Medición del nivel de descargas parciales

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Desde hace tiempo, la evaluación de la calidad o estado de un aislamiento de alta tensión se ha basado en la medición de su factor de pérdidas dieléctricas (tg ä). Pero a causa de la aparición de los aislantes de material sintético con un factor de pérdidas dieléctricas muy bajo, la medición del nivel de descargas parciales es un buen complemento, incluso en determinados casos es una buena alternativa a la medición del factor de pérdidas dieléctricas (tg ä).
La medición del factor de pérdidas dieléctricas continúa siendo útil en lo que se refiere al control de calidad en la fabricación de los materiales que se utilizan como materia prima para el aislamiento de los elementos eléctricos (aparatos, conductores, aisladores, componentes, etc.). Con la medición de las pérdidas dieléctricas se obtienen valores globales de la muestra que se ensaya. Por lo tanto es una medición de integración.

Centros de transformación MT/BT

Descargar: Protecciones BT y variadores de velocidad_ CT204

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Los sistemas eléctricos de producción, transporte, distribución y alimentación a los receptores de energía eléctrica, funcionan prácticamente siempre en corriente alterna trifásica.
En el aspecto técnico, existen límites en el valor de la corriente a circular por los conductores, a conectar y desconectar con los aparatos de maniobra a controlar por los transformadores de medida, etc. Por tanto a medida que entran en consideración potencias más elevadas, se hace necesario utilizar también tensiones cada vez mayores, a fin de poder mantener la corriente dentro de unos límites técnica y económicamente admisibles. Esta problemática origina la red de distribución eléctrica, donde los Centros de Transformación son el punto de encuentro de entre las distintas tensiones.
El propósito de este documento es definir de forma detallada todos los puntos que convergen en el proyecto, instalación y seguridad de estos Centros de Transformación.
Partiendo de su clasificación y definiciones a los aspectos de cálculo, normativas y diseño.
Se desarrollan los siguientes capítulos:
1. Ámbito y función de la MT. Tensiones de trabajo
2. Centros de transformación MT. Definición y clasificación.
3. Componentes básicos de un Centro de Transformación. Equipo de Media Tensión
4. Transformador de potencia MT/BT
5. Instalaciones de puesta a tierra
6. Ventilación de los CT
7. Protección contra sobretensiones
8. Protección contra incendios de los CT
9. Disposición interior de los CT
10. Determinación de la potencia de los CT
11. Proyecto de un CT de abonado
12. Alumbrado, señalización y material de seguridad
El documento se complementa con siete apartados que desarrollan los aparatos y proponen algunos ejemplos de aplicación:
Anexo 1 Funciones y aplicaciones de los aparatos de maniobra MT
Anexo 2 Interruptor automático corriente alterna MT
Anexo 3 Medida y control de la intensidad y de la tensión. TC y TT
Anexo 4 Aparamenta MT bajo envolvente metálica
Anexo 5 Puesta a tierra del punto neutro en los sistemas MT
Anexo 6 Regímenes de neutro en BT
Anexo 7 Ejemplo de equipo de BT para CT de red pública, hasta 1000 kVA, según
Recomendación UNESA RU-6302 B

El diseño de redes industriales en AT

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Sometidos a una competencia cada vez más dura, los industriales deben de ser sumamente exigentes en la gestión y tener una gran disponibilidad de sus herramientas de producción.
Las redes eléctricas suministran la energía necesaria para cualquier herramienta de producción. La disponibilidad de la energía para la alimentación de los receptores la buscan los diseñadores de redes, desde que escogen los primeros esquemas unifilares de la red.
La disponibilidad de la energía es la primera exigencia de los diseñadores de redes desde que éstos empiezan a estructurar los primeros esquemas unifilares de la red.
Las condiciones esenciales de rentabilidad son precisamente la reducción de costes de montaje y de explotación de las instalaciones eléctricas, juntamente con su funcionamiento seguro y sin fallos. Esta optimización técnico-económica depende de un análisis previo, detallado y global:
- de las necesidades y exigencias específicas, según el tipo de industria de que se trate,
- de la integración de las limitaciones y solicitaciones de las redes de distribución pública,
- de las normas y costumbres locales,
- de las especificaciones del personal de explotación y mantenimiento.
El presente texto se limita a los estudios de diseño de las instalaciones industriales de alta tensión (AT-A y AT-B) de gran potencia que tengan como características especiales:
- de potencia instalada del orden de 10 MVA,
- con producción autónoma (eventual) de energía eléctrica,
- alimentadas desde redes de transporte o distribución pública ( ≥ 20 kV),
- con distribución privada en MT.

