Schneider diseño instalacione electricas hospitales

Problemática Actual de los Hospitales

D. Benedicto Jiménez

JornadaContinuidad de servicioen las instalacionessanitarias

D. Benedicto JiménezMADRID, 15 de Junio de 2006 2


OBJETIVOS FUNDAMENTALES

� Mantener el suministro eléctrico sin interrupción, y que además se haga sin riesgos para las personas, bienes e inmuebles del Hospital inexcusablemente.

� En caso de defecto en la instalación que pueda ocasionar riesgos, los sistemas de protección deben actuar limitando el corte a la mínima zona.

CAUSAS DE LOS CORTES PROPIOS Y FRECUENTES DE SUMINISTRO

� El empleo de dispositivos de Disparo Diferencial por corriente Residual (DDR) de Alta Sensibilidad (30mA). Disparo

Intempestivo de Diferenciales.

� El disparo de DDRs que protegen líneas alimentadoras de grandes áreas cubiertas por Cuadros Eléctricos.

� El disparo de Interruptores de Máxima Corriente por efectos de Cortocircuitos.

Objetivos en el Diseño de las Instalaciones Eléctricas de Hospitales



�IMPLANTACIÓN GENERAL EN LA INSTALACIÓN DE UN SISTEMA TN-S. Este sistema de distribución permite:

Medidas para conseguir los Objetivos Planteados (I)

•Prescindir de los DDRs hasta el último escalón de protección.

• Cumplir con la ITC-BT-38 punto 2.1.4, por la que no se permite el empleo de DDRs en las líneas alimentadoras de Transformadores de Aislamiento.

• Evitar por si mismo el disparo intempestivo de DDRs de 30mA reduciéndolo a valores mínimos.

�IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS IT PARA SERVICIOS DE AREA REDUCIDA

•Este es el caso establecido y preceptivo para Salas de Intervención, pudiendo ser extensible a CPDs y Servicios de Seguridad.

�SELECTIVIDAD EN LAS PROTECCIONES DE MÁXIMA CORRIENTE

•La elección de estas protecciones (Interruptores Automáticos) ha de realizarse por el criterio de Selectividad Amperimétrica en el disparo frente a cortocircuitos, de tal forma que solo y únicamente abra el interruptor automático más cercano al cortocircuito.

�EVITAR EL EMPLEO DE DISPOSITIVOS DE DISPARO DIFERENCIAL POR CORRIENTE RESIDUAL (DDRs) DE 30mA

•No es suficiente el ser “Superinmunizado” (SI), y el empleo preceptivo de ellos obliga a tomar medidas cautelares.



�DESCENTRALIZACIÓN DE FUENTES DE ENERGÍA PROPIAS. Estas fuentes de energía son:

Medidas para conseguir los Objetivos Planteados (II)

• Grupos Electrógenos (GE).

• Equipos con Suministro de Alimentación Ininterrumpida (SAI).

�OTRAS MEDIDAS COMPLEMENTARIAS. En este grupo se incluyen:

• Empleo de cables Resistentes al Fuego para zonas de difícil evacuación.

• Toma exterior con acceso libre para un Grupo Electrógeno Auxiliar carrozado capaz de atender los Servicios de Seguridad y fuerza de Asistencia Vital.



Las ventajas que este sistema aporta a la instalación son:

� No es preceptivo el empleo de DDRs (diferenciales) desde el CGBT hasta los CSs. La protección contra contactos indirectos se realiza mediante el ajuste de los disparadores de “corto retardo” (Im) de los Interruptores de Máxima Corriente.

� Evita el “disparo intempestivo” de DDRs de 30mA reduciéndolo a valores inferiores al 10% de los presuntos en un sistema TT .

� Cumple rigurosamente con la ITC-BT-38 punto 2.1.4 para líneas alimentadoras a PAs, donde no se permiten los DDRs como protección contra contactos indirectos.

� La solución técnica que aporta el TN-S es más económica que la TT y, por los puntos anteriormente indicados, garantiza en mayor grado la continuidad del suministro eléctrico en el Hospital.

Implantación del Sistema TN-S

Implantación del Sistema IT en áreas reducidas

El hecho de que este sistema IT permita la continuidad del suministro eléctrico aún en el caso de producirse el primer defecto a tierra, le hace preceptivo en Salas de Intervención (ITC-BT-38) y aconsejable como preferente para alimentar Servicios de Seguridad (ITC-BT-28 punto 2.1).



Para ello es necesario conocer en cada cuadro eléctrico donde se centralizan las protecciones, los siguientes valores:

� Corriente de cortocircuito presunta (Icc), que permite escoger el poder de corte de la aparamenta (Icu).

� Tablas de Selectividad Amperimétrica del fabricante de la aparamenta.

