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1 PII Sistema Eléctrico

Felipe Fernandez 2014

Proyecto de Instalaciones Informáticas UPM

Sistema Eléctrico


Sistema Eléctrico de un CPD Resumen introductorio de conceptos básicos

Sistemas de alta disponibilidad y tolerantes a fallos



Sistema Eléctrico Parte 1

Resumen introductorio de conceptos básicos


PII Sistema Eléctrico 4

índice Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT)

Consideraciones generales Aplicación al diseño de CPD´s

Aparamenta, dispositivos, unidades y módulos eléctricos Interruptores magneto-térmicos Interruptores diferenciales Interruptores diferenciales super-inmunizados Protectores de sobretensión Dispositivos de conmutación y distribución SAI’s y generadores de reserva Centros de transformación

Secciones normalizadas del sistema eléctrico Generación, transporte, distribución, acometida, enlace y consumo

Instalaciones eléctricas de interior


Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión

REBT


Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión

El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) del 2002, es el reglamento español de obligado cumplimiento que prescribe las condiciones de montaje, explotación y mantenimiento de instalaciones de baja tensión (V<1000V)


Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT)

El REBT se compone de tres partes:

29 Artículos que atiende a las cuestiones legales y administrativas de las instalaciones.

51 Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC) , donde se descrben los aspectos técnicos

51 Guías Técnicas de Aplicación (GTA), que no son reglamentarias y complementan la información de las ITC

Artículos

ITC

GTA


Evolución de Los REBT’s

79

034

129

29

229

0

50

100

150

200

250

1955 1973 2002

Año de publicación

Artículos

Normas


REBT Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión

www.ffii.nova.es/puntoinfomcyt/legislacionsi.asp?idregl=76

REGLAMENTO (Articulado)


REBT ITC INSTRUCCIONES TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS

ITC


REBT GTA GUÍAS TÉCNICAS DE APLICACIÓN GTA


Empresas relevantes del sector

Schneider Electric www.schneider-electric.com

APC by Schneider Electric www.apc.com

Emerson Network Power, www.emersonnetworkpower.com

Liebert - Emerson Network Power, http://www.emersonnetworkpower.com/en-

US/Brands/Liebert/Pages/default.aspx ABB Group - Automation and Power Technologies

www.abb.com

→ White papers

http://www.schneider-electric.com/

http://www.apc.com/

http://www.emersonnetworkpower.com/

http://www.emersonnetworkpower.com/en-US/Brands/Liebert/Pages/default.aspx

http://www.emersonnetworkpower.com/en-US/Brands/Liebert/Pages/default.aspx

http://www.abb.com/


Aparamenta Dispositivos, unidades y módulos

eléctricos


Dispositivos de Protección Armario eléctrico

Armario Eléctrico para disyuntores Marca: Schneider Electric Material: plástico

Un armario o cuadro eléctrico general, es aquel en el en él se protegen y distribuyen cada uno de los distintos circuitos en los que se divide la instalación a través fusibles, protecciones magnetotérmicas y diferenciales. Al menos existe un cuadro eléctrico principal por instalación, como ocurre en la mayoría de las viviendas. En instalaciones industriales suele haber también varios cuadros eléctricos secundarios.


Dispositivos de Protección Interruptor automático magneto-térmico 2P

Interruptor Automático de carril DIN Marca: Schneider Electric 2P 25A 440V

Dispositivo utilizado para la protección de los circuitos eléctricos, contra cortocircuitos y sobrecargas de corriente. Sustituye al clásico fusible.

REBT ITC-22


Dispositivos de Protección Interruptor automático magneto-térmico 3P

Interruptor Automático de carril DIN Marca: Schneider Electric 3P 63A 440V

Dispositivo utilizado para la protección de los circuitos eléctricos, contra cortocircuitos (parte magnética) y sobrecargas de corriente (parte térmica). Sustituye al clásico fusible.


Dispositivos de Protección Interruptor Automático magneto-térmico

Vista interna de un Interruptor Automático DIN, junto a su curva tiempo-corriente de funcionamiento

Se basa en los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: magnético y térmico. El dispositivo consta de un electroimán y una lámina bimetálica conectadas en serie, por las que circula la corriente que va hacia la carga.


Dispositivos de Protección Interruptor Diferencial

Interruptor diferencial de carril DIN Marca: Schneider Electric 2P 63A 30mA Clase AC

Dispositivo utilizado fundamentalmente para la protección de las personas contra los fallos de aislamiento entre los conductores activos y la masa de los aparatos. Consta de dos bobinas sobre un núcleo magnético, colocadas en el conductor de fase y en el neutro. Estas bobinas producen campos magnéticos que se anula si ambas corrientes son iguales..

