Diagnostico y recomendaciones técnicas para el sistema...

$: Diagnostico y recomendaciones técnicas para el sistema ...red.uao.edu.co/bitstream/10614/3050/1/T0001150.pdf · COCI\-COII\ DE CALL por brindarnos la oporünidad do trabajar en este$
rllAcNosIrco Y nEcoffis lfct{IcAsPARA EL SISTEMA AI,ÉCTRICO DE I,A

ffiC{)CA{{)[.AI'ECALI

ErDrsoNrrñan6ro¿ DÍAzALvaRo ¡osÉ nEYEs cARvAJAL

Universidad Aútómma de Occ¡dcnta

sEccloN BlELlolEcA

018 39 4

CONFORACTÓNWlurÚnon¡n DE occrDrNrEDIVISIÓN I}E n{GET{IERIAS

INGEI{TERÍA EI,ÉCTNrcTSAIYTIAGO I'E CTTLI

18f ,,,,, ffi:

llil[|[l[l[!l[l|!l[l||l[llil 1000 1 1 5o

IlncNosrrco Y REcoffi rúc¡nc¿sPAnA EL srurrntra múctnrcoDt ra

E}ÍBOTEII,AIX)RA COCA-C{)I.A"ITE CALI

EDrÉl<rN rnñ¡nr¡mr tttzALvARo ¡osÉ REYEs cnRvA.rAL

Tbb{o e Cndo ptrOdo orrr¡nFAú¡bpüúlpoofEalfulo

{s h¡¡drn El¡cü{dúrDh¡ú¡r: tf; .lfffiS EtnmJDEZP.

MWAUTÓNOMADE OCTA'ENTE

UTTN$IÓX DTINGENIENIAS

INGENIERÍA ELECTRICA

SANTIAGO I}E ctUIr!r!r1

A

Sanüago de Call,IXclcmbre de 1994

Aprcbado por el comiüÉ de gredo €n

cumpllmhrnto de lo¡ rcqulrtfor erdgldoo

por la Corporac{rón UnlversitariaAutónoma de Occidcnte psra optar porel tltulo d€ Ingcnkro Elecficlrta.

Pnesldente dsl Jurado

\t,ll,

^'1 ¡l'

Jur¡do

AGRADECIMIENTOS

I¡s ar¡tses expúesm rlus mas sinceros agradecimiedoo:

A ¡fSÚS BEIIYIÍIDEZ P- Ln. Profesor de la Universidad Aúónm¡ de

Occid€ús, facilItsd do ingnrdería eléc'trica" y direcúor del tra@io, Ix)r $xl valio.sos

aporbs y constanfe dedicación en todas las eÉapas desarrolladas duranfe laelaboracir5n del proyecto.

A RICARIX) BALCAZAR, I*E. Egresado de la universidad del vaile, jefede di¡eüo de la frrns 'IEC LTDA" ( IngeaierÍa eléctrt:a y cmsüucción), y

\

A ANTI@üEÑA DE INVEnSTONES SA., EMBOTELTI\rnRACOCI\-COII\ DE CALL por brindarnos la oporünidad do trabajar en este

proyecúo d€nfio de sr¡s instalaciones, sin lo cr¡al no hubiqso sfob posible le. realización del misrno.

' 6 la Corporaclón Unlverultar'la Aufónome de Occldents.

'

' A Ins prrofesores qr¡e en el transcurso de nu€str¿ carrera nos brindarun todossus conocimiemfos.

A Todas aquollas p€nsonas que elr utr¡ u ofua fqm¿ colabsaron e¡r larealización det presenle habajo.

DEDICATORIA

Todo el esfuerzo conjugado en este trabajo y duranúe tode mi c,arrera se

lo dedico e

mi Madre:

LORENZA CARVATAL PAREDESI

mis Hermanos:

CARLOS EDUARIX)

MARTHA LÜCIA

Con cariño y gran a¡nor a mi Esposa e Hijo:

VTYIANA Y ALVARO ANDRES

A todas las personas, pariantes y amigos"que me apoyaron durante la

ca¡reray fueron fieles tcstigos de mis propósitos, panurias y triunfos.

ALVARO JOSE

DEDICATORIA

El emperio y entusiasmo entregado a éste proyecfo se lo dedico a mr

seilore Madre:

BII\NCA OLIYA ITIAZ qc.p.d.

Con ejemplariza¡úe cariño a mis hijos:

ESI"AYDEMBNR, ALIPNERY

STTLEY MAnIELLY

T.AYSTIRI MAGLIONY

XLOREY DANELLY

JEON EDINSON

DIDIAIÍ LORENA

Con especial agndecimiemfo al s€rñor FELIPE STATON y a todo el personaladministativo d€ Antioqu€ñ¿ de Inversion€s S.A, Erieeies hioieron pocible laculminacirSn de mi co¡r€ra

EDISON

TABII\ DE CONTENIDO

LISTAS ESPECTALES

RE$ruMEN

0. TNTRODUCUÓN ..........1

I. CONOCIMIENTO GENERAL DE I"A EMBOTELI"ADONA. ............5

l.l HISTORIA Y DF,SARROII,O DE COCA{OIA.......... ........5

l2 Emboúe¡lsdo¡e Coca.Coh de C01i............ .............7

2. CONFIABILIDAD DEL SISTEMA EI,ÉCTRICO......... .....I0

2.1 C'ENERAIJDADES .......10

22 Cirq¡i¡ousiliara 133lry. ...............12

2.3 Cirr¡¡itoa34.s KV............. ................14

2¿ Plülr dc gcmrmión d€ cncrBh ekcfica con dicsd... ...............16

2.4.1 Gcoeralidadcs ................16

2.42 PlD t^clécficaprraCm€olL. .........................17

2.4.3 Emcdi vs. Pla¡trElécficaDisl......... ..,...........18

2¿.4 Aspcctos Gcoúmicos cn la úifizrilin dc plintss c,lécükr¡ dc cmcrpnch..................20

2.4.4.1 Um dc la mshnrfrtics ftnrnci¡a mmo he¡ramicot¡ adcorada para hevelurión. .........n2.4.42 Uülhmión erróm dcl dóh¡ mmo miüd mrctarh pora la walurióndepmpcnos ........23

2.4.4.3 Et mfudo Edocuado paract dkub dct ccrgo por invcrsión................. ......................2s

2.4A.3.1 láétodo de depreciación liml .......... .............n

2.4.4.32 lúétú dd valor anu¡l uniformc cquivalcnÉ. .................29

2.4.4.3.3 f#todo dcl gredi:nE Scom¿tfoo. ...............-..29

2.4.4.4 Deb€ri hoff$e en cNHt¡ lofi impt¡css psr¿ cl cálcub de¡ cocto dcl Kw-

hüs........... ..........30

2.4.4.5 Rcsr¡ludos prádcos..... ................31

2A.4.6 Com¡¡sbocs .............32

2.4.5 Pems pen d montrje inic¡al e b Éantr. ............33

2.4.5.1 Scrrtkio dc inFoicdr................. .......................Y

2.4.52 Ph¡t¡ehic¿ ..........Y

2.4.5.3 Coütsol dc ruido y Empcraüra ........................34

2.4.5.4 F4uryocompkmeotarb ................35

2.4.5.5 Oüre........... ...............35

2.4.6 Nivdss dc teosión utifiz¡dos co Coce.Cda.. ........35

2.4.7 Cargl,mlnima pun d fi¡mimami¡nto dc rn¡ llm dc prodrción ...........37

2.4.8 Desrycüo de un generrdor cr¡arido sc h coneü cerga en ss Érmin¡lcs. .................39

2.4.9 Cffidcas dc hs cargar... ..........39

2.4.9.1 Carga de moúorcs dc conitnte altcrns (CA)................. .........................40

2.4.9.1.1 fvloúo¡cs tiftsicos ......................4()

2.4.9.1.1.1 ltrrsdcdiscñoNEl\dA .........41

2.4.9.1.12 Códip¡dcrnnqrnNENlA...... ...............41

2.4.9.1.1.3 Facfüdcpoffids..... .............41

2.4.9.1.1.4 Arrtradorcsde volhjercducido..... ..........42

2.4.922. lúotors sincúnk¡s. .......-.........45

2.4.92.3. Nldscs dc indrniin mmoftsits ....--.......6

2A.92. Cargudifc¡ertcsemdores... ......62.4.92-1. Calcfhrforcs y cargrs de iluminriln ...........46

2.4.922. Ce¡E¡¡ SCR............ .............,......47

2.4.92.3 Cugu dc compmfom ............4t

2.4.92.4 Cargu cspcúths... .....................49

2.4.92.5 Sfumas noükps dc ftcc¡mchvariable....... ...................51

2.4.rc SchccióndelgWador. ................52

2.4.10.1 Ffficc dd mfliris dc cargas.... ....................52

2.4.102 P¡oocdiminb pam h sclccción de un gnryo Bcffiúr.. .....................t4

2.4.10.3 Fomabc pan hbuhción dc ütos...... ...........55

2.4.11 !|@ pan la selccción dc una phntr dicscl .......... ...........62

2.4.12 Solwión ¡l cjemplo.. .....................9

2.4.13. TrH¡8 üilizadas pa¡a et dlcr¡lo dc bs dif€rEtrEs parámcmoe dc hs

cargrs; ffidos eo h seleoción de une $nta d¡ess|.......... ...........6S

2.5 TeHrs de motü€.s qrrc existso ca h llrea dc podrrccilln No.l GEscosa

comúq 350 cc)dc CocsCole.. ..................72

3. CENTRALIZACIÓI{ DE SBrqALESr............. ........................7A

3.I GENERALIDADES ......78

32 Eicmplo dc elgums ñlh" qrc se hm pcscnndo por flfta dc un¡ docrnda

Ccnü¡lizrcbn dÉ S€ü¡lca.. .........................79

32.1 EquipodcrochRottlcmir ...........79

32.t.1 Vm dc tünbc......... .....................79

32.12 V¡sodeA$n ...........79

32.1.3 Vasodelúczcla .--......9)

3JJ F4uipod€Gucsrüónho ................80

32.3 Skmadeenfriemhnb ........-.........81

32.4 ComprcsorcsdeAir€....... ................&l

32.5 Tanqrcs de Jarabe......... ..................&i

32.6 Bombe¡ prra eovlo dc agtn üahde .....................U

32.7 Bwndc hido...... .........85

32.8 Touc dc Enfriaminto dcl CondcosadorEvaporrtivo .............86

32.9 Gcocrador dc vapor(CaHeorPoc,Erlúrtrr) ......ú

32.9.1 Vuiatlcs tri¡xipde a conü,ol¡r co rm¡ Cddc¡e ..................89

32.9.1.1 P¡es¡óo dcl Vrpor... ....................90

329.12 NivddcAgucaelDm .........91

32.9.1.3 P¡csbn€úelHogü..... ..............y2

3r.10 I¡vedonsdeenvffis...... ...............93

32.11 Tnn¡formadorcsdcpotcocis. ........93

32.12 Scüalizri¡mdcensitin.. ............94

3.3 Rcsmeo dc las pincipaks scñElcs a ceoü¡lizar .......................95

3l Ectn¡cfi¡re de m Automdimo ...........98

3.5 Cont$s Aruilhrs de loc AFrrtos dc Coffi y lt&nbbn ... 100

3.6 Elmb¡CÉimfdcfif¡¡& ...........103

3.7 Ehneotoe Aurili¡¡psdcfr&odo ........104

3.7-l Inernryorcc dc Psii(in o Fimlcs dc Carrrn .......................1O5

3.9.6.1 Fr¡srcsdcPodct l19

3.9.62 Circr¡ibdcEúrda ...f20

3.9.6.4. CimriiodcRdd .......120

3.9.6.5. Cir€uitodcAr¡db .....120

{. SELECEIÓN Ó UNTCACTÓTT INADACUADA DE LOS MOTORESI

ELÉCTRrCI)8 .....................12r

4.I GENMALIDADES ......121

42 Uülizrilin inrdoc¡rüdrdalúobrts..... ...................1n

4.3 Pa qrré rc ar¡crlm hc múrcs ............124

4.3.1 Coodkfuncs rmtintales edt crsas..... ..-.-..-.........125

4.33 Sdeoción o rplixión imrccn del mobr......... ...................126

43.4 Deqcrfcdocnccáüicm.. ................1n

4.3.5 Fdh¡ctécticar.... .........128

43.6 Dcsquilihiodc@ic... .................129

4.3.? lf¡nts¡inirnbimprofúo..... ............t29

4.4 P¡otcción dc hs pütsc dcl lúobr... ......................130

4.4.1 Tipoygfdodcproffidótr.. ............13O

4.42 F&rcs u$fus pndcEminrr hMn .......................131

4.4.3 Cmdichmdcscrvic¡o. ..................133

4.4.4 Cucas¡s .......................135

44.4.1 De Cacr¡aAbicrtl....... ................136

4.4.42 Dc Causa Tdtncob Cernde...... ..................137

4.4.5 P¡otccdóoddai¡hmiffidcbsdcvmdq ......14O

4.4.6 Proftcctln mürcl ¡obrcc¡leat¡miab --...........140

4.4.7 Proftccióncooh¡lehumcd¡d ..........141

4.4.8 P¡fficcióndcparÉsrehics.. ......141

a.5 Compemclin dc los gf¡d6 dc poOcOOa cmtr ffio humrm y cr¡crpog

cxffios..... ...........142

4.6 Cmpemilln de¡ $do dG pdccción conür agü........... .........143

s. APARATOS DE MAMOBRA Y EQIJIFOS SOMBTIDOSA

EXCEñil\rA \IBRACIÓN ......................144

5.I GENERALIDADES .........I44

52 Cn¡rerdchAfr¡Vi|rrlltr ................145

5.3 Scürhsimqdvme .........145

5.4 Condkims püro un hm rtrhF .......147

5.4.1 Pmbs pr vcriffcrón dc un hru Eopore o be¡c prn et c4uipo ...........148

5.5 R¡comdrbm pare cvitar vib¡acbn¡c. .............150

6. PR,OTECCIÓN DE LOS TRANSF{ORMADORES¡ Y APARATOS DE

MEIXDA. ...........152

6.I GENERALTDADES ........I52

6: Scgüid.d puahae4rúposdemcddecmtnumDeecargrAfmod¡ir¿ .....153

6.3 Dirgf¡me Unifthr dc lúdición co Alb Tco¡bn...... ..................155

6.4 Tren¡form¡dscsdelftdid¿. ..............156

6¡4.1 Tnnsforü¡düGsdcPffihlfiP)........... .........157

612 Tnn¡fo¡m¡dorcs de CorieDE (TC) ...-...... ..........160

7. SF,GIIRIDAD PARA LOS TRANSFOR}ÍADORES DE FOTBNCTA............,........163

?.I GENERALtrDADES .......163

?2 Rksgos por h uticrón dc los Tr¡n¡forn¡dos dc Poffi¡¡ ......-.-..---.-.-....19

7.3 Sirhmrr de pr*ccfin pre hrncfoemrdou y cquipoc eo cuo dc irodb ................... 1 65

?.a Sepadln eoüe Trensformafurcs ------16Íl

?.4.1 Mr¡¡o¡mcmbr¡fib1ct............ .-.-.---167

7.42 Fosas panprmuiOn de Transfomadores '.-.......168

?.43 Potvoqrdnico ..............f69

?.5 Pu¡hs puaelltfrntnimknodc Tnnsfomafrrcs -..--.---.-.-------l7O

& CALCULO DE CORRTDNTES¡ DE C0RTOCIRCIJITO................ .......r74

8.T GENERALIDADES ,......174

82 }#bdo por uafolrd (p.u) prn d cflcN¡lo dc caniftc dc corbcilcuib ........175

t.3 C¡br¡b dc qtoci¡utib pua d ürndo'rmrdor dc lmO K\tA..-....... .....'..'...179

