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\S DE MANDO D E GRUPOS DE EMERGENCIA TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO ELÉCTRICO EN LA ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL EDWIN FABIÁN ALARCON GELTRAN QUITO, MARZO 1979
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\S D E M A N D O
D E
G R U P O S D E
E M E R G E N C I A
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN
DEL TITULO DE INGENIERO
ELÉCTRICO EN LA ESCUELA
POLITÉCNICA NACIONAL
EDWIN FABIÁN ALARCON GELTRAN
QUITO, MARZO 1979
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A GRADECLMIENTO:
Mi sincero reconocimiento de gratitud al
Sr. Ing. Julio Jurado, Director de Tesis,
por su invalorable orientación ofrecida en
el desarrollo del presente estudio.
De manera especial al Sr. Isaías Aguirre
al Ing. Vladimir Paredes y a las institu-
ciones: Escuela Politécnica Nacional, Elec-
tro Ecuatoriana, Inecel, por la informa-
ción proporcionada para los diferentes ca-
pítulos.
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DEDICATORIA
A mi madre razón y acción de mi ser.A mi padre ejemplo de abnegacióny trabajo.A Sonia, José, Napoleón, Patricio,Azucena y Lourdes, nobleza y su-peración.
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CERTIFICO QUE ESTA TESIS
HA SIDO ELABORADA EN SU
TOTALIDAD POR EL SEÑOR
FABIÁN ALARCON BELTRAN.
ING JULIO JURADO M.
DIRECTOR DE TESIS
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I N D I C A\S DE MANDO DE GRUPOS DE EMERGENCIA
PáginaI. INTRODUCCIÓN 2
II. GRUPOS DE EMERGENCIA DIESEL-ELÉCTRICOS 4
2.1. GENERALIDADES 42.1.1. Aspectos Generales . . 4
1.- Principio de Funcionamiento del motor Diesel 42.- Esquema del motor Diesel 6
2.2. REQUERIMIENTOS DE UN GRUPO DIESEL 62.2.1. Sistema de Combustible 72.2.2. Sistema de Admisión de Aire 82.2.3. Sistema de Escape , 82.2.4. Sistema de Arranque 92.2.5. Sistema de Lubricación 92.2.6. Sistema de Enfriamiento 10
2.3. CARACTERÍSTICAS DEL GENERADOR 112.3.1. Funcionamiento , 11
a.- Bobinados ¿ ^ 11b.- Excitación de Campo 11
2.4. VALORES CARACTERÍSTICOS NORMALIZADOS 13
III. ARRANQUE MANUAL Y AUTOMÁTICO DE GRUPOS DIESELELÉCTRICOS 16
3.1. CONDICIONES GENERALES 16
3.2. ARRANQUE MANUAL 18
3.3. ARRANQUE AUTOMÁTICO 213.3.L Condiciones Generales 213.3.2. Secuencia de Operaciones 213.3.3. Aparatos y Dispositivos Necesarios 223.3.4. Funcionamiento , 233.3.5. Cargador Automático de Baterías 25
3.4. COSTOS 28
IV. TRANSFERENCIA DE CARGA ENTRE RED PUBLICA Y SISTEMADE EMERGENCIA 32
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4.1. GENERALIDADES 324.1.1. Contactos Principales o Interruptores de Transferencia 354.1.2. Mecanismo de Transferencia 364.1.3. Aparato Protector de Sobrecorriente 37
4.2. TRANSFERENCIA MANUAL 37
4.3. TABLERO DE TRANSFERENCIA MANUAL 384.3.1. Elementos Constitutivos 38"i4.3.2. Diseño y Especificaciones 40
4.4. TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA 504.4.1. Condiciones 50
4.5. TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA 514.5.1. Elementos constitutivos 514.5.2. Diseño y Especificaciones 51
v. EJEMPLO' DE APLICACIÓN ..'.... .,.....;.. ;,..:..... :.;.:.....I*... 55
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 63
BIBLIOGRAFÍA 66
ANEXOS 68
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C A P I T U L O I
INTRODUCCIÓN
La falta de Confiabilidad en el suministro público de energía y la necesidad de
un abastecimiento confiable, obligan a los edificios comerciales, de oficinas, industrias y
residencias a disponer de sistemas de generación propios y, por lo mismo, a utilizar es-
quemas de transferencia, diseñados a conectar las cargas consideradas esenciales desde la
fuente principal de potencia, a la fuente de emergencia.
El escogitamiento del tipo de generación, sus controles y medio de transferir la
energía deben estar bien concebidos a fin de obtener facilidades de operación, mante-
nimiento y seguridad y poder suministrar energía eléctrica de una manera confiable. ,
Esta tesis tiene por objeto especificar equipos de generación, su tipo de control,
transferencia y protección, destinados a suministrar energía al Edificio del Auditorium
de la Escuela Politécnica Nacional, cuya, capacidad no jsea mayor de los 50 Kw. y en
el caso de falla en el abastecimiento de energía por parte de la Empresa Eléctrica Qui-
to.
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C A P I T U L O II
\S DE EMERGENCIA DIESEL - ELÉCTRICOS.
2.1. GENERALIDADES
A pesar de las medidas adoptadas para la seguridad de servicio en las redes de
alimentación de energía eléctrica, los cortes de energía no pueden evitarse com-
pletamente.
Estos cortes en la alimentación de energía eléctrica significan, en la mayoría de
los casos, una importante pérdida económica por paro en la producción, caso -
de industrias de fabricaciones en serie o por deterioro de mercancías, caso de
frigoríficos industriales e incluso posibles pérdidas de vidas humanas en el caso
de hospitales y quirófanos. Por todas estas consideraciones, se preven cada vez
con más frecuencia, grupos de emergencia Diesel-Eléctricos.
De lo expuesto anteriormente, puede verse la importancia que tienen los grupos
Diesel-Eléctricos como fuentes de emergencia: de allí que el tema que se desa-
rrolla a continuación, trata de exponer criterios suficientes para el diseño de es-
te tipo de instalaciones, su montaje y mantenimiento.
Con el fin de cumplir con este objetivo y a manera de ejemplo de aplicación,
se presentan diversas consideraciones para el diseño de un sistema de emergen-
cia. *
2.1.1. ASPECTOS GENERALES
1.- Principio de Funcionamiento del Motor Diesel. (1)
El motor Diesel es una máquina de combustión interna de encendido por com-
presión y temperatura, en la cual la energía química de la combustión se con-
vierte en trabajo dentro de los cilindros del motor.
En este tipo de motor, se comprime aire dentro de los cilindros; luego, cuan-
do el' aire ha sido comprimido, se inyecta una carga de combustible finamente
atomizado dentro del cilindro y la ignición se logra por el calor producido por
la compresión del aire. El intervalo en que se repiten las fases de funcionamien-
to del motor es un ciclo. El ciclo puede ser de dos tiempos y de cuatro tiem-
pos.
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CICLOS OPERATIVOS.
a.- De cuatro tiempos.- Los motores alternativos son de cuatro tiempos cuan-
do el ciclo se realiza en cuatro carreras del pistón; ésto quiere decir que
los motores de cuatro tiempos realizan un ciclo cada dos revoluciones del
árbol motor.
El ciclo de cuatro tiempos comprende las cuatro fases siguientes:
— Admisión de la carga en el cilindro.
— Compresión de la carga.
— Combustión y Expansión.
— Expulsión o escape de los productos de la combustión.
Cada fase corresponde aproximadamente a una carrera del pistón.
b.- De dos Tiempos.- Este tipo de motor tiene como característica un tiempo
motor por cada vuelta de la manivela por lo que la admisión del fluido
activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión y
el escape, durante una fracción de la carrera de trabajo.
Para que ello se verifique, es necesario que el fluido activo sea previamen-
te comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los ga-
ses de la combustión se realice por su propia presión.
El proceso de combustión en el motor de dos tiempos se cumple durante
dos carreras consecutivas del pistón, es decir, durante una rotación del ci-
güeñal.
Estas dos carreras son designadas por los tiempos:
— Carrera de Compresión.
— Carrera de Expansión.
Sin embargo, el proceso consta de cinco fases de orden mecánico y bien
definidas.
El ciclo de dos tiempos fue concebido para simplificar el sistema de dis-
tribución eliminando y reduciendo el número de válvulas y para obtener
una potencia mayor a igualdad de dimensiones del motor.
Por cada carrera útil obtenida en cada giro del cigüeñal, la frecuencia de
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la carrera útil y, por consiguiente, la potencia obtenida resulta teóricamente
el doble de la de un motor de cuatro \tiempos de igual cilindrada. El au-
mento de la frecuencia de la carrera útil tiende, sin embargo, a causar un
calentamiento excesivo de las partes del motor y por ello tiende a produ-
cir una rotura de la película de aceite lubricante, con peligro de averías -
en el pistón y en el cilindro; ésto hace que la velocidad de un motor de
dos tiempos deberá ser menor que la necesaria para realizar el doble de la
potencia de un motor de cuatro tiempos. *
2.- Esquema del Motor Diesel
El motor Diesel está compuesto de un grupo de órganos principales, del apara-
to de inyección y de los órganos auxiliares.
Los órganos principales forman la parte motriz propiamente dicha y son:
a.- La' estructura fija, que comprende la bancada, los bastidores, el cilindro con
la camisa y la culata.
b.- Los órganos del sistema biela-manivela, que comprende el pistón, el vastago,
la biela, el eje de cigüeñales y los cojinetes.
c.- Los órganos de la distribución con sus correspondientes accionamientos y en
el caso de motores 'de dos tiempos, la bomba y las válvulas de barrido.
El aparato de inyección -que sirve para llevar el combustible dentro de la cáma-
ra de combustión- está compuesto especialmente de la bomba de inyección, de
los pulverizadores y de otros órganos accesorios.
