código Eléctrico Eléctrico Colombiano Colombiano 2002. Figura 517-30.a) y 517-30.b)
Además el equipo de transferencia se debe diseñar e instalar de modo que impida la interconexión accidental de las fuentes de alimentación normal y de emergencia al hacer cualquier manipulación, utilizando un sistema de enclavamientos mecánicos y eléctricos
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19 MANUAL DE SEGURIDAD Según las prescripciones de carácter general que condicionan el suministro de energía eléctrica, determinadas en las resoluciones de la CREG, los propietarios de las instalaciones y/o el personal de mantenimiento son los responsables del estado de conservación y funcionamiento de las instalaciones. De acuerdo a lo anterior el RETIE, indica que se deben efectuar inspecciones periódicas de todas las instalaciones, y que se realizarán al menos cada cinco años en el nivel domiciliario, domiciliario, y en hospitales hospitales y zonas zonas clasificadas como peligrosas, debe hacerse cada dos años. Además, es bueno desde un principio dar las recomendaciones prácticas que a continuación se indican, relacionadas con el manejo de los artefactos eléctricos junto con normas de seguridad que deben cumplir los trabajadores encargados del mantenimiento en la instalación. Los empalmes y derivaciones de los conductores deben ser accesibles. Todas las transiciones entre tipos de cables, las conexiones a las cargas ó las derivaciones, deben realizarse en cámaras ó cajas de inspección que permitan mantener las condiciones y grados de protección aplicables. El secundario de un t.c, no debe ser abierto mientras se encuentre energizado, en caso que todo el circuito no pueda desenergizarse adecuadamente, el trabajador deberá conectar el circuito secundario en derivación con puentes, para que bajo ninguna condición se abra el secundario del t.c. Los enclavamientos entre los diferentes elementos de corte y seccionamiento en la subestación son indispensables por razones de seguridad de las personas y convivencia operativa de la instalación para no permitir que se realicen accionamientos indebidos por errores humanos. Con el fin de realizar labores de mantenimiento en las subestaciones con plena seguridad para el personal encargado, es imprescindible que el sistema permita poner a tierra las partes vivas con el fin de ejecutar una maniobra planamente confiable.
121
Siempre que se trabaje en líneas desenergizadas ó líneas sin tensión, se deben cumplir las siguientes cin co “reglas de oro de seguridad”:
Efectuar el corte visible de todas las fuentes de tensión, mediante interruptores y seccionadores, de forma que se asegure la imposibilidad de su cierre intempestivo. En aquellos aparatos en que el corte no puede ser visible, debe existir un dispositivo que garantice que el corte sea efectivo.
Condenación ó bloqueo, si es posible, de los aparatos de corte. Señalización en el mando de los aparatos hincando “No Accionar” ó “No maniobrar” y retirar los portafusibles de los cortacircuitos. Se llama “condenación o bloqueo” de un aparato de maniobra al conjunto de
operaciones destinadas impedir la maniobra de dicho manteniéndolo en una posición determinada.
aparato,
Verificar la ausencia de tensión en cada una de las fases, con el detector de tensión, el cual debe probarse antes y después de cada utilización.
Puesta a tierra y en cortocircuito de todas las posibles fuentes de tensión que incidan en la zona de trabajo. Es la operación de unir entre sí todas las fases de una instalación, mediante un puente equipotencial de sección adecuada, que previamente a sido conectado a tierra.
Señalizar y delimitar la zona de trabajo. Es la operación de indicar mediante carteles o símbolos el mensaje que debe cumplirse para prevenir el riesgo de accidente.
Como parte de las indicaciones indicaciones anteriores, además el trabajador trabajador debe usar elementos de protección adecuados, comos son botas y casco dieléctrico, también también es importante que la herramienta utilizada esté en excelentes condiciones de nivel de aislamiento, y que sea la apropiada para cada tipo de trabajo. Para la instalación instalación de equipos de puesta a tierra, se conecta primero a tierra y después a los conductores, equipos ó puntos que puedan adquirir potencial durante el trabajo. En tanto el circuito no esté efectivamente puesto a tierra, por seguridad todos los conductores ó partes del circuito se considera como si estuvieran energizados a su tensión nominal. Por seguridad de los trabajadores y del sistema, se debe disponer de un procedimiento que sea lógico, claro y preciso para la adecuada
122
programación, ejecución, reporte y control de maniobras, esto con el fin de asegurar que las líneas y los equipos no sean energizados ó desenergizados, ya sea por error ó de manera inadvertida, ocasionando situación de riesgo ó accidentes. Además es importante que los operarios de mantenimiento se encuentren en perfectas condiciones técnicas, físicas y síquicas para realizar un trabajo. También existe otra regla básica de trabajo, y es que un operario solo no deberá trabajar en un sistema energizado por encima de 1000 voltios fase a fase. El piso de la subestación debe ser dieléctrico. dieléctrico. Normalmente se utiliza un tapete de caucho apropiado.