8.4 Cáhub dc cstociru¡ib pera ef tmsformrdor de 750 KVA.......... ........-.....1&l

t.6 Cffib rob¡s h cffiihrclin dc Coninb dc Corbci¡cuib pu puC de

MmorcsACmmoc .................190

9. MALLAS DE TIERRA ......................1y2

9.I GENERALIDADES ......192

92 Funcionc¡ do h mdh dc prÉ a tirn .................193

9.3 ACirfh dc rm¡ melhdc prstr a tirn ..............193

9.4 Utitid¡ddchm¡lhdclisre........... ...'.195

9.5 RÉquisitos pre rnr m¡tl¡ de prcú e tirrn ...-.-..-- 195

9.6 Coüscs ds sikntc por ftlbdc 'ne mdh fs tiqn.......... ......196

9.7 Petfntpere d di¡cño dc rm¡ mdh dc 1irn........... .--'.........'-..--.1y7

9.8 P¡occdimi:núo puad cáhulo dc hmdbdc ti:m.......... ----------ly7

9.9 Oüccrvrcioncs dcConsürsilin -..--....2V1

9.fO Cálc¡¡b dc h }f¡tra dc Ticrn pra d Trr¡do¡m¡dor dc 1000 K\lA ..............................208

9.1I Cáh¡lo dc b h&n¡ dÉ Titrn pon d Tren¡fo¡mdor d€ 75O KVA ............216

9.12 ltla[edctirrnr¡nifted¡(ItltrSiT-lm0 + lúr[¡T75Or........... ..............n3

10. clDD{cDPTos DE SEGURTDAD INDUSTRIAL ...............72t

l0.l sxsTEtúA^s DE PITESTAA TIERRA .................nt

l0.l.l Curtrlsli¡s dc Sistmas noAfr¡rizedoo ........23O

l0.l 2 Vcstüirs del ¡isro¡ con m¡üo rffirizrdo ........235

10. I -2. I Rcrum dc hc vcrhFs dc u ¡isemo dc 480 voltim q reuüro

dccb¡do... ..........2%

10.12, Rcqrm de venqlo pala E¡Ehmrs dc trrüo a&fiizsdo Q.4 a l5 kv.)....... ...........237

lO. 2 SobrcvolbilB dot Siffis - Cüsüs y fvfadidar dc Proúcoción.. ...................2?8

102.1 Fr¡a¡tss dc Sobrsvolqic ..................2?9

l02.r.l Esrürhe...... .............239

l02.l2 Cmffio ffsfuo cm sisbür dc ma¡or volhjc ..................240

l02.l.3 Efccfos dc rcsü¡Eb eir circ¡¡ibc ltrdudivo4aprcitivo (ffitb a

¡isMAC.)................. ..........42

l02.lA FdhseTir¡el¡ErmiteaE"s .......?/48

102.1.5 SoUüronúcs dc Sutitsb. ..........V18

102.1.6 Ue¡mg¡lacf¡n dc Tnn¡formadqe¡ co vado..... ............250

l02.l.7 Ap€rürlde Codmdqes ó tlrus rún Csryr.... .............25O

102.1.8 mnry*indcCürifieCcroFor¿¡de .........252

102.1.9 tlc*a€EAhoafüicer ...............255

102.19.1 l,Irümleze de hB Soütsvolt¡ils ..................255

102.1.92 Dcrrgp Dirffi c Indüihs. ...................255

10.3 $ú Bás¡ce dc P¡svcoc¡ótr dc Accilcots por el lrfrmp dc Ehcüicidrd ...256

tL cpt{cr,usloNEst.... ....262

BIBLIOGRATÍA ..................2f'5

ANffiO A OÉim¡n¿On dc b Gmrtin dc Effigfr Eléctice co h trndu¡üb ...................28

A¡|E¡(O B RccomdrcbmoGrd¡¡ puaPlrmrun hra SismE¡¿üico

Inú¡cüiil .............279

A¡{E¡IOC Phcrdricrdctmlúffi.... ..........2n,

ANEXO O Oirgnm uúñhr dc caecd¡ ..................288

FIGT'RA

FIGIJRA

FIGTIRA

FTGTTRA

FTGTIRA

TIGT¡RA

FIGTINA

FTGITNA

I'IGT'RA

FIGTTRA

FTGTTRA

FIGTJRA

FIGTIRA

FIGT'RA

FTGURA

trIGUNA

FTGIIRA

FIGT¡RA

FIGTIRA

FIGT'RA

FIGT¡RA

FIGT'RA

FIGTTRA

FTGT'NA

1

2

3

4

5

6

7

tI10

1l12

ü'

LISTA DE F'IGT]RAS

Circüiba34.5 Kv.

Cmcxiücs y niwlcs dc tnslin.Dhgfu¡ csqucmffbo de h pinciprl ÍH dc pmducdOn"

Tanc dcdirmiato.Erqucme dc hs scü¡lcs a ccmrtzu (pime puE).

Esqrmr dc hs scñrhs a eoüalizrr ($Sundr FÉ).lúodo dc opcrrión cm co¡ta¡ios I¡IA

Iúodo dc opcmcilrtr cm cmffi NC.

rüish ff,ootrl del a¡ucirdq dcAlrms.Rcgf*¡dcCrokro.Diümi¡ cot¡c fi¡n¡fom¡dmaDfum*¡mdcMrrs.SoMimc¡ ü¡nsim¡irs dctido ¡ um frnr aür¡q ca¡tmdo ñlh cn

hsúrsdoslh&Fdhs dobh llm a tiqra cr situü tro rtnb¡dm,

Un¡ f¡lle a l*r¡a en siscmrs no úmizrdm ca¡m f¡lhs a liü¡r co ü'os

ryúdoocoffido*I¡crmto dc vofiic llm e tirn dclido e tm¡ ñf,¡.

Sobrevoltujc cn 480 voltbe. Si¡tsm¡ m eftr¡izado.

Ehmcrtos tiüsi¡s mi¡lcs,Clrcuib cquivrhffi moü¡ho.

Pighrl536

38

ff96

nl16

ll7u?118

t67

168

23t

233

233

2gvtlA2u3

t4

15

t6l7Itl9m

2lx2

23

A

Soürcvothi co si$co¡s no alcrrizdoq, cmo rcs¡ftrdo dc l¡ cmillndcun¡¡lb¡ffibinúdivadrllmytisf& 24lir@oodc ñlhs üHeli¡r¡rcm rcúmbs altr¡ (cslcrh¡). 26htrnryción dc CffitnÉ. 251

Dcscmllndc rmüansform¡dorcnvado. 251

Dcwióa dc rrnn üncaca vdo 255

TABIA I

TABI"A

TABIATABI,A

TABII\TABI,A

TABIATABII\TABII\TABII\TABI.A

TABI.A

TABI,A

TABI"A

TABI,A

TABI.A

TABI"A

TABI"A

TABII\TABLA

TABI"A

2

3

I5

6

7

tI10

llaült415

t6t7It

l9m2l

LISTA I}E TABII\S

Elmbs Findpa¡cf pn d fiminmino dc tm [m dc

prodrrccióL

Form¡b pma cergr üiñúr y nomftúr-Faffi pü¡ cügt¡ fu de motuts"

Ftrmúo pon cargs mutofisica [EoFilH.Fomb pe cargt modsfos lhcr.re¡¡üto.

Fo¡m¡b pa crgr tohl mmfrs¡clFqn¡b pan d s¡msrio dc caryr tiñsitl"Ftrdo pan h cargr total dcl siscmr.

Cüactcrfrthü üIicas Fr¡ núrcs 3+, Disüo NEIT A B, C y D.

Códitps NEIúA psre uruqw dc moüec 3f co KVA/HP.

NfÉbdo dc arrü¡qw pala ltildmr.Cüdrlicts üpi:as dc ffi¡cc !úonofrsis,

ltloffics mmfrsftios dc rcpbbulúobres nmoñ¡koc discüo L y M

Fffi dc pffiris dc cargas crxnw¡cs.

P¡ñcción dc ndorcs décfipaEquivelcodr dc ft¡ncim ca hc tusfornddcs dc in¡ütffi.Voth¡] rmimt drión, chce dc dfuicob y pucbr diclctha prn

tmrfornrdscs dc pmúI.Cbss de cra¡fr¡d püe üanrfümüdüts dc pmid, prn ncdición

Crrgüs catándar pon ümsform¡dorls dc poeocittl.

37

55

55

58

58

58

58

6l6E

69

69

70

70

70

7ll3lt57

158

159

159

TABI,/\ ZI

TABII\ Z}

Chss dc ¡iqt¡mir:nb y pn¡cbo di{Éctice pra tanrformrdorce dc

cüri#. 16l

ConlnÉs Fimüúrs y rcbcirrc nsndiz¡drs pen uensformrdms dc

qrinb. 162

Clr$s dc #iü¡d pn tanformadms dc csrknE, pn ffin. 162

TABI,A 24

TABI¿.

TABII\TABI.A

TABI,A

162

187

188

t99

2fi9

,S

26

nn

Cügls smdüd pantuufomrdorcdc cürice' dc 5A dc ¡cc¡¡ndr¡io,

eamcdiith.

Dabs dc im@ncia pn tmdumdorus.

Fdscca¡iú¡cos.Cqr.dúd dc b¡codffit¡"F6rdc dcc¡ffito.

RESI]MEN

En resrmen, la idea princbal del prresenfe proyecúo, fi¡e realizar un estudio

detallado del sistema elécüico que se encu€ntra acü¡atmente furylementado en la

€mbotolladora, cm cl objeúivo dc llwar a cabo rm diagnostico quo cond4iera a la

opümizacion del sist€ms. I¿ €mboteüadtra es rrn planfa que hace poco inició

su frmcionaniemfo, acüralrnente solo cuenfa con cr¡afro af,ot y medio, y hasün

alrma no se le habla realizado ningún tipo estdio que twiera cmo objeÉivo, la

nejora y optinización de dicho sist€mr electrico. Es iryorhnfe r€saltar

además, que todo diseñador está en €sp€fia de rye se le infonne algún tipo de

anomalía relacionads con el discño y montajo r€ahze.

Et €shdio que so realizó putió dcsde los crilculos tcóricos qu€ se dcb€il hao€r

para un adoq¡ado diseño, es decn, todo diseño eléctico conste de varias etapas

en las cuales so eshdian las necesidades y e>rignncias del mffifqie que se piensa

rwtiztr. Los cálculos que se hicieron de m¡enro son, enfue otos, el de la malla a

tierra" para verificar si h¿ sido seleccionáda adccuadsm€nfc; las ourientes dc

corto circuito, para chÉquear si las protecciones esrñn seloccion¡das de r¡na fffm¡

adec¡¡ada de acr¡erdo a las capacidades infemrytivas; si el catib'Fe ds loo

conductorss cs ol ap'ropiado; y csl gcúcral so hizo rm¿ nrrtisión dc todo el

nonfqia.

Dentro del esh¡dio qr¡s s€ renlizó, medianúe visitas a la planfa y con la

colaboracón de todo el personnl de mantenimiento y opcracón, se €mcontraroill

algrmos problemas que m€ritaron ser eshdiados para ddes r¡n¿ solución

ad€cuada" A cdinr¡ación se menciom de rm¿ fsm¿ esqt¡€Nnótbs algunos de

los problemas gtre fueron esh¡di¡dos ú¡rmts la im'estigEción:

a. I¿ necesidad de dr una mayor corfiabilidad en el s€ñ/icio eléchico.

b. No existe en la planfa tms c€nfralizrciónde las principales señales.

G. Algrmos motores eléctricos no hm sido seleccion¿dos de la manera m¡is

apropiada, seg¡ún las condiciones que loe rodealt.

d. S€ €nct¡€nfian algunos ryeraúos de nmiobra smrúidos a vibracimes

excesivas.

€. I"oü equipos úitiz¡dos pra nedfoión cmo son, los tmdornadsw dc

potencial, de csrienfe, y los cmtadr¡res no tieneir prdección offia la

soüretensión que pueda causar una descargE almosferics.

f. I,os transformador€s de la sube*ación (1000 KVA y 750 KVA), se

€nct¡€mfran muy próximos y €n caso de f¿llar tmo, el oto podría ser afectado.

I;rego de hab€r hecho todo el esürdio pertinente se prooede a dfr un diagnóstico

del sist€m4 en el cual emfrarún las recomendacimes y/o nqerencias del caso,

como por ejerylo que trpo d" sistem¿ (radial, con socmdtrio selectivo, eúc.)

podrlm úiliztr en el caso de rms expmción fiú¡ra, ct¡ál s€rls el nivel dc tensión

más adocr¡ado, eúc.