REBT ITC-24

PII Sistema Eléctrico 19 19

Dispositivos de Protección Interruptor Diferencial Si ocurre un fallo de aislamiento en algún aparato eléctrico (el

conductor de fase queda en contacto con alguna parte metálica conectada a tierra) se origina una descarga a tierra, y la corriente que circulará por el neutro será menor a la que circula por la fase.

Detecta las fugas entre Fase y Tierra: If = I1-I2 If

Fase

Tierra

Neutro

fugas

REBT ITC-24


Ejercicio: Explicar la razón del funcionamiento del Botón de Test (T) de un interruptor diferencial. Nota. Se recomienda que la revisión se realice mensualmente. Para ello se debe pulsar el botón de prueba

Botón de Test Interruptor Diferencial

Dispositivos de Protección REBT ITC-24


Dispositivos de Protección Interruptor Diferencial Superinmunizado (SI)

Interruptor diferencial SI Marca: Schneider Electric Tipo: SUPERINMUNIZADO (SI) ilD 2x40A 30mA (2P- 40A - 30mA )

ID SI clase A diseñados especialmente para la protección y continuidad del servicio en instalaciones que presenten:

• Riesgo de disparo intempestivo provocados por fugas transitorias de alta frecuencia o por transitorios de corta duración (descargas atmosféricas). • Riesgo de no disparo por presencia de armónicos o presencia de componentes continuas.


Dispositivos de Protección Interruptor Diferencial Superinmunizado Exterior (SiE)

SiE (Superinmunizados Influencias Externas), que además de incorporar la tecnología superinmunizada "si" ofrece una resistencia a los entornos atmosféricos con revestimiento anticorrosión y mayor estanqueidad [Schneider]


Dispositivos de Protección Interruptor Diferencial + Magneto-térmico

Interruptor Diferencial+ Magneto-térmico de carril DIN Marca: Schneider Electric - earth leakage add-on block – Vigi NG125 - 2P - 63A - 30mA AC

Interruptor automático magnetotérmico diferencial bipolar con un polo protegido, destinado a ser instalado al final de un circuito para la protección contra las sobrecargas y contra los cortocircuitos de la instalación, así como para la protección contra la electrocución...


Dispositivos de Protección Protector de Sobretensión transitoria

REBT ITC-23

Normalmente se comporta como un circuito abierto, pero ante la descarga de un rayo actúa como un cortocircuito. En general, se conecta entre cada conductor y el borne de tierra tras el disyuntor principal.

Protector de sobretensión de carril DIN Marca: Siemens. Protector de sobretensión monopolar, 25 kA Sistemas TT monofásicos "1+1"

Dispositivo diseñado para limitar los transitorios de sobretensión de origen atmosférico (o por cargas eléctricas) a un valor inofensivo para una instalación eléctrica y sus equipos. Deriva a tierra las corrientes de impulso asociadas.

http://www.electrical-installation.org/enwiki/Design_of_the_electrical_installation_protection_system_(_full_page_)





Dispositivos de Protección Protector de Sobretensión transitoria. Tipos 1,2 y 3

REBT ITC-23

Tipo 1 debe colocarse a la entrada de la red eléctrica solo en entornos severos Tipo 2 debe colarse después de los de tipo 1 Tipos 3 deben colocarse próximos a los equipos a proteger.

http://ecmweb.com/contractor/understanding-surge-protective-device-ratings

1 2 3

http://ecmweb.com/contractor/understanding-surge-protective-device-ratings


Dispositivos de Protección Protector de Sobretensión transitoria + Interruptor automático

Estandar 62305-2 define 4 niveles: I (200KA) , II (150KA) , III and IV (100KA)

Descargador de sobretensiones transitorias tipo 2 (SPD) con un dispositivo de protección contra sobretensiones permanentes (POP) y un interruptor automático (MCB)

Descargador de sobretensiones + Interruptor automático Tipo 2


Dispositivos de Protección Protector de Sobretensión con Filtro LPF EMI

To protect sensitive electronic devices and equipments in single-phase AC power supplies. The built in protection protects the equipment successful against surge voltages and HF-interferences caused by switching electromagnetic pulse and lightning. The impulse current discharge capability is up to 25 kA (8/20µs).

http://www.leutron.de/uploads/tx_leutronpdb/253025_EPF_230V_16A-W_15.11.06en.pdf

EPF 230V/16A

2-pole, shielded Surge Protective Device


Dispositivos de Protección Protector de Sobretensión con Filtro LPF EMI

http://www.leutron.de/uploads/tx_leutronpdb/253025_EPF_230V_16A-W_15.11.06en.pdf

EPF 230V/16A

2-pole, shielded Surge Protective Device


Dispositivos de Conmutación

Transfer switches provide ultra-fast switching between two independent AC power sources, offering virtually uninterrupted power to sensitive electronic equipment. When used with redundant AC power sources, the static transfer switch permits maintenance without shutting down critical equipment. Emergency switching, provides the transfer to the alternative source, in only a few milliseconds

http://www.emersonnetworkpower.com/en-EMEA/Products/ACPower/TransferSwitches/Pages/ChlorideCROSSRack16-64ASTS.aspx