Los órganos auxiliares son aquellos que constituyen los circuitos de refrigeración
y de lubricación, el sistema de arranque y de maniobra, los compresores para -
la sobrealimentación y barrido, los filtros y otros accesorios del motor.
2.2.- REQUERIMIENTOS DE UN GRUPO DIESEL. (2)
El mejor grupo electrógeno perderá su eficacia sí durante el establecimiento .del
proyecto no se pone la atención suficiente a los „ servicios auxiliaras y a los ac-
cesorios. En este dominio hay que considerar, además de la alimentación de car-
burante y el arranque, la importancia de Ja refrigeración, así comj^J^_de_ las ca-
nalizaciones de aire comburente y de los gases de escape.
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2.2.1.- SISTEMA DE COMBUSTIBLE.
Este sistema consiste de ios depósitos adecuados para el combustible, las bom-
bas de trasiego entre el punto de entrega y el depósito, entre el depósito y\l motor, y los filtros y coladores necesarios para asegurar que el combustible
esté limpio.
Los elementos esenciales de un sistema de combustible en un grupo eléctrico
son: *
— Tanque abastecedor de combustible.
— Tanque de consumo diario y bomba auxiliar de combustible.
— Tuberías y cañerías con secciones flexibles en la máquina.
— Bomba de traspaso de combustible.
— Coladores y* filtros.
Por lo general la bomba de transferencia de combustible, así como los filtros
y coladores soñ~ equipad os con el grupo eléctrica _
El aceite combustible (fuel oil) en los motores Diesel no se evapora o vapori-
za con tanta facilidad como la gasolina y, por consiguiente, su vaporización -
con el fin de obtener una combustión rápida se realiza inyectando el combus-
tible dentro de los cilindros a presión elevada y a gran velocidad a través de
las toberas pulverizadoras de una construcción adecuada.
El combustible circulante por los inyectores tiene como objeto lubricar y refri-
gerar las partes movientes de los inyectores. Solamente una pequeña porción -
de combustible circulante es inyectado y consumido; el resto sirve como fun-
ción refrigerante, transportando el calor de la máquina a disiparse en el tan-
que abastecedor.
"Con el objeto de simplificar el sistema abastecedor, el depósito de combusti-
ble debe estar tan cerca a la máquina como sea posible, hasta donde los có-
digos y regulaciones de seguridad al fuego lo permitan". (3)
Si se prevé de un depósito separado, no deberá ser menor de lo estrictamen-
te necesario, ya que un depósito medio vacío puede corroerse. Un depósito
mayor de lo necesario asienta el fango debido al estancamiento del combusti-
ble.
Del depósito general, el combustible se conduce manualmente o por medio de
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una bomba eléctrica a un depositó de consumo diario, cuyo contenido es de
200 a 1.000 litros, según la importancia de la instalación. Para el control del
consumo, este depósito debe ir provisto de un indicador de nivel con una es-
cala bien legible. Es recomendable proveer el depósito de una tubería que con-
duzca al depósito general, de forma que sirva para vaciar el carburante sobran-
te en el caso de que el depósito esté demasiado lleno y, además, para la ai-
reación.
A este depósito de consumo diario se conectan las tuberías que conducen el
carburante al motor. El aceite excedente suministrado por la bomba de alimen-
tación del motor vuelve al depósito general por medio de otra tubería.
2.2.2. SISTEMA DE ADMISIÓN DE AIRE.
Este sistema suministra el aire necesario para la combustión del combustible
rom hn*! tibie Entre sus funciones principales están;
(1) Limpiar el aire de entrada. (2) Acallar el ruido de la admisión. (3) Sumi-
nistrar aire para sobrecarga y (4) Suministrar aire de barrido en las máquinas
de dos ciclos.
Por lo tanto, un sistema completo de admisión de aire consistirá de las siguien-
tes partes:
1.- Un limpiador de aire o filtro.
2.- Un silenciador de la admisión del aire.
3.- Un ventilador para sobrecarga o depuración.
4.- Un refrigerante de aire para el aire sobrecargado.
5.- Tubería que conecte el filtro de aire, el ventilador y el refrigerador de aire
con el colector de admisión, y
6.- Un colector de admisión de aire.
2.2.3. SISTEMA DE ESCAPE.
La combinación de aparatos, a través de los cuales una máquina Diesel despide
los gases de escape, se llama sistema de escape.
El propósito principal de este sistema es conducir los gases de escape desde los
cilindros de la máquina a la atmósfera y hacerlo ésto con una mínima resisten-
cia al flujo.
- 8 •
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El sistema de escape puede además realizar una o más de las siguientes funcio-
nes: .
(1) Silenciar el ruido producido por el escape de los gases. (2) Proteger al ve-
cindario de los gases de escape y del humo ocasional. (3) Apagar chispas oca-
sionales y eliminarlas de los gases de escape. (4) Suministrar energía a la tur-
bina escape-gas del compresor impulsor. (5) Suministrar calor para propósitos de
calentamiento, generación de vapor o destilación de agua.
rJf¡Usulfmente, el sistema de escape consiste de las siguientes partes, dispuestas en
el siguiente orden:
1.- Válvulas y portillas de escape en la cabeza del cilindro.
2.- El escape múltiple.
3.- Un conducto de escape.
4.- Un silenciador, llamado además escape-sílenciador.
5.- Un conducto de salida.
El sistema de escape puede tener también una de las siguientes partes adi-
cionales:
(6) Una turbina escape-gas impulsor del compresor.
(7) Cambiadores, calderos o evaporadores escape-calor.
(8) Un apaga chispas.
2.2.4. SISTEMA DE ARRANQUE.
Este es el sistema que proporciona fuerza motriz para hacer que el motor gire
algunos ciclos hasta que pueda marchar bajo su propia potencia.
Las máquinas Diesel pueden ser arrancadas por medio de la mano, por un mo-
tor eléctrico, por una máquina auxiliar de gasolina, por aire comprimido o por
un cartucho explosivo.
2.2.5. SISTEMA DE LUBRICACIÓN.
A pesar de cuan bien una máquina esté diseñada desde el punto de vista de
potencia y eficiencia térmica, y cuan bien ella esté construida desde el punto
de vista de materiales y mano de obra, si la lubricación de todas las partes -
móviles no son cuidadas apropiadamente, la máquina no girará de ninguna ma-
nera o demostrará un mal uso y tendrá una vida corta.
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El sistema de lubricación entrega aceite a las superficies que tienen rozamiento.
Consiste del sumidero o depósito de alguna < clase, las bombas para trasegar el
aceite hasta el motor y para circular a presión por todos los puntos que re-
quieren presión, así como los filtros y coladores para excluir las impurezas que
pudiera tener.
También puede incluir un enfriador para mantener el aceite lubricante a la tem-
peratura adecuada y un purifícador o depurador para eliminar la contaminación
y materiales extraños que pudieran dañar las superficies mecánicas en contacto.
2.2.6. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO.
Este sistema elimina parte del calor de la combustión en el cilindro del motor
y mantiene la temperatura de sus paredes a un nivel seguro y adecuado. En -
los motores Diesel se utilizan dos sistemas de refrigeración:• - " % "
a.- Eefngej^Jón^^por^agua, en. la.. cual una bomba hace circular agua por el -
cilindro y las camisas de la culata. Una vez refrigerado el motor, el agua
caliente pasa por un intercambiador de ca]or, donde es refrigerada para re-
• iniciar el ciclo de refrigeración. Este sistema _se_utjliza L..^en_mjgjtores^Jento,s
, " de gran potencia.
b.- Refrigeración por aire: este sistema es utilizado en motores Diesel rápidos;
el aire sustrae directamente el calor a las paredes del cilindro y la culata.
En motores pequeños generalmente se monta en el cigüeñal y sobre el vo-
lante un ventilador del mismo tamaño que éste.
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2.3.- CARACTERÍSTICAS DEL GENERADOR.
2.3.1. FUNCIONAMIENTO. (4)
Un generador de Corriente Alterna es una máquina rotativa, que convierte la e-
nergía mecánica en Potencia Eléctrica.
Su parte rotativa es impulsada por una fuente de potencia externa.
Su campo electromagnético está generalmente localizado en el rotor y las bobi-
nas en las cuales se genera el voltaje, están montadas alrededor del interior del
estator.
a- Bobinados.El devanado del inducido está diseñado para suministrar energía trifásica. -
Suele ser un devanado de dos capas, trifásico, conectado en estrella (Y),
imbricado, con ranuras abiertas, secciones que.abarcan 60. grados y-bobinas
romboidales sin oblicuidad.
b.- Excitación de Campo. (5)
La corriente continua es suministrada a los bobinados de campo, median-
te un excitador individual.
En la práctica casi siempre se utiliza uno de los siguientes procedimientos:
bl.- Excitación con excitatriz de corriente continua.
b2.- Autoexcitación.
b3.- Excitación con excitatriz de corriente alterna.
bl.- Excitación con excitatriz de corriente continua.- Utiliza un generador de co-
rriente continua autoexcitado en conexión shunt.
En la figura No. 2 se muestra el esquema de un alternador trifásico, para
grupos electrógenos, con excitatriz de corriente continua.
Figura No. 2
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a.- Alternador trifásico.
b.- Rueda Polar
c.- Excitatriz de comente continua.
d.- Arrollamiento de excitación shunt de la excítatriz.
e.- Regulador.
b2. Autoexcitación.- Esta puede realizarse en grupos electrógenos, por medio de
tiristores.
En la Figura No. 3 se muestra un esquema de su funcionamiento
Figura No. 3
a.- Alternador.
b.- Rueda Polar.
c.- Excitación y regulación por tiristores.
' La fuente de corriente continua es un rectificador de silicio controlado oj, y, Ytiristor, que recibe su energía directamente de los bornes estatoricos del ge-
/ nerador.