En términos generales, el p'resenrie esüdio mnsistió €n un análisis detaüado dsl

disefio, que luego ñre cffifrmfado con el sist€rns en o'peración y se rumieron loo

sufrci€des elemedos de juicio, que de m¡¡erdo con todos los cmocimienúos

adquiridos, logró dtr apofts valiosos pra la optimizacitln &l sist€ma eléctrico

que actualnenfe fimcion¿ en la emboüelladora

O. INTRODUCCIÓN

Buccaü& un tcma & iú€nés y oG rultiples altemativa¡ se le ofrecó a la

Enboúollrdore CocrColr ta opcnnidrd de obtener demodrnsiom toüicas,

f€oli-?.do un oúdio, desde el prunto do vida eléctrico, del €ctado finat dol

nd4ie €n su nnsva plda Ft¡e ad com a tr¡vés de una scrb dc eúwistas so

accpto la propue*a y ce p'rccodió a s realizncitin .

Teniendo cmimidos del proceso de proútcción do lB gnsoosar d€spués de

hab€r trbojae un h¡cn ü€ryo en h cmboúclladsa y habiú adquirido una

s€rb & h€rrmidas súcfoúos y vrlofuas pra realizr un eú¡db de las

ca¡múerldicas plr€senúadaq se vió la opcñmllad de pmr €n práctba eso6

m,ini(#og.

Con el d€surollo do esúe p,royecto colocamos en prádica los cmocimieúog

adquiridos fue la currrq y lo ruis iryortrúe, ü¡vimos la opanmidad de

ry* un poco tñás €n urs €mpresa M se confirrm proacsos diftrenfes,

pra la obúmitin fud & rm solo producúo.

Encorüamoc satiúr¡orirc¡e qre I p€sü de la grm infraestsucüua qr¡e se

tftm; se ryorfrffi foleas que eydrm e rnejqs de rma funs ñás cficsz las

2

cüdfoiffi acü¡ales &l sidemn elécúrico; la¡ cuales fism t€nlhs en cr¡cnt¿

pra llwarlas a cabo en l¿ práctica; logfaú criúaliztr & e$a fum¿ todo uü¡tamirnio t€órioo, de prcvocüo, y rylicrcón

Como ya se habla m€ooionado mterisme, le embotdladm¿ llwaba

relativm# poco tiryo fimimdo, y ffi sc babfn r€alizado rm esüdio

eailado Ere cmfii€f¿ I dr un dicgnóstico dcl fimsimmi€üo del gidem¡

cléctrico despÉs &l nodaje.

Tado nosoüros cmo el pelrsmal de nmúeninftnlo érarm omscfunúes de los

problernas g¡e sfectsbm lnpoú¡ccióüy mbas prtes, incfuilos loo di¡ctadstc

y cmstuctores de la frbrics, edábmoo iderresados €n oonoc€r las ca¡¡sas y stg

soluciffi.

In quo se pmúenffa cm el deomollo dc ls invesúigncirSn era rolacitmar lo

disddo cm lo esürrcü¡nndo y pernitir asl, tanio parn ol ¿is*¡@, cono para la

€ttrpr€sa, cüocer guo tm ac€rhdas $¡edarm las dispooicimos pactadas pa loo

dos.

Nuña hritfoa cú¡rc cncminad¿ a múT cmo nejrr el sidcma ehoeico

& ls phmq úili"s'qdo ncjc los el€m€dos de que se dispoen, pra eviE

sih¡aciones que €Nrr¡nmm€nto dado afocteo ls cficfoncia de los eqpipoo, cfl¡sen

el deterioro incffiable en los mimos, y gno€rtn Férdilas en equipos y €n ls

produccion

3

Es de gfan ircpchoia mdr $¡e no se puede p€rdÉr do vidl el hocb de quc se

llwó e cabo un¡ invesignción docads haciE un diagnóntbo, y no rm pry€cúo

cspoctfico. En strsiq h solo ss m¡lizrm las omdbitm dsl sfuúecn

eléctrico de ls €übdelladffia ptrE hogo ds rm Ciagrsódico dc omo está

acü¡Ehmúo fimoimmdo. Pero lo que d se esüdió firmlr algunas ¡lternsti\¡as

pra dar rms mslor oüfiabilfolEd al sist€m4 y msjorr el frrcimmiedo de los

eq¡ipos.

Deoúro det üabajo no se ünrilrm cn cuenúE los diftredes aspoctod

orgEnizacionalesi ocffiómico-fnrucieúos y similsos ds ts proani0n de la

gnsooo¡-

La ffidoloda dr qr¡e sc diryuso pra la elaborocitln del proyocúo fno ls

siguienúe:

Dcfmiciim de los y rr¡s car¡sas.

Di¿póstioo y recmendacfurc.

Esúo se logró dela sigufo#efsma:

ilfedfrhs y observacim€s en fsma dirmts: msdimte visitas p€riodicas s€

tffiru rcgisüoo de las diftrentcs lecü¡ras de los ryraioú do dicüóq, ptra

edablecer regisüroo omparlativoe.

Se r€alizó r¡na rfl'fufotn geú€ra¡ del coryumfonm ftrcimsl de loc equipos;

pra eutablecer rur diagrcstico.

l.

2.

1l.

I

iü. So hizo rm oegginkrúo en deüalle ds las prtcs rp cmpmen el sid€üs

eléotrhoprincipal de laplda tmmdo loctura de csrieoúes, t€nsimcs, eúc.

iv. Diálogo oon el p€rsonsl encargndo de n¿deniniedo: fi¡e uno & loo ptuúoo

nás irycmlos fufo de lE invedigEción $e r€slizmos, puedo Ero ellos

son los que velan pu el buen fimcimmienio de la plaú. So reoogki

idurmación de algrrnos de ellos (incluftbs tmbfth op€ffiios), quimps

fsmlarm las inquietdes dol coso, qrrc fireron motito de málbis y

ejocución

v. Desprds de recoger tods ls idsmación n€c€s$i4 se mslizó el diseño y

ma¡e edablecims un diagnfuico y plffi soh¡ci(ffi do rma fffina

teóricq, cm elaooÍos dc jubio bien fi¡ndrcfadoo; y de act¡€rdo cr¡n la¡

tKrmas.

vi. Se offifó cm la valiosa colaboración de "IEC', (Ingnieria Elécilrica y

Cm$r¡cción), qrle fireron loo encargados de realizr el diseño y mmtaje del

sidemsel&fo:o do lapha

I" (:ONOCIMTNNTO GENNRAT, DE LAEMBOTELLADORA

1.1 HISTORIA Y DESA.RROLI,O DE COCA.COLA

En 1886, John Pembcrton, en Atlant¿r (Lstados Unidos), inventó wr jarabe que

bautizó con el nombre de "Coca{{rla", el cual es rur extracto de c<¡la. La Cola o

nuüz os la semilla dc un arbol tropical oonocida por sus cualidades me.dicinales.

Pemberton lanzo su bebida empleando botellas usatlas y realiztt el logotipo, el

cual aptncce on nuestros días en todas las botellas y anuncios de Coca-Col¿.

En 1887, Pemberton se asoció con dos farmaceuticos y al poco tiempo vendió su

parüe.

En 1892, Cancllcr fiurdó y puso cn marcha la Coca- Cola Comparly, que dirigtó

personahnente durante 25 a.ii.os. Candlcr rccogió el descr¡bri-rnicnto dc

Pemberton y le dio el impulso que originó uno de los negocios nrás fabulosos del

rnundo.

Coca-Cola, producto líder, llegó por primera vez & Colombia en el ario de 1928.

En 1940 ftie adiuclicada la autorización para e,rnbotellar este producto a cinco

industriales antioqueños, quienes fundaron en Medellín unÍr sociedad:

6

ilInduút{d ds G¡¡eosss Sá.il. ESos dinfuipo €ry€süios fi¡em: hblPe;lác4 Hernmdo ltrrqpo, Atb€rb Mqifq Joeé ftidrrcu y Jcuür Msa

Citrco dos nás tgde esúa ¡ochlad alravegó rms siü¡ación eaüómfus diflcil

geo€rada pu la crisis do ts pocg¡cra, lo cr¡al hizn necosario aryliar la

socftdr{ cffii& pua esto cm el grm apo'o del sefior Alb€rt H. Statm, $d€n

se cmvirffi €n un pre*igiofo lld€r & la inú¡súri¡ de gasmsas en Colombia

Lo grm exp€rümis dol stfiq Safm y ol espÍrih & tabsjo do s¡s

colabqadorcs, mscafm a Inú¡strial de Gaseosas S.A m¡ rtúa segura de

dosürollo y púogt€so.

Siggicúdo el derrcúcro ürzrdo pm oeúoc grmdcs hmbres y grecias ¡l dinpni¡rno

y visión eryrcssiat del señs Riúard L ICúy, esúa croco y co fortalece

firidanÉnfe, coúmdo actmlneúe cm plús embotcüadsas en \¡Eias

ciudades del pals.

Lns proúrctos €nvasados pc das mbdellafuas sm: Coca{olq Dist Coca-

Colq Sprit€, FmfE Nrmja! Durazno y SalpfoSrn, Pr€mb Uva, Prrenio Rojq

Limóny lvfmzm* I(ola' Tmriú' Agus Tónfo)a, Gingrr Ale, Sod¿ Clausmy

Agr¡s Min€ral illmdial.

Ias gEwas sm bebidas csbmatd¿s ooryucsas pu su$moias do ffignll

vegúal ds grato sabor at pa¡¡dry re&escanúes.

Se fuhricm cm aguc qulmicffiÉüúe pturq incolsa, sin olqrs erffim, ls cr¡al

opuesta bajo presión am' gns caóónho se cmvi€rte €o Egr¡s csüm¡tada

7

El aznicü que se úiliza cmo ingr€di€nüe pra ls realización de los jtrabc,

podoe un alüo Efado de purwa

I¿ mscl¿ de loc jünb€s ternina¿oq cuyos ingod*me sm ooryuodoa pu

aucwaa, cm. loo diferenfes cmceúados, rmilos al agua caüm¡fada y

6idenente rceigBrada' da cmo refl¡ltado las b€bfolas gasoosas.

El cmtol de cf,lftlad es esffi. Abtrc¿ d€sde h llcgEda del enr¡¡¡c a la pldqsus ftrmas de €súibmi€nio, el l¿vado cm solrrciom cát¡úfons y &úergenúos a

difrrtntes t€mp€rú¡nq el poccso dc qnbotellado, el qaque, el bodogEjo y la

üstribución

lJ Embotdlrdora Cocr Colr de Cü

Atrodsds de 1950 frp ñ¡ndada l¿ embotsll&a Coca,{ol¡ de CatL todo el

ptrocoso era nfuenúo nqnual; so qaó cm la elabmación do la cajas & 24

unkla¿es, cuyo t¡llerostabsubicado en Pahnina . t¿ enboúell¡dsa cmtaba om

una capruladma pca llenado y cmchdo mmr¡al, sr nrcstna se €rcu€dfra ea la

dada a las oficin¡s do ta acfi¡sl plmta I^a dicúribución de la b€bll¡ ss hrcia

€o can€tas & bacciiln minsl.

Ir planfa ds Coca{ol¿ e$¡vo ubfu}ads &¡nanúo ruchos dos elr l¿ Cmrr¡ Ea

cm Calle 28 de esta cida4 em osúe local so tenría l¿ ffigE; ol taller y

parquoaderc aúmoüíz edaba ubicado en l¿ Calle 34 om Carrera 5a, además un

d€posito en ol rur, en el barrio el Limmr. Abast€cla las cirdades de Popayan y

Palmina"

8

Coúabo rrirnicaneú cm dos trüdornadmes de 550 KVA que alimdbm los

siguiedes equipoo:

a. Lhea No.l: una dcsqacadra tn¡ larnfua Barry, l€d€s & inspoccfttn

tmúo de dada o(mo & sslftlq uns llcoadora D'lgrer, us €üpacflfua,

trmspüt¡dor€s de cqias y de envase, equipo de diani€do Csbo4ooler.

ErB úilizada para clñ'ass gasoosE liFo, GingBr Alo, Cocs{ols de 6.5 co.

b. Llnoa NoJ: Dos dcqacadmas, uE l¿vadsa Ausilral, t€ilúes de

insfción, rma llenafua Crvallo, doo qacadons, üanspuhdm de

cajas y eenrases, equipo de dimiedo Roble Mix Era úilizada pua

€lrvasarCoca{ol¿ 9.6 ccy sabces.

c. Equlpoa Aurlll¡rrn: Confaba c@ un equipo gil€ral para &atanftafo de

agpo cmprucso ptr filtos & srnn y un fluoculadtr El s€n¡icio de

enfrimieiúo lo h¡cim cm dos motrros da 75 Hp Sabroo, un Vilter de 50 Hp,

rms türe de enfriamien o. Para el mrejo de ¡enmátice un coryrcsü om

mot6 Sabroc d€ 50 Hp y un Jry de 75 Hp. Ltns catdffu pito tubular marca

Power Ma$er de 350 Hp. El gas caóónico €nB srminishado dir€cúanfffo

pc tubcría dsde la plaafa de Liquidos Ca¡bónl¡os d€ Colffibiq cercann a

Cocs{ola"

Uno dc los factsrs pua rcealtar, era la frlts dc rmn planta dc emergnncia lo

stftlnfeffiúe para el sostenini€oro de lB cargn, lo que indica lB

adolesoacis M tiqo arferirr de €ste valiom e indiopensable elmdo.

9

Anfe la nscesidad de anpliación, teúo locativ¿ oüno idsúrial, se pensó en l¿

cmdn¡oción de l8 planúa El Nsb de ls ciudad y ps m,¡uüles tuüanísticts

hbfonm l¡ ediñcaciiln en el Sur, exactmede enseguida dB l¿ UniveÍsfolad del

Vaile ca dmde acü¡alm€de so encuffia Se logó qliaclln €a cudo Iüafmieúo de agpas, sala ds juab€si de ejas y €ürrEsos, l¿ lhps

uno cql nna ücnadma doble Csr¡allo, ls lfu dos am una sencilla, rma

eryacaAma de egua puma Pacmdé y poobilid& de ogmcón industrial.

Qt¡odaodo cmfin¡das eir la plade qu t¡llcres húo iúctsi¡l cmo arúmtd4

oficinas, c€nfw depctivoo y recreütivos, ?nfilas rmdes y arylios Fqt¡eadÉros.