123
20 RECOMENDACIONES El objeto principal de éste proyecto es fijar los parámetros de replanteo en el sistema eléctrico para el Hospital Regional de Sogamoso; por ello es necesario indicar los aspectos relevantes para cambio y las condiciones de seguridad, correcta utilización y conexionado del sistema eléctrico. En consecuencia a continuación se dan las recomendaciones respectivas a tener en cuenta, clasificadas en orden de importancia y que deben ser cumplidas por personal calificado y competente en el área, para reducir al mínimo riesgos eléctrico en la instalación, y ofrecer seguridad y confianza a los pacientes y usuarios, como también al inmueble mismo. 20.1 RECOMENDACIONES URGENTES. De acuerdo a las disposiciones transitorias contenidas en el capítulo IX del Reglamento Técnico para Instalaciones Eléctricas RETIE 1, donde indica lo siguiente: “Las instalaciones construidas antes de la fecha de entrada en
vigencia del presente Reglamento, no están obligadas a cumplir las prescripciones en él contenidas. No obstante lo dispuesto en el párrafo anterior, si la instalación presenta una condición que implique un alto riesgo para las personas, su propietario ó poseedor deberá realizar las modificaciones acorde con el presente Reglamento. Las autoridades competentes podrán exigir las adecuaciones en éstos casos.”
De acuerdo a esto, a continuación se indican los aspectos más relevantes de cambio, y que deben hacerse con premura: Instalar adecuadamente una celda de protección y maniobra para la
acometida de media tensión.
Instalar una celda para equipos de medida en nivel 2 ó M.T. (13.2 kV)
con los equipos correspondientes, como son los transformadores de
1
COLOMBIA. MINISTERIO MINISTERIO DE MINAS MINAS Y ENERGÍA. Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas : RETIE. Bogota : Colombia. Colombia. s.n, 2004. 2004. 119 p.
124
medida (t.t. y t.c.), borneras de pruebas, medidor de activa y reactiva, con las características indicas en el capítulo anterior. Efectuar una adecuada coordinación de las protecciones eléctricas para
garantizar la selectividad necesaria, continuidad del servicio.
conservando así al máximo la
Implementar un sistema de alumbrado de emergencia para las salidas,
luces indicadores de salidas y pasillos, y todas las demás luces específicas necesarias para conseguir una buena iluminación cuando falle el suministro normal de energía y mientras entra el funcionamiento el equipo de respaldo principal
Calibrar la protección termomagnética del interruptor general con el
ajuste correspondiente.
Actualizar el control del sistema de respaldo, para que funcione
totalmente automático, y que entre en operación dentro de los 10 segundos siguientes al corte de la energía del sistema normal.
El barraje del actual sistema de emergencia debe ser ubicado de tal
manera que quede soportado soportado en aisladores, aisladores, y asegurado a una base.
distribución para los ramales de emergencia y Modificar el diseño de distribución sistema esencial con los conmutadores necesarios.
Implementar un adecuado sistema de protección contra rayos. Donde la
persona calificada para el proyecto debe incluir buenas prácticas de ingeniería, y para ello es necesario remitirse al capítulo VII art. 42 del RETIE.
20.2 RECOMENDACIONES GENERALES - Las duchas deber tener circuitos independientes; cuando se trata de
un pequeño grupo (menos de cuatro) se puede conectar común y corriente desde un circuito derivado con la protección y el calibre adecuado, pero si el grupo es grande (mas de cinco) es necesario instalar un circuito alimentador ó tablero exclusivo para ello.
- Ya que actualmente el ramal alimentador para los equipos de
cómputo está habilitado para funcionar con UPS en serie, pero no
125
tiene conectado este sistema de respaldo, sería importante ponerlo en funcionamiento. - Al conectar nuevas cargas de potencia significativa a los circuitos
ramales, es necesario antes verificar si la protección del circuito alimentador puede ajustarse a la nueva carga, o de lo contrario tomar las correspondientes medidas.
- Cuando se cambien tomacorrientes, siempre que sea posible,
sustituirlos por otros con polo a tierra, si hay una puesta a tierra en la caja del tomacorriente, además de las disposiciones contenidas en la NTC 2050 sección 210-7. La posición del toma, corresponde que el negativo (contacto plano-largo) debe ir arriba, la fase (contacto plano corto), abajo y el polo a tierra por lo general a la izquierda dependiendo el fabricante.
- Diferenciar claramente las clases de ramales en el sistema esencial y
de emergencia, para que en las ampliaciones ó derivaciones derivaciones no se conecten cargas a los circuitos que son de otra clase.
- Realizar un estudio y medición, para implementar un sistema de
puesta a tierra SPT en la subestación, al igual que para cada circuito alimentador.
- En ningún caso la carga conectada debe exceder la corriente nominal
del conductor y protecciones del circuito ramal. NTC 2050 sección 210-23.
- Para el calibre mínimo de conductores en acometidas nuevas se debe
tener en cuenta NTC 2050 sección 230-31.b)
- Modificar el sistema de derivación de los alimentadores principales,
que va en cable figurado desde el barraje principal hasta la entrada de cada interruptor. Puede cambiarse por breakers 3Ф en módulos tipo
enchufables ó quick lag. Aunque éste sistema pueden se costoso, ofrece flexibilidad y confort a la instalación además de seguridad y facilidad de mantenimiento. ma ntenimiento. - Instalar un equipo de medida ó analizador de red en B.T, tipo usuario,
el cual muestra valores de corriente, tensión, frecuencia, potencias entre otras indicaciones.
- La subestación eléctrica debe tener características estéticas y de
seguridad, como por ejemplo el no almacenar ningún tipo de equipo ó
126
materiales, a no ser que forme parte integral de algún sistema, también debe existir un extintor para fuego clase eléctrico y que cumpla sus características apropiadas de presión, dimensiones y señalización, entre otras. - El piso de la subestación debe ser dieléctrico. Normalmente se utiliza
un tapete de caucho apropiado.