� Los límites en las regulaciones, que sobre los relés se pueden hacer para la protección de largo retardo (Ir) y para la de corto retardo (Im), en cuyo marco o banda se mantiene la Selectividad indicada por las tablas de fabricante.

� Tiempo máximo que puede estar el cable sometido a la Icc sin que se supere la “licitación térmica” máxima permitida para él. Este valor tiene una importancia capital en la Selectividad Cronométrica.

¿Cómo se consigue la Selectividad en las Protecciones de Máxima Corriente?



No es suficiente con que sean “Superinmunizados” (SI). Hay que tomar además las siguientes medidas cautelares:

� Los DDRs deben ser tetrapolares.

� Conviene emplear canalización separada para el conductor de tierra en los circuitos de distribución.

� Únicamente utilizar DDRs bipolares para áreas muy reducidas y tomas eléctricas con circuito propio.

No obstante ha de tenerse presente, que con estas medidas cautelares solo se consigue paliar el disparo intempestivo de DDRs de 30mA, pero no evitarlos. La medida eficaz es la implantación de un sistema de distribución TN-S.

Cuando es preceptivo el uso de DDRs de 30mA. ¿Cómo se evita su disparo intempestivo?



Este suministro cubre las ausencias del Suministro Normal (Compañía). El hecho de proyectar más de un Centro de Transformación en el Hospital es porque el transporte en Baja Tensión resulta caro; tanto para el suministro normal como para el complementario. Esto justifica también que para el complementario se decida instalar Grupos

Electrógenos Descentralizados. Las ventajas de la descentralización son:

Descentralización de fuentes de energía propias (I)

SUMINISTRO COMPLEMENTARIO MEDIANTE GRUPOS ELECTRÓGENOS

• Sustituyen también al suministro normal, o lo complementan, en caso de averías en su propio Centro de Transformación.

• Las incidencias en los Grupos Electrógenos solo afectan a la red que cada uno atiende.

• No es necesaria la red de distribución en A.T. o en B.T. desde la Centralización de Grupos Electrógenos hasta los Centros de Transformación Descentralizados. Por ello, es menor el coste de inversión y menor el riesgo de averías en la instalación.



Este suministro cubre las ausencias de Suministro Normal (Compañía) y el Complementario (Grupos Electrógenos). Las ventajas de la descentralización de los Suministros con Alimentación Ininterrumpida (SAI) son:

Descentralización de fuentes de energía propias (II)

SUMINISTRO ESPECIAL COMPLEMENTARIO MEDIANTE EQUIPOS S.A.I.

• Protegen también ante el disparo de las protecciones eléctricas de Máxima Corriente y por Corriente Residual, al estar instaladas aguas arriba de los SAIs.

• El usuario dispone de alarma y la oye cuando el SAI entra en “modo baterías”.

• El mantenimiento es más sencillo, cómodo y rápido.

• No exige redes de distribución propias para los SAIs separadas del resto utilizadas para otros usos.

• No es necesario el empleo de cables RF-180 desde el SAI al usuario.

El uso de un SAI centralizado no es coherente, y falta a la verdad cuando se le califica como Suministro con Alimentación Ininterrumpida, pues con el corte de las protecciones eléctricas en su red de distribución extensa aguas abajo, dejará al usuario sin el servicio ofrecido.



PARÁMETROS A CALCULAR:

� Potencia instalada en cada una de las líneas.

� Intensidad aparente por fase (Ib).

� Intensidad admisible por el conductor de fase (Iz).

� Impedancia de fase de los conductores activos, incluyendo la fuente (Σ Z2).

� Impedancia del conductor de protección (Σ Zcp).

� Impedancia del bucle de defecto (fuente, fase y conductor de protección) hasta el punto calculado (Σ Zs).

� Caída de tensión por fase para la intensidad estimada como simultanea dada en % (e2).

� Corriente máxima de cortocircuito para cada Cuadro Eléctrico (Icc), mayor siempre a la Ia>Im tarada en el relé de corto retardo en un sistema de distribución TN-S.

� Tiempo máximo que el conductor puede estar sometido al cortocircuito sin sobrepasar su máxima solicitación

térmica admisible, valor que no debe ser inferior a 60 milisegundos.

� Tensión de contacto máxima (Uc) para la intensidad regulada en el relé de corto retardo (Im) en un sistema TN-S, y siempre inferior a la tensión de contacto límite (UL=50 ó UL=24).

Cálculos de la Instalación Eléctrica de Baja Tensión



ESCALONES SUPERIORES DE PROTECCIÓN (RELÉS REGULABLES) EN CGBTs Y CGDs

� Calibre de los interruptores automáticos (In).

� Poder de corte (Icu) cuyo valor tiene que ser mayor a la Icc calculada para el cuadro.

� Regulación del relé de largo retardo en función de la intensidad máxima admisible del cable (Ir).