L¿ nrsva plada quodó omsiderada pra abastocer a nivetr regionsl al punúo de

dosryü€c€r la emboüelladm¿ de Bugn

Uns dc las principales frleocias ea cl mdaje elécúrico fip la a¡s€úcb

P¡ofecionst de plada, es decn, no h¡bo ingsni€ro eloctrbida de parE de lE

coryaffa y se enúrego el pro5recto cm mcmidos de di¡tños a ingenieroo

forfoeos. Es cltra widenpi¿ dc lo d€rior, la frlt¿ de rm esüdio & frctibilidad

€n crmto ¿ la alimeafación de cnergfq nooffidoee imnin€nrt¿ñ€nr€ frllas por

ctrbs e fluie elécilrbo, y algunas oúras frtlEs técnicas de disdo y morúsjs.

i-r;;It .*,

Z. CIONtrIIABILIDAD DEL SISTEMA ELECTRIC'O

2.1 GENTCRAI-,IDADES

En el análisis inicial del sistema eléctnco de la enrbotelladora Coca{ola de

Cali, se encontró como pnmera falla la intemrpción del proceso prodncti't'o por

cortes evc,lrtuales del zuministro eléctrico. Sc tomaron datos de los registros

estadisticos de producción cncontrando pérdiclas reiterativas de tiempo

productivo debiclo a la f¿lta cte energta.

lin !a investi€Fcrón de la cansa de los continuos apagones: encont¡amos que

Coca-Cola se encr¡entra alimentada por un circuito que en gran parte es

residencial y por lo tanto las salidas del circuito octuren en la mayoria de los

casos por fallas de carácter temporal, como por ejernplo; ramas cle árbcrles,

trinrales etc , además este circuilo se encuentra. bastante copado y la subestación

Melendez tiene su capacidad casi al ciento por ciento tle su cargd.

[.a emhotelladora esta alimentada por el (]lrcuittl [Jnivalle que cubre

sig¡uientes zonas: Ciudadela (lomfandi, Iirbaniza,uión el Ingenio

iIrbanización San Joaquín" Flmbotelladora Coca{iola (Sede Nueva).

1as

fiI.

ll

Us¡sios localizafu en la via a Jamd d? el Chü de T€nis Cdasgudas y el

cruce vi¡l de la vls ¿ Prsúo Tejadq Ch¡b de T€nis Csfi¡sgdas (sodc vbja),

Vallc dgl Lrlf, r¡s¡rios del callejón U Pió )ilI, Restaurde Rnfu Alegrc,

Oficinas Ingrnio Met€ndrz, Colegio Pio )0I, Colegio Sagrado Csa¿on dpl Vatle

del Lth" Parcelación Adalucia" Colegio Farallm, lnooUaUa Club B¿vria,

C€ofro CaryesUe Putys, Pue y Qmq Enbqiads Aúlo$Eñs, Mi Viojo.

Usuarios dc la Buihera, las Pslnihs, Pueblo Nncvo, Minss de Cemenfos del

Ve[e T\¡bos de Gres Nqnmdia, I/fo*oos Puracé, Polvmines, C€ofro Cívico do

CalL Chü Cary€stne, Barrio le Plap, la Em€mnld4 Uúonización Rlo

Melendoa. Barrio Mel&. Ciudadel¡ dol RIo, Uñmiz¡cion Hmizonfos,

Bsrrio cl Jordán, Alto Iordáü, Alto Mel&, Co4iunúo Resfokncial Prndos do

Horizonte, Uñmiución las Vegns, M"yrpq Tallers de Pin*y, Bat¡llón

Pichincha" Hoapitat Peiginüico Sm lgi&q Ectación de Bonbm de Acr¡e&¡cúo

Nápoles, Barrio Nápoles, Cafalin4 Alto Nápoles, Parcslrción Csnfs Clara, Alúo

el Rosario, Alúo el Oüoño, MinB Anchiceya, R@fodora Cuacol, r¡fl¡rios dol

Callejón de los kioskiüos d€l S\¡r, Dictéticas htugF luq Aücols V€rdal,

Porcicola Gondolüdiq Instih¡to de BienesE Familiar, Transmisses do To&lu,

Voz del Valle Hacienda Güsyabal, Haciend¿ Lonja

I,as empresas Municipales de Cali , EMCALI, trwi€rm qrrc instalar ma

s¡bestación móvil en l¿ ptanfa Mel€ndcz pra aúendcr la fiHte ¿emmda de este

codffi, quo por d€más se eigrc uóf,rirffilo en fcr¡ vertiginocq, en la

acü¡¿lidad se esüÉn instaldo unos ümúrmador€s de 40 Mva pca rylir la

demffi de cstp actual y la fthra Pcro aún asl; €il circuiúo os my eÍenso y no

&ja de s€r resifuEbl; lo que hrce qtlc cl sist€ms s€a poco cmfiable.

t2

Es pü ra:rCIn€s de eegl¡ridad qrrc tmbién sc tieüc en cuda c$a situacüStil,

dÉbfob I que en has de tB nochc hm oc¡¡rrido salklas del circuiüo quedmdo la

plmfa ca pemrrrbre toúal y eryuesta a CInlquitr wenü¡alfolad.

Llmó lB aúeüción de rye €n una €üprus cm tm arylb emtcrgE&ra cmCoca4olfr, crochra de rma plda de erurgencia (h¡-da nodisdos del año

lWz>, m solo por pcadas en la producción ,sino tmblh por razm de

segurklad inú¡shial.

Como es de omocimieato gcnff¡l d€bido al fi¡€rüe racimefunúo que nfió el

pafs en cl do & 1992 y principios de 1993, la embotellafua so vio en l¿

nmesfold de iryIffitu rm sisúcns alt€rno do g@ación y abarúocimitdo do

w$r-elécilrica"

2¿ Clrculto rulllr a 13J KV.

Deda la ncceidad dc edablecer una alinenhcim p€rnaffib y cmfiable pan la

ffboúellodorq, se analizo le posibilidad de r€c$rrir a un circuito adicim¡l o

innaemniemo a 13.2 Kv.; dos& la s¡bostaoión Pance. ParB ello so ü¡vo en

cr¡€nta deúalle o(mo: distancia en kilóffios y cmdioimes topogÉficss fudo

Puco hada ls €úbot€lladorq viabilidad do edablecer rm doble ciruriüo,

ap'rorrochrudo ta postoaüra ds circuitoo ]D existaÍos m similar dirffokttl

Es lógico que pca ol edablecimisnfo & ¡m circNriúo adicion¡l d6 t¡los

dicimm, t¡uo por m¡¿m€s do s¡ odnú¡rn y p€nnfiffii4 trigina codos do:

l3

cmcelación ¿ las Eryrcsas Municipales de ur vals pc el cupo cesanúe de

acud cm l¿ cryacidad indalada So ti€oÉn daúos a la fecla! püa

un circuito üpfo:o y en fcma general:

+

+

+

+

+E)

+

+

+

+c)

+

+

+

Mmojo profosimal pu hora

Apüb tryogfáfico pc hma

Ddailos de dibujo pü hora

Ar¡ldliaf€s dc ingenieriapu haSoseúaria& pu hma

Copi¡l hcliog¡úfiqs

TrmsporEs varios

Sisúem¿tizsoión

Costo pu Kva indaldo

In¡üal¡oi/5nde cmfesRenrisión de cm€xim€s

Calibracittn de cmtads€s

Costo de ru paroy€cúo iústrial

Id€rventffifs sobre el prqecúo(Es el zyo súru el aocúo del prq€cúo)

Cosúo n¡Eial,es y mano de ob're pu I(m

s 4.900

7.200

2.6q)

4.¿f00

2.600

1.500

4.850

4.2N

14.500

46.300

13.320

18.780

975.000

19.500

28.m0.000

Cmo se pwde ver los costos de rma obra en similar€s circonfuias s€rlm

& unos $ 195.000.000.oo, sin ffifar cm d pago mennnl por

of cargp hieico qn dmandaríarm oirc¡¡ito a$xilis.

l4

Es wifule que hacicodo las ermiguacirmoc de l¿ Gerct¡cb de

Effigfa; Oeparmemo de Suscrbttr€ y @o do msyecúoq €So tbo

de cirutitoc adiciüsls adquier€n mrys priüidad y viabili$, cuü& se &afa

de edidadcs dc cmcrgwia coüo Hoepitale, Clfoicas y Cdoo Asistmiales;

M el nminicúr,o de eoergla debe ser pernmme pü razmos obvias.

$e pimra entmcos eo la posibilidad d€ obffi un circuito indryennhrc s 13.2

Kv para le embotc[sdorq, d€sdo la mimra sub€úaclh Mel€ü&z; t€nktrdo m

ctmfa pra csüe caao, ad€ruÉs de las infunrcimes mferices; ol de realizr un

t€üdido $ütrffánoo dcsde la subestación a la pluúr, dffdf, ls cdcsda €nto las

misnas y las dirpoeicionos rubmi¡úfo:as acüules. Tmbim eg de aooúar qrrc loo

gnsos pu ol pruy€cto, cmsüucción y dirüribnckln &l siffis fu scr

totslfieiúB ss¡rrfobs por el umario; bejo le nrycrvisiiin ds las Eryresag

Munioipalos.

23 Clrcrúúo ¡ 345 KV

Se ülvo cn cnda taübifu la poeibilidad de un cirnúto iústria¡ a34.5 Kv; que

do s€r efiffiado por raz@os do cscf,aía y dcmris, esúarla tocalizado m la

subostacion Molcnfu. Pa¡¡ osús caso y pu el dosarolto urbmíúico dol soctoN;

lo nán cmv€ni(úe serfa; egablecer u bdido süterráneo cm las iryticacioncs

dniaas que osüo &ae. Püo el coplhlo enr mmfoín, s€rla ls solución foloo¡

pü ol mryor Efado do ood¡bililsq y ronlltría relativM mómico en la

n€dide enr que so $rmtran al sistms n{s ugurioe inú¡striales.

l5

PrE e$e caso; ñtcrl de los psmrcs aderiues es ticno cn cf,mta hbiah l¿

adquisL{ón dc tmsforn¡dses c 34.5 Kv. cn l¿ sub€dacilln, y dc 34.5 a 13.2

Kv. en h planta, o en $r d€f€do cambis los tmdornadss cxi$entos pü uos

&34.510.44 Kv y 34.510.22Kv.

Eú el Oegartnneato do Proyecúos & las Ery€sas Municipalos €xiffi en algrma

ocasió4 ''Ía pmprresa, pua esto tipo dc desarro[o, lo aual no h¡vo msys

proepaldad-

Cmo ya se memcfurno; el circuito a 34.5 Kv s€ría el iful" oliminmdo así; el

imÉnso bloq¡ue rwllencial, y t€ni€ndo la opunnfiad dc adkrncia de otras

eúkladcs con la rni¡rna neccsfula4 rfufthdose loo cosüoo pm prticipacióa en

cl ewúo dc q$e el pqrccúo ün¡kilc ry€rh¡ra y de*mollo en la Eüpr€cn de

Fffigl4 la fuv@ia de €ste circuiüo, ¡i se haoe s¡bterrméo, es el oodo, el cual

€s my elevrdo, ad€rnás se hr Mado go la vidr úúil & lc cmfrcúurs y

dÉnqs equipos pús sist€üas s¡btcrrméoe, es corta,, cm relnció'n a loo equipos

rúlizafu ar siúcmas &oos. Vcr Ílgura 1.

Tmóodo¡ll9!ltSKv

<r- sb:¡lÉMEI.S¡ITJZ

Búoldlda¡COCA4$,A

I|-..gmdrjt.l.t0.¡|lXt

T&rdo¡!fjll).22Kv

FIGIJR,A 1. Cftdo ¡ 3LS kv

l6

2,4. Plütr de goncnclón dc meryla decdc¡ con dle¡d

2.4.1 Gqeralüladss

Llns & las soh¡cimos a l¿ falta de ooffiabillla4 en el sis€m¡ eléctfon & laembdelladsa Coca{ol4 fue t¿ & instalar rma planúa de gsnerrclón de mgía

eléctrfoa, $¡e flplirr& los ctrbs del ft¡ldo eléctrbo que se pmmtabm

omtiil¡m€nfe por ndi\¡os ya cmocidoe. ECa plmfa d€b€trf¿ ffi cryoz dc

alimenfs al m la carga vitnl rcsia püs pffiGr en fimcitnmicnio

siquftra ua lfuea de Foúrcci<in, ya fuese ls lfupfl de gnsooss liho o la de

glsmss oonilún.