- Después de instalar el equipo de medida se recomienda analizar la
lectura de potencia reactiva y posteriormente tomar las medidas que fueran necesarias si las hay para controlar el nivel de consumo respectivo y no incurrir en sanciones legales indicadas anteriormente.
20.3 RECOMENDACIONES ESPECÍFICAS Ya que cada tipo de instalación exige diferentes niveles de seguridad y protección, a continuación se indican los requisitos específicos para las instalaciones hospitalarias, y además el objetivo es la protección de los pacientes y personas que laboren ó visiten dicho inmueble. Para no hacer extensas las anotaciones, se indican los capítulos específicos de las normas que el reglamento eléctrico colombiano fija para éste caso, en consecuencia favor remitirse a dichas secciones. El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE, en el capítulo 7 art. 41, determina las disposiciones que se aplican a éste tipo de instalaciones. Además de cumplir lo establecido en la norma NTC 2050, y particularmente en la sección 517. Otra normatividad específica pero ya de tipo internacional está consignada en el Standard Standard for Health Care Facilities, NFPA 99-1996 (ANSI) Sistemas Eléctricos esenciales en hospitales y Standard for Health Care Facilities, NFPA 101-1997 (ANSI) Medidas de Seguridad en Edificaciones.
127
21 REGISTRO FOTOGRÁFICO El estado actual de las instalaciones y equipos eléctricos del hospital, demuestra la importancia importancia de la realización realización del proyecto, por eso a continuación se presentan unas fotografías de los sitios más críticos encontrados en el edificio para tener una una idea de la situación situación en que se encuentra el sistema eléctrico. Figura 17. Tablero de la transferencia transferencia automática. Actualmente este tablero no está
funcionando correctamente, ya que el arranque y el control de la tensión deben hacerse de forma manual, además los dispositivos ya son obsoletos.
128
Figura 18. Seccionador tripolar tripolar de M.T.
Aunque no se ve muy claramente, el contacto inferior del fusible en el polo A, está deteriorado, ocasionando ocasionando que el mecanismo de apertura del seccionador prácticamente no funcione, además las puntas de llegada de la acometida de 13.2 kV no tiene puntas premoldeadas contra esfuerzos esfu erzos eléctricos, en la misma condición se encuentran los terminales de los conductores localizados entre el seccionador y los bujes de entrada del transformador.
129
Figura 19. Actual generador de 75 kVA,
El equipo de respaldo mostrado en la figura corresponde al generador actual con que cuenta el hospital, que no está cubriendo los requerimientos necesarios de potencia de demanda para el sistema esencial, que debería ser de 150 kVA
130
Figura 20. Interruptor General B.T.
Actualmente el dispositivo, tiene un dial térmico entre 1000 y 2000 amperios, y un magnético de 6 kA hasta 9 kA, éste interruptor se rearma únicamente de forma manual por acumulación de energía y no permite el armado automático con un motorreductor, (figura 17), colocando ya en un lugar de desactualización, sin embargo es aceptable este tipo de interruptor el valor mínimo de ajuste térmico también puede ser tolerable.
131
Figura 21. Derivación indebida en acometida.
El alimentador para la sala de Rayos X también presenta una situación especial (figura 16), al estar conectados varios tomacorrientes de forma directa, a la acometida de 2/0, siendo la única protección el interruptor de 100 amperios, además la derivación se hizo en un lugar poco accesible y antes de la llegada al tablero de Rx.
132
Figura 22. Barraje del sistema emergencia.
Perfectamente se puede observar el desorden y acumulación de derivaciones, como también que una parte del barraje de emergencia está suelta y sin aisladores, lo que genera un riesgo permanente a un cortocircuito.
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Figura 23. Contactores sumergidos sumergidos en aceite.
Los contactores utilizados en la trasferencia, fueron sumergidos en aceite aparentemente con con el fin de prolongar la duración de los contactos y evitar sobrecalentamientos. Pero esto no es lo apropiado, ya que da un mal aspecto físico y de desorden en la subestación.
134
Figura 24. Tablero T601.
Éste tablero es un caso particular por el hecho de tener conectados algunos ramales directamente del barraje, en la caja de distribución sin protección apropiada, como se puede ver en la figura 15. También También el circuito de tomas para las dos duchas de los baños, esta conectado a la salida del interruptor de alumbrado.
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CONCLUSIONES
Se realizó un aporte muy importante para el Hospital Hospital Regional Regional de Sogamoso al valorar la instalación y dar las indicaciones necesarias para cambio y así minimizar los riesgos en el sistema eléctrico, para asegurar de ésta manera la vida vida humana y el estado del inmueble, además de estar al día con la normatividad acorde al tipo de instalación.
Respecto al levantamiento de planos del sistema eléctrico actual se pudo observar que realmente sí existían muchas inconsistencias, comparadas con los esquemas antiguos de los pocos planos obtenidos en el catastro físico del hospital. Especialmente en el laboratorio clínico, nidos de recién nacidos y rayos x; además en la áreas nuevas como cuidados intermedios y sala de quemados, los arquitectos encargados no elaboraron los planos eléctricos de esas áreas, siendo importante por ello que para toda modificación ó ampliación, se deben registrar los cambios, de manera que cuando sea necesario averiguar dato, el sistema de planos esté actualizado, gracias a la evidencias físicas y memorias electrónicas de todo el proyecto.