Ejemplo: Emerson Chloride CROSS Rack STS • Available in 16, 32 and 64 A, with a nominal voltage of 230 V, Chloride CROSS Rack exists in both single-phase input and single-phase output models. • Ability to switch between alternative power sources • Advanced control 'break before make' (BBM) switching feature • Typ. transfer time: 4ms

Interruptores de transferencia (Transfer Switches)


Dispositivos de Conmutación Interruptores de transferencia (Transfer Switches) Static Transfer Switch (STS) & Automatic Transfer Switch (ATS)

http://www.emersonnetworkpower.com/en-EMEA/Products/ACPower/TransferSwitches/Pages/ChlorideCROSSRack16-64ASTS.aspx

Transfer Switches TYPES • STS is based on static electronic components (SCR) • ATS is based on electromechanical components (Relays) → slower and cheaper Transfer Switches applications • A Transfer Switch can be connected between the critical load and the outputs of two independent power sources. • If the primary should fail, the switch will automatically transfer the load to the surviving source.

Static Transfer Switch


Dispositivos de Conmutación Interruptores de transferencia (Transfer Switches) Static Transfer Switch (STS)

APC White paper #62. Powering Single-Corded Equipment in a Dual Path Environment


Dispositivos de Conmutación Interruptores de transferencia (Transfer Switches) Evolución de la tensión DC en caso de fallo de alimentación AC

APC White paper #62. Powering Single-Corded Equipment in a Dual Path Environment

18ms


Barras de distribución de potencia Power Bus Bar

http://sige2009.en.made-in-china.com/offer/XqlQWZBxhapD/Sell-Power-Busbar-Trunking-CKX8-.html

They have the advantages of quick installation, safety and compact, robust and flexible usage, reliable power supply, high availability, etc.

http://sige2009.en.made-in-china.com/offer/XqlQWZBxhapD/Sell-Power-Busbar-Trunking-CKX8-.html


Barras de distribución de potencia Power Bus Bar It transports and distributes the power

between the transformer, main power distribution board and sub-distribution boards on sites with high power requirements

Ejemplo: Siemens, LX High Power Busbar 800-6300Amps

Power Bus Bar Siemens Busbar Trunking

http://w3.siemens.co.uk/buildingtechnologies/uk/en/low-voltage/busbar-trunking/pages/busbar-trunking.aspx http://www.directindustry.com/prod/siemens-low-voltage-products/busbars-trunking-systems-25580-561136.html

Siemens LX High Power Busbar,

800-6300Amps

• Sandwich single bolt joint configuration, and IP55 low impedance design

• Up to 6 conductors accomodates Double Neutral or CE

http://w3.siemens.co.uk/buildingtechnologies/uk/en/low-voltage/busbar-trunking/pages/busbar-trunking.aspx

http://www.directindustry.com/prod/siemens-low-voltage-products/busbars-trunking-systems-25580-561136.html


Unidades de distribución de potencia Power Distribution Units (PDU´s) Las PDU’s disponen de una entrada de corriente alterna y

múltiples salidas para conectar cargas eléctricas. Tipos:

Rack Power Distribution Row, Power Distribution Room Power Distribution

Ejemplo: Liebert MPX Adaptive Rack PDU and MPH Managed Rack PDU

Rack PDU

PDU characteristics: • With monitoring and metering

capabilities. • They may be positioned for top or

bottom rack entrance..


Unidades de distribución de potencia Power Distribution Units (PDU´s) Las nuevas unidades combinadas PDU+STS permiten además una

conmutación ultrarrápida adicional entre dos fuentes de corriente alterna, suministrando una alimentación alterna redundante doble a equipos o cargas críticas con alimentación única.

PDU+STS

Static Transfer Switch (STS) + Power Distribution Unit (PDU)


Unidades de distribución de potencia Power Distribution Units (PDU´s) Ejemplo: Cabinet Power Distribution. Liebert STS2-PDU 250A

Cabinet PDU+STS

Features • Dual-bus power distribution

switches automatically or manually between two AC power sources.

• True internal redundancy • Equipment. Monitoring — built-in

metering and alarm annunciation with communication to centralized monitoring..

Static Transfer Switch (STS) + Power Distribution Unit (PDU)


Unidades de distribución de potencia Power Distribution Units (PDU´s. Definition

A power distribution unit is a device for controlling electrical power in a data center.

