Instalaciones eléctricas Comerciales

Las instalaciones eléctricas comerciales son construidas conforme a

lineamientos técnicos y normativos modernos, que contribuyen al ahorro de

volúmenes considerables de energía eléctrica en la planta industrial y

edificios comerciales. Algunos de los ahorros de las instalaciones eléctricas

se logran mediante un trabajo de reingeniería de la instalación eléctrica

cuando ésta ya está terminada, mientras que otros ahorros se logran

mediante un simple cambio de equipos o dispositivos.

Diseño de Instalaciones Eléctricas Comerciales

El diseño de una instalación eléctrica debe estar bien fundamentado en la

ciencia física y deben tener su buen bagaje de casos de éxito en la

experiencia operativa y la seguridad de la instalación eléctrica.

Cuando un administrador busca reducir el importe de la factura de la energía

eléctrica consumida, y ésta es comprada de una compañía eléctrica

suministradora, hace bien en enfocarse en la reducción de pérdidas por

efecto Joule en la instalación eléctrica, su sistema de cableado y los equipos

que utilizan, la reducción de la demanda pico en su instalación eléctrica

también será motivo especial de atención y sobre todo vigilar el factor

potencia de las cargas conectadas a su instalación eléctrica.

Buenas prácticas para mantener Instalaciones Eléctricas Comerciales

Cada circuito de una instalación eléctrica comercial tiene algún valor

inherente de resistencia y reactancia por lo que cada instalación eléctrica

comercial desperdicia alguna cantidad de energía eléctrica en forma de calor

conocida en la profesión de instalador eléctrico como pérdidas por I2R ó

pérdidas por efecto Joule.

En tanto la energía eléctrica sea abundante y barata, los diseñadores de

instalaciones eléctricas comerciales solo tendrán que preocuparse por

validar la temperatura a la que habrá de ser elevado el aislamiento del

conductor de la instalación eléctrica comercial mientras esta conduce la

corriente de la carga.

También en instalaciones eléctricas de circuitos para alimentar motores, la

reducción instantánea de voltaje durante el arranque de este y la caída de

tensión durante la operación normal del motor ó de la carga conectada a la

instalación eléctrica comercial.

DIAGRAMAS

Instalaciones eléctricas industriales

El alcance de una instalación eléctrica industrial inicia con la construcción de

la acometida eléctrica que puede ser de media, alta o baja tensión.

Para hacer una instalación eléctrica industrial, se tienen que tomar en cuenta

desde un principio, la totalidad de los circuitos de fuerza, de iluminación y de

sistemas especiales tanto en nuevas construcciones como remodelaciones.

Remodelaciones de Instalaciones Eléctricas Industriales

Para hacer una remodelación en un edificio o una estructura por que se

requieren ampliar, las instalaciones eléctricas necesitan un análisis de cargas

para proveer racionalmente los requerimientos crecientes de estos nuevos

equipos, haciendo modificaciones a la subestación o grupos motor

generador.

También se deben planear el servicio de mantenimiento de la instalación

eléctrica así como de todos los equipos eléctricos utilizados.

Subestaciones eléctricas

Las subestaciones eléctricas son una parte distintiva de toda instalación

eléctrica industrial, ya que las empresas suministradoras de energía

abastecen a los grandes consumidores en media y alta tensión.

En las instalaciones eléctricas industriales con una subestación eléctrica, es

el cliente el propietario del transformador reductor y el equipo de switcheo

necesario para operar los circuitos de la instalación eléctrica y son alojados

en la subestación eléctrica.

Las subestaciones eléctricas están conformadas por tres secciones ó

compartimentos a saber: el de alta tensión, el transformador reductor y el de

baja tensión. Esta es la parte principal de una instalación eléctrica industrial.

Alta tensión

La sección de alta tensión en primer término, recibe los conductores de la

instalación eléctrica de la acometida principal mediante terminales

adecuadas, las cuales están sujetas a la estructura del compartimento por un

yugo de madera.

Es en esta sección donde se instalan cuchillas desconectadoras de operación

sin carga que invariablemente tienen un bloqueo mecánico que impide que

sean abiertas con el interruptor principal en posición de cerrado, brindando

así seguridad al operario de la instalación eléctrica.

Apartarrayos

Otro de los componentes principales de las instalaciones eléctricas

industriales es el apartarrayo que se conecta al bus principal en las

terminales de las cuchillas desconectadoras y brinda a la instalación eléctrica

la protección contra voltajes transitorios y voltajes elevados sostenidos.

Para toda instalación eléctrica de acometida de media tensión, se debe de

instalar un apartarrayo en cada conductor no puesto a tierra de la acometida

aérea ó subterránea. Los conductores entre el apartarrayos y la red y entre el

pararrayos y la conexión de puesta a tierra no deben ser de un calibre

inferior a 13,3 mm2 en cobre ó 21,2 mm2 en aluminio (equivalente a 6 AWG

y 4 AWG respectivamente).