Los generadores con este tipo de .cpn^
Excitación con excitatriz de Corriente Alterna.- Se lo utiliza para potencias
mayores que 750 KVA y basa su funcionamiento en que la corriente alter-
, • na procedente del rotor de la excitatriz es rectificada por medio de recti-
ficadores de semiconductores que giran con el rotor y después, utilizada pa-
ra la excitación del generador principal.
La excitación de la máquina amplificadora o excitatriz es suministrada, en -
este caso, por medio de un regulador de tensión de tiristor, conectado a -
los bornes estatoricos del generador principal.
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o.
Figura No. 4
a.- Alternador Trifásico
b.- Rueda Polar.
c.- Rotor de la excitatriz trifásica.
d.- Rectificador rotativo.
e.- Bobina de excitación de la excitatriz.
f.- Regulador de tiristores.
2.4. VALORES CARACTERÍSTICOS NORMALIZADOS. (6)
Los generadores utilizados en grupos de emergencia son máquinas motrices tri-
fásicas (3p) de corriente alterna de 4, 6 y 8 polos, conectadas en estrella (Y),
pudiendo ser de anillos colectores o sin escobillas. Con aislación clase F según
NEMA.
Nominados en 40°C (104°F) de temperatura ambiente y con una elevación de
temperatura a I05°C (221°F). Con 0,8 de Factor de Potencia a carga nominal
y a 60 Hertzios.
Estos grupos generadores de socojroj^díUl™a!can_zar hasta ..pjalejueias de 1.250 KW.
or encjnia de esta potencia se recurre a varios
o Tensiones Nominales de los generadores Trifásicos Síncronos. (7)
En la siguiente tabla se expresan las tensiones de régimen y las correspondien-
tes tensiones nominales de los generadores.
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tn todos los casos, el valor de la tensión nominal se elige un 5 o/o más ele-
/vada que la tensión de regmen de la red, con el objeto de poder compensar
sn parte la caída de tensión de los alimentadores. . « ' ' ¡/•>
TENSIÓN DE RÉGIMEN TENSIÓN NOMINAL DE
LOS GENERADORES
125 V. 130 V.
220 V. 230 V.
380 V. 400 V.
440 V. 460 V.
.500 V. 525 V.
1.000 V. 1.050 V.
2.300 V. . 2.415 V.
3.000 V. 3.150 V.
4.160 V. 4.370 V.
6.000 V. 6.300 V.
10.000 V. 10.500 V.
13.200 V. 13.800 V.
15.000 V. 15.750 V.
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C A P I T U L O I I I
ARRANQUE MANUAL Y AUTOMÁTICO DE GRUPOS DIESEL-ELÉCTRICOS.
3.1. CONDICIONES GENERALES.
Cuando por cualquier razón se provoca un corte del suministro de fuer/a, los
dispositivos de arranque automático o el personal en servicio, deben poner en
marcha el grupo electrógeno.
operaciones para arrancar cualquier máquina Diesel dependen del diseño de
la máquina. Estos pasos son detallados en el manual de instrucciones de cada
máquina. Sin embargo, existen ciertas operaciones más o menos comunes como
las siguientes:
1.- Comprobar que la presión del aire de arranque sea la suficiente, si ésto es
el medio para arrancar la máquina. (8)
2.- Poner en circulación el agua refrigerante a través de la máquina antes de
arrancar la misma.
3.- Observar las precauciones y comprobaciones preliminares para combustible
y lubricación de aceite.
4.- Arrancar la máquina de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Donde
una máquina queme aceite residual denso, es práctica usual arrancar la -
máquina en combustible liviano y cambiar al pesado cuando ya ha ope-
rado por un corto tiempo.
5.- Comprobar la tensión del generador.
6.- Ajustar la velocidad de la máquina hasta que el alternador alcance la fre-
cuencia requerida.
7.- Comprobar la operación de las bombas de combustible, el sistema lubrica-
dor y la presión del combustible y del lubricador de aceite. Además, com-
probar la lubricación del generador y de los cojinetes excitadores,
Ei motor Diesel como todas las máquinas de combustión interna no pueden a-
rrancar por sí mismo. Por lo tanto, antes de darle carga, es necesario llevarlo
primero a la velocidad de régimen mediante diversos dispositivos que pueden ser:
Eléctricos.
Por Aire comprimido.
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Por Cartuchos Explosivos.
Por Medios Hidráulicos.
De todos los anotados, el más utilizado en pequeños grupos de emergencia, es
el arranque eléctrico, dado su diseño compacto a la conveniencia de su instala-
ción y a su confiabilidad para arrancar bajo muchas condiciones.
Dependiendo de la confiabilidad e importancia del sistema eléctrico a ser alimen-
• tado, así como de la potencia del grupo electrógeno, el sistema de arranque e-
léctrico puede estar constituido por:
1.- Un banco de Baterías de acumuladores.
2.- Uno o dos motores eléctricos de corriente continua.
3.- El acoplamiento mecánico entre los motores y el cigüeñal de la máquina.
4.- Un rectificador o un generador eléctrico auxiliar de corriente continua.
5.- Los cables, alambres e interruptores necesarios para completar el sistema
eléctrico.
Baterías de Acumuladores.- Para máquinas pequeñas, la corriente es suministrada
por medio de baterías de acumuladores de 12 o 24 voltios, con una capacidad
de 110 a 150 Amperios Hora. En máquinas grandes se usan baterías a 48 e
incluso de 120 voltios con una capacidad entre 175 a 400 Amperios-Hora. (9)
Motores Eléctricos.- Son generalmente del tipo de bobinado serie para trabajo
fuerte, los cuales por unos pocos segundos, pueden llevar un 100 o/o de so-
brecarga.
El máximo tiempo de arranque debe ser de 30 segundos, de manera que en
ese lapso se produzca la potencia necesaria para poner en servicio la máquina.
Acoplamiento Mecánico.- Generalmente el motor eléctrico está conectado a la
máquina a través de engranajes. Un piñón pequeño en el eje del motor se a-
copla a un gran engranaje, el cual es parte del volante de la máquina. Cuan-
do la máquina ha alcanzado cierta velocidad y comienza a producir potencia
el motor, la velocidad de éste aumenta rápidamente, presionando el piñón en
contra de su cuña helicoidal y desenganchándose de los dientes del volante.
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Rectificador.- Las baterías son recargadas por aparatos totalmente automáticos,
que utilizan elementos estáticos y en estado sólido y que rectifican la corrien-
te.
Además puede utilizarse para la carga de baterías, un generador auxiliar de co-
rriente continua del tipo de voltaje constante.
Cables y Switches.- Debido a que el voltaje para arrancar motores es relativa-
mente bajo, la corriente eléctrica inducida durante el arranque puede elevarse
a valores de 500 Amps. o más, razón por la que deben usarse cables gruesos
e interruptores fuertes.
Para mantener las pérdidas eléctricas más bajas, los cables principales deben ser
lo más cortos como sea posible.
A más de lo anotado, también pueden intervenir ciertas ayudas de arranque -
que tienen por finalidad facilitar la puesta en marcha del motor. El procedi-
miento consiste en calentar el motor por entero, resolviendo de esta manera
los problemas de fluidez del combustible, fluidez del aceite de engrase, tempe-
ratura de las paredes de los cilindros y soltura de IQS pistones de las válvulas.
3.2. ARRANQUE AÍAXUAL.
Este tipo de control requiere de un operador en sitio para realizar todas las
operaciones tanto de arranque como de paro de la máquina.•
A pesar de las molestias que puede representar, esta manera de controlar una
máquina de generación a diesel, es justificable en los siguientes casos:
— En muchas ocasiones si la máquina de generación ej¡ de poca potencia, y
de_unp_ o dos cilindros, simplemente no se necesitará de ningún disposi-
tivo de arranque sino que una persona será quien impulse la máquina -
mediante una manivela acoplada a un volante a través de engranajes re-
ductores.
— En instalaciones que n^_j^qukieji__gran> ^onfiabilidad y permiten que las
interrupciones del servicio, puedan ser restauradas en tiempos relativamen-
te grandes (más de un minuto) sin que causen daños ni a las personas,
ni a la propiedad.
— En sistemas de limitados recursos económicos, donde la instalación de un
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equipo automático, significaría una gran inversión económica.
De acuerdo a ía importancia de la instalación eléctrica que deba ser alimentada,
el arranque de un grupo electrógeno, en forma manual puede ejecutarse a tra-
vés de los aparatos que esquemáticamente se indican en la Fig. No. 5
Una persona será quien deba insertar la,,,llave de-encendido (b4), y luego pro-
ceda a conectar las bujías de precalentamiento (rl) durante unos pocos segun-
dos e inmediatamente a través del interruptor de arranque (b3) poner en fun-
cionamiento al motor dé arranque (m2).
Esto tiene por finalidad llevar a la máquina Diesel a la velocidad de régimen
y de esta manera permitir que la máquina trabaje bajo su propia potencia.
Como este tipo de arranque se efectúa con la máquina fría, puede necesitar-
se de tres o más_ intentos de, arranque para lograr que la máquina se ponga
en funcionamiento y pueda tomar carga.
De igual manera como se procedió al encendido, una persona será quien se
encargue de presionar sobre el botón de parada y apagar la máquina.
Si el grupo generador estuviese expuesto a sobrecargas indebidas o baja pre-
sión de aceite lubricante o a sobrevelocidad, actúan sus respectivas proteccio-
nes, mediante relés que activan al solenoide de parada de la máquina.
-
PANEL DE CONTROL
I - 2 - Equipo del circuito de Potencia.
- Alternador trifásico Sincrónico.
- Disyuntor Tripolar con corte termomagnético. contra sobrecarga y corto cir-
- cuito.
- Transformadores de Corriente.
