Calidad de la energía eléctrica.

La corriente alterna que recibimos en el hogar o la industria responde a una forma y características determinadas que la definen.

Cuando se empezó a utilizar la energía eléctrica, prácticamente, se utilizaban receptores lineales y las compañías suministradoras se preocupaban solo de la continuidad del servicio, pero actualmente dada la utilización de receptores electrónicos que consumen corrientes no lineales produce en las ondas de corriente o de tensión distorsiones que nos pueden afectar en mayor o menor medida, tanto a consumidores como suministradores de energía eléctrica, por tanto, no solo es necesaria la continuidad del servicio sino también la calidad de la onda que debe cumplir unas características básicas.

Antes de mencionar los distintos tipos de perturbaciones que podemos encontrar en las redes eléctricas pasamos a definir las características básicas de una onda de corriente o tensión alterna.Un alternador de corriente alterna produce una onda de tensión senoidal como podemos ver en la siguiente figura;

Onda senoidal y a la izquierda diagrama de Fresnel . Diagrama de Wikipedia.

Forma de la onda.

Viene definida por la siguiente expresión matemática y es la representación en el tiempo de la misma, esta expresión nos indica el valor instantáneo de una tensión o corriente. Para no confundir los valores eficaces de los instantáneos estos últimos se representan por letras minúsculas.

v(t)=Umáx.Sen(Ɯ.t)i(t)=Imáx.Sen(Ɯ.t)

v(t) = Tensión instantánea en función del tiempo.i(t) = Intensidad instantánea en función del tiempo.Umáx= Tensión máxima, también llamada de pico o cresta.Imáx = Intensidad máxima, también llamada de pico o cresta.Ɯ = velocidad angular = 2.π.f = en Europa 2. π.50=314 rad/sf = Frecuencia de la red.t = tiempo en segundos.

Valor de pico a pico.

De una onda de tensión o corriente su valor pico a pico es el valor entre la cresta positiva y la cresta negativa.

Vpp = 2. Umáx. Ipp = 2. Imáx.

En el caso de Europa Vpp = 2. 325 = 650 v

Valor eficaz

Para este valor existen diversas definiciones, pero la que creo que es más didáctica es la siguiente; Valor de alterna que produce la misma disipación de potencia sobre una resistencia que un valor de

corriente continua, es decir, valor de alterna que es equivalente al valor de continua.

Vrms = Umáx./1,41 = 325/1,41 = 230 v

Normalmente cuando medimos con un voltímetro cualquier tensión en nuestras redes el valor que nos da es precisamente el valor eficaz o rms (root mean square, raíz de la media cuadrática).

Tensión máxima positiva, Tensión máxima negativa y Tensión pico a pico de una onda de corriente alterna.

Valor medio de la señal o factor de forma.

Matemáticamente el valor medio de una onda senoidal periódica es cero, ya que ambos semiciclos son iguales, cuando hablamos del valor medio corresponde al valor medio de un semiciclo.

Vm=Vrms/Vmed = 1,11 para una señales senoidales.

Por tanto cuando nos alejamos de 1,11 por exceso o defecto la señal deja de ser senoidal, por ejemplo:

- Factor de forma de una onda rectangular = 1,00- Factor de forma de una onda semicircular = 1,04- Factor de forma de una onda triangular = 1,15

Frecuencia y periodo de una señal.

La frecuencia se define como la cantidad de veces que esa señal se repite en el tiempo, en Europa el valor es 50Hz o ciclos por segundo (cps), en aplicaciones especiales como las aeronáuticas se utilizan 400 Hz.

El periodo de la señal es el tiempo que tarda la señal en repetirse.

F = 1/T = 1/0,02 = 50 HzT = 1/f = 1/50 = 0,02 = 20 ms

Factor de cresta o de amplitud.

Este factor representa la deformación de la onda, relaciona el valor máximo entre el valor eficaz de la señal.

CF = Vmáx./Vrms = 325/230= 1,41 este valor indica que el valor máximo es 1,41 veces superior al valor eficaz de la señal.