Después de evaluar con detalle los dispositivos eléctricos, se determinó que la subestación es la parte más crítica crítica para definir definir la reposición urgente de de los equipos equipos de corte, protección protección y medida; como también, el sistema de derivación del barraje de distribución no presta las facilidades de mantenimiento, verificación, inspección y cambio de los dispositivos de protección.
La elaboración de éste proyecto deja un precedente muy particular por el tipo de trabajo que se realizó, partiendo prácticamente de la nada, ya que los planos fueron levantados en un 90% durante el proyecto; hasta obtener el dimensionamiento dimensionamiento adecuado de todos los equipos. Aunque se invirtió mucho tiempo y esfuerzo en la consecución de los resultados obtenidos, esto deja una satisfacción personal en los autores, por los conocimientos adquiridos y aplicados durante la realización del proyecto.
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GLOSARIO El glosario Contiene las definiciones esenciales para el desarrollo de éste proyecto Acometida: Derivación de la red local del servicio respectivo que llega hasta el registro de corte general. Aislador. Elemento aislante diseñado de tal forma que soporte un conductor ó barraje que lo separa eléctricamente de otros conductores y de las masas. Alimentador General: Todos Todos los los componentes componentes del circuito circuito comprendidos entre el sistema derivado de suministro de energía y el dispositivo barraje de distribución (figura 14). Alimentador Principal. Son los cables y las protecciones entre el barraje y la llegada a la caja de distribución distribución en campo (figura 14). Alimentador Local: Interruptor tripolar ubicado en la misma caja de campo (figura 14). Cable: conjunto de alambres sin aislamiento entre sí y entorchado por medio de capas concéntricas. Caída de tensión: Diferencia que existe entre el voltaje aplicado al extremo alimentador de una instalación y el obtenido en cualquier otro punto de la misma, cuando está circulando la corriente nominal. Carga: La potencia potencia eléctrica requerida para el funcionamiento funcionamiento de uno ó varios equipos ó la potencia que transporta un circuito. Carga Instalada: Es la sumatoria de los consumos nominales de cada elemento consumidor según sus datos de la placa. Capacidad de corriente: corriente máxima que puede transportar continuamente un conductor en las condiciones de uso sin, superar la temperatura nominal de servicio. Circuito: Lazo cerrado formado por un conjunto de elementos, dispositivos y equipos eléctricos, alimentados por la misma fuente de energía y con las mismas protecciones contra sobretensiones y sobrecorrientes. No se toman los cableados internos de equipos como circuitos.
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Circuito Ramal: Conductores y protecciones de un circuito entre el dispositivo local de protección contra sobrecorriente y la salida ó salidas (figura 14). Conductor. Elemento metálico que cumple la función de transportar corriente Corriente eléctrica: es el movimiento de cargas eléctricas entre dos puntos que no se hallan al mismo potencial, por tener uno de ellos un exceso de electrones respecto al otro. Es un transporte de energía. Cortocircuito: Fenómeno eléctrico ocasionado por una unión accidental ó intencional de muy baja resistencia entre dos ó más puntos de diferente potencial de un mismo circuito. Se empieza a considerar cortocircuito cuando la intensidad es superior a 3In y es cortocircuito franco a partir de 6In. DPS: Sigla del Dispositivo de Protección contra Sobretensiones transitorias ó descargador de sobretensiones y por lo general es de tipo autoválvula (resistencia descargadora dependiente de la tensión limitada). No debe confundirse con el pararrayos ó terminal de captación (ver pararrayos). Fuente de respaldo ó de alimentación Alternativa: Uno ó más grupos electrógenos (motor-generador ó baterías) cuyo objetivo es proveer energía durante la interrupción del servicio eléctrico normal. Interruptores: Dispositivo diseñado para abrir ó cerrar un circuito eléctrico por el cual está circulando una corriente. Puede utilizarse como medio de desconexión ó conexión y, si está provisto de los dispositivos necesarios, también puede cubrir la función de protección contra sobrecargas y/o cortocircuitos. Interruptor automático: Dispositivo diseñado para que abra y cierre un circuito de manera no automática y para que abra el circuito automáticamente cuando se produzca una u na sobrecorriente predeterminada. Interruptor Automático Ajustable: Calificativo que indica que el interruptor automático se puede ajustar para que se dispare a distintas corrientes, tiempos ó ambos, dentro de un margen predeterminado. Interruptor Automático de Disparo Instantáneo: Calificativo que indica que no se establece a propósito un retardo en la acción de disparo del
138
interruptor, con un dispositivo magnético para detectar cortocircuito franco. Interruptor de Tiempo Inverso (largo retardo): Calificativo que indica que se introduce a propósito un retardo en la acción de disparo automático, retardo que es menor a medida que aumenta la intensidad de la corriente, este es el caso de protección térmica contra sobrecargas. Interruptor Automático no Ajustable: Calificativo que indica que el interruptor no tiene ninguna regulación que altere el valor de la corriente a la cual se dispara ó el tiempo necesario para su accionamiento. Norma: Documento aprobado por una institución reconocida, que prevé para un uso común y repetido, reglas, directrices ó características para los productos ó los procesos y métodos de producción conexos, servicios ó procesos, cuya observancia no es obligatoria. NTC (Norma Técnica Colombiana): Norma técnica aprobada ó adoptada como tal por el organismo nacional de normalización. Pararrayos. También llamado terminales de captación. No consta de resistencia limitadora, en cambio tiene un material con forma puntiaguda para “atraer”
las descargas eléctricas de carácter atmosférico, y así
proteger antenas, torres y estructuras altas. Ramal Crítico (para hospitales): Subsistema de un sistema de emergencia que consta de alimentadores y circuitos ramales que suministran corriente al alumbrado de trabajo, circuitos especiales de fuerza y determinados tomacorrientes seleccionados para servir áreas y funciones de atención al paciente y que estén conectados a fuentes de tensión alternativas por uno ó más conmutadores de transferencia durante la interrupción del servicio normal del servicio. Ramal Vital (para hospitales). Subsistema de un sistema de emergencia que consta de alimentadores y circuitos ramales, destinado para suministrar la corriente necesaria que garantice la seguridad de los pacientes y del personal en pasillos y puntos de evacuación y que se conecta automáticamente a la fuente de alimentación alternativa cuando se produce una interrupción del servicio normal. Reglamento Técnico: Documento en el que se establecen las características de un producto, servicio ó los procesos y métodos de producción con inclusión de las disposiciones administrativas aplicables y cuya observancia es obligatoria.