Hada princbioc &l do 1992 el sisúema elécilrico de l¿ emboúelladm¿ €ra pooo

cmfiable, es doc4 no tenl¿ ningún s€ñrisb alt€rno do wgl¿ elécüica qn

srylftrr los cüm que se pr€s€ofabm; c$a frlt¡ de cod¡bilfol¡d !a se hsbfa

hecho noffi por infcrncdio de r¡na copb el mhp'rcryccúo del prcsde tabajo

quo so les degó, la sih¡ación q€ffió cumdo d gobi€rno dccrtúo

racimmienúos de energla elffiica d€bfrto a la crisis de gwación Se se

prresedo en el pafs y es ya my cmockla pu todoo. Por esos motivos ls

cryrr€ss opto cn dar mayu ooffiabilidad s sr rfutcma c iryroviso info¡iahcnÍo

conrmaplmta eléctrftn diesel de lOm Kva Ere les r€$r¡tto instrsimúe debido a

la nagimd de l¿ cügn que en la rysa existe; sin embugo cm M plaüdabm. serr¡iob oléctrioo a r¡na parb dc lE cm¡otonadma, a fin¡los ü do 1992

la qrresa de ver que el racionamiedo cdin¡abo y no Be aprcciaba rma

soh¡ción c€rcüA cambiron la plda por rma de maym capcfotad pra de esta

funadr casi uncie¡rüopaciento de s€nrrbb elécúrioo a la cnnbotellafu¿.

t7

2.4.2 Plada eléctrbo para Coca{ola

La plffi de gffirción & earrSa elécúric¿ que acünlnede esta instElda en l¿

€üprcsa tieac las siggiaúes cr#¡ticas:

r. Gmendon

MrsModelo

Poúenciade kaciónVottaje de fuacitlnFacúffi de PdencbFrecuencb

AryerajeNffiinsl

b. Moúon

MEca

Modelo

Velocfold

DMT Corpmation

DMT r25rc21250 Kw - Stmd By, 1562 Kva2s4lm; 3- (triñsim)0.8 - 3-(ffisico)60llz2050

CI]MMINSKTA/s0/G318ü) r.p.m-

El mtor Cmins cs ürüo elircnhdo y cm post-em'ia¿o, el sistcma de

¡etig€ración es nodide agu¡; la inyeccitln de combudbtc cs directa, esto

ameda l¿ ecmoda del omh¡stible. I¿ s€rie K ha sido dosüroll¡da o(mo rm

moúü mmómico, om. unE &foncb dcl 5 sl l$)/o mslr que €n otros motses de

nr categgío" Por oüo lado, la s€rb K ofreoe una csacúerística única €n su

g€n€ro, rm rmuro direño do €r¡ldas ind€p€ndidoo pc cilindro, filtos de modb

giro, cmisas h¡medes y sistemas de amb¡dibl€s PT.

l8

c. Coüúo ds la Flsntr Elórffier:

Vals dÉI Equipo

Cosúo de In¡talrcion y Funcbnamftrúo

Ft€tesy Trmcporb

GmToúal $ 162.031.357

Pua la ¡elecclSn de e$a pld eléctrb¡ no sÉ hizo ningfu tipo e cáhulq

sirylemenúe se bassoNr en la cryacfolad in$elad¿ en la enprcse y de acuado a

e$o dato se probó cm una plaúa de 1000 Kv¡, cm lo qnl se logró alrnenffi

una pcE do la crga Lrego s€ ffiito nsyc cryacfolad, entm frn cuando se

docltió cmúiu la plmta pü w¡ de nayc capacidad, la do 1562 Kr¡a El

cúdio qr¡o s bre pua ol cálcr¡lo da r¡na ptmta olffi Do cs tan corylicado,

reahdo lo que hsy grre rq,Afu es el tipo de crp En lr plaú r¡a a alimdu

y de acucrdo cm eto se dis€ña la ryfolad do l¿ pl@, la siü¡rción se

corylice u poco a dida E e la ctrg4 lB cual va Fer a$meffida pu la ptufa

vsia mrcho, cs decn, cumdo hey diferentes Bos do csg¡ y adenus cumdo t¿

cdidad de cargs Ete ta plaofa va a mmejar es m¡y grmde; hsy Ere tener

especial cuidado cm el üpo de rrrrnqtn qus tmgan he motorcc. No os

propóriúo & erta púoyocúo rcalizar ol crilculo do la plmta cléotrica pca la

€mbúltedtrq d€bi& a lo eúenso E e resttHa, sin embugo mas adelaúe se

dffiÉn paúas y un ejqlo de cmo seleccims un Grupo Electró$no.

2.4.3 Esñnli w. Plmta Eléctric¡ Disel

L¿ tqúención de e$a prinera €tapa del pro¡rccto es mocfrade a la ryesa cr¡ales

podrlm s€r las difcrcnles opcionos Ele oxisen para darle mryü codabilidad al

s 102.356.033

[email protected]

t9

si¡úeüa eléctioo. ActuahnÉnts tim imúatad¿ la plda dfoi¡el ya nencimada,

de profo écúa m e b opciitn nis ecdnin , oi m docn qn ta pld tabaje

de fuma sffiifffinua En ls acünlllad el precio del ombu¡úible, di€s€l o

ACPfvf, es mry alto y d€bfob s eúúo cl costo &l Kwisa g€n€r¡do cm plMelécüica estó casi ¡l ffile del cosüo dcl Kw*sa orya¿o ¿ las nnpresas

Munbipoles de Calt ad€mós el mdeaimiealo que Eo le dcbe realiztr a la plda

puede salir en ur mmÉnlo @ninrdo d€üasiado codoso. Ir plda d¿ nsl¡or

codsbilfolad al sisteúa electico, pero lo ideal es qp€ s€ úilice en casos de

oücryqmla y no de fsns cdima Qa plda existede €s püa s€n'ioio no

mtin¡o).

Dc oüa psb püB m mantm un h¡cro cesmre y aúendicnfu sl frcús de ls

dobh lbeturulón o tarffa blnml¡l ptr ol ooru¡rmo ea las huas pln para el

secú6 inú¡¡üi¡l; c venf4ioso a lrgo plazo, d€spús de b¡o€r m dgutlco

Gstudo cconónlco,le irr¡crsitln €n un sistems de sincr@izaci(in om la red de

sminisüo, rúilizdo la plmta elécfica en tales hmas. El situ¡ de

sinmiz¡ción cs fo!édbo al que se úilizs en las phnüar hlhodéctrkns dc

Wac¡¿n" y lo g so baco es sincr@izar la plda eléctb¿ om l¿ r€d do

s¡ninidro, logrmfu dc eda fcna EliMú ptrb do la cügl cm b plmta'

dis'ninuyend^ ad lB €úega de po@iE pc pue & ls red y ¡bartudo el oocúo

dd Kw{q¿ €n osas huas pitto.

El u¡s un siú€ül & sincmiución y no & tu*rwiq )ra sca Barusl o

aúmátioo, es vedajoco y cosi que idisp€ttsoblo, pcque, cumdo el generdm

ye e$a sircrmido y tisto pua dr en línca cm ol sist€n¿ de wgla local, la

ctrgp m \rc en ninggn ffiÍo aru€ncia dE ftddo eléctrico niffias $¡e om

I,

20

una teffir€üci4 ptr nás tápids que sca siryc v¿ h¡bcr rm instmúe de tiryoen cl qul ls ctrgl no va af€mr suminiñ,o de cnergla y e$e frcútr influye en el

ooryfrtuicnúo de los equipos.

es iryutnnno ffi qrc eeúe proJ,€cúo tfo¡no üérito pua plntas do gwación

grmfu, la práctico ha noñado $¡o es rEdable osúe tipo do inrrs¡ón en

gnn€tre€s cuya potencia nminal s€a msyffi a 750 Kr¡a

La dcrfur attcra¡tiw cda sido pmci<nada pu EMCALI tmfo&ta oomn

rmo de loo rec¡¡r¡os de gcncracón dc w:gír clécilrfoa a niwl rcgimal y

sprov€chmdo el soütr inúrs'Eisl, puticutrmte cm las inú¡sFias afdidas

pu osür€mpres&

Con el foino de cffiibuir a dcsurollo d€ düús c4ocllad & gwacitln, bajo

el pmmma crdo pa la rcesúnffiacion del socúor elécfln colmbimo y la

rWtl¡c¡ón en destrrollo, EMCALI ha venfolo adelúndo cdacúos cm los

representmtes de las emlr€sas, alEndivas en rdrciiin mtr:

+ L¿ cffipro de qcedenfes de gru€úacion do energla eléctrin"+ La fnmciación de los €údiod ffiEios ds nmea¡ omjffi"+ El establocimido do socird& rlo prmoción y desrrcllo de los prqrccúos.

2.4.4 Afedos ffiicos en la rúilización de pldas eléctricas de emcrgÉocis

El rrcimmido elécÉrico iryr¡esto en Colmbia y las perryectivas dol soctffi

eléctrico, hm púoecido y renovado inferés eir cl us ds ln cogrnerrcitin y la

grneroción de energla elécüftn cm plmtas diesl, pc pre do hs cmprr€sas

inú¡dri¡los.

2l

El cálculo del costo de l¿ energla eléctric¿ geoffidE en l¿ propia ñbri:a os

iryüffie tanúo cm rrcionmi€do oomo sin é1. Si el qrerio tienc que

pmü¡cir forasmúe wgls décirica, d€be sab€r el cosúo & ella como frct6

de p¡oduccióny ¡i hcy oftrb erficicaie, d€be €útr en cryacllad & drcitir si es

nás ventqiom proúrcir elecficllad o coryruta

Sin raoitmmfuaúo, la iryumcia & un cálcn¡lo cmfi¿ble del oosüo del Kw*ma

g€o€rado en la prropb ryesa radico eer los dc pufoe siguiffi:

Et cobrro acü¡sl de la energla elécüic¿ se haoe modimte una trifa doblo u

hmria" Esto quiere dsir que el costo del Kw-htra deecnde de ls htra del d¿ e¡r

qus s€ este úilizmdo. En htrs8 pioo sr cosúo es nrrlo mryq que €n htras do

rentr funm¿* un dlcr¡lo ec€rhdo pcrniffi docir si es reffible gpn€ru mglapropia en cualgftr htra del dla, solo fumúo las horns pico o ffiitivmtc, ta

generación propis es más m€ro*a que ta coryrra de energfu al en¡e estatal quo la

sminishr

En segldo lugnr, el prroyecúo de "T,sy Eléctrbs' propueso d cmgroro pa el

gobieimo, frcult¿ lE lib€rt¡d de coryra y vaúa &, carr;gt eléctric¿ pc prb de

todos loe coryadacs y v#ues pr€scnt€s ea el ffirrú, prdiiifue {irlas tüiñs en l¿ funa que acr¡€rd€n tas pübs. De lnsuo €ste hocho h¡cc

rscestrbuncmocimkdo roal dol cosüo de ta gsn€rrcftin de oergla eléctrica pu

prb del eryrcsrio, parn la tms de docisi(ffi accrtad¡s al r€specúo.

El objetivo principel de €sto sdculo es cffiibuir a hm clrid¡d cobrc algunoe

prúos de ingcni€ds ecmómica quc influyea dc mmÉrB docisiva en l¡

+

+

+

c)

+

22

confisbilllad de los resultados que so obúEngnn cn el cólcr¡lo del aodúo del Kw-

hma g€o€rado ps us plada de emergwia

Espotrm€do se disqffi loo siguimbs puntos:

Uso de la n¡tem¡itbo rrnqncr€ra omo h€rreienta adffi¡ada ds emluación

Utiliznción eirónca del dólar cmo unidad mdda pra la evah¡Eción de

proyoctoe.

El náodo adÉcuado pre el cálculo dd crgo pu immirin-

La iryumcia de ls inpt¡edos en el cálq¡lo dcl Kw*sa

2.4.4.1 Uso de la m¡úemática finrei€rl m herrmitnia adounda pra

l¡ c\¡atuacltn

Aunqüe sü üBchss la¡ difercncias de los punfoo dc vida de ls cúbilidad om

rcsp€cÚo a loe & l¡ er¡nlurción de pro¡pOoq tales cmo loc quo ce adoptm om

r€spocúo a la dcpreciaoión, el costo de inrrcnfrkx, el oooüo de rece¡rcos propirx,

el prmraúoo de los gpstos grnerales o el diferi& de g¡stos, pra oitar algrmos, el

que nos intercsa @ es el oo@o básbo de l¿ nafemática fnmcicra

dÉ'roninae 'cN vrl,or dcl dlnsrc cn el ü€mport, ausde en loo crilcr¡los

odúles.

En odabilidad un ingr€so o rm egr€so d" hoy se srma cm los que nrcedan

d€ntro de un mos y el cmjunúo, cm. los rye sucedm ddo de üB dos y egrcso

o ingeso úotll del p€rfodo cmsiderado €s esa suma- Esta sm¿ irrylic" qüe un

peso de hoy es exacúamú a m p€so dcnto do tres dos.

23

En n¡temática finreiera un peso & hoy equivalo a¡2.2 de d€núro ds t€s d* y

a $3.7 de dento de cim af,os, srrymieodo un¿ ta¡a de iúcrés del 3(}?6. Lá

sma de rm pcso de hoy nás S2.2 de d€nño & tos afios nfo S3.7 de d€ntuo do

cinco dos da $3 dc hoy según la nafemático finmci€ra" lo flal €ú cür€cúo, y m

Só.9 cm dirir tE m¡tuitfr:¿ odabb.

Est€ hÉcb básioo de ls natcmática finmciera: 'fol vrl,or del dlnero a cü

ücmpoff, cs indcpaodicde dd podÉr adquisiüvo del din€úo. Que sc puedm

adquirir o no los miffi bi(ffi om Sl hoy $¡e cm S2.2 de denüo de ües doq

d€e€nde de oto fenómcno eomómioo que se fuina inflrción- Perc d hoc¡o

fr¡ndanenlal de l¿ natemftkn finmrftrs cmeisto €n quo dadeE nmin¡les &din€¡o inrrclucradas €r un proyccúo, situadas en di$infos lqrcs en el tieryo no

puoden 0€r suüsdas o rcúadas dfuedmcde ¡in h¡ber slb offiv€rtidas nodide

u t¡sa do iúa'és o dc Mq c dinero & rm¡ftchs d¡úcrninada

El er¡u que se cmeúe cN¡mfo ¡e hm operacknos riünfticas diroctrE cm

s¡mas dc diso siü¡adas en diferdes fpch¡g cs mucbo nás gfmde €n oomodag

idaciurias puesto que €n ellas la tEss de in¡erés curiede es mcho más alta

qE €n ffilas e$ables.

2.4.4.2 Utiliruión errónoa dol doltr cffi) midad nm€Éaris pua la

ot¡alurcón de pro5pctoc

Mr¡ch ingeni€úos, fluo on una ewlu¡oüh eomómic¿ so han momfiado om el

problema dol cmbio del pod€r adquisitivo del dinero a lo lrgo del üqo, han

24

optado pr solucimrlo utilizmdo el dólr com unllad nmetria &uada"

Cmsid€rm qpc un dólr tiene un pod€r adryicitivo omsúmúe y ptr lo tdo el

problema iúo&cido en l¿ evaluación de proyectos pu ta inflación

nodide muso.

Desaforü¡nadamenfe e*e procedimiento invoh¡cra dos eirs€s Ere gFn€rnhmte

llwm ¿ resultados basúmfos difrrenúes de loc que se ohendrlm úilizado un

dodo oqrecúo de s\¡aluación

El pri@ crrtr cmsiste €n cmsid€rú omstde el pofu adquisiti\,o del dóls.

Como se sabe, esto no es asl. El pofu ad$úitivo d¿ rm dótr canbi4 tmto

dentro do Edadoc Unfolos, drbi.b a l¿ iúación iúerna o(mo fi¡era, dobfolo a su

dwalurcl5n (o algunac veoes ruvaluación) cm reqpocúo a oúras nlmedas

€r¡rop€ss o asióticas. Incluso loo ingenieros proyectisúas de Edados Unidoo, pra

proyecfos denko de su pafq úilizm ffiices & esc¿lrcion ds oosüos de equipc

pu inflación

El cfocúo de este crrtr sc agravs €n prol@oo de vfola útil kgE cüno s¡elen ser

loe proyocúoc ds ingEoier¡a" Cm u¡ inflrcitin dol J9ó, ooñún o Estados

Unfobq el pod€r sdryisitir¡o dol dólr vül¡ €n un 100?6 €n un pcrfodo un poco

melrcr de lJ dos.