Factor de cresta o de amplitud de una onda rectangular = 1,00Factor de cresta o de amplitud de una onda semicircular = 1,22Factor de cresta o de amplitud de una onda triangular = 1,71

Para aclarar la importancia de este valor pondré un ejemplo;

si disponemos de un motor eléctrico cuyos bobinados están diseñados para la circulación de una intensidad eficaz de 100 A de una señal senoidal la intensidad máxima que podrá circular por los bobinados será 100. 1,41 = 141 A, por el motivo que sea si la señal deja de ser senoidal y su factor de cresta vale 2, entonces 100.2 = 200 A!, como se puede apreciar pasan 59 amperios de más que supondrá un deterioro progresivo de los aislantes de la bobina y seguramente un funcionamiento anómalo de la máquina por consumir una intensidad que no es senoidal.

Todos los valores que hemos comentado pueden quedar alterados por caídas de rayos en líneas eléctricas de forma directa o indirecta, maniobras de conmutación en líneas de alta tensión por parte de las compañías suministradoras de fluido eléctrico, utilización de equipos electrónicos que consumen intensidades no lineales (variadores de velocidad, rectificadores, fuentes de alimentación, ordenadores, etc.), interferencias electromagnéticas ya sean radiadas o conducidas, etc.Normalmente cuando hablamos que la calidad de la señal se ha perdido es que se han variado los parámetros antes mencionados.

En las redes se pueden producir 4 tipos de perturbaciones:

A) Perturbaciones de amplitud;

1. Huecos de tensión.2. Interrupción de la alimentación.3. Sobretensión.4. Sobretensión transitoria también llamados transitorios.5. Fluctuación de tensión.6. Parpadeo también llamado efecto Flicker.

B) Perturbaciones de frecuencia.

C) Desequilibrio de tensión o corriente en sistemas trifásicos.

E) Perturbaciones en la forma de onda de la señal; Armónicos.

Mis amigos los armónicos Parte 1

Recuerdo que de estudiante, vi varias clases donde se trataban el tema de los armónicos, empezó como casi todos los libros de texto sobre la materia: “La distorsión por armónicos es la deformación de la onda fundamental de 60Hz ( o 50Hz) a causa de las cargas no lineales, se definen como el resultado de la sumas de los componentes espectrales múltiplos de la onda fundamental…… zzzZZZZzzzZZ (en ese momento me quede dormido en clase). Sin embargo el tema me llamo la atención ya después de graduado, y fue finalmente cuando aprendí sobre la materia.

El primer problema que uno se encuentra es, entender la naturaleza en sí de los armónicos, ¿Que son?, ¿Que hacen? y quizás la mas importante pregunta, ¿Por que se originan?.

Bien, respecto a la primera pregunta déjenme decirle que los armónicos no son exclusivos de la electricidad, de hecho podríamos decir que sus efectos son de las nuevos conocidos (debido al auge de la electrónica), pero la verdad es que los armónicos se presentan en la naturaleza de diversas formas, por ejemplo: quien tenga conocimientos de música entenderá rápidamente que las notas musicales son un claro ejemplo de armónicos.

Las notas musicales, son producidas por vibraciones de los instrumentos y se transmiten por el aire, tenemos pues que, a medida que la frecuencia de la nota es un múltiplo de la nota fundamental, el resto de los sonidos creados serán mas agudos o graves.

De esta forma, una hermosa melodía emitida por una flauta, es el resultado de la producción de armónicos y cuando escuchamos una sinfonía, escuchamos una mezcla de muchos armónicos.

En resumidas palabras, los armónicos son un fenómeno físico que esta involucrado con los fenómenos Oscilantes/Periódicos, eso deja muchos mas ejemplo, motores de carros, aviones, edificios y puentes (que oscilan con el viento) y electricidad. Este ultimo caso es el nuestro, ya que la electricidad es un fenómeno oscilante y además es periódico, claro, solo en AC, ya que en DC no debería existir tal fenómeno (a menos que exista algún extraño caso de rizos, pero estaríamos entrando al AC nuevamente). 

Ahora bien, en lugar de producir una bonita nota musical, en electricidad los armónicos deforman la onda, eso, para nosotros es malo, por que produce una serie de problemas que mencionaremos mas adelante, veamos con un ejemplo que ocurre:

La figura de arriba muestra la onda fundamental para nosotros, en este caso en 60Hz. La figura de abajo muestra su tercer armónico.