3 - 1 0 - Equipo del circuito de medida.
3 - Amperímetros.
6 - Fusibles para protección del voltímetro y frecuencímetro.
8 - Voltímetro con conmutador.
9 - Frecuencímetro.
10 - Contador de horas.
I I - 24 - Equipamiento para circuito de control e indicación.
11 - Baterías de Almacenamiento.
12- Llave e interruptor de arranque.
13- Motor eléctrico de arranque.
14- Bujías de encendido y relés conectores.
15- Bujías y luz indicadora para bujías de precalentamiento.
16- Generador cargador de baterías.
17- Regulador de voltaje y luz indicadora
19 - Interruptor de presión del aceite lubricante.
20 - Luz indicadora para baja presión de aceite.
21 - Interruptor termostático de agua.
22 - Luz indicadora para alta temperatura del agua refrigerante.
23 - Alarma de emergencia y botón de recuperación.
24- Contador de revoluciones.
26 - 27
28 - Interruptor, botón y solenoide de parada.
- 20 -
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3.3. ARRANQUE AUTOMÁTICO.
Un control automático no necesita de la intervención, humana para realizar las
operaciones de arranque y paro del grupo electrógeno; todos esos detalles se
ejecutan mediante dispositivos adecuados que en el caso de falla en el sumi-
nistro de energía por parte de la empresa pública, permite que dicho grupo
entre en funcionamiento casi inmediatamente.
Este tipo de control necesita de una mayor inversión económica que en el -
caso manual, pero está justificada:
- En instalaciones donde las cargas críticas a ser alimentadas, necesitan de un
servicio continuo e ininterrumpible de la energía.
- En lugares o instalaciones que requieren de gran confiabilidad, en los cua-
les un paro en el suministro de energía representaría pérdidas económicas
o pondría en peligro la vida humana.
— En sitios, en los cuales no siempre se puede disponer de la presencia de
una persona para que realice las operaciones de arranque y paro.
- Por ser más cómodo y estar en disposición para funcionar inmediatamente,
evitando falsas maniobras.
3.3.1. CONDICIONES GENERALES. (2)
Un grupo diesel-Eléctrico debe ponerse automáticamente en servicio, ya sea -
por uno o varios de los siguientes motivos:_ f-
- Si se produce una caída de tensión en la red superior al 15 o/o de la -
tensión nominal.
- Si se produce un fallo en una o varias fases.
- En caso de falla de la fuente normal o en el caso de accidente a los ele-
mentos de un sistema suministrador de potencia eléctrica.
3.3.2. SECUENCIA DE OPERACIONES. (10)
En base de lo anotado, un grupo eléctrico debe seguir cierta secuencia tanto
para el arranque como para el cese de sus funciones. Esta secuencia de ope-
raciones tiene este proceso:
- 21 -
-
1.- -El impulso de arranque que debe darse por falta de tensión de la red o
por otro dispositivo adecuado de vigilancia de servicio, será transmitido con
cierto retardo a la batería para evitar un arranque cuando la tensión se in-
terrumpe en intervalos muy breves.
2.- Un arranque erróneo debe repetir el comando de arranque con cierto inter-
valo de tiempo; ésto en un cierto número de veces.
3.- Si no se tiene éxito, en los arranques previstos, éstos deben ser bloquea-
dos.
4.- Si resulta el arranque se debe conectar el generador automáticamente, lue-
go de que haya alcanzado su tensión nominal.
5.- Como el dispositivo de arranque debe disponer de baterías de acumulado-
res, éstas tienen que recargarse rápidamente luego de haber realizado cier-
to número de operaciones de puesta en marcha, en un corto tiempo.
6.- Vigilar la presión de aceite, la temperatura, el combustible, la sobreveloci-
dad.
7.- Para la parada de la máquina, es necesario detectar el restablecimiento de
la fuerza eléctrica por parte de la Empresa Pública y luego que se trans-
fiera la carga, deberá mantenerse funcionando al generador en vacío .du-
rante cierto tiempo.
*3.3.3. APARATOS Y DISPOSITIVOS NECESARIOS:
Con el objeto de cumplir todos estos requerimientos, se han diseñado bloques
automáticos para el mando y control del arranque, así como del paro de los
grupos electrógenos.
Estos bloques automáticos están conformados por los siguientes elementos:
- Un relé de vigilancia de la tensión de la red.
- Un relé temporizado para retardar el arranque.
- Relés temporizados, con el objeto de arreglar los tiempos de giro del mo-
tor de arranque, del intervalo entre dos intentos de arranque y de bloqueo
luego de varios intentos infructuosos.
- Relés auxiliares para el control de la secuencia de arranque.
- 22 -
-
- Relés de vigilancia para:
Presión del aceite,
Sobretemperatura.
Sobrevelocidad
Sobrecarga (bomba de combustible).
- Relés para la secuencia de paro.
A más de estos bloques automáticos, el sistema de arranque eléctrico debe
complementarse con:
- Un banco de baterías de acumuladores.
- Un cargador automático de baterías.
- Uno o dos motores de arranque.
- Un sistema de precalentamiento, que mantenga caliente a los cilindros de la
máquina.
Todos estos elementos y aparatos se encuentran conectados de acuerdo al
diagrama mostrado en la figura No. 6.
3.3.4. FUNCIONMIIENTO.
\ ^ v En caso de falla en la red o descenso de la tensión a aproximadamente un -
\70 o/o del voltaje nominal (DI), en cualesquiera de las tres fases, entra en ac-
ción el dispositivo de arranque, (D6) al cabo de un intervalo entre 0.5 y 10
segundos. Esta primera temporización, evita los arranques superfluos en casos -
de paros de corta duración en la red.
Sí en esta primera rotación del arranque, limitado en unos 5 segundos (D7)
no se consigue lanzar al grupo, se suceden otras dos tentativas de arranque a
breves intervalos (D8) (5segundos cada intervalo), hasta que los arranques sin
éxito quedan bloqueados por medio de otro relé (D9) y señala la falla "Mo-
tor no arranca".
Si al contrario, resulta el arranque al cabo del tiempo ajustado y pone en -
marcha la máquina motriz, cuando ésta alcance la velocidad de régimen, y el
generador entregue la tensión nominal, el arrancador se desconecta inmediata-
mente y permanece bloqueado (D3) mientras el grupo está en funcionamiento.
Normalmente, la duración entre la avería de la red y la alimentación de los
receptores por el grupo electrógeno, es de 5 a 10 segundos, según la impor-
tancia y potencia de la instalación.
-
Cuando la tensión de la red pública se restablezca, los receptores de energía no
deberán conmutarse inmediatamente sobre esta red, pues es necesario que la ten-
sión se estabilice.
La conmutación sobre la red pública, se realiza con un retardo entre 10 y 30
segundos. Para evitar solicitaciones térmicas, el grupo continua girando en vacío
durante algún tiempo (1.5 - 10 minutos) (D5), pero procediendo inmediatamen-
te a funcionar en caso de nueva avería en la red.
Además de la _vifíil_ancia del arranque, se tiene relés separados para controlar:
Presión baja de aceite.
Temperatura.
Sobrevelocidad o dínamo.
Combustible.
Esto permite, en caso de anomalías, desconectar al motor y dar señalización ex-
terna.
- 24 -
-
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3.3.5. CARGADOR AUTOMÁTICO DL BATERÍAS. (U)
U n . cargador de baterías es de mayor importancia para la seguridad de las ins-
talaciones electrógenas de socorro. Principalmente, el mantenimiento de la ten-
sión prescrita de los elementos de acumulación, es un factor importante en la
duración de las baterías.
Dependiendo del tipo de alimentación, la carga de baterías puede realizarse:
1.- A partir de una alimentación de corriente continua mediante un genera-
dor de corriente continua y un generador de corriente constante, cuya
tensión varía de acuerdo con el estado de carga de la batería.
2.- A partir de una alimentación de corriente alterna mediante:
a.- Un convertidor rotativo, que consiste de un motor de corriente al-
terna alimentado por la corriente de la red y que acciona un gene-
rador de corriente continua, directamente acoplado a él. Fig. 7
L I
1.- Grupo Motor Generador
2.- Interruptores Generales
3.- Disyuntores Automáticos de Inversión de Corriente y Tensión Diferencial
4.- Barras Generales de Carga.
b.- • Rectificador Estático.- l£ste sistema es el más utilizado en la actualidad¡debido a que los rectificadores son económicos, de buen rendimiento, -
larga duración y escaso mantenimiento.
- 25 -
-
Si la alimentación es monofásica, el tipo de montaje más empleado es el
puente de GRAETZ. Fig. 8
4-0
Si la alimentación es trifásica, se emplea el montaje trifásico en PUENTE.
Fig. 9
A continuación se describe el funcionamiento de un cargador automático
WEST1NGHOUSE tipo CA, utilizado tanto para baterías de acumuladores
de plomo como de cadmio-níquel.
Este cargador se emplea para las tensiones normalizadas de 12, 24 y 48 V.?
con corrientes nominales comprendidas entre 2,5 A. y 40 A. Es decir, es
un pequeño cargador, apropiado para la carga de baterías estacionarias de
las tensiones indicadas anteriormente, y utilizadas sobre todo en instalacio-
nes de emergencia cuyo consumo permanente es nulo o muy pequeño.
- 26 -
-
En la. siguiente figura se muestra el esquema de conexiones, simplificado.
Estos cargadores están dimensionados para suministrar una corriente de carga
nominal que permite recargar correctamente la batería. Cuando ésta llega a la
tensión de final de carga, que corresponde a la mayor capacidad posible, los
dispositivos del cargador automáticamente conmutan la corriente nominal o co-
rriente fuerte en corriente de mantenimiento o corriente débil, lo que permite
conservar a la batería un máximo de energía compatible con su buen funcio-
namiento en el tiempo.