The most basic PDU is a large power strip without surge protection. It is designed to provide standard electrical outlets for data center equipment and has no monitoring or remote access capabilities.

The floor-mounted and rack-mounted PDUs can be more sophisticated, providing data that can be used for power usage effectiveness (PUE) calculations. A floor-mounted PDU, sometimes called a main distribution unit (MDU), provides an

important management bridge between a building's primary power and various equipment racks within a data center or network operations center (NOC). Each PDU can handle larger amounts of energy than an ordinary power strip (300 kilovolt-amps and higher depending on the manufacturer and model) and typically provides power to multiple equipment racks.

A rack-mountable PDU mounts directly to an equipment rack so it can control and monitor power to specific servers, switches and other data center devices and assist in balancing power loads. Rack-mountable PDAs are known by several different names, including smart PDUs and intelligent PDUs. Such PDUs include three-phase displays for devices sharing power well as remote management tools that use the Simple Network Management Protocol (SNMP) to provide administrators with the ability to adjust and monitor power demands from offsite locations.

http://searchdatacenter.techtarget.com/definition/

http://searchdatacenter.techtarget.com/definition/


Sistemas de alimentación ininterrumpida Uninterruptible Power Supply (UPS´s) Ejemplo: Double-conversion On-line UPS (IEC 62040-3)

UPS Double-conversion (AC-DC, DC-AC)

Common feature • On-line double-conversion topology usually includes a bypass circuit

that is used if there is an extended overload or if there is a problem in the double conversion circuits.

• It is very important that data centers monitor Battery health and have a conservative battery replacement policy


Generadores eléctricos de reserva Generador Eléctrico Diesel Ejemplo

Diesel generator

Features [AiNET] • Generators should be tested weekly and at least monthly with full load. • It is important to keep them heated to ensure the prompt “warm” start up

when needed • Critical element to generator operations is the amount of fuel stored


Redes eléctricas


Redes eléctricas Diagrama general de una red eléctrica

1 Generación

2 Transporte

3 Distribución

4 Consumo

Elementos de transformación ET Estación Transformadora STD Subestación Transformadora Y Distribución ST Subestación Transformadora CT Centro de Transformación


Línea de transporte 400 kV

Estación transformadora elevadora

L> 200 km

Subestación

Subestación

Subestación

Línea de interconexión 200kV

Centro de transformación

Línea de distribución 132kV, 100kV, 66kV, 45kV

L<100 km Red de distribución primaria

Red de distribución secundaria

30 kV

G

〜

Centrales hidráulicas Centrales térmicas convencionales Centrales termonucleares

Red de distribución 1. Grandes consumid. industriales

Red de distribución 2. Consumid. industriales Electrificación rural

Red de distribución de baja tensión 380 V (Tensión de Línea)

Subestación

Línea de distribución 20kV, 15kV, 6.6 kV

G

T

T

D

Símbolo de un

Transformador

Redes eléctricas Ejemplo


Redes eléctricas

Principales secciones: 1. Generación 2. Transporte → Alta Tensión 3. Distribución → Media Tensión

- Centros de transformación

4. Consumo → Baja Tensión - Acometida - Enlace - Instalaciones de Interior

Ejemplo: Esquema básico simplificado de una red eléctrica de distribución

Centro de transformación


Centros de transformación Un centro de transformación es una instalación provista de uno o varios transformadores reductores de Media Tensión (ej. 45KV) a Baja tensión (ej. 230V) con la aparamenta y obra complementaria precisa Ejemplo. Esquema básico de un centro de transformación subterráneo

MT Media tensión BT Baja Tensión


Centros de transformación Principales elementos de centro de transformación


Transformador de distribución Transformador de distribución utilizado para reducir MT → BT

Partes de un transformador de distribución

V1/N1= V2/N2


Red de distribución Ejemplo de red distribución redundante

Red de distribución en uso apoyado

ST Subestación Transformadora CT Centro de Transformación

ST ST

CT

CT

MT MT

MT Media Tensión BT Baja Tensión


Instalación eléctrica de baja tensión

Principales secciones: 1. Distribución 2. Acometida. 3. Enlace 4. Interior Ejemplo. Esquema unifilar de una instalación eléctrica provisional de obras.