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RETIE ó Retie: Acrónimo del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas adoptado por Colombia. Seccionador: Dispositivo destinado a hacer un corte visible en un circuito eléctrico y está diseñado para que se manipule sin carga. Servicio: Contínuo: Funcionamiento a una carga prácticamente constante durante un tiempo indefinidamente largo. Corto: Funcionamiento a una carga prácticamente constante durante un periodo corto y determinado de tiempo. Intermitente: Funcionamiento durante intervalos alternativos de 1) Carga-sin carga, ó 2) Carga y parada, ó 3) Carga, sin carga y parada. Periódico: Funcionamiento intermitente periódicamente las condiciones de carga.
en
el
que
se
repiten
Variable: Funcionamiento a distinta carga y durante distintos intervalos de tiempo, estando la carga y tiempo sometidos a grandes variaciones. Sistema de emergencia: Sistema de potencia aislado destinado a suministrar energía de respaldo a un número limitado de funciones vitales, dirigidas a la protección de la vida humana y la seguridad. Sistema Eléctrico Esencial. Sistema compuesto por fuentes de alimentación alternativas y todos los sistemas de distribución y equipos auxiliares conectados y necesarios para asegurar la continuidad del suministro eléctrico eléctrico a determinadas áreas áreas y funciones de una institución institución de asistencia médica Sobrecarga: Funcionamiento de un equipo por encima de sus parámetros normales a plena carga o de un conductor por encima de su capacidad de corriente que, si persiste durante un tiempo suficiente, podría causar daños ó un calentamiento peligroso. Una falla como un cortocircuito ó una falla a tierra no es una sobrecarga. Sobreintensidad (Sobrecorriente). Toda intensidad superior a la intensidad nominal y puede producirse por un cortocircuito ó una sobrecarga.
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Subestación: Conjunto único de instalaciones, equipos eléctricos y obras complementarias, destinado a la transferencia eléctrica, mediante la transformación de potencia. Transformadores de medida. Equipo utilizado para realizar medidas de tensión, intensidad, potencia, etc., en circuitos y líneas de alta y media tensión y medidas de intensidades grandes en baja tensión para conectar los aparatos medidores. UPS (Sistema Ininterrumpido de Potencia): Sistema que provee energía a cargas críticas unos milisegundos después del corte de la alimentación normal. Durante ese tiempo, no debe salir de servicio ninguno de los equipos que alimenta. 23.1 Abreviaturas, acrónimos y siglas. siglas. En el anexo A se presenta un listado de las abreviaturas, acrónimos y siglas más comúnmente utilizadas en el sector eléctrico 23.2 Simbología de magnitudes y unidades en electrotecnia. Existe una simbología reglamentada por el RETIE y que se adopta en éste proyecto, para ello ver anexo B. 23.3 Abreviaturas utilizadas por los autores en éste proyecto. Para facilitar interpretación de resultados y reducir literalmente algunos términos y conceptos, en el anexo C están registradas las abreviaturas implementadas en el trabajo.