Cuando se descarga la batería (por ejemplo, durante una avería del sector), el
cargador vuelve inmediatamente a la posición "carga fuerte1*, después retoma a
"carga de mantenimiento" cuando se ha recargado la batería, es decir, después
de un tiempo variable que depende tic la duración de la descarga.
- 27 -
-
3.4. COSTOS
Con el fin de tener un mejor criterio en lo referente al costo entre uno y
otro tipo de arranque anteriormente descritos, se presenta a continuación un
ejemplo en el que se ha tomado como base, la instalación de un grupo die-
sel-eléctrico para suministrar energía eléctrica de emergencia, en caso de falla
en el suministro normal.
Este grupo tiene las siguientes características:
Máquina Motriz:
Motor diesel de 12 cilindros en "V" 4 tiempos refrigerado por agua:
Velocidad: 1800 rpm.
Potencia según DIN 6270-B - 500 HP
Sobrecarga : 1 0 o/o
Nivel Barométrico: 736 Torr. .
Temperatura = 30°C
Humedad relativa
de la atmósfera = 60 o/o
Potencia a 2.800 msnm: 410 HP
GENERADOR TRIFÁSICO CON AUTREGULACION DE LAS SIGUIENTES
CARACTERÍSTICAS:
Potencia: 284 Kw. ('")
Tensión: í 3 x.?.20 V^~\(
Conexión: Estrella con neutro saliente.
Frecuencia: 60 Hz,
Aislamiento: Clase F.
Protección: contra gotas de agua.
Ejecución: ventilada cerrada.
Este grupo contiene los siguientes accesorios:
1 - Indicador de servicio del
1 - Base de acero común a motor y generador con extremos de patín con tan-
que diario de combustible de 100 galones de capacidad, filtro primario de -combustible y líneas flexibles.
1 - Radiador.
1 - Ventilador soplante
- 28 -
-
1 - Adaptador flexible de escape
1 - Silenciador residencial.
1 - Parada de seguridad automática del motor por presión de aceite y tempera-
tura del agua.
1 - Sistema de arranque eléctrico manual.
1 - Juego de Baterías de 172 Amps h. ~
Incluye: cables de interconexión y terminales.
1 - Cargador de baterías, 24 voltios, uti l iza energía a 240 V.
1 - Juego de bujías incandescentes para arranque en frío.
1 - Tablero de control eléctrico de pared que incluye gabinete de acero perfi-
lado, completamente conectado a un amperímetro A. C-l voltímetro AC.
Un selector de fases para amperímetro y uno para voltímetro: un disyun-
tor automático de corriente 500A y tres transformadores de corriente.
1 - Shunt y Trip A.C.
1 - Frecuencímetro.
El grupo generador, equipo eléctrico y de control, representa una inversión ini-
cial de S/. r850.000,oo con accionamiento manual, y 2'100.000,oo con accio-
namiento automático.
Se considera que el equipo, en definitiva, con cualquiera de los accionamientos
tiene una vida útil de 15 años, con costos de operación de S;'. 25.000.oo anua-
les y costos por repuestos y mantenimiento de S/, 5.000.oo anuales para el gru-
po con accionamiento manual y S/. S.OOO.oo para el automático.
De lo expuesto se desprende lo siguiente:
DATOS: MANUAL AUTOMÁTICO
I.- Inversión S/. l'SSO.OOO.oo S/. 2'100.000.oo
2.- Vida útil 15 años 15 años
3.- Gastos de Operación S/. 25.000,oo S/. 25.000.oo
4.- Repuestos y mantenimiento S/. 5.000,oo S/. 3-.000.oo
CARGOS FIJOS DH INVERSIÓN:
1.- Depreciación S/. 123.333,33 S/. 140.000,oo
- 29 -
-
GASTOS VARIABLES:
1.- Gastos de Operación S/. 25.000?oo S/. 25.000,oo
2.- Repuestos y Mantenimiento S/. 5.00Ü,oo S/. 3.000,oo
COSTO TOTAL ANUAL DE
OPERACIÓN: S/.l_53.333,33 S l̂ 68.000^0
ü- /T /De este análisis se comprueba que los costos de inversión y anual de operación
I para el grupo electrógeno especificado con accionamiento automático, son mayo-
/ res que los correspondientes al grupo con accionamiento manual.i —
La utilización del grupo electrógeno automático se justificará en sistemas eléctri-
cos que requieren de cierta confiabilidad en el suministro de energía, así:
En hospitales y sanatorios particulares, una salida de potencia pondría en peli-
gro la vida de pacientes, ya que existen aparatos que operan con energía eléc-
trica como aparatos extirpadores de mucosidades, equipos de bombeo de sangre,
ríñones artificiales, oscilos copios y otras máquinas.
En industrias y oficinas una falla de potencia puede ser más costosa que dispo-
ner de un sistema automático de emergencia. Por ejemplo, en una industria de
procesamiento de películas, una salida de potencia por el lapso de tres (3) ho-
ras, representaría una pérdida de S/. 30.0GO,oo. Si el número de salidas al arto
son diez (lOjel costo total, por falla en el suministro eléctrico, ascendería a
S/. 300.000,oo (TRES CIENTOS MIL SUCRES oo/lOO), cantidad que permite
justificar su inversión en un equipo automático.
u11
- 30 -
-
C A P I T U L O I V
TRANSFERENCIA DE CARGA ENTRE RED PUBLICA Y SISTEMA DE EMERGEN-
CIA.
Con el objeto de alcanzar una mejor comprensión en el desarrollo de este ca-
pítulo, es indispensable definir los siguientes conceptos:
Sistema de Emergencia.- Son fuentes de potencia eléctrica aplicadas adecuada y opoí-
tunamente a cargas críticas, por perdida de la potencia prin-
cipal, con el objeto de proteger de daño a la salud y a la segundad del personal y
de la propiedad. (12)
Los sistemas de emergencia son instalados generalmente en lugares de reunión,
donde la iluminación artificial es requerida, tales como edificios sujetos a ocupación
por un gran número de personas; hoteles, teatros, áreas deportivas, hospitales e insti-
tuciones similares. Los sistemas de emergencia pueden proveer potencia para funciones
esenciales, tales como: refrigeración, operación de aparatos mecánicos de respiración, -
ventilación, cuando es esencial mantener la vida; iluminación y potencia para salas de
operación en hospitales, sistemas de alarma de fuego, bombas de fuego, elevadores, -
procesos industriales donde la interrupción de corriente produciría serios peligros, sis-
temas de señalización pública y funciones similares.
Sistema de Reserva.- Una fuente de reserva de potencia eléctrica, dispuesta en un sis-
tema a fin de proveer potencia segura a cargas, en el tiempo a-
decuado con la capacidad, voltaje y frecuencia estables, requerida a mantener una pro-
visión aceptable a las cargas usuales por pérdida del abastecedor principal de potencia.
Potencia Principal.- Es la fuente de abastecimiento de energía eléctrica, uti l izada normal
y continuamente, día y noche por el usuario. Con frecuencia el u-
suario es abastecido por una compañía de suministro eléctrico, pero algunas veces pue-
de ser por el propietario de generación.
4.1.- GENERALIDADES.
Para asegurar la continuidad del suministro de potencia eléctrica, muchas facili-
dades industriales y comerciales dependen ya sea de dos servicios útiles separa-
dos o de un servicio útil más generación en sitio, o de ambos. Debido a la
- 32 •
-
creciente complejidad de los sistemas eléctricos, y la consiguiente necesidad por
mayor confiabilidad, es importante comprender los principios básicos de seleccio-
nar y aplicar fuentes alternas de potencia.
Los principales factores en seleccionar una u otra, o las dos que deben ser con-
siderados, incluye la economía, c¿rad£ií&ticas_y relativa importancia de las cargas
Conectadas, el tiempo de salida tolerable, y la facilidad de instalación, (incluyen-
do la disponibilidad de servicios útiles separados).
Dos servicios útiles separados, cuando están disponibles o cercanos al sitio, gene-
ralmente es menos caro que las máquinas generadoras de equivalente capacidad.
Sin embargo este escogitamiento es factible solamente cuando la empresa de su-
ministro local puede proveer conexiones de servicio separado sobre líneas separa-
das y desde distintos puntos de suministro que no son aptos en permitir salidas
simultáneas, debido a disturbios en el sistema.
Por lo tanto, la conexión que puede realizarse a una u otra de dos fuentes úti-
les de potencia, será con el uso de interruptores automáticos de transferencia.
Estos interruptores automáticos de transferencia se instalan entre dos fuentes úti-
les de bajo voltaje (600 voltios) y pueden estar conformados por contactores, in-
terruptores o disyuntores de potencia, interbloqueados en forma eléctrica y mecá-
nica para efectuar la conmutación. Fig. No. 11
• 33 -
-
Sistema Básico. (13)
Un sistema típico de transferencia, se muestra en la fig. No. 12 con una línea
de la compañía útil o red pública, como la fuente normal y un grupo máquina-
generador como la fuente de emergencia.
Figura No. 12
- 34 -
-
Todo sistema de transferencia consta de cuatro elementos básicos:
1.- Los contactos principales que tienen la finalidad de conectar y desconectar
la carga / y desde las fuentes de potencia. Deben localizarse tan cerca a
la carga como sea posible y no cerca de las fuentes de emergencia.
2.- El mecanismo de transferencia que efectúa la conmutación de los contac-
tqs principales de fuente a fuente.
3.- Los controles que revisan la condición de las fuentes de potencia.
4.- El aparato protector de sobrecorriente para abrir el circuito automáticamen-
te a una corriente predeterminada de sobrecarga o cortocircuito.
4.1.1. CONTACTOS PRINCIPALES O INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA.
El interruptor de transferencia es un aparato de acción dependiente (manual) o
propia (automática) para transferir una o más conexiones conductoras desde una
fuente de potencia a otra. Por lo tanto, puede operar como una función de un
"voltaje inadecuado".