� Regulación del relé de corto retardo (Im) en función de la tensión de contacto (Uc) para un sistema TN-S.

� Selectividad Amperimétrica con los escalones superiores e inferiores comprobada en las tablas correspondiente del fabricante.

ESCALONES INFERIORES DE PROTECCIÓN (RELÉS FIJOS) EN CSs

� Calibre de los interruptores automáticos: fijado en 40A para generales y máximo 16A en salidas que parten de aquel.

� Poder de corte (Icu) mayor a la Icc calculada para el cuadro CS.

� Curva de disparo: elegida tipo “B” para circuitos de Alumbrado y tomas de corriente, y “C” o “D” para circuitos de Motores o casos especiales.

� Selectividad Amperimétrica con los escalones superiores comprobada en las tablas correspondientes del fabricante.

Elección y Regulación de la Aparamenta de Baja Tensión



Hospital Universitario Campus de la Salud de Granada (Caso Práctico 2)

DESCRIPCIÓN DEL HOSPITAL

� Superficie: 151.214 m2.

� Tres Centros de Transformación.

� Potencia de Transformadores: 12,5 MVA

� Potencia de Grupos Electrógenos: 5.570 kVA

� Ratio Pot.-Sup.: 82,66 VA/m2.

� Ratio Pot. Grupos-Pot. Trafos: 0,45. (45%).CT-2, CGBT-2 Y GE-2Nivel (-1) CT-2 con 4x1.250kVACGBT-2 con Icc=70,10kAGE-2 con 2.900kVA

ANILLO M.T.Nivel (-1)

TOPOLOGÍA DE LA INSTALACIÓN EN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN TN-S

� Tres Centros de Transformación (CTs).

� Línea en M.T. de enlace en anillo con CTs.

� Tres Cuadros Generales de Baja Tensión (CGBTs), uno por CT.

� Tres Grupos Electrógenos Descentralizados (GEs), uno por CT.

CT-3, CGBT-3 Y GE-3Nivel (+8) CT-3 con 2x1.250kVACGBT-3 con Icc=49,95kAGE-3 con 1.760kVA

CT-1, CGBT-1 Y GE-1Nivel (0) CT-1 con 4x1.250kVACGBT-1 con Icc=72 kAGE-1 con 910kVA



Centro de Transformación CT-2

BUCLE DE MEDIA TENSIÓN

� Dimensionado para poder ser abierto por cualquier tramo, sin merma de la potencia disponible.

� El trazado del bucle está realizado por rutas diferentes a fin de evitar riesgos de cortes totales en el mismo.



Esquema Parcial de Vertical Nº2

� Varios Cuadros Generales de Distribución (CGDs) por cada CGBT (uno por Nivel destinado a Fuerza y Alumbrado).

� Cuadros Secundarios (CSs), uno por Unidad Funcional del Hospital.

� Paneles de Aislamiento (PAs) con sistema IT.

� Varios SAIs Descentralizados (uno por Sala de Intervención, Salvatareas por usuario informático, etc.)

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Cuadro General de Baja Tensión 2 (CGBT-2)

� Interruptores de Máxima Corriente en salidas: NS…L de 150kA con relés STR23SE.

� Funcionamiento normal: transformadores acoplados en paralelo 2 a 2 (Icc=48,38kA).

� Funcionamiento en caso de avería: posibilidad de ser acoplados hasta 3 con una Icc=70,10kA en salidas del CGBT.

� Transformadores con Ventilación Forzada que permite obtener de ellos un 20% de potencia en caso de necesidad.

� Conmutadores automáticos formados por dos interruptores de corte en carga yuxtapuestos con un eje común. Pueden ser maniobrados manualmente sin componentes eléctricos en caso de avería del sistema automático.

� Dos conmutaciones automáticas decaladas en tiempo para evitar el impacto inicial de la carga total sobre los GEs.



Cuadros Generales de Distribución (CGDs)

� Interruptores Automático NS160N (Icu=36kA) con relés electrónicos STR22SE.

� Regulación de los “relés de corto y largo retardo” según los datos obtenidos del cálculo.

� Selectividad con los interruptores autom. del nivel superior e inferior para la corriente de cortocircuito calculada en cada cuadro de la instalación. En este caso, para el CGD-2.(-1) es Icc=29,98kA.



Cuadros Secundarios (CSs)

� Circuitos alumbrado: Tres Bloques Vigi diferenciales tetrapolares de 30mA “superinmunizados” distintos.

� Circuitos de fuerza usos varios: Bloques Vigi diferenciales tetrapolares de 30 mA “superinmunizados”.

� Circuitos de fuerza usos informáticos: Bloques Vigi diferenciales tetrapolares de 300 mA para tomas eléctricas con conector de tierra “tipo francés”.