Las redes de distribución pública de MT en el mundo

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En un país, el Transporte y la Distribución Pública aseguran el tránsito de la energía eléctrica entre los puntos de producción y los de consumo.
Los puntos de producción son las centrales que generan la energía eléctrica a partir de distintas energías primarias (nuclear, hidráulica, carbón, –).
Los puntos de consumo en MT (Media Tensión) son centros u obras a partir de los cuales la energía se suministra a los clientes (abonados), esto mediante la «distribución de MT» que es el objeto del presente estudio. En él, después de describir los distintos tipos de redes y el oficio de distribuidor, el lector no familiarizado con la MT encontrará una presentación de:
- las topologías de las redes de MT,
- los centros,
- los dispositivos de protección, control y mando.

Puesta a tierra del neutro en una red industrial de MT

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La puesta a tierra de una red eléctrica de MT puede realizarse de diversas maneras.
El autor analiza las exigencias relacionadas con cada parámetro de la instalación (sobretensiones, red, receptores) y calcula las corrientes de defecto.
Se describen diferentes sistemas de protección, así como los ajustes necesarios para alcanzar las exigencias requeridas.

Producción de energía eléctrica integrada en emplazamientos industriales y edificios comerciales

Producción de energía eléctrica integrada en emplazamientos industriales y edificios comerciales_ CT196

En las zonas industriales aisladas, los grupos electrógenos de corriente alterna se utilizan normalmente como fuente principal de energía eléctrica. Pero también se utilizan mucho, tanto en la industria como en el sector servicios, como fuente de energía de emergencia. Trata la mayor parte de las cuestiones que deben de estudiarse cuando se hace una instalación de grupos electrógenos de corriente alterna de hasta 20 MW de potencia.

Conmutación automática de fuentes en las redes AT y BT

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El corte de la alimentación eléctrica, aunque sea pasajero, es hoy en día un handicap importante, tanto para las industrias cuyo proceso de fabricación no soporta paradas, como para los edificios de gran altura, cuyos circuitos de seguridad deberían estar siempre operativos.
Así, la conmutación de fuentes normales de alimentación sobre fuentes de sustitución o de emergencia, ha pasado a ser una operación cada vez más utilizada en la distribución eléctrica, tanto pública como privada.
Se estudian las dificultades de instalación de los dispositivos de conmutación,... y las soluciones técnicas a aplicar. A continuación se presentan también diferentes formas de conmutación con ejemplos prácticos. Por último, en una tabla se hace una síntesis de los principales campos de aplicación.

Estudio térmico de los cuadros eléctricos de BT

Estudio térmico de los cuadros eléctricos de BT_ CT145

El objetivo de este documento es facilitar la comprensión y dominio de los problemas térmicos que aparecen en un cuadro eléctrico BT.
Empezando por un repaso de las normas y los fenómenos térmicos: conducción radiación-convección, se sigue mostrando cómo, a partir de las técnicas de modelización, generalmente reservadas a otros dominios, es posible realizar una modelización en los armarios BT. La modelización alimenta naturalmente los programas informáticos de ayuda al diseño de armarios para equipos de aparamenta eléctrica.
Los resultados obtenidos se comparan con las mediciones reales de temperatura.
Finalmente, se resalta la metodología y las posibilidades de la guía CEI 890.

Armónicos: Rectificadores y Compensadores Activos

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Cada vez más, los receptores eléctricos de la industria, del sector terciario y hasta del doméstico son cargas deformantes (no lineales). Absorben corrientes no senoidales y éstas, teniendo en cuenta las impedancias de los circuitos, deforman la onda senoidal de la tensión. Es la perturbación armónica de las redes. Este fenómeno es, hoy en día, preocupante porque produce muchos problemas.
Se invita al lector que no es un especialista en armónicos a empezar la lectura por el anexo; encontrará en el las bases necesarias para comprender las diversas soluciones clásicas y nuevas para minimizar o combatir los armónicos. En efecto, hay que conocer además de las magnitudes características, los elementos perturbadores, la influencia de los sistemas de alimentación y los efectos nocivos de los armónicos. En fin, hay que saber que existen los niveles de compatibilidad electromagnética (con unos máximos aceptables) fijados por las normas.
Se presentan los compensadores activos de armónicos. Es una solución seductora, flexible, porque se adapta automáticamente, y que puede utilizarse en numerosas instalaciones como complemento o sustituyendo otros remedios. Con todo, están las soluciones «tradicionales» que hay que conocer y utilizar.
En el primer capítulo se hace un repaso de estas soluciones clásicas.