Debido a su localización en el sistema eléctrico, que generalmente es en la ba-
rra de distribución principal o secundaria, el interruptor de transferencia o con-
mutador debe reunir estas cuatro cualidades distintas:
1.- Cerrar contra corrientes de Inrush.
2.- Habilidad a interrumpir corriente.
3.- Habilidad para llevar la corriente total nominal en fomia continua.
4.- Cualidad para resistir corrientes de falla.
Puede notarse que en caso de un cortocircuito, como el indicado en la fig.
No. 13 el interruptor de transferencia debe ser capaz de resistir tres condicio-
nes destructivas:
a.- Una enomie cantidad de calor desarrollado, el cual puede dañar o. destruirel interruptor.
b.- Fuerzas magnéticas que atenían contra la apertura de contactos.
c.- Una reducción substancial de voltaje en los terminales del conmutador pue-
de causar el funcionamiento del mismo bajo condiciones de cortocircuitos, '
con consecuencias destructivas. )
- 35 -
-
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Figura No. 13
*
En las tablas I y II del Anexo A se muestran listas de corrientes mínimas de
cortocircuito que el interruptor de transferencia debe resistir, hasta que el apa-
rato protector de sobrecorriente abra el circuito.
4.1.2. MECANISMO DE TRANSFERENCIA. (14)
Debido a que los interruptores de transferencia se aplican de idéntica manera
como cualquier otra unidad del equipo de distribución eléctrica, ya sea:
1.- Por una función del circuito requerida.
2.- Por compatibilidad o coordinación con el funcionamiento total del sistema.
Deben actuar rápida y positivamente para asegurar la continuidad del servicio -
en caso de falla del abastecedor normal. En el caso automático, los circuitos
supervisores o de inteligencia constantemente vigilan la condición de las fuentes
-
de potencia normal y de emergencia para proveer la inteligencia necesaria a e-
fectuar una transferencia inmediata y automática de potencia desde la fuente
normal a la de emergencia o viceversa.
En el caso manual, será una persona quien se encargue de efectuar todas estas
operaciones.
4.1.3 APARATO PROTECTOR DE SOBRECORRIENTE.
Es el aparato que está diseñado para interrumpir un circuito en forma automá-
tica a una corriente determinada de sobrecarga.
Así, un aparato tal como un fusible o un disyuntor termomagnético, debe tener
la capacidad de interrupción al eliminar la falla.
Igualmente, como el interruptor de transferencia, son aparatos de emergencia y
funcionan bajo circunstancias anormales pero diferentes.
El propósito primario del aparato protector es detectar la corriente que fluye en
los conductores conectados y en el caso de cualquier corriente anormal, automá-
ticamente interrumpir el circuito.
Debido a que los interruptores de transferencia se instalan en serie con los apa-
ratos de sobrecorriente, es conveniente seleccionar el aparato protector como una
función del interruptor de transferencia y no como una unidad integral.
4.2. TRANSFERENCIA MANUAL.
En caso de falla en el suministro de potencia, por parte de la red pública, con-
siderada la fuente normal de potencia, una persona^ calificada será la encargada de
poner en marcha el grupo de emergencia y luego de que éste haya alcan/ado el
voltaje y frecuencia deseados, deberá desconectar la carga eléctrica de la fuente -
normal y transferirla a la fuente de emergencia. Si la fuente normal restaura el
servicio, la misma persona será quien retransfiera la carga a la fuente normal y
mantenga al grupo de emergencia funcionando en vacío durante unos cinco o 10
minutos.
Todas las operaciones de transferencia de carga lo ejecutará con un aparato inte-
rruptor o conmutador de accionamiento manual.
Esta manera de transferir la carga eléctrica es utilizada principalmente en:
- 37 -
-
Sitios donde el tiempo de salida de las cargas puede tolerarse y no ponen
en peligro ni á las personas ni a la propiedad.
En lugares donde las cargas eléctricas son de poca importancia y un equi-
po automático representaría un gasto considerable.
Donde exista un gran número de interrupciones del suministro de energía
y su restauración lleva gran tiempo.
Instalaciones donde se pueda disponer de personal calificado y capacitado
para efectuar todas las funciones anotadas anteriormente.
4.3. TABLERO DE TRANSFERENCIA MANUAL.
4.3.1. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS.
Los tableros de transferencia manual, con un medio de transferencia no auto-
mático son aprobados para dar un servicio eléctrico de emergencia. Este table-
ro comprende de los siguientes aparatos:
1.- Un medio interruptor de bloqueo mecánico.
2.- Un bloqueo mecánico seguro, u otro método aprobado, que previene la in-
terconexión de dos fuentes separadas de potencia.
3.- Luces piloto, apropiadamente identificados que indican la posición del inte-
rruptor.
La operación de un medio de transferencia no automático, puede ser mediante:
1.- Potencia manual directa: (15)
Figura No. 14
- 38 -
-
2.- Control Eléctrico Remoto Manual.
ÜTI'U
e.
o M i
Figura No. 15
- 39 -
-
Para esta forma de operar, es necesario accionar en primer lugar el interruptor
principal al. Realizado ésto, el contactor Cl recibe tensión en su bobina y se
conecta.
Con ello la utilización queda conectada sobre la red principal. El interruptor au-
xiliar a2 prepara la conexión de la red auxiliar. El contacto de abertura e l blo-
quea al contactor auxiliar C2, en tanto que la tensión de la red principal esfé
. presente. En el preciso momento en que haya un corte en la red principal, se
desconecta Cl y el contacto de abertura el cierra el circuito de la bobina C2.
La utilización es conectada sobre la red auxiliar por el contactor C2. Si poste-
riormente volviera la tensión de la red principal, la conmutación de la red au-
xiliar a la red principal no se realiza automáticamente sino después de cortar la
red auxiliar por medio del interruptor a2.
Sí se desea utilizar una botonera en vez del interruptor a2, deberá conectarse la
botonera b2 en el circuito de la bobina C2, suprimiendo para ello la conexión
existente entre C2/b y el, colocando en su lugar b2.
Estos interruptores operados eléctricamente, derivan su control de potencia desde
la fuente a la cual la carga está siendo transferida.
4.3.2. DISEÑO Y ESPECIFICACIONES.
En base del ejemplo que a continuación se presenta, se especificará el equipo
para efectuar la transferencia manual y con ciertos datos y medidas, realizar el
diseño del tablero respectivo:
Ejemplo:
El proyecto de distribución eléctrica y de iluminación para un sistema eléctrico
con factor de potencia inductivo 0.8 (Fig. No. 16) Se encuentra alimentado por
parte de la empresa de suministro público con un voltaje de 13.200 voltios tri-
fásico 60 ciclos. La distribución en baja tensión se realiza a 220 voltios, trifási-
co con neutro accesible.
El sistema eléctrico poseerá un transformador de 800 KVA. trifásico, en baño de
aceite, autorefrigerado, apropiado para trabajar a una altura de 2850 mts. sobre el ni-
vel del mar, con relación de transformación: 13000 2x2,5 o/o/220/127V.
Se ha previsto, además, en caso de falla en el suministro de energía por parte
de la red pública, un grupo electrógeno de las siguientes características:
• 40 -
-
Potencia:
No. de Revoluciones:
Frecuencia:
No. de fases:
Voltaje Nominal:
120 KW.
1800 R.P.M.
60 ciclos.
3
220/127 voltios.
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CALCULO DE CORRIENTES DE CORTO-CIRCUITO. (16) (11) (18) (19)
Valores tomados como Base:
Sb ^ 800 KVA.
Vb =- 220 V.
Ib - 2100 A.
Zb = 0.104_n.
Características:
Fuente Útil:
Scc. = 500 MVA.
Xpu.= 0.02
Transformador de Potencia:
S - 800 KVA.
V = 220 V.
Z = 5.5 o/o R = 1.25 o/o X - 5.35 o/o
X/R.= 4.28
Alimentadores:
Conductor No. 4/0 A.W.G.
R = 0.007 ohmios/100 pies.
X = 0.00482 ohmios/100 pies.
1.- Longitud 30 pies:
R = 0.0021 ~r¿_
X = 0.00145 Jx.
Zpu. - Z (-njZ base
Rpu.= 0.02
Xpu.= 0.0139
2.- Longitud 100 pies:
R = 0.007
X = 0.00482
Rpu. ^ 0.067
Xpu. =. 0.046
Considerando una falla trifásica sólidamente puesta a tierra, en:
El Punto F2
Diagrama de Impe dancias:
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O.OÍ.2-S?-*-JO. 073S
O-O038 -*-JO- OO7*
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Ice. ^
Ice. =
Ice. =
le.. =
VT 0.116
4.94 pu.
4.94 x 2100 Amps Simétric.
10378.5 Amo. Siméricos
Para determinar la máxima corriente de cortocircuito, se utilizan Factores Asi-
métricos, (Anexo B) determinados en función de la reía don de cortocircuito
X/R y del número de fases. (20)
Así para X/R = 1.86 en un circuito trifásico se obtiene un factor multiplica-
dor = 1.728,
Imáx = 1.728 X 10378.5 Amps. Asimétricos.
Imáx ^ 17940 A. Asim.
Falla Trifásica en el punto Fl:
O
Jo- os.
00-
jo- 007
CD
- 44 -
-
Ice. = 10.083
Ice. = 6.93 pu.
Ice. = 6.93 x 2100 Amps Simet.
Ice. — 14550 Amps Simétricos.
X/R = 3.6 Factor Multiplicador = 2,054
Imáx = 2.054 x 14550 = 29885 Amp. Asimétricos.
Falla en la Barra Principal de Distribución.
pü.
JO-
pu-.