El $gt¡ndo €nu cüoiste cn qrc caluilmdo un prcJpcto en dólrcs, no 0e tmE

€a auÉüta rye eJ coso de los frcúq€s quB idrtrfom €n un prqrcAo do

ing€nierfa trhs ocm mfio ds obrq naquiffiia, oquipo, m¡tcri¿le, n&ias

25

prim¡f, €úc., tfuin cad¿ rmo nr propb dinfubs oomónba y ptr lo húo nr

propb tasa de cscalmfrnfo cmi sieryre üfereúc & ls t¡ss de inflrcilln, y c@

msytr raúna l¿ taca de &r¡durc,ión-

C\¡efu el proyodo eo cslcüls ea dólres ee esá srymieodo quc el oosto de

todos frclues, escala uniformemenfe a una hsE igual ¿ la tas¿ de &valurcfuln dd

pcso om r€Epecúo al dó|tr lo cual, pw supuosto, es ooryltuite frtso.

L¡ oanecúo ec p,royectr eir p€sos & hry, cmr¡ertir lac puyeocimcc I pofos

cq¡*#es túilizd las tasas dc esc¡lmido de cads ñcútr que idervcngn y

l*go, hffi los dlcnlos E qrrc h¡'D h¡gr úilizaryfo IEEE de iúeúés o do

doscrdo ogri€de.

LIna eegunda alt€rn¡tiva cs la de cmstir loe pcsoo curieoúes €n p6og

cmstmtcs, rúilizando la tasa de iúackin gen€ml o la tasa de idación del

s€cúG, según amvoüga En cste caso so úilizrylm t¡sos de ider'és o de

descNdos ooshreq pua @cütr los cólculos.

2.4.4.3 El nétodo adocuado pra el cálculo del crgo pu imirasl5n

Vmos I exminar hes mÉt& quc pwden úilizsrc poea calcuk las

mnlidades y el crgo que debcrú asignarse a cada Kwfua pa cmcso &,liimuatin hocha ec h adquisfofoin y ffije ds 18 plda Esúos tes mstofus

süu

26

+ @'reciaciónliml.$ Vals m¡al rmifame equival€núe.

+ Gradiede g€ffiéfico.

Psa una mcju coryrenoión dc los tcs nÉtús y ptrB pcrnitir m uálisis de

ms resultafu, se plffiea el siguieúe qirylo:

Se ndquirzt una plda olécüica dft;¡ol dc 750 l$r cqyo codo, una vqz indalad¿

es de $84.825.000. la vfola ritit cs & 26 afios habsjmdo scb htrru ditri¡s

Mo todo el afio om m ftctor & plda de 0.87. Cm¡llcrmdo un¡ ta¡¿ de

inf€rés del 35% y un incrmto eir las ffis eléctuic¡s del 30.37o, calculs el

cügp que pü inr¡ersión d€be hac€rse a cada Kw-hma gcocrado.

Sdwün:

Coúo de tr(W: S 130.000

Kw-hsado = 2.190 Kwtma

Si rc úilizn cl mÉtudo e dcprocinofttn, el crgo scrú da $ 2.37 pm Kw{r*

Si ss utiliz¿ el dtodo dol vals munl ol cugo será dc $ 20.79 por

Kwtsa

Si m utiliz¿ ol üétú de grsdimre gBoüótico el crgo pue el prim€r año s€üí

de S 4.75 pm Kw-hon

27

Como puede venÉ, cada dtodo d¿ values bastmfe diferenúes d? d. El cügo

pu inwmión pra cada Kwts¿ gen€mdo es & 8 2.3? si se cslcf,¡ls pr el

nÉtodo & deprociacióa 1009o msyor ps el método del gradide gdtico y

TI,6Vv nsyu por el dtodo del VAttE.

Tales difrrenoias ircklen en fuma om¡fole¡able ea el c¡ilcuüo del oodo toúal dd

Kw*sa g€n€radoy €t pfr lo tdo nffiffib matlirx cr¡át dc dlos os el carecúo

pra asignr asl, m ctrgp por immcitln equitativo el Kw*sa

2.4.4.3.1 Método de d€preciacktn liml

En eI nstodo de dareciacion so divido el costo túI pc los años do vida do la

plada, obtmi@doso asi lo quo debe affitizarse auqshnmtq lo cr¡al da para el

caso d ejqlo S 3.393.000 mualos.

So F¡ods \¡q quo eda cdidad es in$ficiede para mtrtizar el codo de h pldasi s¿ calcN¡la el valq prpseüfc do 25 muali&dcs de $ 3.393.000 a u irúerés del

359o lo cüsl dE $ 9.688.93296 esüo quicre &cir quo si asignnme un orgo &82.37 por Kw-hora geoffue, sólo e$d¡ crgEne w ll.4ZYo del oosto real, lo

cual por mpuosüo, os absolffib €fiBdo.

Cmo h¡bró podido advstirse, l¿ fiIIa dol nstodo cm¡i¡úe €ü m úens €!r cu€ütn

el vals dd dimro m el timpo. So sman sihdúioancde dados(3.393.000) $¡o s€ ca¡¡sa¡r €n distinios h4wes em el tiqo (ú¡raú€ 25 añoc) y

28

cúo en q¡atqui€r @üoda, pcro sobre todo en una eaüods idacimri¿ y ptr

lo tmfo de altas bsas de inf€rés cqrienúe 6 u €r¡or mry gfmde.

2.4.4.3.2 Méúodo dd vals mlrl unifwne equivahde

Teaid en crffi lo mleritr se rúiliz¿ el nétodo del VALJE que, o(m) se sabe,

con¡ide en hm equival€üúe el vals drnl de ls iil¡eÍsión (84.825.000) a una

s€rie do valqes am¡¡les ffic cf (serie unifqne). Eda Operacktn dio cmo

r€urlta& ur cargo & 8 20.79 pa Kwüua

Exmindo e$a cdidad om ruspecúo ¿ l¿ rctbación de ls inrcÍsitln se

obscrva Ere el r€quisiúo de mctizr tods la inveÍsión se crryle €xacúm€dt€.

Sin cmbrgo prr€sffi úo problemn 820.n ps€ce una cdidad exccsiva cmo

cügo pm mmtiznción do ls inversión Si so üaliza nás €süc result¡& ss verá

qr¡e pagu hoy $ 20.79 os excesivo p€úo I nodida que tmscure d 'ie f o, esta

cifta e m€nos I memos significativa pü causa ds ls F&rdida del pod€r

adquiritivo del dinero, o ssa de ls inflaciórr. Pa ej-nplo, srrymiendo rmn

inflncirSn &128% bo $ 20.79 pagndos d€ntuo de dis dos eguivalen a S 1.76 de

h"y v loa pegndoc d€nrro & 25 añoc solo equivdo, r $0.04 (a coúslc) de hry.

ESo quüre decir effimce que no debe rÉilizarm el nétodo VAUE pc urmto no

tiens en crrcú h inflación Dr¡rmts los primcroo dos d csgo pc inrrcrsfuin

r€s¡lta denasiado onercBo mienüas quo €n los p€dodos finals r€sulta

dolprooiable, y cl oólculo dóc hffiso do tal nüor¡ grn ol prooio &l Kw-hm¿

sea oqufinlenfe a lo lrgo de lsvids del p'royecto.

2.4.1.3.3 Método del gradiente gem¿trlco

Finalnenrc, el dt& dsl gndienúe Sooffiioo soh¡cirma las dos mmalfas quo

rc $¡codÉn en los néüodos derices prroto qr¡e €n ol sp t*ns eir cr¡€nta' tero ol

vals dd din€ro m el üqo o(Elo el Gf€cúo foú¡oimarb.

S€ ha obteni& oür su rylicación un vals de S 4.75 omo cúgo pü

mstizacitln de ls iwersirón pu cada Kw{ma goo€rado, pua el Pfimfr do &

fircirxmimio do laplmfa-

C@ €ste nÉtodo, sl octo \n amffi& do a año, en prrogresión gomrÉtrica.

Ileüfio de dlz dos d cafgp serÉ do S 51.43 y dcnto & 25 afros & 8 2.724,96.

Sin errbrgo, si cc cosfoka tm¡ cscsla dd 006ú0 de la energl¡ eléctrba

(inflrcktn dol rod6 elécüico) &l3C#'q so pndo vor qr¡o S 51.43 d€oú¡o dB dioz

dos o 8 2.794,96 demEo & 25, solr exactm€ute equival€dos t 8 4.75 &l

primcr do.

El vals pffi€úE & ls s€fie dcsoütade a ula tasa del 35Vo, da exactmcde

S130.000 ptr KW o soo qrc ss mortizm los 0 E4.000.0m quo omsii¡y€n ls

invcrsión tot¡l en la plda

Se rüilize m gfadiede la taso de idrciiSn del socúffi alécilrico y rc ls de le

cu¡Sa fuiliar, pa cumlo so eú cülcil¡lú costos furos ds l¿ energla

eléctrhe y no costm ds ls vfola ESo ti€üs ad€üás la r@ja do Erc @escatm e la misma hsE lE trifr do wgla elécrba y e{ csgo pc iwerrión &lKw*m¿ geneerdo, la conr¡enimoi¿ de gruFrr energls eléctrba o oory'rarla

! tn,.e :

i.L*-.-.._ , *

30

p€nnnÉoe cmsmlo y ptr lo hto la docisón tom¡e ea el do wo valc pre

los doo f€úúmfeE dd p'rqtecto.

Sólo pa fu ooryrativoo om los ot¡oe dos mútodot, rc calculó d codo mul.

Cmo se sabe, hs ffis de energh clécüba escalm msusl@ y PG lo

tmlo m málisis más ex¡cúo d€bcrá hac€roe, tmd omo P€rtodo & lE vidE

üit do la plmta 300 mcses y un gndiente & 2.23% y no 25 aüos y 30.3% &gradido.

2.4.4.4 Deb€n tffise en crú loe irynodoo püa d crilculo dol cocúo del

Kw{sa

El coüto dc g€mffi energla eléctrba no colmnrúe cüry(de el wls & los

elel|€'|tos quo idenrftm dfuffi¡e en l¿ gwrcfuta tales cmo: inrssión,

cmbr¡stible, nmeniniento, persmal, gados generalec, eÚc-

Hay un cosüo adicimal, & natur¡lezr distint¿ a la dc hs uteffu€s' qre tforc que

v€r oon ol iryutsto a la reda que debo Psgpr el ryresrio a l¡ nacir5n-

Esúe codo puede erylicrse asl: En siü¡aciffi€s diftredes a racimmienÍo o

cffiEs & energh un €qúGstrb gpn€ra $¡ proPis energls, sólo si el preob &l

Kwfua gwado pu é1, €s rn€ntr qre el Kwása q¡ue le ofrooe la qrcsa

di¡tribufohra de energfa"

Pu ejerylo, si ct qresrb cahnla quÉ el Kwáma gFn€rado pu é1, q¡e$e $60

y la eryrca & wfu eléctrica e$a cobrudo d Kw-hsa I S30 en hor¡e no

3l

pft:o y a $?l tn hras pfon, lógicarnflúe el qresrio gemrúó wgit en lag

hras pico obteuftndo unr grunsia dc Sll pc Kwfua

Si el ryesario gpo€úa 100 Kwisa fumto seis htras didaE ü¡rmra 30 d¡s

al mos, el ahsro menn¡at €n sr frcfua & enrgía dffi s€fti do t l.gt0.fil0.

Frte ahtrrc r¡a direcúmcntc a las úilftladcs de la elmprga y pü lo tafo el

iryu€do ds r€nta se \rcra imrffiado a$ 742.500 pra esc nss, flrymiúrm¡ tas¿ i4ositiva &)37.5%.

Edo equiralo a drcir que el oodo dd Kwira gffiae por ct €trpficsfib fre &

S 64,125 y no ds S 60 o sG¿ 6.tVo más cf,o po, cüls d€t d€cúo de los

irytroúos.

2.4.4.5 R€f,¡ltadtr prÉctioos

El coaúo del Kw{ua gw€rado pü r¡nl plda di€sol varb en fum¡ cmsidrable

depUimOo de m¡Éhos facúorw eús los cualos pude mciffiarso: la calithd y

ti@po do Ean'bio do ls placa, la calidad y el precio del mbructiblo- la calkhd

y el precio de mites, flüos, baúrlas y rcpms en g@ral" l¿ ubimión ds la

planúa (trmsporte do combustible), el prcgram¡ de mamenimimo, la8 hff88

diarias do tabqio, eÉcétera Pc ojemtlo, m cl¡anto a imrcrsión, el cocúo de hplauta puode flucfuar €úo US$ 65 yUS$ lt5 F.O.B. USA por KW,

d4eodiendo de ¡i sonr€omstrufohs o trusvas, de s¡ capacidady de su c¿lida¿

32

Esúo qui€re docir que no se puode dr un cosúo dd Kwisa gÉo€nado, qrrc cca

váli& pra todoo loe casos. Ps el cffi?rio, pca cada caso dóerfo h¡ceres los

cálc¡rlos ctrr€spmdi€do y deúenninar ad s¡ costo verdade¡o.

2.4.4.6 Cmlusimeg

ESe infunile no prúende sbarcr todos los pasos Ete hm de eeguirue pra

calcnls el costo do un Kw{sa gcürrado pr medio de un¡ ptú &emergEncia" Su frnslfolad es la de llffi la aúencfoh sobt€ algunoe pnfoc qrc

grnEúdffic recñca trataminúo in¡dm¡ado y sugrrir niÚoes correcúoo &wah¡ación

Muy mcinffiúo pucdc dcoirsc Eto las reom€ndacbnps quo se h¡ccn aqul sm:

+ No úiliztr el dtodo de deprwiaoión pa¡ra calcülar las ffinlidad€g

cofiespffidi€nbs a una inr¡ersión pu osúe nótodo m tiene €o cuilta el vals

&l din€ro en el tiqo, nuy iryortanrc €ün¡¡€dra ffiüla

ó No rúilizar el método VAUE cuando se habaja con p€sos csriüfos pucs este

n&odo tie¡c m qds ol valq dot dimo en cl tiqo, p€ro tro tiene en

cNffi el cfocúo dc idación

+ tftilizar el móúodo dol gfadi€ofo gmétrico qre es d lmico quo tiere m

cN¡flúB simútán€amto ol vals del dimo en el üqo y el efocro

inflacim¡rb de la ecumia"

33

No hro cólcutos ni proyecciom en dólare en l¿ cfficb de rye se cdfo

tabajüdo en tdrminos omffis. Ni el üls ti€no pod€r adquisitivo

cüdmúe, ni los precios de los frcúses Oe ingenierfa ffide de as¡erdo cm

ls tass de der¡¡luaoión quo, orxno lo h¡ mosha& mresilra md4 puedo ser

my diftrente inolusiy€ a lr tasc & idación

Dcbs ffiso €n cu€ntl et €focúo & loo iryusdos, puos eúoa sfoctan

cmsid€rabknrfite el rcnrlbdo do tos cátculod y ptr lo húo la docirftrn qrc

so trc respocúo at prc5rccto.