Onduladores y armónicos (Caso de cargas no lineales)

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Los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI) son generadores eléctricos casi perfectos. Su fiabilidad es muy grande y por su naturaleza aseguran (dentro del límite de la autonomía de la batería) una disponibilidad de la energía eléctrica sin fallo.
A nivel de las características eléctricas, el ondulador, que constituye el generador del SAI, tiene unas características de estabilidad de la frecuencia y de la tensión que son mejores que las del sector. La única característica incierta en el espíritu de muchos técnicos es su aptitud de crear una tensión senoidal cualquiera que sea la forma de la corriente absorbida por la carga. Se aclara este punto y se demuestra que los onduladores modernos son excelentes generadores de tensión senoidal incluso cuando alimentan cargas no lineales. Esto es debido a que son aparatos concebidos y generalmente utilizados para alimentar ordenadores que absorben corrientes no senoidales.

Los armónicos en las redes perturbadas y su tratamiento

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La energía eléctrica se distribuye generalmente en forma de tres tensiones que constituyen un sistema trifásico sinusoidal. Uno de los parámetros del sistema es la forma de onda, que debe ser lo más parecida posible a una sinusoide.
Es necesario corregir esta forma de onda, si su deformación sobrepasa ciertos límites, frecuentemente alcanzados en las redes que tienen fuentes de perturbaciones armónicas, como son: hornos de arco, convertidores estáticos de potencia, o incluso ciertos tipos de alumbrado, etc.
Con este fin, el presente documento pretende ser una contribución para un mejor conocimiento de los problemas de los armónicos, de sus causas, y de las soluciones más comúnmente utilizadas.

El esquema IT (neutro aislado) de los esquemas de conexión a tierra BT

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Todos los esquemas de conexión a tierra –ECT– ofrecen el mismo grado de seguridad a los usuarios, pero tienen características diferentes de explotación.
Por este motivo, en ciertos países, la elección viene impuesta por las leyes y normativas según el tipo de edificio. Por ejemplo, en Francia (y también en España) el esquema IT es obligatorio en los quirófanos de los hospitales y el TN-C está prohibido en los locales con riesgo de explosión.
Aparte de estas obligaciones, son los objetivos de calidad (seguridad, disponibilidad, fiabilidad, mantenibilidad y buen funcionamiento de los sistemas comunicantes de baja corriente) los que permiten determinar el ECT que hay que utilizar en una instalación concreta.
El objetivo es mostrar la utilidad y el campo de aplicación del ECT IT.
Después de un rápida presentación del riesgo eléctrico y de los diferentes ECT, se estudia, ante todo, el primer defecto y después el defecto doble, concretamente referidos al esquema IT, indicando las ventajas e inconvenientes de este ECT, y también mostrar la actuación del limitador de sobretensión (CPA) ante los diversos tipos de sobretensiones que pueden presentarse.
Acaba con una tabla de comparación y elección de todos los ECT a partir de los criterios de seguridad, disponibilidad, compatibilidad electromagnética y exigencias profesionales de los usuarios.

Los esquemas de las conexiones a tierra en el mundo y su evolución

Los esquemas de las conexiones a tierra en el mundo y su evolución_ CT173

Tras una introducción histórica sobre el nacimiento de los Esquemas de las Conexiones a Tierra –ECT–, el lector encontrará información sobre las prácticas de algunos países en el ámbito de la media tensión, de cabinas MT/BT, pero sobretodo en distribución BT pública, industrial y terciaria.
Las instalaciones eléctricas evolucionan, la electrónica está presente por todos lados; ello nos lleva a echar una nueva mirada a los ECT (regímenes de neutro) utilizados en BT; y, porqué no, a predecir una evolución que deberá aproximar los esquemas TN-S y TT.
Los criterios de elección de los ECT han cambiado… aconsejamos a aquellas personas que conocen poco los ECT normalizados por la CEI 60 364 que lean antes el Cuaderno Técnico nº 172.

