1. DIAGRAMA UNIFILAR

Es una representación gráfica de una instalación eléctrica o de parte de ella. Se distingue de otros tipos de esquemas eléctricos en que el conjunto de conductores de un circuito se representa mediante una única línea, independientemente de la cantidad de dichos conductores. Típicamente el esquema unifilar tiene una estructura de árbol.

El diagrama unifilar hace referencia a una sola línea para indicar conexiones entre diferentes elementos, tanto de conducción como de protección y control. Son muy útiles cuando se trata de interpretar de manera sencilla por donde se conduce y hasta donde llega la electricidad. Generalmente incluyen dispositivos de control, de protección y de medición, aunque no se limiten solo a ellos.

El uso de Diagramas Unifilares se recomienda en planos de Instalaciones Eléctricas de todo tipo, sobre todo cuando estas incluyen varios circuitos o ramales. Se complementan de manera esencial con los Diagramas de Conexiones. Con ambos esquemas quien realiza una instalación eléctrica sabe perfectamente por donde “tender” cada uno de los conductores físicamente.

No existe una Norma Oficial respecto de la elaboración de estos diagramas, por lo tanto la forma de hacerlos se deja prácticamente a criterio del técnico electricista, pero si, respetando siempre la simbología oficial en materia de Instalaciones Eléctricas. Puedes hacerlos en forma vertical u horizontalmente.

Los elementos gráficos más importantes en estos diagramas son:

Cuadros eléctricos

Todos los componentes que se encuentran en el interior de un mismo cuadro eléctrico se representan en el interior de un polígono (probablemente un rectángulo). Este polígono representa al cuadro eléctrico y se suele dibujar con una línea discontínua. Además, es conveniente que una etiqueta identifique a qué cuadro hace referencia cada polígono por medio de un rótulo técnico en el margen inferior derecho.

Circuito

Un circuito es una rama del esquema unifilar con dos extremos. El extremo superior puede ser el inicio del esquema unifilar o estar conectado a otro circuito aguas arriba. El extremo inferior puede estar conectado a uno o más circuitos, o a un receptor.

Número y características de los conductores

El número de conductores de un circuito se representa mediante unos trazos oblicuos, y paralelos entre sí, que se dibujan sobre la línea. Solamente se representan los conductores activos (no el de tierra), por lo que es habitual

encontrar dos, tres o cuatro trazos, para circuitos monofásicos, trifásicos sin neutro y trifásicos con neutro, respectivamente.

Junto a cada rama se indican las características del conductor, como número de conductores, sección, material, aislamiento, canalización, etc.

Elementos de protección o maniobra

En algunas ramas del esquema unifilar es posible encontrar elementos de protección o de maniobra como, por ejemplo, interruptores diferenciales, magnetotérmicos o relés. También es usado para prácticas o instalaciones sobre planos.

Receptores

Las ramas inferiores del esquema unifilar alimentan a receptores eléctricos, tales como lámparas, tomas de corriente, motores, etc.

Cada grupo de receptores iguales en un mismo circuito se representa mediante un único símbolo.

Debajo del símbolo del receptor se indican algunos datos de interés, como la designación del receptor, la cantidad, la potencia de cálculo de la línea, la longitud máxima o la caída de tensión en el punto más alejado de la línea.

Puede darse el caso de que uno o varios receptores sean otro cuadro eléctrico (subcuadro) que se alimenta del cuadro anterior (cuadro principal).

2. MÁRGENES DE COORDINACIÓN

Para realizar la coordinación de protecciones se debe seguir el siguiente diagrama:

Para seleccionar los elementos de protección para nuestras instalaciones, lo más importante es elegir los elementos que sean capaces de librar la falla rápidamente y evitar que se propague. Hay que tener en cuenta factores como el costo, la eficiencia, la rapidez y la simplicidad, considerando siempre las características particulares de operación de cada dispositivo y cómo interactúan esas características con los demás dispositivos de protección.

Estos criterios recomiendan que los rangos o márgenes de tiempo y corriente que soporta un equipo no se deben sobrepasar, pues se pueden obtener resultados

inesperados, pues cada dispositivo cuenta con un intervalo mínimo y máximo de operación con otro dispositivo de protección.

Coordinación FUSIBLE – RELEVADOR

Es un arreglo que se da fundamentalmente en una misma subestación, de tipo rural o suburbano, alimentadas por un sistema de subtransmisión y con transformadores cuya potencia máxima no excede de 10 MVA. Los fusibles deben ser del tipo potencia.

Debe existir un margen del 25% como mínimo en el tiempo de coordinación entre la curva TMF (Tiempo Mínimo de Fusión) del fusible y la curva característica Tiempo-Corriente del relevador en presencia de la corriente máxima de Cortocircuito. Definiendo a t2 como TMF del fusible para la falla de referencia y t1 como el tiempo de operación del relevador para la misma falla, el criterio se escribe:

Si la característica Tiempo – Corriente del dispositivo primario se selecciona con una inversividad menor que la del dispositivo de respaldo, se comprometerá el estudio de coordinación en razón del acercamiento de las curvas para valores de fallo altos.

Coordinación RELEVADOR – FUSIBLE

Se utiliza cuando se tiene al relevador e una subestación como protección de un elemento del circuito de distribución y el fusible como protección de un ramal sobre la línea de distribución. Debe existir un margen mínimo en el tiempo de coordinación de cuando menos 0.3 segundos en la curva del fusible y la curva del relevador para la máxima corriente de Cortocircuito común entre ambos dispositivos.

Coordinación FUSIBLE – FUSIBLE

Este arreglo se aplica entre dispositivos ubicados en la línea o red de distribución, siendo el fusible de respaldo la protección de un ramal o subramal del circuito y pudiendo ser el fusible primario la protección del subramal o bien de un transformador de distribución.

El criterio establece que debe existir un margen mínimo en el tiempo de coordinación del 25% entre la curva del fusible de respaldo y la curva del primario para la máxima corriente de cortocircuito común a ambos dispositivos.

Si t2 es el tiempo límite de fusión del fusible de respaldo para a falla de referencia y t1 es el tiempo máximo de apertura del fusible primario para la misma falla, el criterio es:

Coordinación FUSIBLE – INTERRUPTOR

El interruptor y el fusible se conectan en serie, la selectividad entre ellos se da cuando la curva característica del fusible no toca la la curva de disparo del interruptor, en el intervalo de las sobrecargas y hasta aproximarse a la zona de disparo. El tiempo máximo de respuesta entre ellos debe ser 0.2 segundos y 0.4 para la falla máxima.

Coordinación RELEVADOR – RELEVADOR

Cuando se usan dos relevadores de sobrecorriente en serie, se establece un margen de tiempo entre 0.2 y 0.4 segundos al valor máximo de falla que se presente, este tiempo incluye el tiempo de operación del interruptor (alrededor de 0.12 segundos) y el tiempo del relevador (0.10 segundos), aun cuando pueda haber diferencias entre los fabricantes.

Coordinación de protecciones para la protección de EQUIPOS ELÉCTRICOS.

Se debe ser selectivo, es decir, que solo opere el dispositivo de protección que se encuentre más cercano a la falla, y si por alguna razón este falla, entonces debe operar el siguiente. Deben trazarse las curvas de los elementos involucrados en el proceso.

Se debe tomar en cuenta la escal, pues algunos dispositivos se encuentran en diferentes niveles de tension.