+ t¿ frlta do daÍoo, o de esñ¡erm pan omsoguirlos o la crmoia & quo no Bm.

iryüffies haoc quc nucüos cálcr¡los se haga om datos innúokdcs o

d€ficides. Muy a menr¡do no sa tfom €n cueda cosúoq omo pc ejqlo,de persmll o de gEsüc gwales o de sogrnos quo, fu& h¡sgo, inciden en d

aosto toúal.

2.4.5 Pasoc parael mdqie inbiEl do trplanta

C\¡ando so d€úoa iryl€m€ntar una planta eléctrica h¡y que ffi €n €u€ú quo la

in¡ersión inisiat es cortoss y ro se ünte foimüe de coryrr tmr plmto y

lisúo; ruhenúo el hscho dedr rm¡ soluoiónóptimna loc problenras €üergFúfons,

con gfupos eloctrógBnos, acurea¡l todo un effidb oompleúo & ingmiffla

(elffi, mocánica o infustial) quo €s aosüoEa- A cmtinurcifi se m€ncionarm

loc pasos que se deb€n seguir para el nonhje iniciat de lr planta

34

2.4.5.1 Serr¡icio de ingnaicria

El e€rr¡ioio de ingenicrfs pra el eÉlcr¡lo det nodqic & un¿ plda elécúric¿

omryedo:

a Cálcüloy seleccióndel grryo electróg@.

b. Selocción del sitio adocuado.

o. Ditribr¡ción de equipo y dinmsfomamfoilfo de espacbs.

d- Cálcr¡lo décübo.

e. Diseño civil.

f Ptams eléctricos y civiles.

2.4.5.2 Plda elécúrbs

lln¡ rs¿ ce hs rcalizado el esü¡dio de osgp y so hs deúernin¡do la cqacidad de

la plda so proc& a ploccimr las cracúerlstfons $¡e sÉ quhr€n & ls plmte

o(mo s(8, mtrcr del gposadfi y deJ notd, eúc., pra h¡ogo p€dir coúizrcfore y

pc últirc oqrrar le plmta

2.4.5.3 Coñol derukby mperanm

Exi$te hoy en dla m¡ temologla llmada l{olee Reütstlm SySm, diseñada

para pldas eléctricas. Su ñmcimmienfo so basE en la ryli$ión de los

principios do tE ingeniería cólica y de l¡ Umo¿i¡únlcai paa deúerminr de

35

an¡Ér& al tamdo y tipo dc pldq el &atmfudo rquitocúónico, @ito y

acúÁÉbo & la obra civil rcquerida cn el mmf4ie.

El sisteNns Nois€ Redscfim €s isom e isoüérmico. ffiizr rm niwl & rufolo

eñsno de t0 db @ 7 mt., y simrltrfuffi aomdbkn¡ la teryeraúurn

mbfonÉ & ls plmta eléctrica a m nir¡el lig€rmmfe ns'¡s a las omdbiones

mbienúales erúemts, alrgrudo ru vida üil y reúrcht& la offiinaofoin

ambi€mtal pu rufolo.

2.4.5.4 Equipooorylffiio

Sutcstacióa equipos de sincronisno, ncdicitín, prdcccio4 cffiol y

üanñrcncia nlm¡¿l y eloctronico.

Itrfcrnrytffi trifisico totalizndor, aomda plda etéctrl¡¡ a tmsftttncias,

baúcrías, hbos de acape cm protocción cffifiB sguas! tieins, tü$¡e au¡rilitr do

cmbustiblg eúc.

2.4.5.5 Obra

Mmtqie de lB plú en ol sitio, ob'r¿ civil, gúa para la ubl¡acfotn do ta plda"

ObfiB eléctrba, instalaoiónpu fuera &l sistema de modbión de Fmooli, pruebas

y pndr a frmcim¡nienfo.

2.4.6 Niveles de tensfttn utilizados en Coca{ol¡

En la embdelladora Coca{ol¡ go mfrsjm trs niwlos de t€nsión los malcs sm:

440 voltioo quo so obúienen de rm trandun¡fu de 1000 I(VA cm tensión

36

nminsl & 8.A0.44 I(V. y 2201127 voltios quo ffi obtfon€n dids uf¡mdumadm da 750 KVA cm tensión nminnl & l3.2KV/ 22G127 voltkx;

los dos tmsfsnadsec eSfo cmecúados a la red & 13.2I{V. pa@ieotos al

circr¡ito tlnivallc que provire de la srbedación lvfrJ@z.

Ptra b alimfación &lr cügn om l¿ plda elécüica diesol so ü¡vo €n cuúa

cste frctor dtbido a quo ls cmcrdón de ta plmta csts hochs pra que gffi€ s m

nivel de tensión & 440 voltitx y m yE se habla mmiffis& ea la

embotellafua orideü doo niwlÉs de tensión nás; ps lo tdo ls fumE de

obúener dos doo nivdes de t€nslón es incúElüdo un tmñrnadr om tcnsión

rminst & 44On2O-127 voltios Se so M a la plda diosc¡, de la siguftde

fün¡,, vcrFlgura 2.

IIIGURA 2. Cc¡dmynfvda d¡t¡a¡th

37

2.4.7 CargE mfoima pca d fircimmido & ua lfm de proúrcción

A codinuacftln se üoñüa eil rür tabls (ver Tebla 1) d c$ipo ffitrio gE

6e pwue cn fincimmicnlo püE quo ua llm do prcürció,n habqie;

tebién rc moffi un diagrea esqe€üátüco (ver Xlgure 3) dol

funoi<¡nmieúo de ua lfoss om rue reopoctirios motqes.

TABII\ L E@o bfdm ud|brdo uol fbdc¡nldo dou lñ¡¡

EQIITFO NECTSAnIO PAnA EL rIINCTONATIIIEITTO DE IINALINEA DE IRODIICCTON

CA¡ITIDAT) DEECNIICION ¡orxt{clAfln

I Cmess do air€ 602 Cwresg€s & amoniaco 150 H.P. a/u 300I Catfua 6lI Cmfusadm cr¡müativo 50I Tsre de mfriamien¡o 22I Bomba de agr¡E ffr¡oculada l2I Bmba de eaiuames fin¡lesl¿vadss t2I Boúba agua arocr¡Dors IEI Bombs aeua r€cuDeúada IEI Bomba aeua üafsds & carbomler t2I Bonbade anu¡ s€rvicios g€n€úBles l8I Bombs asus slavizads Düa oquiDog 9I Bombs ds asr¡s oa¡B €üiussrs fo¡les 2I Bmbs ra¡a err¡lo do iarabe tcrninado 2I Bmbs dsDom 80I Büco do hblo 60

Carga & almbrado v tonas- Ar€a Gcnioa E3

2 Bmbas del equiDo ds sas csümico l82 Mottrw del fluocu¡ads 20I LlmE & uroemion (rm noú¿) 300

Poúencla toúal cn E-P. 1.167

TAYtOL^

133

OIAGRAHA ESQUEMATICO

88 TLETIZADilA

893

!!r o

a lcr

r3to{!1¡t4o{B

37 ¡rz

DE LA LII{EA

GURA 3

ic-42lJ-f¡runx.2

LAVADOIA AI'ETRALFao

oB r¡Q

o8¡l

I ¡r3

FI

OE PROOUCCIOÍ{ PRINCIPAL

39

Notr: I¿ lirea de Foercción puodo s€r l¿ n¡m€ro I (de gEsoEE offirí¡q 350 cc)

o l¿ Númcro dos (dc gpsooss liho); al fiml dcl do cryIbto se mostru r I ¡sbblas fude ryü€ccn los mtses dÉ ls lfffi de No. I om sus

r€seoctivas ecpocifrcacim.

2.4.E Oecqeno de un g€a€rador cN¡ú ce le cmocta ctrg¡ €a s¡s termin¡lss.

Cb&do rc aplica ms cüga a un gcüÉr¡dü el voltrje cs por dóeio del valor

nmin¡I. El regula&r do volbjo al ca€r l¿ tensiiin bam ge d gadmumenfe s¡ tensión de sslids a nr v¡ls dginal amtedo d rclt4ie eexcitasktn

I¿ cdda inllial dee€nde dÉ lss cracterlsticas del geúerr¡fu y no puo& ser

cffiolads pcn el rcguladm y bericitúlzpüque les tm¡ u tftryo finito pra

r€spüd€r. La velocidad cm l¿ ct¡¿l el rcguladr ccnÍE l¡ cdición dc bqjo

voltaje y la velocidad de reacción @nd€n &l reguladu, excitaüfz y psads.

L¿ vdooidad a h cual el reguladr rcgron¿ of voltaje al valq triginal depeode de:

r. I^a cryacidad de ouri€núe que e$a nplirnfu el genemfu.

b. Et v@io A¡rym¡¡te que el si$€ms de flaitnoión p@ prcürcir.

2.4.9 CsacÚerlÉfons dc hE ctrgnn

fipos do crrArr

r" Moúd€s de omrienúe alterna:

I ¡,-Ir

40

o Moüs€s Mmofisfons

+ MoúüGs tiñsfons

b. CrgEs quÉ no sm, moútr€s:

c) Caleñcúms

+ Ilminrcilin

c) SCRs (Roctific¡dtr€s Cocdrolafu de Silicb)

+ Crgas ospecialos

2.4.9.1 Crgn dc ndscs de oqricdc alt€üa (C.A)

I,r calda mÁ¡dml aosablc de volt4ie gnncÍuln€úúe accptada es &l 35Vo. Sin

embrgp m¡chos espocificm caldas náxim¡s ds l5% a 209i. ks cddas de

voltqie püd€n rcürcirre pc:

!. ffielgeo€Íadü.b. Utilizndo ürmoaerps & tensiónrpücide

G. Utilizmdo mó&lo pca elorm b orrfon e.

2.4.9.1.1 Mots€s ffisfons

Se úiliztre los estfode€s que hs e*ablecido l¿ nsma NEñÍA (tlatim¿l

Etecilrklal fvfanúcü¡rers essñbtim); l¿ distirción NEIIA 6 €noffiada cn los

daúos de placa dd noffi y úilizm k{raf pr¿ disúinguir d dic€ño y oódigoe ryeiddifiam sus ctraÉúerlsticss do armque.

4l

++c)

2.4.9.1. l. I láas & dis€ño NEttdA

B - Trque de urmque ffin¡l y baja cqrünb de urmque.

C - Allo tuque de mun4rc y bqi¿ oqrftde do arrmque.

It - AtÍo úrquo & uraque y exh$e alto doslizefodo.

2.4.9.1.1.2 Códigps da rrmqrrc NElvlA

F - 5.0 a 5.6I(VA/IIP (sobre 25 HP)

G - 5.6 a 6.3 KVA/HP (de l0 a 15 HP)

tr - 6.3 a 7.0 KVA/HP (de 5 a l0 HP)

2.4.9.1.1.3 Facúndepoúcncis

Ctfido rc srmc¿ uu moüor el frcúor de poteucia ($) es nuy bajo y lrrgo se

rccupcrra a un r¡als mcytr (aproxinodamcntc 0.9) cr¡mdo csú¿ ea Et

&rfor dc poúensio do rrmquc pde esúr ca el rmgo de 0.3 a 0.5, esúo €s

ingorm porque 5.3 KVA pc HP a un frcús de poú€ooi¿ & 0.4 oe oquivalde

a 2.5 vecos por vatioo nornirrrles de opcración del nroúr, el moúq' dicsol eafg.ó

de sminitrar Gstos kilovatkx, ad Ere es iryGtule rsificr qrn el motü

diescl hgs loo IIP nocessbs ptra ürffi un rcts gredE prt¡cu|arln€e|te

q¡ando hry una cr:gl itrbial en d gwadr.

Miúas go el tftm quo s¡minisls 6 o 7 vrc6 l¿ cqrinto minstdel mÚu fuete d uranquo, el moús diesel debe n¡minisbs ouc¿ dE dog

E'

++

42

veces los HP re$¡€fidos ntrnsftm€tilt€ ptr el noúor. ESo pucde cer ñ€ror si un

ñoúü ti€np el nás \io frcúor de poúeúcia fue u cblo de arrmquc, cr¡üdo

el frcúffi de pot@is cs desouocido, por scgurllad & ss¡nirrc m ficús de

poteücis de 0.4 ú¡rmto el arrmque.

2.4.9.1.1.4. Arrmcaer€s de volt4io reú¡cfolo

c\¡ando rF EruCIa rm noús grüde hry rma cddE de voltrje atta I¡ rcúrccion

& la calds dc voltajo puedc afoctrse pü ua vriodad de metodos dc urmque

dc wlQic r€ú¡cib ryc esenciaM dig'ninq!rcn el voltaje aplicado al mtffprrrvindo & €dE füns grand€s omgrm de KvA sin embago, cuüfu

aflancadses de voltaje r€ftcido sxr úiliz¡&'¡, ol hque o pa & rruare del

rcffi ciminuye; por lo tanúo la aplicocfoin dd notc dst€rminra el tipo de

gidema de rrmque qrrc prodo úilizansc.

A cmúin¡asión so drá '-q, brsue doscripción de ls difrreaoos tip6 de

srmdsrs atensiónreúrcid¡ que pofuoe ffia.

r.Affi

Es m ümdsnadm c@ múlüples prüoo de voltqje quo rylfoa rur pcced4ie del

voütaje & IIH al ndq.

t.os pacaa¡es de t€üsión dpforu sm 50, 65, y 80 %. L¿ osricoúe úonada pcel dff so r€ducirá en el nimo puoenfaje. Lh püo de rrcleie del iOgo

43

r&irá d volQie do lfu y la ourienúe ¿ l¿ mih4 los I(vA e rruquo del

moúu y cl trqrrc de salfols dol motn serA sohmde 0.25 (0.5 x 0.5) dc loo

KvA totales de urmque y del üorqpc. k¿ oütcnÉr lc KVA por el

aúotrmsfona¡dtr so nrtt[lice los KvA &l noú6 pc 0.3 pra ol sogÍ..