� Interruptores automáticos C60N curva B de 6/10kA reforzado hasta 25kA.

� Intensidad de cortocircuito calculada en cada cuadro. En este caso Icc=3,32kA.



CS-2.(-1).12Icc=3,32kAIcu=10kA

Esquema Parcial de Vertical Nº2

CGD-2.(-1)Icc=29,98kAIcu=36kA

CGBT-2Icc=70,10kAIcu=150kA

CT-2

GE-2

SELECTIVIDAD INTERRUPTORES DE MÁXIMA CORRIENTE

CIRCUITO CGBT-2 CGD-2.(-1) CS-2.(-1).12

� CGBT-2: salida con interruptor NS400L, relé STR23SE en 400A (Icu=150kA).

� CGD-2.(-1): salida con interruptores NS160N, relé STR22SE en 125A (Icu=36kA).

� CS-2.(-1).12: salidas con interruptores C60N de 40A curva “B”(Icu=10kA).

� Las Tablas de Selectividad indican:

PAs

• El NS400L es Selectivo con el NS160N (125A) hasta 36kA (total), selectivo/reforzado hasta 150kA

• El NS160N(125A) es Selectivo con el C60N de 40A hasta 10kA (total), selectivo/reforzado hasta 25kA.

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Paneles de Aislamiento (PAs)

SELECTIVIDAD TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS (ITC-BT-38)

SELECTIVIDAD TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS (ITC-BT-38)

�Transformador monofásico 7,5kVA y Vcc=8%..

�Indicador permanente de autonomía del SAI en minutos para modo “baterías”.

� Se prevé autotransformador para la lámpara de operaciones porque el Detector de Aislamiento es del tipo resistivo.

TRANSFORMADOR MONOFASICO 230/230V

POTENCIA 2.000VA

POTENCIA 3.000VA

POTENCIA 4.000VA

POTENCIA 5.500VA

POTENCIA 6.500VA

POTENCIA 7.500VA

PROTECCION DEL TRANSFORMADOR

10A CURVA D

16A CURVA D

20A CURVA D

25A CURVA D

32A CURVA D

40A CURVA D

PROTECCION MÁXIMA EN LAS SALIDAS

4A CURVA B

6A CURVA B

10A CURVA B

16A CURVA B

20A CURVA B

25A CURVA B

TENSION CORTOCIRCUITO Vcc=3% 290A 436A 580A 797A 942A 1.087A

TENSION CORTOCIRCUITO Vcc=4% 217A 326A 434A 578A 707A 815A






INT

EN

SID

AD

ES

DE

C

OR

TO

CIR

CU

ITO


LIMITE DE LA SELECTIVIDAD 120A 192A 240A 300A 384A 480A

TRANSFORMADOR TRIFASICO 3x230v/3x230V

POTENCIA 2.000VA

POTENCIA 4.000VA

POTENCIA 6.500VA

POTENCIA 7.500VA

TRANSFORMADOR TRIFASICO 3x400v/3x230V

POTENCIA 4.000VA

POTENCIA 6.500VA

POTENCIA 7.500VA

POTENCIA 13.000VA

PROTECCION DEL TRANSFORMADOR

6A CURVA D

10A CURVA D

16A CURVA D

20A CURVA D

PROTECCION MÁXIMA EN LAS SALIDAS

3A CURVA B

4A CURVA B

6A CURVA B

10A CURVA B

TENSION CORTOCIRCUITO Vcc=3% 193A 314A 362A 628A







INT

EN

SID

AD

ES

DE

C

OR

TO

CIR

CU

ITO


LIMITE DE LA SELECTIVIDAD 72A 120A 192A 240A



El sistema utilizado ha sido descentralizado, aproximando el S.A.I. al lugar de utilización de su energía. Así el número, potencia y autonomía de las unidades previstas es el siguiente:

� 30 Uds. SAIs de 7kW y autonomía de 5kWxh (uno por quirófano/paritorio).

� 26 Uds. SAIs de 3 a 10kW y autonomía de 6 a 20kWxh (uno por PA de camas).

� 2 Uds. SAIs de 5kW y autonomía de 10kWxh para Alumbrado de Reemplazamiento en Urgencias.

� 24 Uds. SAIs de 1,5kW y autonomía de 0,5kWxh panelables para Repartidores de Voz-Datos (uno por Repartidor).

� 1.650 Uds. SAIs “Salvatareas” de 0,7kVA y autonomía de 0,2kWxh (uno por puesto usuario de informática).

� 1 Ud. SAI de 4kW y autonomía de 2kWxh para el servicio de la Gestión Técnica Centralizada.

� 1 Ud. SAI de 2kW y autonomía de 1kWxh para el servicio de Seguridad.

Equipos para Suministro de Alimentación Ininterrumpida

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