INSTALACIONES PROVISIONALES Y TEMPORALES DE OBRAS

REBT ITC-23

Nota. Resistencia de tierra. Cuando se utilizan interruptores diferenciales en redes TT, la resistencia máxima a tierra permisible depende de la sensibilidad de los interruptores diferenciales instalados y de la tensión de contacto máxima: 50 voltios para locales convencionales, 24 voltios para locales húmedos o emplazamientos conductores. • 30mA ; 50V → 1660 Ω • 300mA ; 50V → 166 Ω Para edificios comerciales se recomienda típicamente una resistencia de tierra de 5 Ohm o inferior

REBT ITC-24


Acometida y Enlace Acometida es la parte de la instalación de la Red de Distribución,

que alimenta la Caja General de Protección (CGP). Instalación de Enlace es aquella que une la CGP con las

Instalaciones Interiores. Comienza en el final de la acometida y termina en los dispositivos generales de mando y protección de las instalaciones interiores de los usuarios. Las partes que constituyen las Instalaciones de Enlace son: Caja General de Protección (CGP) Línea General de Alimentación (LGA) Elementos para la Ubicación de Contadores (CC) Derivación Individual (DI)

En las Instalaciones Interiores se encuentran ubicados::

La Caja para Interruptor de Control de Potencia (ICP) y Los Dispositivos Generales de Mando y Protección (DGMP)

REBT ITC-12


Leyenda de los esquemas.

1 Red de distribución. 2 Acometida 3 Caja General de Protección (CGP) 4 Línea General de Alimentac. (LGA) 5 Interruptor general de maniobra 6 Caja de derivación (ver → …) 7 Emplazamiento de contadores (CC) 8 Derivación Individual (DI) 9 Fusible de seguridad 10 Contador (Kwh) 11 Caja para Interruptor de Control de

Potencia (ICP) 12 Dispositivos generales de mando y

protección (IGA, ID, PIA) 13 Instalación interior

Acometida y Enlace

13 Instalación de interior

2 Acometida

1 Red de distribución

REBT ITC-12 Instalaciones de Enlace

CGP LGA

CC

DI

3 Enlace

Caja General de Protección


Para un solo usuario

Acometida y Enlace REBT ITC-12

Leyenda de los esquemas 1 Red de distribución. 2 Acometida 3 Caja general de protección 4 Línea general de alimentación 5 Interruptor general de maniobra 6 Caja de derivación (ver → …) 7 Emplazamiento de contadores 8 Derivación Individual 9 Fusible de seguridad 10 Contador 11 Caja para interruptor de control de

potencia 12 Dispositivos generales de mando y

protección 13 Instalación interior


Para varios usuarios con contadores centralizados en un lugar

Para dos usuarios



Para varios usuarios con contadores centralizados en más de un lugar



Caídas de tensión admisibles


Grados de Electrificación (GE)

1.Electrificación básica • Debe cubrir las posibles necesidades primarias de una vivienda sin

necesidad de obras posteriores • Siempre que la vivienda tenga una superficie útil inferior a 160 m2 • Potencia ≥ 5.750 W a 230 V • Circuitos mínimos: 5

2. Electrificación elevada • Debe cubrir las necesidades básicas de una vivienda y además, la

calefacción eléctrica y aire acondicionado • Siempre que la vivienda tenga una superficie útil superior a 160 m2 • Potencia ≥ 9.200 W a 230 V • Circuitos mínimos: 5 + 6

REBT ITC-25


Características de los circuitos

Circuito de utilización

Potencia prevista por toma

(W)

Factor de simultan.

Fs

Factor de utilización

Fu Tipo de toma (7)

Interruptor Automático

(A)

Máximo nº de puntos

de utilización o tomas por

circuito

Conductores sección mínima (mm2) (5)

Tubo o conducto diámetro externo mm(3)

C1 Iluminación 200 0,75 0,5 Punto de luz (9) 10 30 1,5 16

C2 Tomas de uso general 3.450 0,2 0,25 Base 16 A 2p+T 16 20 2,5 20

C3 Cocina y horno 5.400 0,5 0,75 Base 25 A 2p+T 25 2 6 25

C4 Lavadora, lavavajillas y termo

eléctrico 3.450 0,66 0,75

Base 16 A 2p+T Combinadas con

fusibles o interruptores

automáticos de 16 A (8)

20 30 4(6) 20

C5 Baño, cuarto de cocina 3.450 0,4 0,5 Base 16 A 2p+T

16 6 2,5 20

C6 Calefacción (2) 25 6 25 C9 Aire

acondicionado (2) 25 6 25

C10 Secadora 3.450 1 0,75 Base 16 A 2p+T 16 1 2,5 20

C11 Automatización (4) 10 1,5 16

I = n x Ia x Fs(Factor de Simultaneidad) x Fu(Factor de Utilización)

REBT ITC-25

Factor de Simultaneidad - Factor de Utilización


Identificación de conductores

Tipo de conductor Color

Protección (tierra) Verde-amarillo Neutro Azul Fase Marrón, Negro, Gris

Red trifásica

Tipo de conductor Color

Protección (tierra) Verde-amarillo Neutro Azul Fase Marrón

Red Monofásica


Dispositivos de protección Características y

esquemas de aplicación


Principales elementos del armario eléctrico de una instalación interior INTERRUPTOR DE CONTROL DE POTENCIA (ICP): Normalmente se sitúa junto al

Cuadro General de Mando y Protección, e inmediatamente antes de él. Este interruptor desconecta toda la instalación cuando la suma de las potencias demandadas por los aparatos que se encuentran funcionando a la vez sobrepasa la potencia contratada.