Vemos que en el mismo periodo de tiempo la segunda onda da 3 ciclos (como era de esperarse por ser múltiplo 3 en la frecuencia). Veamos la suma de estas dos ondas, el resultado es el siguiente:

pero también podemos obtener:

La diferencia radica en que la segunda figura tiene un tercer armónico mas atenuado en amplitud (al 50%) respecto a la onda fundamental. También se puede modificar la forma de onda con respecto a la fase de la onda armónica.

Ahora una señal un poco mas complicada.

¡Dios mío!, ¿ahora como diantres sé, que componentes armónicos hay allí?

bueno, por fortuna a un brillante matemático vio que las señales periódicas, podían “descomponerse” como el resultado de la suma de sus armónicas, a esta suma se le conoce como serie de Fourier.

Esto, básicamente hace lo mismo que un buen músico, cuando reconoce las notas que conforman un arpegio o un acorde (pero menos divertido :P). No trataremos el desarrollo matemático de esta serie aquí (puesto que me duermo escribiendo), solo diremos que la teoría indica que es posible reconstruir la señal, a partir de sus armónicas.

Ahora bien, como ya me esta dando hambre por escribir, vamos a ver un ejemplo de la vida real: una torta (nuestra onda distorsionada) estará entonces conformada por varios ingredientes, como leche, huevos y harina (la onda fundamental, la armónica 3 y la 5 por ejemplo), si tuviéramos un súper sentido del gusto, podríamos distinguir cada sabor de cada ingrediente, pero no sabríamos las cantidades, ¿que pasa si queremos saber eso?, bueno en el ejemplo de la torta seguramente tendríamos que hacer un análisis de cromatografía o mas fácil, le preguntamos a la abuela las cantidades :P, Para el caso de la electricidad, nuevamente nuestro amigo Fourier tiene la respuesta, ya que en su serie, los valores de an y bn, indican la magnitud de la onda. también, de su teoría se desprende lo que se conoce como transformada de Fourier, básicamente nos sirve para llevar las funciones del dominio del tiempo (segundos) al dominio de la frecuencia (Hz), el resultado de ese análisis da un “espectro” de la frecuencias.

nos indica las composición y las cantidades de los armónicos para una onda periódica. (este es el espectro de la onda mostrada mas arriba).

El origen de los armónicos en electricidad esta ligado al tipo de carga que se esta alimentando, tenemos pues, que los responsables de generar armónicos son, precisamente las cosas que queremos utilizar, si por ejemplo, nuestras cargas fueran netamente resistivas o inductivas o capacitivas, veremos que muestran un comportamiento lineal en su relación de voltaje y corriente, esto es, al aplicarle un voltaje de tipo senoidal a estos elementos, su “respuesta” en corriente será de igual forma.

Por el contrario, si tenemos una carga no lineal…. un momento, ¿que es una carga no lineal?, es una carga que manifiesta una relación V/I distinta a una constante, como vemos en la figura de mas arriba, la razón, entre la corriente (forma senoidal de la izquierda) y el voltaje (forma senoidal de abajo a la derecha), produce una línea recta (arriba a la derecha). mientras que en una carga no lineal esto no se cumple, y la razón, V/I no es constante.

ahora bien esta no linealidad, ocurre por las características propias de los elementos que conforman nuestra carga, no podemos modificarlas, por ejemplo, un transistor, un diodo, etc. todos son ejemplos de cargas no lineales, entonces vemos que los elementos electrónicos son potenciales fuentes de armónicos para las redes eléctricas, de hecho el problema se ha incrementado en los últimos años debido al auge de las computadoras, entonces imagine que la fuente de nuestra PC, que tiene rectificadores (fuente por excelencia de armónicos) producen armónicos, ahora imagine todas las computadoras de un gran edificio produciendo esos armónicos, esto representa un gran problema, de hecho los nuevos códigos eléctricos (NEC) ahora traen un apartado sobre el tema. También podemos guiarnos con la norma IEEE 519.