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BIBLIOGRAFÍA BRATU SERBAN, Neagu y CAMPERO LITTLEWOOD, Eduardo. Instalaciones Eléctricas : Conceptos básicos y diseño. 2 ed. México : Alfaomega, 2001. 240 p. ISBN 970-15-0127-6. CASTEJON, Agustín y SANTAMARÍA, Germán. Tecnología eléctrica. Madrid, España : McGRAW-HILL, © 1995. 1995. 548 p, (serie electricidad electricidad y electrónica). ISBN 84-481-0078-6. COLOMBIA. MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA. Electrificadora de Boyacá S.A. Reglamento de suscriptores : Tunja : Colombia. s.n, 1994. 68 p. COLOMBIA. MINISTERIO MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA. Reglamento Técnico Técnico de Instalaciones Eléctricas : RETIE. RETIE. Bogota Bogota : Colombia. s.n, 2004. 2004. 119 p. DIAZ, José Gregorio. Protecciones en Baja Tensión. Caracas, Venezuela Venezuela : Merlin Gerin de Venezuela, S.f. 100 p. FLOWER LEIVA, Luís. Controles y Automatismos Automatismos Eléctricos Eléctricos : Teoría y práctica. 5 ed. Santa fé de Bogotá : Schneider de Colombia, 1996. p 15105. GRUPE SCHNEIDER, de Colombia. Curso de Protecciones Protecciones en Baja Tensión. Santa fé de Bogotá : El grupo, s.f. 150 p. HARPER, Enríquez. Enríquez. Elementos de Diseño de las Instalaciones Eléctricas Industriales. 2 ed. México : Limusa, © 2002. 391 p. ISBN 968-18-6381-x INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Compendio tesis y otros trabajos de grado : Normas técnicas colombianas sobre documentación. 5ª actualización. Santa fé de Bogotá : ICONTEC. 2005. 67 p. ICS 0.1-140-20 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Código Eléctrico Colombiano : NTC 2050. 1ª actualización. Santa fé de Bogotá : ICONTEC. 2002. 1042 p. ICS 29.020.00
142
MERLIN GERIN. Catalogo 2000 Compac-interpac : complementos técnicos. Colombia : Merlin Gerin, 2000. p 147-175. MINISTERIO DE INDUSTRIA (España). Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, REBT : IMIE BT. Madrid, España : Servicio Servicio de publicaciones publicaciones del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, 1992. documento electrónico de 3MB. RAMÍREZ CASTAÑO, Manuel y UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, Sede Manizales. Redes de Subtransmisión y Distribución Distribución de Energía. 2 ed. Manizales, Colombia : Los autores, 1995. p 12-21, 399450. ISBN 958-9322-03-4. SCHNEIDER ELECTRIC. Distribución eléctrica en baja tensión : Catálogo enero 2003. Bogotá : Ediciones Ediciones Colombia, 2003. 225 p. --------. Manual y Catálogo del Electricista en Baja Tensión. Caracas Venezuela : El autor, 2000. 2000. 600p.
143
ANEXOS
144
Anexo A. Abreviaturas y siglas del sector sector eléctrico. eléctrico. ACRÓNIMOS, SIGLAS Y ABREVIATURAS DE COMÚN UTILIZACIÓN American Nacional Standard Institute. Instituto de Normalización USA ANSI American Wire Gage AWG CREG Comisión Reguladora de Energía y Gas DPS Dispositivo de protección contra sobretensiones transitorias. International Electrotechnical commission. Comisión electrotécnica IEC internacional (CEI). IMIE BT Instrucción Ministerio de Industria y Energía Baja Tensión National Electrical Manufactures Association . Asociación Fabricante de NEMA productos eléctricos USA International Fire Protection Association NFPA SPT Sistema de Puesta a Tierra Thermoplastic Heat Wet ( Termoplástico resistente al calor (75º C) y la THW humedad) Thermoplastic High Heat Nylon (Termoplástico resistente al calor (90ºC) y THHN a la abrasión NTIE Normas Técnicas para Instalaciones Eléctricas. NTC Norma Técnica Colombiana REBT Reglamento Eléctrico de Baja Tensión. RETIE Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas. c.a Corriente Alterna c.c Corriente Continua mcm ó Mil Círculars Mils Kcm
145
Anexo B Simbología de magnitudes y unidades utilizadas y normalizadas por el RETIE en electrotecnia. Nombre de la magnitud
Admitancia Capacitancia Carga Eléctrica Conductancia Conductividad Corriente eléctrica Densidad de corriente Densidad de flujo eléctrico Densidad de flujo magnético Energía Activa Factor de potencia Frecuencia Frecuencia angular Fuerza electromotriz Iluminancia Impedancia Inductancia Intensidad de campo eléctrico Intensidad de campo magnético Intensidad luminosa Potencia activa Potencia aparente Potencia reactiva Reactancia Resistencia Resistividad Tensión o potencial eléctrico
Símbolo de la magnitud Y
C Q G σ
I J D B W FP f E Ev Z L E H
Nombre de la unidad
Símbolo de la unidad SI
siemens faradio culombio siemens siemens por metro amperio amperio por metro cuadrado culombio por metro cuadrado tesla vatio hora uno herz radian por segundo voltio lux ohmio henrio voltio por metro amperio por metro
S F C S S/m A A/m2 C/m2 T W.h 1 Hz rads/s V lx
candela vatio voltamperio voltamperio reactivo ohmio ohmio ohmio metro voltio