INTERRUPTOR GENERAL AUTOMÁTICO (IGA): Es el encargado de proteger de sobrecargas y cortocircuitos la instalación completa de la vivienda.

INTERRUPTOR DIFERENCIAL (ID): Sirve para desconectar la instalación eléctrica de forma rápida cuando existe una fuga a tierra, protegiendo a las personas contra los contactos a las descargas eléctricas.

PEQUEÑOS INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS (PIA): Protegen de los incidentes producidos por los cortocircuitos y sobrecargas en cada uno de los circuitos interiores (iluminación, calefacción, electrodomésticos, etc.).

Nota. Para instalar el ICP es necesario disponer de una caja normalizada que se

pueda precintar.

www.iberdrola.es

Cuadro general eléctrico


El cuadro general eléctrico se situará lo más cerca posible del punto de entrada de la derivación individual correspondiente


CGE

ICP


Ejemplo de cuadro general eléctrico interior


www.iberdrola.es

CGE

ICP


Interruptor de Control de Potencia (ICP) lo instala la empresa suministradora de la energía para limitar el consumo de corriente del abonado.

Debe ubicarse en una caja, inmediatamente antes de los demás dispositivos, en compartimento independiente y precintable.

Puede colocarse en el mismo cuadro que el resto de los dispositivos generales de mando y protección.


Cuadro General Eléctrico

ICP

IA

http://1.bp.blogspot.com/_zkqN5niAUgY/TECEhPsqoLI/AAAAAAAAAAM/RTgstJnDcI0/s1600/cgmp.gif


Interruptor general automático (IGA) viene impuesto por la capacidad máxima de la instalación.

Como mínimo será un interruptor de corte omnipolar con accionamiento manual, de intensidad nominal mínima de 25 A y dispositivo de protección contra sobrecargas y cortocircuitos.

Con poder de corte suficiente para la intensidad de cortocircuito como mínimo de 4500 A.



IGA

IA



Interruptores diferenciales (ID) de protección contra contactos indirectos

de todos los circuitos, Con una intensidad diferencial-residual

máxima de 30 mA e intensidad asignada superior o igual que la del interruptor general.

Como mínimo uno cada cinco circuitos

En caso de circuitos de alta disponibilidad se distribuirán por las cargas eléctricas correspondientes para minimizar la zona afectada por la desconexión correspondiente.



ID

IA

REBT ITC-05



Interruptores automáticos (IA) de protección individual para cada

circuito De corte omnipolar con accionamiento

manual y dispositivo de protección contra sobrecargas y cortocircuitos,

La intensidad asignada a cada uno será según su aplicación



IA

IA

REBT ITC-22



Circuitos de distribución interna REBT GTA-25 Circuitos de electrificación básica

• Ejemplo 1 de esquema unifilar


Circuitos de distribución interna REBT GTA-25 Circuitos de electrificación básica

• Ejemplo 2 de esquema unifilar con circuitos desdoblados


Circuitos de distribución interna Circuitos de electrificación elevada • Ejemplo 3 de esquema unifilar

REBT GTA-25


Cuadro general eléctrico instalado Ejemplo. Cableado de un cuadro eléctrico básico


Ejemplo. Tubo y sección de conductores utilizados Cuadro general eléctrico instalado


Sistemas de conexión de neutro y masa

Esquemas TT e IT


Esquema TT unifilar Definición

El punto neutro del transformador BT está conectado a una toma de tierra

Las masas de los receptores están conectadas por el conductor de protección PE a una toma de tierra común

Sistemas de conexión neutro y masa TT

Sistema de disponibilidad estándar

El defecto puede ser detectado por un interruptor diferencial. La intensidad de defecto es limitada por las resistencias de tierra.

T T

REBT ITC-08


Esquema IT unifilar Definición El punto neutro del

transformador BT no está conectado a una toma de tierra


Sistemas de conexión de neutro y masa IT

Sistema de alta disponibilidad

Régimen de neutro aislado o sistema de conexión a tierra IT En caso de defecto de aislamiento, la intensidad no puede circular a través del neutro del transformador

I T

REBT ITC-08


Esquema IT detallado Definición El punto neutro del

transformador BT no está conectado a una toma de tierra


L1 L2 L3 N PE

Sistemas de conexión de neutro y masa IT

Sistema de alta disponibilidad REBT ITC-08


En esquema IT es necesario un Control Permanente del Aislamiento (CPA)

Medida permanente del aislamiento a tierra Control del aislamiento por inyección de

corriente alterna adicional de baja frecuencia (2,5 Hz).