Ahora bien, definimos las causas de los armónicos, ahora vamos a ver los efectos de los armónicos en la red eléctrica. El primer problema que nos encontramos es que los armónicos hacen que circulen corrientes por lugares donde no queremos que eso pase, por ejemplo, por el cable neutro, o en los devanados de un transformador en delta, y no solo eso, sino que esta corriente esta a una frecuencia distinta a la nominal, entonces pudiera darse el caso y dependiendo de la magnitud de los armónicos, por el conductor neutro podría circular una corriente de tal magnitud que comprometa la integridad del aislante (o mejor dicho, lo achicharra) lo que podría traer graves consecuencias.

En el dibujo de arriba vemos como esto es posible, ya que el mismo armónico se manifiesta en todas las fases del sistema, el resultado es que el neutro ve el triple de las corrientes por fase y a una frecuencia mayor, por eso una forma de detectar armónicos es usar una pinza, clamp con medidor de frecuencia, si detectamos un valor de 180 o 150 Hz estamos en presencia de armónicos de tercer orden.

Esto nos lleva a definir las 3 clases de armónicos que vamos a encontrar, primero tenemos los armónicos fundamentales, los de secuencia positiva, estos armónicos “giran” en el mismo sentido que la onda fundamental, pueden aumentar las corrientes en las líneas, el segundo tipo son los armónicos de secuencia negativa, “giran” al contrario de la onda fundamental, por lo que tienden a frenar los motores, recalentándolos. Finalmente tenemos los famosos triplen o terceros armónicos, es decir el 3,6,9, etc. El problema con los terceros armónicos es que tienden a sumarse, como vimos en el grafico de arriba, por lo que pasan por los neutros en las conexiones en estrella, o se quedan circulando en las conexiones delta, en conclusión, se pueden convertir en asesinos silenciosos de los sistemas eléctricos.

Ahora, para determinar si un armónico es de secuencia: positiva, negativa o cero, realizamos un calculo muy sencillo:

tenemos por ejemplo la frecuencia fundamental 60Hz.

Cada fasor fundamental esta 120º separados entre si, por lo que el fasor A esta 0º, el B 120º y el C a 240º.

lo que asemos entonces es multiplicar los grados por el orden del armónico, el resultado es la fase del armónico en cuestión.

    FASES  

Armónico A B C

3 0ºX3=0º 120ºX3=360º=0º 240ºX3=720º=0º

5 0ºX5=0º 120ºX5= -120º 240ºX5= -240º

7 0ºX7=0º 120ºX7= 120º 240ºX7= 240º

9 0ºX9=0º 120ºX9=0º 240ºX9=0º

Como podemos ver los armónicos múltiplos de 3 impares, todos los fasores están a 0º, por lo que se suman, como se dijo antes, el armónico 5, esta en fase con la fundamental y el armónico 7, tiene la particularidad de girar al contrario. El patrón se repite en adelante

Bien con esto llegamos al final de esta entrega.

Perturbaciones de amplitud.

Perturbaciones de amplitud, son aquellas que cuando la señal es totalmente senoidal se producen variaciones de voltaje:

- Hueco de tensión:, es una disminución brusca del voltaje de alimentación a un valor entre el 90 % y el 1 % del voltaje declarado, va seguido de restablecimiento del voltaje después de un corto lapso de tiempo.

- Interrupción de la alimentación:, cuando la tensión alimentación es inferior al 1% del voltaje de alimentación suministrado.

Hueco y pico de tensión. Viatger.

Estos dos tipos de perturbación normalmente son debidos a:

1. Cortocircuitos debidos al propio usuario o compañía eléctrica2. Arranques o conmutaciones de cargas de gran potencia.

Estos incrementos de corriente provoca una caída de tensión que se traduce en las perturbaciones anteriormente mencionadas y dejan de ocurrir cuando actúa una protección (interruptores automáticos, interruptores, etc.) o bien cuando la instalación alcanza su régimen permanente.

Los equipos que suelen verse afectados suelen ser equipos electrónicos como son los ordenadores, lámparas de descarga, protecciones electrónicas, etc.

- Sobretensión:, Voltaje superior al 10 % de l voltaje de alimentación. Pueden ser de larga o corta duración, aunque las de corta duración suelen tener un valor más elevado con respecto a las de larga duración.