Los esquemas de conexión a tierra en BT (regímenes de neutro)

Descargar: Los esquemas de conexión a tierra en BT (regímenes de neutro) _ CT172

Se repasan los riesgos que se derivan de los defectos de aislamiento para la seguridad de las personas y de los bienes. Destaca especialmente la influencia del Esquema de Conexión a Tierra -ECT- sobre la disponibilidad de la energía eléctrica.
Presenta los tres ECT definidos por la norma CEI 60 364, que son los que se emplean en distinta medida en todos los países. Cada ECT, todavía llamado «régimen de neutro», se analiza en términos de seguridad (seguridad, mantenibilidad y disponibilidad).
No hay ECT mejores o peores; todos consiguen la seguridad de las personas, pero cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes y es la necesidad la que debe de guiar la elección, a parte de lo que manden o prohíban las normas o leyes. El lector interesado por la evolución de los ECT y su aplicación en los diversos países puede leer el Cuaderno Técnico Nº 173.

El aislamiento del equipo eléctrico de Media Tensión

Descargar: El aislamiento del equipo eléctrico de Media Tensión_ PT060

El equipo eléctrico de una instalación deberá estar aislado entre sí y con respecto a tierra. Esta característica de aislamiento no es constante y puede deteriorarse con el paso del tiempo por razones de humedad, por la acción de inclemencias atmosféricas, contaminación, etc.
Por esta razón se hace aconsejable el ensayo y el estudio del aislamiento a lo largo de la vida de los equipos, para poder prevenir su envejecimiento prematuro y sus averías.

Elección de parámetros fundamentales en las redes de MT de de distribución publica

Descargar: Elección de parámetros fundamentales en las redes de MT de de distribución publica_ CT203

Las redes de distribución pública de media tensión - MT - se construyen utilizando dos parámetros fundamentales que influyen en la mayor parte de los elementos que la constituyen y en su explotación. Estos parámetros son el modo de gestión del neutro y la tensión de servicio. Su elección tiene un impacto muy grande sobre el conjunto de la red, y su modificación es muy difícil y, en la práctica, imposible o económicamente irrealista. Por lo tanto es imprescindible comprender perfectamente las influencias de estas dos elecciones sobre las otras características de la red, como el sistema de protección, la seguridad, la gestión de defectos...
El presente documento muestra los límites impuestos por estas elecciones y revisa las distintas soluciones existentes mostrando sus ventajas e inconvenientes.

Conceptos generales de instalaciones trifásicas de MT

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En las instalaciones trifásicas de MT, las sobreintensidades más importantes que pueden producirse son las debidas a cortocircuitos, o sea disminuciones bruscas de impedancia en un determinado circuito, motivadas normalmente por fallos en el aislamiento. Habitualmente representan intensidades muy superiores a las de servicio.
Teniendo en cuenta que los efectos térmicos y dinámicos de la corriente aumentan cuadráticamente con el valor de la misma, se comprende que la determinación de la magnitud de las corrientes de cortocircuito es esencial para la elección y previsión de los aparatos de maniobra y de los elementos de paso de corriente (cables, barras, etc.). Todo aparato de maniobra, debe de poder soportar la máxima corriente de cortocircuito que pueda presentarse en el punto de la red donde se encuentra instalado.
Se exponen los conceptos principales que afectan a la aparamenta de maniobra.
Se desarrolla el cálculo de las corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos y sus fórmulas para dimensionado adecuado de los aparatos y circuitos. Conceptos de potencia de cortocircuito y Factor 1,1.
Puesta a tierra del neutro, en los sistemas MT y consideraciones sobre la conexión a tierra del neutro de generadores trifásicos.
En los transformadores de alta a media tensión (AT/MT) el secundario MT está, en muchas ocasiones conectado en triángulo, para que el sistema de MT alimentado por estos transformadores tenga un punto neutro para poder ser conectado a tierra, es preciso disponer una denominada «bobina de formación de neutro, denomina también «transformadores de puesta a tierra».
Se desarrollan los conceptos de:
- Bobinas de reactancia para limitación de la corriente de cortocircuito
- Interruptores automáticos. Procesos de interrupción de una corriente
- Transformadores de medida MT