Sistemas de conexión neutro y masa IT

Automático

www.schneider.com

Esquema IT

Manual


Control Permanente del Aislamiento Ejemplo: Schneider VIGILOHM XD3XX

XD312

XD301

• Detección automática de un defecto • Señalización local o a distancia • Memorización posible del defecto • Toroidal separado o acoplado

Sistemas de conexión neutro y masa IT

toroidales abiertos

toroidales cerrados


Sistema Eléctrico Parte 2

Sistemas de alta disponibilidad y tolerantes a fallos



índice Sistema eléctrico de un CPD Sistemas con alimentación única Sistemas con alimentación doble Single points of failure Ejemplos de sistemas eléctricos de CPD’s con diferente

disponibilidad


Arquitectura básica del sistema eléctrico de un CPD

Ejemplo. Diagrama de bloques básico

Data Center Philosophy, Architecture and Its Technologies 2008


Ejemplo Diagrama unifilar básico

Square D. Company

Esquema básico de distribución eléctrica de un CPD


Estructura básica de distribución eléctrica de un CPD

Classical structure: power cabling routed underneath a raised floor from PDU´s (Power Distribution Units)

APC White paper #129. A Scalable, Reconfigurable, and Efficient Data Center Power Distribution Architecture




Classical structure: power cabling routed underneath a raised floor from PDU´s (Power Distribution Units) Drawbacks of such designs are well established: valuable floor space is consumed by distribution equipment; raised floors are costly; under-floor cabling becomes congested, disrupting air flow used for cooling; requirements to remove unused cables, which tend to be abandoned; and risk of human error while working with circuit breakers and cables that are not clearly associated with a given load


Overhead bus systems can be reusable for years for future facility changes and growth.

With the busway, as compared with individual cables, less copper is used and the reusable components reduce modification costs.

Main components: Tap Box: Provides the input

connection from the UPS/PDU to busway.

Busway: Extends 3-phase power distribution over or under rows of racks.

Bus plugs: Enable plug-n-play distribution to individual racks or rack PDUs.


Modular structure: Busway

Liebert MB Modular Busway



Busway that traverses the planned IT rack layout (perpendicular to the rows) enables quick and easy scaling of the final IT distribution.

Busway consist of busway sections (straight

lengths containing busbars and

a slot for continuous access) and tap boxes (plug-in units containing circuit protection and wiring devices).


Modular structure: Busway

Flexible and Adaptable

1

2


Sistemas con alimentación única

Tres fuentes de potencia Red-Batería-Generador

Un camino de potencia a los sistemas de cómputo

Típicos de Tier I y II

Uptime Institute 2006 Fault_Tolerant_Power_Certification


Sistemas con alimentación doble

Tres fuentes de potencia Red-Batería-Generador

Doble camino de potencia a los sistemas de cómputo

Típicos de Tier III y IV

Uptime Institute 2006 Fault_Tolerant_Power_Certification


CPD UPM

Distribución eléctrica Ejemplo 1 Esquema unifilar

Tier I

Power Bus Bar 400 A


CPD UPM

Distribución eléctrica Ejemplo 1 Planta del cableado eléctrico de potencia

Tier I

Power Bus Bar 2200A


[CommScope]

Ejemplo 2 Planta del cableado eléctrico de potencia con alimentación doble redundante.

Sistemas con alimentación doble

PDU

Utility entry

Redundant power


Sistemas de distribución de alta disponibilidad

Ejemplo

APC White Paper #75. Comparing UPS System Design Configurations & AiNET Tier IV

Note 1 Redundancy test From the input to any final output, more than one independent path may always be traced – this is the “finger test” Note 2 A single point of failure (SPOF) is a part of a system that, if it fails, will stop the entire system from working.

ATS: Automatic Transfer Switch PDU; Power Distribution Units


Sistemas de distribución de alta disponibilidad

Ejemplo Esquema unifilar

ELECTRICAL DISTRIBUTION FOR A RELIABLE DATA CENTER. IEEE 2012


Clasificación Tier TIA-942

Tier I: Infraestructura básica (1965) Tier II: Infraestructura con componentes redundantes (1970) Tier III: Infraestructura con mantenimiento simultáneo (1985) Tier IV: Infraestructura tolerante a fallos (1995)

Uptime Institute 2008 Tier Classifications Define Site Infrastructure

Recordatorio


Distribución eléctrica Tier I (1965)

Ejemplo Diagrama de bloques [Uptime]



Ejemplo Diagrama de bloques

[Isaak Technologies, Inc.]