- Sobretensión transitoria: sobretensión oscilatoria o no de corta duración muy amortiguada y que dura algunos milisegundos.

Transformadores y motores suelen aguantar bien las sobretensiones si no son frecuentes y de valor elevado, si es así la vida de estas máquinas puede verse seriamente afectada. Los equipos de electrónica de potencia, fuentes de alimentación en general, pueden ser destruidos por este tipo de perturbación.

Transformador de un circuito electrónico quemado como consecuencia de una sobretensión. Foto:Viatger.

- Fluctuación de tensión:, Según CEI-161-08-13 serie de variaciones de tensión.

- Parpadeo, efecto Flicker:, este fenómeno es la impresión de inestabilidad de la sensación visual debido a un estímulo luminoso en el cual la luminosidad o la distribución espectral fluctúa en el tiempo. Las fluctuaciones provocan variaciones de luminancia del alumbrado lo que provoca un fenómeno visual llamado parpadeo.

Tienen su origen en los receptores con variaciones rápidas en su funcionamiento:

1. Arranque de motores.

2. Máquinas de soldadura.

3. Conexiones y desconexiones de grandes cargas.

4. electrodomésticos con regulación automática, etc.

Diversas perturbaciones de amplitud, la N señala el estado normal de la señal. Viatger.

En otras entradas continuaremos con las perturbaciones.

Perturbaciones de frecuencia.

Las perturbaciones por frecuencia como es fácil deducir es un cambio de la frecuencia de la red, en Europa es de 50 Hz y en otros países 60 Hz, no debemos olvidarnos de las aplicaciones especiales, por ejemplo en aeronáutica que se utilizan 400 Hz.

Cuando existen desequilibrios de frecuencia normalmente actúan las protecciones de subfrecuencia y el incorrecto funcionamiento de motores ya sean síncronos o asíncronos. Este tipo de perturbación no suele ser frecuente, según datos de España y Francia en 3,5 años se ha producido 1 bajada por debajo de los 48 Hz, se suele producir en sistemas que tienen tan solo un generador o alternador, como pueden ser sistemas de potencia insulares, grupos electrógenos, alternadores especiales, grupos de cogeneración.

SPAF 140C, relé instalado para protección de generadores de corriente alterna o alternadores para controlar las subfrecuencias y sobrefrecuencias, cuando éstas se producen el relé provoca una

señalización de alarma o incluso desconexión del alternador

Desequilibrios de tensión e intensidad

- Desequilibrios de tensión: son producidos cuando en un sistema trifásico existen diferencias entre los valores eficaces (rms) de las tensiones, tenga o no distribuido el conductor neutro.

- Desequilibrios de corriente: se producen cuando por la tres fases de un sistema trifásico no circulan las mismas intensidades, este tipo de desequilibrio provoca: sobrecalentamiento en los receptores, en cables de alimentación y protecciones que incluso podrían llegar a disparar, circulación de corriente por el conductor neutro (recordar que en redes trifásicas con el neutro distribuido y si el sistema es equilibrado (desbalanceado en Latinoamérica) no hay circulación de corriente por el conductor neutro).

La fórmula empleada para saber si el sistema está desequilibrado es la siguiente, teniendo en cuenta estas referencias:

- El desequilibrio en corriente no debe pasar del 10%.- El desequilibrio en tensión no debe superar el 3%.

Ejemplo 1

Se han realizado las siguientes medidas de corriente en las fases de un sistema trifásico: IL1= 90 A, IL2= 98 A, IL3 = 81 A. ¿Existe desequilibrio de corriente?

Im = 98 A

Ejemplo 2

Se han realizado las siguientes medidas de tensión en las fases de un sistema trifásico: UL1= 230 V, UL2= 235 V, UL3 = 231. ¿Existe desequilibrio de tensión?

Um = 235 V

Sistema Bifásico: ¿Dónde está el error?

 

Cuando hablamos de sistemas de corriente alterna, tenemos varios conceptos que manejar, al principio, sobretodo cuando uno es estudiante, usualmente se confunden algunos de estos conceptos y si no se aclaran en esta etapa, pude que se “arrastren” luego a la vida profesional, un error muy común es el de llamar a los sistemas bifásicos a diestra y siniestra a cualquier conexión con dos líneas activas. Veamos el caso en cuestión.