- 45 -
-
Ice. - ! — 7.73 pu.0.0746 \fí
Ice. = 7.73 x 2100 Amp. Simétricos
Ice. =. 16250 Amp. Simétricos.
X/R = 5.88 Factor Multiplicador ^ 2.256
Imáx = 2.256 x 16250 Amp. Asimétricos.
Imáx . = 36660 Amp. Asimétricos.
RESUMEN DE LAS CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO
PUNTO DE FALLA AMPERIOS SIMÉTRICOS AMPERIOS ASIMÉTRICOS
Fl 10380 18000
F2 " 14550 29900
Barra Principal 16250 36660
En función de estos valores, los elementos que se requieren en el sistema eléc-
trico para efectuar una transferencia de carga de la red pública al sistema de -
emergencia y viceversa, son los siguientes:
POSICIÓN CANTIDAD DESCRIPCIÓN
1 2 Interruptores Termomagnéíicos
Corriente nominal: 400A.
Voltaje nominal: 220 Volts.
Número de polos: 3
Frecuencia: 60 ciclos
Capacidad disruptiva: 40 KA. Asimétricos
30 KA. Simétricos
De operación manual y mecanismo de disparo térmi-
co y magnético, con calibración o ajuste de tiempo
por sobrecargas.
2 1 Celda metálica, para montaje al interior, conteniendo:
1 Conmutador o interruptor de transferencia manual,
220 voltios, 400 Ainps. Frecuencia 60H/..
2 Lámparas indicadoras, de la posición del conmutador.
1 Seccionador tripolar fusible.
Voltaje Nominal: 220 voltios
Corriente nominal: 400 Amperios
Corriente disruptiva: 15 KA. Simétricos
20 KA. Asimétricos.
-
1 Voltímetro de corriente alterna O - 300 Volts.
1 Amperímetro de Corr. alterna O - 400 Amperios
1 Selector para voltímetro.
1 Selector para amperímetro.
1 Medidor de Kilovatios 0 - 1 0 0 KW.
Para cumplir estos requerimientos y especificaciones en el sistema eléctrico pre-
sentado, se han considerado los siguientes elementos:
POSICIÓN' CANTIDAD DESCRIPCIÓN
I.- 2 Interruptores termomagnéticos
Tipo: TERASAKI 400B
Corriente nominal: 400 Amperios.
Número de Polos: 3
Voltaje Máximo: 600 V. A.C.
250 V. D.C.
Corriente de niptura:240 Voltios: 50 KA. asim.
42 KA. sim.
2.- 1 Celda metálica con estructura de hierro Ángulo y -
forrado con tol de 1/16", terminado con pintura
anticorrosiva cuyas dimensiones son:
Ancho: 1000 mm.
Alto: 2000 mm.
Profundidad: 600 mm.
2.1.- 1 CONMUTADOR TRIPOLAR conformado por:
Dos contactores inversores:
Tipo: 1OR 315 PETERCEM
Voltaje Máximo: 500 Voltios
Potencia en
Categoría AC3: 100 KW. 220V.
Categoría AC2: 110 KW. 220V.
Corriente en
Categoría ACI: 400 Amperios
No. de Polos: 3
Frecuencia: 60 ciclos
Cap. de ruptura 7100 A. sim.
Duración de la sobreintensidaü: 1 segundo.
- 47 -
-
POSICIÓN CANTIDAD DESCRIPCIÓN
2.2.- 1 RELÉ DE PROTECCIÓN MAGNETOTERMICO
Tipo: RDM 3 - 340 M PETERCEM
No. de fases: 3
Volt, nominal: 500 V.
Corriente nom.: 400 A.
No. de Contactos:
Auxiliares: 2
2.3.- 1 SECCIONADOR FUSIBLE
Tipo: HRC - BOGENSCHUTZ
Tamaño: NHB - 630 A.
Cubierta standard
Voltaje máximo: 500 V.
Corr. nominal: 630 A.
2.4.- 3 CARTUCHOS FUSIBLES
Tipo: HRC - 425 A.
Tamaño: NH3 - 425 A.
I. nominal: 425 A.
Volt nominal: 500 V.
Cap. de ruptura 100 KA efectivos.
2.5.- 1 VOLTÍMETRO DE CORRIENTE ALTERNA
Tipo: VqE965 NEUBERGER
Voltaje nominal: 250 V.
Escala: O - 250 Voltios
2.6.- 1 AMPERÍMETRO DE C.A.
Tipo: VqE - 96 NEUBERGER
Corriente nominal: 5 A.
Escala: O - 400 A.
2.7.- 1 SELECTOR PARA VOLTÍMETRO
2.8.- 1 SELECTOR PARA AMPERÍMETRO
Tipo: V321 NVTT3 e,e»o.
2.9.- 1 MEDIDOR DE KILOVATIOS
Corriente nominal: 5 A.
Voltaje nominal: 500 V.
Escala: 0 - 1 0 0 K\V.
No. de fases: 3
48 •
-
POSICIÓN CANTIDAD DESCRIPCIÓN
2.10.- 3 TRANSFORMADORAS DI- CORRIENTE
Voltaje de operación: 600 V.
Corr. nominal secundaria: 5A.
Frecuencia nominal: 60 ciclos
Tipo: ZAS de perno
Potencia aparente: 10 V.A.
Relación nominal: 400/5 A.
La configuración de la celda para efectuar la transferencia en forma manual, se
indica en la fig. No. 17 y su diagrama de conexiones en la Fig. No. 18.
En caso de falla en el suministro público se requerirá de la presencia de una
pereqna_capaz_de.^oneL-en funcionamiento el grupo generador, de acuerdo a
las instrucciones del literal 3.2.
En el instante que el grupo entregue energía al voltaje y frecuencia nominales,
el contactor C2 se energiza inmediatamente debido a que el contactor Cl se
ha desenergizado y su contacto de apertura el cierra el circuito de la bobina
C2.
De este modo la utilización es conectada sobre el grupo generador o fuente
auxiliar, a través del contactor C2.
El contacto de abertura c2, así como un acople mecánico entre Cl y C2 im-
piden la conexión de Cl.
En caso de regresar la tensión de la red principal, la conmutación de la red
auxiliar a la red principal tendría que realizarse manualmente cortando la red
auxiliar por medio del pulsador b2.
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4.4.- TRANSFERENCIA AUTOMATICA.-
El único camino realmente confiable para transferir los circuitos de carga desde
la fuente normal a la de emergencia cuando la normal falla, es mediante un -
interruptor automático de transferencia.
La función de este interruptor no puede estar simplemente sujeto a transferir
la carga eléctrica, sino que además puede controlar el arranque del grupo ge-
nerador, y cuando éste alcance el voltaje y la frecuencia apropiados, el inte-
rruptor automáticamente transferirá los circuitos de carga desde la fuente nor-
mal al generador de tal forma que la potencia eléctrica se mantenga.
En el instante que la fuente normal falla en el suministro de potencia, nadie
trata en la obscuridad de encontrar al generador, de hacerlo arrancar y enton-
ces manualmente transferir la potencia.
Si se confía en la gente a que realice estas cosas, es muy probable que no
puedan ejecutarlas cuando sean necesitados, debido a que ellos podrían estar
en un piso superior, con los elevadores sin funcionar o encontrarse atrapados
en los ascensores o podrían tropezar y lastimarse en la obscuridad, por no -
ser familiares con el sistema. En fin, hay muchas oportunidades de que no -
se entregue potencia, cuando la transferencia no se realice automáticamente.
4.4.1. CONDICIONES.•
Las condiciones que un sistema automático de transferencia debe cumplir du-
rante la transferencia de carga de una fuente a otra, son las siguientes: (21)
1.- Debe detectar una caida de tensión bajo un límite deseado en cualquier
línea o fase del sistema eléctrico.
2.- Enviar un impulso de arranque con cierto retardo a la máquina motriz.
3.- El momento en que el generador alcance la tensión y frecuencia apropia-
dos, debe transferir la carga eléctrica a esta fuente.
4.- Si la fuente normal es restaurada, la carga eléctrica debe retransferirse a
la fuente normal y dar una orden para que el grupo generador funcione
un cierto tiempo en vacío y luego se detenga.
5.- El tiempo máximo de interrupción de energía debe ser de 10 segundos.
- 50 -
-
6.- El control de potencia para el funcionamiento del interruptor automático
se lo hará desde la fuente a la cual la carga está siendo transferida.
4.5. TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA.
4.5.1. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS.
Los tableros de transferencia, con un medio de transferencia automática son
1 aprobados para dar un servicio eléctrico de emergencia. Dicho tablero se com-
pone de lo siguiente:
1.- Un medio interruptor eléctricamente operado y mecánicamente bloqueado.
2.- Un bloqueo mecánico seguro para prevenir la iníerconección de las fuen-
tes de potencia.
3.- Los aparatos sensores de voltaje, que revisan todas las líneas no puestas
a tierra, de la fuente normal de potencia.
4.- Los aparatos y dispositivos para supervisar el arranque del generador au-
xiliar,
5.- Un aparato retardador del tiempo de arranque de la fuente auxiliar.
6.- Un timer ajustable para retardar la retransferencia desde la fuente auxi-
liar a la principal.
7.- Un interruptor de prueba para simular una falla de la fuente normal.
8.- Dos luces piloto, apropiadamente identificados, para indicar la posición
del interruptor automático de transferencia.
4.5.2. DISECO Y ESPECIFICACIONES.
Considerando el mismo ejemplo enunciado en el punto 4.3.2.- Los equipos
considerados para efectuar una transferencia automática son:
POSICIÓN CANTIDAD DESCRIPCIÓN
1 2 Interruptores tennomagnéticos
Corriente nominal: 400 A.
Voltaje nominal: 220 Volts.