Fusibles limitadores de corriente

En cualquier instalación eléctrica de subestación industrial se utilizan

fusibles limitadores de corriente para media tensión, los cuales son utilizados

como dispositivos de protección contra sobrecorriente en la instalación

eléctrica. La selección adecuada de un fusible se basa en varios factores

incluyendo entre otros la corriente nominal del circuito a proteger, el voltaje

de operación, la frecuencia del sistema, la capacidad interruptiva y la

necesidad de una adecuada coordinación con otros dispositivos de

protección contra sobrecorriente de la misma instalación eléctrica.

Fusibles de Potencia Tipo limitadores de corriente

En la instalación eléctrica de una planta industrial se utilizan los fusibles

limitadores de corriente para media tensión, son usados como dispositivos

de protección contra sobrecorriente dentro de la subestación compacta de

acometida y dentro de las subestaciones compactas unitarias para la

protección de circuitos alimentadores, motores, transformadores y

capacitores.

Los factores que determinan la selección del fusible limitador adecuado son:

• El voltaje máximo de operación del circuito

• La corriente nominal de la carga alimentada

• La frecuencia del sistema

• La capacidad interruptiva necesaria

• La necesidad de coordinación de las protecciones de la propia

instalación eléctrica

Criterios de selección de Fusibles de Potencia

Cuando se trata de la protección de un transformador de la instalación

eléctrica por medio de fusibles de potencia del tipo limitador de corriente, las

recomendaciones son las siguientes:

• Seleccione el fusible de menor tamaño que soporte con un tiempo

mínimo de fusión de 0,1 seg una corriente 12 veces la nominal del

transformador a proteger.

• Selecciona un fusible que soporte de forma continua 1,6 veces la

corriente nominal del transformador a proteger.

• Cumpla siempre los criterios de la sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM-

001-SEDE-2005

En una instalación eléctrica industrial son generalmente preferidos los

fusibles limitadores de corriente, sobre los interruptores de potencia en vacío

o en SF6 por su precio y su bajo costo de mantenimiento y por ser

extremadamente confiables en su operación.

Finalmente hay que acotar que la mínima capacidad interruptiva permitida

del fusible es la máxima potencia disponible de corto circuito en la instalación

eléctrica y se expresa en Amperes Simétricos.

Protección contra sobrecorriente de transformadores

El ajuste máximo de un dispositivo de protección contra sobrecorriente para

un transformador de más de 600 V se establece en la Sección 450 – 3 (a) (1)

de la NOM-001-SEDE-2005

Para la utilización de esta tabla se requiere conocer el %Z del transformador

a proteger, el dato viene en la placa de características de todos los

transformadores de una potencia igual ó mayor a 25 kVA.

La impedancia de un transformador es un factor determinante para predecir

en una instalación eléctrica el comportamiento del voltaje entre terminales

bajo condiciones de carga plena y no carga así como para conocer la

corriente en condiciones de corto circuito.

A manera de ejemplo para un transformador trifásico de 112,5 kVA con un

secundario de 208/120V la corriente nominal será de:

• I = kVA/1.732*.208

• I = 312,27 Amperes

• La corriente de corto circuito trifásico será:

• Icc= In/%Z

• Icc = 312,27/0.055

• Icc = 5,678 A

• Si él %Z de este transformador fuese 5,5 %

Pongamos ahora por caso que se tiene que seleccionar el fusible para

proteger una instalación eléctrica con un transformador de 1,000 kVA con

23,000 Volts en el lado fuente y 480 Volts en el lado carga; y con 5,75 de %Z.

En 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005 se establece que el tamaño

máximo de un fusible para un primario de 600 V ó más y cuya impedancia es

menor al 6%, debe ser el 300% de la corriente nominal como máximo.

In = 1000 /1.732*23

In = 25.10 A

Por corriente nominal el tamaño mínimo será 25.10 A x 1.6 lo cual nos da

40.16 A de tamaño de fusible.

Con lo anterior inferimos que nuestro fusible estará entre los 40 Amperes y

los 75 A. Ahora buscaremos en las curvas tiempo – corriente del fabricante y

trazaremos una línea en 0.10 Segundos y otra sobre el valor de 12 x 25.10 =

301.2 A y en el cruce de estas dos líneas deberá ser un punto en la gráfica

que represente la corriente de magnetización máxima que se presentará en

el primario del transformador en el momento de su energización.

Nuestro objetivo será encontrar una curva que esté ligeramente arriba de

este punto de inrush current (corriente de magnetización) para evitar que el

fusible opere al conectar el transformador.

DIAGRAMAS