El ejemplo mas común, es en una instalación domestica, por ejemplo, en Venezuela se tienen 120V y 240V para acometidas a residencias, ahora bien, no tenemos problemas con los 120V, eso es directamente monofásico, pero, ¿240V es monofásico o bifásico?, veamos los hechos, primeramente vamos a obtener esta tensión de un trasformador usualmente ubicado en el poste, el secundario de este

transformador tiene una derivación central de donde se obtiene el neutro.

 

 

El transformador puede tener dos devanados separados en el secundario o tener una derivación como se mencionó antes, para fines prácticos, se consideran unidos en N, ahora bien, cuando alimentamos una residencia con servicio “monofásico” usamos, o bien L1-N o L2-N, con lo que obtenemos 120V según nuestro ejemplo. Se ha de acotar en este punto que, los devanados del secundarios están dispuesto de tal manera, que la suma fasorial del voltaje L1-L2 sea aditiva, es decir 120V + 120V = 240V, pero esto ocurre de esta forma, si y solo si, los voltajes L1-N y L2-N, están en fase, lo cual es verdad puesto que están en el mismo núcleo e inducidos por el mismo devanado primario.

 Así pues, lo que en realidad parecen dos fases, es en realidad una, siendo un termino mas apropiado a fase, LÍNEA, es decir tenemos servicios monofásicos de 1 línea y un neutro y de 2 líneas y un neutro.

 

 

También se les suele llamar sistemas monofásicos de 2 hilos (L1+N) y 3 Hilos (L1+L2+N).

 En conclusión antes de llamar a un sistema Bifásico, debemos verificar que en efecto, no se trate de un arreglo de la misma fase y lo que veamos sea el resultado de una suma prácticamente escalar, como en caso antes expuesto.

 Ahora la sección de preguntas Frecuentes (FAQ)

 ¿En un sistema triásico si podríamos tener un sistema bifásico? 

R: en teoría si, aunque no tiene mucho sentido, ya que una forma mas eficiente es llevar la potencia por medio de 3 líneas. por otro lado el  equipo debería ser construido para trabajar con dos fases y si es un equipo rotativo, como un motor esto puede acarrear algunas dificultades técnicas.

 

¿En un transformador en delta abierta se consigue un sistema bifásico? 

R: a pesar de tener solo dos transformadores, la fases que faltan (para ser trifásica) es “creada” por la suma vectorial de las dos fases reales, aun así, entraríamos en el mismo caso de la primera pregunta.

 

¿Existe o no un sistema bifásico comercial?

R: Hasta donde tengo entendido, no existe un sistema o equipo comercial que trabaje con dos fases y que sea explícitamente construido para operar de esa forma (un delta abierto es un arreglo de 2 equipos monofásicos, por lo que no entra en esta categoría) , además, por definición, tendría que tener 4 terminales, 2 para la fase 1 y 2 mas para la fase 2, de otra forma se sumarian los voltajes fasorialmente y se obtienen un sistema trifásico.

Normas y regulaciones para equipos eléctricos

Muchas veces el principal problema a la hora del diseño, es encontrar las normas que sustenten nuestros cálculos y consideraciones, sobretodo a los nuevos ingenieros que por la falta de experiencia nos cuesta encontrar las normas apropiadas, pues bien aquí les traigo una pequeña guía que los puede ayudar con este problema.

 

Transformadores Eléctricos

Para trasformadores eléctricos tenemos como referencia la ANSI/IEEE C57, que nos sirve para la parte de distribución, potencia y regulación, Por otro lado la NEC, tiene los requerimientos y recomendaciones para aplicaciones de transformadores.

 

La IEEE 141 (El libro Rojo) tiene una buena sección sobre el tema. Para transformadores inmersos en liquido tenemos la ANSI/IEEE C57.12.00, esta norma se usa junto con la C57.10.12.10, las cuales nos información especifica sobre ajustes, accesorios, pruebas, etc. C57.92 es una guía para la carga, también hay unas 49 normas que se referencian en la C57.12.00.