cd W V.A VAr
Iv P PS PQ X R ρ
V
146
Ω
H V/m A/m
Ω Ω Ω/m
V
Anexo C Abreviaturas del proyecto. Abreviatura A.T B.T Ci Cins Cmax d% e% Fd FP IA IAP Ic In Im ImA It Itl ItA Io M.T P plg2 PS PQ Pdemanda ph P100% Q Rc% ® s.e t.c tm t.t
Significado Alta Tensión (57.5 kV a 220 kV.) Baja Tensión ( 25 V a 1000 V) Carga instalada (kVA) Capacidad Instalada (kVA) Carga máxima (kVA) Porcentaje de desbalanceo Porcentaje de la caída de tensión Factor de demanda (uno) Factor de potencia (uno) Corriente del alimentador (A) Corriente del alimentador principal (A) Corriente del conductor (A) Corriente nominal (A) Corriente magnética (A) Corriente magnética del alimentador (A) Corriente térmica (A) Corriente térmica del alimentador local (A) Corriente térmica del alimentador (A) Corriente de otras cargas (A) Media Tensión ( >1kV y < 57.5 kV) Potencia Real (W ó kW) Pulgada cuadrada. Potencia aparente (VA ó kVA) Potencia Reactiva (VAr ó kVAr.) kVAr.) Sumatoria de las potencias demandadas con F d (VA ó kVA) . número de fases (del inglés phases) Potencias sin Fd. Interruptor con protección termomagnética Régimen de carga en porcentaje. NTC 2050. Código Eléctrico Colombiano 2002. Subestación eléctrica Transformador de corriente Termomagnético Transformador de tensión
147
ANEXO D Resistividad a 20o C de los materiales más utilizados en electrotecnia. Nº de orden 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Material Plata Cobre Oro Aluminio Tungsteno Cinc Latón Bronce fosforoso Níquel Hierro puro Platino Hierro en hilos Estaño Plomo Mélchort Manganina Niquelina Constantán Kruppina Mercurio Nichrome Carbón
“ρ” Resistividad en Ωmm 2/m
0.016 0.017 0.024 0.028 0.054 0.056 0.08 0.091 0.1 0.105 0.106 0.132 0.139 0.204 0.300 0.42 0.47 0.5 0.85 0.942 1 50
148
ANEXO E Capacidad de corriente permisible en conductores aislados para 0 a 2000V nominales y 75o C a 90o C. y temperatura ambiente a 30 o C. CALIBRE AWG o Kcm
Sección mm2
14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 500 600 700 750 800 900 1000
2.08 3.31 5.26 8.36 13.3 21.15 26.67 33.62 42.41 53.49 67.43 85.02 107.2 127 152 177 203 253 304 354 380 405 456 507
TEMPERATURA NOMINAL DEL CONDUCTOR CONDUCTOR COBRE o 75 C 90o C THW; THWN; XHHW XHHW THHN; THWN-2; XHHW; XHHW; XHHW-2. 20 25 35 50 65 85 100 115 130 150 175 200 230 255 285 310 335 380 420 460 475 490 520 545
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 310-79 310-79
149
25 30 40 55 75 95 110 130 150 170 195 225 260 290 320 350 380 430 475 520 535 555 585 615
ANEXO F Corriente a plena carga de motores trifásicos trifásicos de corriente corriente alterna. Potencia kW HP 0.373 ½ 0.530 ¾ 0.746 1 1.119 1½ 1.492 2 2.238 3 3.730 5 5.595 7½ 7.460 10 11.19 15 14.92 20 18.65 25 22.38 30 29.84 40 37.30 50 44.76 60 55.95 75 74.6 100
Motores de inducción de jaula de ardilla y rotor devanado 115 V 200 V 208 V 230 V 460 V 575 V 2300 V 4.4 2.5 2.4 2.2 1.1 0.9 6.4 3.7 3.5 3.2 1.6 1.3 8.4 4.8 4.6 4.2 2.1 1.7 12.0 6.9 6.6 6.0 3.0 2.4 13.6 7.8 7.5 6.8 3.4 2.7 11.0 10.6 9.6 4.8 3.9 17.5 16.7 15.2 7.6 3.1 25.3 24.2 22 11 9 32.2 30.8 28 14 11 48.3 56.2 42 21 17 62.1 59.4 54 27 22 78.2 74.8 68 34 27 92 88 80 40 32 120 114 104 52 41 150 163 130 65 52 177 169 154 77 62 16 221 211 192 95 77 20 285 273 248 124 99 26
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 310-79 310-79
ANEXO G Capacidad nominal máxima ó ajuste de disparo de los dispositivos de protección para circuitos ramales de motores contra cortocircuitos y falla a tierra Tipo de motor Monofásicos Polifásicos de c.a. de jaula de ardilla: -Todos menos de diseño E -los de diseño E Sincronos Con rotor devanado De c.c (tensión constante)
Fusible sin retardo de tiempo 300
En porcentaje de la corriente a plena carga Fusible con Interruptor interruptor retardo de automático de automático de tiempo disparo instantáneo tiempo inverso 175 800 250
300 300 300 150
175 175 175 150
800 1100 800 800
250 250 250 150
150
150
250
150
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 310-79 310-79
150
Anexo H Consumo de aparatos de medida y protección, de tensión, análogos. Fuente: CASTEJON, CASTEJON, Agustín y SANTAMARÍA, Germán. Tecnología eléctrica. eléctrica. Madrid, España : McGRAW-HILL, ©
Aparatos Voltímetros
Tipos Indicadores Registradores
Contadores Vatímetros Frecuencímetros Fasímetros Relés
Indicadores Registradores Indicadores Registradores Indicadores Registradores De máxima tensión. Temporizados de máxima tensión Direccionales De mínima tensión De contacto a tierra De distancia
Sincroscopio Reguladores de tensión
Consumo VA 3.5 a 15 15 a 25 3a5 6 a 10 5 a 12 1a5 7 a 15 7 a 20 15 a 20 10 a 15 25 a 35 25 a 40 5 a 15 10 a 30 10 a 30 6 a 25 30 a 250
1995. 548 p, (serie electricidad y electrónica). electrónica). ISBN 84-481-0078-6. 84-481-0078-6.