Distribución eléctrica Tier I


Distribución eléctrica Tier I

Ejemplo Diagrama de bloques detallado

[Emerson]

Emerson Network Power. Liebert., 2010, Using Static Transfer Switches to Enhance Data Center Availability and Maintainability

TVSS: Transient Voltage Surge Suppressor

ATS Automatic Transfer Switch

PDU Power Distribution Unit


Distribución eléctrica Tier II (1970)

Ejemplo Diagrama de bloques [Uptime]





Distribución eléctrica Tier II


Distribución eléctrica Tier III (1985)

Ejemplo Diagrama

de bloques [Uptime]

Distribución pasiva





Distribución eléctrica Tier III


Distribución eléctrica Tier IV (1995)

Ejemplo Diagrama

de bloques [Uptime]

Distribución activa




[Isaak Technologies, Inc. ]

Distribución eléctrica Tier IV



Emerson Network Power. Liebert 2010, Using Static Transfer Switches (STS) to Enhance Data Center Availability and Maintainability

Ejemplo Diagrama de

bloques detallado [Emerson]

TVSS: Transient Voltage Surge Suppressor

CB: Circuit Breaker ) ATS: Automatic Transfer Switch


Data Center Design of Optimal Reliable Systems IEEE 2011

Ejemplo Esquema unifilar

[IEEE]


CB: Circuit Breaker ) ATS: Automatic Transfer Switch

All IT equipment shall be Dual Powered

Multiple, independent, diverse and simultaneously active Distribution Paths

Multiple, independent, physically isolated Systems (Compartmentalized)

Redundant Capacity Components (Power and Cooling) to support the IT loads

Flywheel products store and deliver DC power utilizing the kinetic energy stored in high speed rotation modules.

UPS: Uninterruptible Power Supply


Distribución eléctrica Tier IV Ejemplo: Diagrama de bloques básico [AiNet]

AiNET’s certified TIA-942 Tier IV data center. http://www.ai.net/tia-942-tier-iv-data-center

http://www.ai.net/wp-content/uploads/2011/06/AiNET-Critical-Power-Delivery-Chain.jpg


Distribución eléctrica Tier IV Ejemplo de AiNET . Diagrama de bloques [AiNet]

AiNET’s certified TIA-942 Tier IV data center. http://www.ai.net/tia-942-tier-iv-data-center


Apéndice


DC Power for Data Centers DC Power

An alternative approach to conventional alternating-current (AC) power uses a direct-current (DC) power distribution scheme throughout a data center, eliminating extra power conversion steps and losses

DC power is distributed at the facility level to racks of computers that have been modified to directly accept high voltage direct current (DC).

In typical data centers, the loss in electrical power through conversions of alternating current (AC) to DC to AC to DC occurs for all power flowing to the IT equipment.

http://hightech.lbl.gov/dc-powering/

DC Multi Output

http://hightech.lbl.gov/dc-powering/videos.html

Several AC-DC conversion steps can be eliminated to improve efficiency

Inverter

In Out

Bypass

Battery/ChargerRectifier

Inverter

In Out

Bypass

Battery/ChargerRectifier

Internal Drive

External Drive

I/O

Memory Controller

µ Processor

SDRAM

Graphics Controller

DC/DCAC/DC

DC/DC

AC/DC Multi output PS

Voltage Regulator Modules

5V

12V

3.3V

12V 1.5/2.5V

1.1V-1.85V

3.3V

3.3V

12V

PWM/PFCSwitcher

Unregulated DCTo Multi Output Regulated DC

Voltages

Internal Drive

External Drive

I/O

Memory Controller

µ Processor

SDRAM

Graphics Controller

DC/DCAC/DC

DC/DC

AC/DC Multi output PS

Voltage Regulator Modules

5V

12V

3.3V

12V 1.5/2.5V

1.1V-1.85V

3.3V

3.3V

12V

PWM/PFCSwitcher

Unregulated DCTo Multi Output Regulated DC

Voltages


Ejercicio básico Indicar la potencia de refrigeración necesaria para el UPS

indicado con una potencia de entrada de 10KW y 90% de rendimiento

Respuestas:

A) 19KW B) 10KW C) 9KW D) 1KW

Rendimiento: 90%

Pent 10KW

Psal 9KW

UPS


Ejercicio básico

Indicar la potencia de refrigeración necesaria para el UPS indicado con una potencia de entrada de 10KW y 90% de rendimiento

Respuesta correcta (D) A) 19KW B) 10KW C) 9KW D) 1KW

NOTA Primer principio de la termodinámica En régimen permanente: Pent(W) = Psal(W) + Q(W) Q: Potencia calorífica

Rendimiento: 90%

1KW

Pent 10KW

Psal 9KW

UPS


Proyecto de Instalaciones Informáticas CONTACTO Felipe Fernández Hernández UPM E-mail: [email protected]

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