 

Ducto Barras

La ANSI C37.23 para buses con cubierta metálica para 600V o mas, este estándar habla sobre capacidades, construcción y calculo de perdidas perdidas. Este estándar es aplicable a un bus con cobertura metálica usado con 480V en un Switchgear .

 

Switchgear

Los términos usados cuando hablamos de switchgears están definidos por la ANSI/IEEE C37.100. El termino “Switchgear” es usado para definir un amplio conjunto de equipos que contienen interruptores o interruptores de corriente. La industria petrolera usas principalmente switchgear protegidos con una carcasa metálica. Los requerimientos para dicha carcasa están descritos en la ANSI/IEEE C37.20.1, 2 y 3.

 

Motores

La norma básica para todos los motores y generadores es la NEMA MG-1, la cual se divide en 3 partes, la primera es estándares aplicados a todas las maquinas, la segunda es estándares aplicados a maquinas pequeñas y medianas. La ultima parte habla sobre los estándares aplicados a maquinas grandes.

Los estándares IEEE 112,113 y 115 muestran las pruebas y procedimientos para motores polifásicos de inducción, motores DC y maquinas síncronas, respectivamente. La IEEE 43, 117 y 275 cubren la parte de las pruebas de aislamiento. La IEEE 85 y la NEMA MG3, hablan sobre los niveles de ruido y predicción del nivel de ruido después de la instalación.

 

Cargadores de Baterías

No existe un estándar único que abarque todo lo referente al tema, pero la NEMA IB-4 cubre la parte de los requerimientos desempeño y prueba de capacidad para baterías. También hay 3 estándares publicados por la IEEE, instalaciones para plantas de potencia y subestaciones. IEEE 450 habla sobre el mantenimiento, prueba y reemplazo de las baterías. La IEEE 484 cubre la parte del diseño para la instalación de bancos de baterías. La  IEEE 485 se usa frecuentemente para el dimensionamiento de contenedores de baterías.

El estándar ANSI/NEMA PE-5 cubre los cargadores de baterías utilitarias. El PE-7 habla sobre cargadores de baterías para sistemas de comunicaciones.  

 

Estándares Generales de Diseño

Los libros de colores de la IEEE (color books) probablemente sea el compendio mas completo y extendido sobre sistemas eléctricos industriales y comerciales, entre ellos tenemos:

EL libro rojo (red book) “Sistemas de distribución para plantas industriales” El libro verde (green book) “Practicas recomendadas para el aterramiento de

sistemas industriales y comerciales de potencia. El libro pardo (o amarillo claro, Buff book) “Practicas recomendadas para la

protección y coordinación de sistemas industriales y comerciales de potencia. El libro naranja (orange book) Practicas recomendadas para sistemas de emergencia

y respaldo para industrias y comercios. El libro marrón (brown book) Practicas recomendadas para análisis de sistemas de

potencia. El libro Dorado (golden book) Practicas recomendadas para el diseño de sistemas de

potencia industriales y comerciales confiables. El libro bronce (bronze book) practicas recomendadas para la conservación de

energía y efectividad de costos en sistemas de potencia industriales y comerciales.

La American Petroleum Institute (API) tiene especificaciones generales para sistemas eléctricos en refinerías y plataformas marinas, estas son:

RP540 “Instalaciones eléctricas en plantas procesadoras de petróleo”  RP14F “ Practicas recomendadas para el diseño e instalación de sistemas eléctricos

en plataformas de producción marinas”.

Clasificación de áreas peligrosas

Las fabricas e instalaciones que manejan sustancias inflamables, pueden usar la norma API RP 500 la cual provee una guía para clasificar el área, esta norma tiene las actualizaciones RP 500A, RP 500B y RP 500C.

Las plantas químicas tienen también una guía de practicas recomendadas la NFPA 497A que es similar a la RP500, sin embargo esta toma en cuenta el flujo , presión y tamaño de los quipos para clasificarlos como de bajo, medio y alto peligro.

La NFPA 30 direcciona el almacenamiento de líquidos inflamables, una ves que el material inflamable ha sido identificado, este se clasifica según la NFPA 497M.

La NFPA 50A trata sobre los sistemas de gas hidrogeno.