ANEXO I Consumos de aparatos de medida, protección, de intensidad, analógicos. Fuente: CASTEJON, Agustín y SANTAMARÍA, Germán. Tecnología eléctrica. Madrid, España : McGRAW-HILL,
Aparatos Amperímetros Contadores Vatímetros de montaje en cuadro Vatímetros portátiles Vatímetros de laboratorio Fasímetros registradores Relés
Tipos Indicadores Registradores De inducción Electrodinámicos Electrodinámicos De máxima intensidad, retardo independiente. Especiales de máxima intensidad, con retardo independiente Direccionales De potencia, temporizados Diferenciales De mínima impedancia De distancia
Reguladores © 1995. 548 p, (serie (serie electricidad y electrónica). electrónica). ISBN 84-481-0078-6. 84-481-0078-6.
151
Consumo VA 1a2 2a5 0.5 a 1.5 1.5 a 3 6a8 1a4 1.5 a 3 10 a 18 3 a 10 15 a 25 1.5 a 10 1.5 a 3 3 a 12 0.5 a 2 6 a 20 10 a 150
Anexo J Porcentajes a aplicar en el cálculo de capacidad de corriente nominal de los conductores de los circuitos de motores Clasificación del servicio
Servicio por corto tiempo: motores de válvulas, de levantamiento o bajada de rodillos, etc.
Porcentaje de la corriente nominal por placa de características Tiempo designado de servicio servicio del motor. 5 min 15 min 30 y 60 min contínuo 110 12 150 --
Servicio intermitente: ascensores y montacargas, cabezales de herramientas, bombas, puentes levadizos, etc.
85
85
90
Servicio periódico: rodillos, máquinas de manipulación de minerales y carbón, etc.
85
90
95
140
110
120
150
200
Servicio variable.
140
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla 430-22.a)
Anexo K Factores de demanda para alimentadores de cargas de alumbrado. Tipo de Ocupación Unidades de vivienda Hospitales* Hoteles y moteles, incluidos bloques de apartamentos sin cocina* Depósitos Todos los demás
Parte de la carga de alumbrado a la que se aplica el factor de demanda (VA) Primeros 300 ó menos de 3001 a 120.000 a partir de 120.000 Primeros 50.000 ó menos A partir de 50.000 Primeros 20.000 ó menos de 20.001 a 100.000 A partir de 100.000 Primeros 12.500 ó menos A partir de 12.500 VA totales
Factor de demanda en % 100 35 25 40 20 50 40 30 100 50 100
Tomado del Código Código Eléctrico Eléctrico Colombiano Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 220-11 220-11 * Los factores de esta tabla no se aplican a la carga calculada de los alimentadores alimentadores en las zonas de hospitales, hospitales, hoteles y moteles en las que es posible que se deba utilizar toda la iluminación al mismo tiempo, como quirófanos, quirófanos, comedores y salas de baile.
152
Anexo L Factores de demanda para cargas de tomacorrientes en edificaciones no residenciales. Parte de la carga del tomacorriente a la que se aplica el factor de demanda (VA) Primeros 10000 ó menos
Factor de demanda en % 100
A partir de 10000
50
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 220-13 220-13
Anexo M Factores de demanda para estufas eléctricas y otros artefactos de cocina de más de 1.75 KW nominales. Número artefactos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 . .
de Menos de nominales 80% 75% 70% 66% 62% 59% 56% 53% 51% 49% 47% 45% . .
Factor de demanda % 3.5 KW De 3.5 a 8.75 KW nominales 80% 65% 55% 50% 45% 43% 40% 36% 35% 34% 32% 32% . .
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 220-19 220-19
153
Anexo N Calibre mínimo de los conductores. Tensión nominal del conductor (V) De 0 a 2000 De 2001 a 8000 De 8001 a 15000 De 15001 a 28000 De 28001 a 35000
Sección transversal mínima del conductor mm2 AWG 2.08 14 Cobre 3.30 12 aluminio ó aluminio 8.36 recubierto 33.62 8 42.20 2 53.50 1 1/0
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla 310-5
Anexo O Capacidad de corriente de tres conductores de cobre aislados para media tensión, alambrados dentro de una cubierta general (cable de tres conductores) en conductos eléctricos subterráneos. Sección transversal del conductor (calibre) mm2 AWG – MCM
13.29 21.14 33.62 42.20 53.50 67.44 85.02 107.21
6 4 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0
Temperatura nominal del conductor Capacidad de corriente para 5001 a 35000 V(A) Tipo MV-90; 90 ºC Tipo MV -105; 105 ºC 88 95 115 125 150 160 170 185 195 210 220 235 250 170 285 305
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 310-79 310-79
154
ANEXO P Ajustes de protección para transformadores Corriente nominal máxima ó ajuste de disparo del dispositivo de protección contra sobrecorrientes.
Impedancia nominal del transformador Hasta 6% entre 6 y 10%
Primario De más de 600 V. Ajuste del Corriente interruptor nominal del automático fusible 600% 300% 400% 300%
*Tomado del Código Eléctrico Colombiano 2002 NTC 2050 tabla tabla 450-3.a).1) 450-3.a).1)
155
Secundario De más de 600 V Ajuste del Corriente interruptor nominal del automático fusible 300% 250% 250% 250%
Hasta 600 V Ajuste del interruptor automático 125% 125%