Número de polos: 3
- 51 -
-
POSICIÓN CANTIDAD DESCRIPCIÓN
Frecuencia:. 60 ciclos/Se».
Capacidad disruptiva: 35 KA.
Asimétricos.
30 KA. simétricos.
De operación manual y mecanismo de disparo térmi-
co y magnético con calibración o ajuste de tiempo.
para sobrecargas.
2 1 Celda metálica, para montaje al interior, conteniendo:
3 1 Conmutador trifásico, 400A.220V.
4 1 Bloque de mando y conmutación automática.
5 2 Lámpara de señalización 220 V.
6 I Seccionador fusible tripolar.
7 1 Voltímetro de corriente Alterna escala 0-300 Voltios,
Para montaje en gabinete.
8 1 Amperímetro de corriente Alterna
Escala 0-500 A. Para montaje en gabinete.
9 3 Transforma dores de corriente relación 500/5A. 600
Voltios.
10 1 Selector para voltímetros 4 posiciones RS-ST-TR-0.
11 1 Selector para amperímetros 4 posiciones R-S-T-0.
12 1 Medidor de kilowatios de corriente Alterna trifásico,
carga balanceada. Escala 0-150 K\V. 3 x 220 Volts.
Estos aparatos y elementos constituyentes del tablero de transferencia automáti-
ca, a fin de cumplir con sus funciones, deben conectarse de la forma indicada
en la figura No. 19 y No. 20 y de esta manera el gabinete necesario para a-
barcar todos estos componentes tendría el arreglo de la figura No. 21
E] funcionamiento del tablero de transferencia automática cumple lo siguiente:
— Al momento de falla en el suministro público o descenso del voltaje a un
70 o/o del voltaje nominal, en cualesquiera de las tres fases, entran en ac-
ción los dispositivos de arranque automático, (panel de control) descritos en
el literal 3.3., permitiendo que el grupo generador alcance el voltaje y fre-
cuencia nominales. Luego que ésto haya ocurrido, se da el comando de -
transferencia de carga de la fuente pública (Cl) y permitiendo que C2 cié-
- 52 -
-
rre su circuito y alimente a las cargas desde la fuente de generación auxiliar.
Con el retorno de la tensión de la red pública, por intermedio del relé de -
tiempo (d4) graduable entre 1.5-15 minutos, se reconecta el consumidor a la
red mientras el motor sigue funcionando 1.5-5 min. hasta que se detiene su
funcionamiento por intermedio del relé d5.
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EJEMPLO DE APLICACIÓN:
Con el objeto de aplicar interruptores de transferencia en un sistema eléctrico,
se presenta a continuación, un proyecto de distribución eléctrica, en base del cual se
desarrollará un procedimiento para escoger estos aparatos.
El proyecto de distribución eléctrica y de iluminación del edificio de Adminis-
tración de la Escuela Politécnica Nacional, es el siguiente:
La alimentación en alta tensión es a 6000 voltios, trifásica, 60 ciclos, tomados
de la red urbana de la Empresa Eléctrica Quito.
Este sistema dispone de dos transformadores de potencia: Uno de 150 KVA.
para las dependencias de Administración, aulas, museos, cafetería, ascensores; Otro de
50 KVA. para el edificio del Auditorium.
Estos transformadores tienen las siguientes características:
Transformador No. 1
Potencia nominal:
Frecuencia nominal:
Tensión primaria en vacío:
Tensión secundaria bajo carga*
Impedancia:
Conexión primaria:
Conexión secundaria:
Grupo de conexiones:
Transformador No. 2
Potencia nominal:
Frecuencia nominal:
Tensión primaria en vacío:
Tensión secundaria bajo carga:
Impedancia:
Conexión primaria
Conexión secundaria
Gmpo de Conexiones:
150KVA.
60Hz.
6000 V ± 2 x 2.5 o/o
220/127 V.
4 o/o
Delta
Estrella con neutro extraído.
DYNS
50 KVA.
60 Hz.
6000 V ^ 2 x 2.5 o/o
220/127 V.
4 o/o
Delta
Estrella con Neutro extraído.
DYNS
- 55 -
-
En caso de falla de la red pública, se ha previsto un grupo electrógeno de las
siguientes características:
Máquina. Diesel
Potencia nominal:
Velocidad nominal:
Desplazamiento:
Número de cilindros:
Sobrecarga:
Refrigeración:
Generador
Potencia nominal:
Factor de potencia:
Número de fases:
Voltaje nominal
Corriente nominal:
Frecuencia:
Aislamiento:
Conexión:
Se requiere:
30 KW. (a 2.800 m. sobre el nivel del mar)
1800 R.P.M.
339pulg.3 (5.555 cm3)
6 en línea
10 o/o durante una hora
Sistema de Radiador
45 KW.
0.8
3
220/127 V.
148 A.
60 Hz.
Clase F según NEMA
Estrella con neutro accesible.
Especificar y escoger un interruptor de transferencia que permita entregar esta
energía de emergencia en forma automática y segura, a las cargas críticas que se in-
dican en la figura No. 22.
DESARROLLO;
Para aplicar interruptores de transferencia, es necesario:
L- Realizar un diagrama unifilar del sistema de distribución en el que consten ta-
maños y rangos de los aparatos protectores. (22)
2.- Ubicar físicamente el o los interruptores de transferencia en relación con los -
aparatos protectores y lo más cerca que sea posible, al punto de utilización.
3.- Asegurar que los aparatos protectores de sobrecorriente estén dispuestos o arre-
glados de manera que la entrada de servicio pueda ser desconectada rápida y
convenientemente.
- 56 -
-
FUENTE ÚTIL
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Figura No. 22
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Con el fin de asegurar una coordinación apropiada del interruptor de transferen-
cia, con las cargas a servirse debe reunir los siguientes requisitos: (24)
1.- Voltaje del circuito y del interruptor de transferencia.
Voltaje: 220/127 Voltios.
Número de fase: 3
Frecuencia: 60 Hertz.
2.- Relación X/R y corriente de falla del circuito, en el punto de aplicación del
interruptor de transferencia.
Valores de impedancias características:
Transformador:
Potencia nominal: 50 KVA.
Impedancia sobre la base
de la potencia nominal: 4 o/o X ^ 3.7 o/o R = 1.5 o/o
XIT = 3.70/0 (Q.22KV)2 ^Q.Q358 ohmslOOo/o (0.050MVA)
R1T = l.So/o (0.22KV)2 = 0.0145 ohms.JOOo/o (0.050MVA)
CABLE ALIMENTADOR:•
Longitud: — SOints.
Calibre No. 2/0 A.W.G.
XIL - 0.0049 ohms/100 pies (1)
RIL = 0.0106 ohms/100 pies (1)
\L =R I L =
0.049ohms x 3.28 pies x 50 mts.
1 mts. x 100 pies
0.0106 ohms x 3.28 pies x 50 mts.
1 mts x 100 pies
0.008 ohms.
= 0.0017 ohms.
CORTOCIRCUITO TRIFÁSICO:
Corriente de cortocircuito: Ice.
Ice. — 220 Volts, x 103
N/3~ V(14.5 -1- 1-7)2 -t- (35.8 i 8)2-= 2.76 x 103 Amp.
- 57 -
-
Ice. = 2.76 Kamps.
RELACIÓN X/R
X = (35.8 4 8) x 1CT3 ohms. = 0.0438 ohms.
R = (14.5 -| 1.7) x JO'3 ohms. = 16.2 x 10~3 ohms.
X/R = 2.7
De lo anterior se desprende que el interruptor de transferencia debe resistir 2760
Amperios simétricos en una relación de cortocircuito X/R = 2.7 disponibles en caso de
falla en el punto Fl.
3.- Relación X/R y rango de corrientes de falla del Interruptor de transferencia.
UL 1008 REQUERIMIENTOS DE PRUEBA DE RESISTIVIDAD MÍNIMA.
Rango en
amperios
100
200
400
600
20 Veces
el rango
2.000
4.000
8.000
12.000
UL Corriente
Mínima
Amps.
5.000
10.000
10.000
12.000
UL. Corr.
Prueba
P.F.
40a
50
40a
50
40a
50
25a
30
Corriente Instantánea
Amps. pico.
8.450 (50 o/o PF.)
9.100 (40 o/o PF.)
16.900 (50 o/o PF.)
18.200 (40 o/o PF.)
16.900 (50 o/o PF.)
18.200 (40 o/o PF.)
23.700 (30 o/o PF.)
24.800 (25 o/o PF.)
4.- Duración del tiempo de falla que puede persistir antes que el aparato protector
abra.
a.- De 1/4 a 1/2 ciclos para fusibles
b.- De 1 a 2 ciclos para disyuntores en cajas modelos.
c.- Sobre 2 ciclos para disyuntores con unidades de corto tiempo de retardo.
En el presente ejemplo, por tener disyuntores en cajas modelos como elemen-
tos de protección, se considera 1 1/2 ciclos, el tiempo total de despeje.
5.- Ran»o resistivo a fuerzas magnéticas.
- 58 -
-
b.-
Corriente pico instantánea resistiva, nominada en 1/2 ciclo o menos com-
parado a través de fusibles limitadores de corriente.
Efecto de corriente pico instantánea a través de disyuntores, en el rango
resistivo magnético del interruptor de transferencia.
TABLE II WITHSTAXD CURRENT RATINGS FOR ASCO 940 AUTOMATICTRANSFER SWITCHES
SWITCH AMPERERATING
40-80
125-225
400
600
800
1000
1200
AVAILABLE SYMMETRICAL AMPERES RMS
AT 480 VOLTS AC AND X/R RATIO OF 6.6 OR
LESS
WHEN USED WITHCURRENT L1MITING FU-
SES (1)
24.000
100.000
100.000
200.000
200.000
200.000
200.000
WHEN USED WITHMOLDED-CASE BREA-