Ino rrmqucs por aúotrandormador cm úiliz¡&s q¡ffido loo urmqucs sm

frecuenúcs o h relerrción del mÚu es lrgp pcqrc pmec€n el ná¡rino trqrrc

por KVAde eúada

b. Anancrfuru por ructedr

Esúo tiPo & urmdr dim;nu!¡o el voltrjo dol nottr pr la inferoalacittn de rma

ructmsia €ñ€ el moúü y la llm, Ia iryodruia de ls f€actanoia haoe qrrc ln

oqrieaúe se rcü¡zca; la reú¡ocitln & h carlúe tobl tm¡da pa cl nof$ oden proprcitin dirocb a la reduocitm do voltajo, sin dargo, d tobl rylündo al

cifct¡ito enr s€rb do l¿ r€atuia y ol mta p€rnüÉo en el l00g( pccmsiSufoúo bs KVA tohles tm¡dos dimin¡¡lÉa en p,ropmión directa a la

reú¡ooión do I vothje eo los t€rminsles dol noffi.

G. Ar¡readoru porrcCÍwlr

Es rm arranoads quo coloca un¡ resistffiis de eI noúor y la línca" LE

resist€úcis puede ss sffida pa etapos o do rm¡ sola v€¡r La csritfre dc

arrürluo es r€dxrcftl¡o l¡nrismq caüúidad rye ol volteje de arranque.

uI¡c rrmca&rw pu resistcncia st úilizm en qlimciuos tales cmo bffidas

mcgormras y náatinas pua hcrrmidas drJicsdaq fudc se r€quicre ms

pequ€ü¡ rfuión cn la csrienúe de lfom'

d. Arrrncrdom edr¡llsülanE¡lo (Y4

ESE tipo de a¡rmcador es úilizado €n motü€s de 6 o 12 ternin¡les, en loe

cuales la omfigunciiin dol dcr¡ürdo @ s cmbiada

El mttr e srmcado en la cmn$¡rrción esüolla ry', h¡Sa qr¡e alcmza sr

wlocirH minsl y es cmbiada ¿ tirfugulo o dslta 'A' pua qcración ffimsl.

El rrmrye erüelta{rimgulo e equivsl€de I m anmqüe &l SWo de un

afoüansfornafu, pr1otteo sol¡mffi 33Vo &l torquo tdal do cal:gl en el

üreflue.

I¡s rrmcadorcs e*eüa+rimg¡úlo se uúilizm dd ce rcquürcn taqucs t$oo

de rrmryo y dmdo l¡ ocride dc lÍH tmads dcbo s€r un rrfnino. Un¡

adrtrción üpioa cs un cmpr€for cffi¡go en ol cr¡sl la cqrcsiih cs

reÉ¡assds h¡sb q¡uc la omfxión dd voltajo do lhos h¡ya sfolo coryleúada.

c. A¡r:rncrdorcr & &yürdo prlüdo

Es un srmcadtr a¡úmátbo pra úilización cm notqs de Jauls de Ardills

que tienen fu der¡ü¡dos en pralelo s?rdos ea el eúaúG. En el ürmque

mlo rc úitiza rm devüado rnienún¡s quo €l oüo es w;gzfu cr¡üdo cl notüha alcuza& sr volocfolad nminal de operaclin

45

Ese devm¡do muca el nots c@ una cariede re&cb al70f/odo la tmdayom tm trge & m dot 5()96 del tsqrr unsl do rrmryo.

ESe sfuúema de rrmqüe e d menos codoso y os úiliza& en rdilafucs y

bmbas cmftgBs.

una venfaja del firffi'qr¡o de voltajc rcdrcllo, crnlqui€m $¡e s€q €s que

rcgutada de noltqie puedc haccr m fimción ca dos €tapos. Aúcs dc qao el

srmcfldtr soa oolocado ca m posicióú do operación om el *dt¡je toüal rylftndoal rutm, el rcgul¡dor habró r€stabl€cfob el nivel de voltrje nminal de fqn¿

rye habrá eo peqr¡ctas cddas dc voltqio cn fur ds un¡ grdo.

En algmoe c¡sos rc os pooible utiliztr un sisúcma dc urmqr¡e do vdtqie

rcú¡cido, pa cjcrylo, rma bmda @rtaOra btaMe crgnda requi€re

nás &l 10096 dd trquc ffiind cn ol ürmril¡q un a¡rmcads de noltaje

reú¡cito m pro&cirá sficicúe úuge de anmquc pra trke ryticacim.

2.4.9.2.2. Motu6 sincrotrbos

tln md$ sincróübo €s un tipo cspocial de ds ffisho cuyo frcúor &pot@ia pt¡€de s€r ootrol¡do y sr rdr thp un vol{io de s¡citación 4llioado

de curieofe cmtin¡¡a-

Un moúr sincrónico sc &ruc¿ cmo un mts de infocc'rón, llerfudolo oerca &ru wlocllad nmrinnl, do* so rylhu el volhje de o¡citación de csrienre

6

cmtin¡a ¿l &r¡udo del rotc, de €Sa fqns el rotr rc acqla cm el cryonsgoftico "rotativo' ü €daúü. La velocidad dol cryo n¡E¡Étiao rútir¡o es

dÉúerminada pc la frruia rylicada y pc cl aúffio de poloc dd mdff.

La ctrride & arrmque es aproximadmcde 6 voces la csrienfo ffial de

oP€ración El frcilor de Pd@b se offiol¡ r¡riú el voltqie de €ficitación

Los moÚq€s sincróniooe sm generalnde Eraoc¡fu y @oe ea lho¿ sin

cü84; ecÚo hace pe el frcúffi ds pohois ¡eo alüo y nsjü¿ la opcrrción td¡l del

sisúema.

2.4.9.2.3. Mds€s de infrcción nmofickns

I¡o noú.ucs mfisicod ti€ü€n pohcias nmin¡lee ñ€ntrGs quc tm cabf,llo ds

fi¡É{za. Ellos se cffiÉch ente crnlquierads las tps líñ€as y nenúno o ds línso a

lím y no üencn rm¿ ctrga de anuque signiFrcativa solm€ore sr ctrtg

cmbinsds de operación o una grm cantidad arrancando simul6noanf,ts puede

s€r do iryorhmia pan la escogencia del grrpo gmffidtr

2.4.9.2. Crgps diftr€des s mttr€r

2.4.9.2.1. Caleñcúses y cüg¡s de ilrminacilin

I¡s cat€facfu€s y las ctrgas de al¡nnb'rado geilÉrahnde sm monofisica¡, así

$E es mcsrio mos si osúin omocúadas do dos ñsos o una ñso y el

17

neiúo. I.as frsos ryc edfo suninishando poteaois a esas cügns &edablec€rso pra haccr un málisi¡ ds ctrgas cdable.

Oh¡s cüg!s, tales omo htrms de ifuión V equipos do sol&úm, puodea sc

idrúivas eo núraloa4 lo cual haco p d frcúG de poúcncil go bcje. Si so

dbipo qrc ol futr do pot@b ecta pa dcbejo do 0.8, se rcsit¡ un gwador

& ne¡'w pdeocia

2.4.9.2.2. Crgas SCR

LIna crga de ece tipo o rqrnlla Elc tmr pdtris de un gwadtr a t¿vés dc

un rcdificador coñola& de silicio cm el objcúo de smini¡ür rm voltaje de

csrfonúe odinua vsiable a h crga

Cmdos csg[s SCR tiffi rm efrcúo adrruno en l¿ operacftfn de rm gen€radü.

Ctm& el SCR 'enci€mdc" g€nera ünónims qre poe cmsr

M en el g€n€eadc. Si los devmadoc se calisfu mucho se

puede ca¡¡sü un ddo pernmenle en of generafu.

Csg¡s SCR puoden enconürse dffide moúü€s de oqrkaúe cdimn mreritn

equipos talog cmo: Efficügas, asoens(r€s, grúas o grandes crg&w do

beú€rlss. Esúos üpor do cr8F se úilirsr cqiúm€de cm sidcm¡s dc

sminidro de poúencb ininf€nrryida¡r (uPs). Una rylicacfotn üpio es mtalsdro de perforación submrins düde pot€ücia alhrrE dd gÉn€úads €g

rectificad¿ ¿ &n¡és dc m SCR y todo ol equipo & pcrforación es operafu cm

/l8

motfr€s de csritnúe cdinua I^e cmrirnúo de dtcrtu originsl es tub#n

uhlizsda ptrs opcrú l¡m, habit&im€s, cúc.

Cffio laa crgns SCR c¡usm rn calffiknúo adicien¡l del generudor, oe

r€cmfonda qtte el geocüdtr soa sobrcdimrú¡iü¡do dc amdo e loa rignienbs

delinoamiatoo:

+ Si l¿ crgE SCR es m€ilr &l3tr/o & ls cr:gl totat dd gfuúcn¡ oryccúryc

uü gnnffadtr de cmrrgrncia o dc servhio cdim¡o qpc ¡oa edecuado pra hdcmmd¿ de la crgn del sistem¡"

+ Si le cargn SCR esúa enÉre el 3Wo! el 60 Vo & la crgn tohl, eryociñque ol

tnás Sfdo quo le sigw o capocirhd.

+ Si la carga SCR es nsJM quo cl 60% & l¿ crga úohl, ecprciñqrrc ol

gen€radtr qrc osüe dos crydladee nminales pu mira & é1.

2.4.9.2.3. Csgas de ooa'Uadaes

Ins coryrúafucs sm mr¡y s€nsibles a flucü¡rcitmes dc voltaje y fiecucnciq,

ellos no pue sopqE t¿ ñás poqrrcü¿ idernpclón & s€rvilio.

Un sisteme tal cm el suministro ininlernryido do pdffiia (trPS), ü dndb más soguo e pdoncis odimn codable hasta qre el gensads de

emergnnciap¡€de ser puosúo mlím"

LJU sistcuna üpico omsisür de m¿ fiffi€ de curiemle cdinua (rn roüiñcafu),

un crgadr de baú€rf¡s, un bmoo & bderías y rm invarm, el cual omvierts

49

wlt¡je CCt en CArEn operacfoin ncmsl, el $minisüo prinoipat de poúcúcia CA

alinÉofa cl crgn&r ol cual offivftrE la CA cn CC y rtimaot¡ las bderlas y el

inffi8ü. Ctedo d sminiño prircipal firilE, hs bderl¡s slim€ntffi el im¡cr¡a

p6 un p€riodo de tiqo espocificado, senffi¡nde dc 15 a 30 nirutos.

Et grryo gwe &bo ser cuidadosmme oryoificae pra ol (tps, pqque

esúos Bist€m¡s vrlm em rylld do sobrecugB y eficienob" Udod dobs

dcfrrninr le effiada náxins dispmrtle al sistms cm daúos del frhrft:de.

Cmo las cugas de ooryuúadmes so omsid€rm cügas SC& loe gpncúndutg

p¡¡edm especiñcase cm las misrnqs guías detaltadas en ol mmeral deritr.

En algunoo csfos por s¡pu€sto, es dficil deúcrninr todas las crgrs gc @mocr ryIft:adas E un gptstdor, asf que rc r€cmfunda sobrcdim€nsimslo al nmos

con m l07o pca fiú¡rrs opmsimcs. En úérminoc gencrales siqrc cs ncjcespeciñcr el gwador nés grd que le sigue en cryrcirlad nmiml.

2.4.9.2.4. CargEsospociales

En algunas ocasiones se predea €üoffiü apticackrc fu& el grtryo geocrafu

strninisfrs poüencia a wiados tipos & csgas espociales.

Un ojenFlo podría lor u soldadtr & púo, fudo se mde nuy altrs

cargas dclfues €n muy cqto tiryo (nenm derm segunfr) y h nfuima caida de

voltrjc Cispmtte es de l07o rn4s o molrod.

rGC:ClcrrhoClofuaCf: C¡nh¡.Afan

f-*f-.,.l

5()

Crgns mfislns büblh r€quicr€ü un¿ waluación ry culladosa" Si todas

ea cmjúo d"n r¡n total de üás del 15% &,la .oga total o@da, sobre

diffinsimp d gno€Í¡fu, ya que solmfe del 507o al67Xo do lE Ealfob & KVA

tifrsica €dú diryonütes coú se op€ra mñsicmÍe.

oüo ejennplo d".rg" cryocial oc la crgE rc,gcoÉratiñ'q enaoúeda €n €quipos

de cmffi¡oción talee cmo grúas o crrcsvdtras. L,o accilh dcl si¡ten¡ de

dcr¡aclln pt¡oe alirmta'pdeb d g€oÉmdtr y puode eftctr lE vtlocidd del

motff diesel.

LB poú€nci¡ fcg€ffr¡tiva se prcduce cuüdo un moúor actús omo gtrrrifu ytmmib poú€noia a las lfreas, €súo pr* oü¡rrir cüd el eje de salids &tnoffi cs ruimdo mfoicmde pc la cútn I¡s irubtrcimos nás comunpg

dd esta omdición pt¡odc oq¡rrir cm gnias, €rrca\¡admas y puenúes els\¡adisos.

La poúacis pnde c€r rctwada i@dicob deú tipo do moffi qrrc se oúo

utilizeqh. Sin €mbrgq €n muh6 qi€nTlos, un sidffis rcEl¿, tffioircuitof espociales que haca r¡¡o do €da poúmcia rogencllutiva En oe üpo do

apliosción os utilizada como m fteno dinfrniao.

En cualquftr ryli*iria la nÉxina capacidad de abaorcfrin de pof@ia

rcgenÉrativa & m dtr no dcbe €xcodcnse, ys qüe cdo pucdo cmstr sobr€-

velocll¡d en el ffi dfolsel. En las hojas & ddos de los Edü€s diqscl se d¡

un vals pa la náxins cryrcUan ds ¡bcsckin ds pot@ia rogeo€rativs.

5l

C\¡ü& se qroode la náxin¿ poúencb regen€úativE es gcncralnde nffijada

adickmmdo büooü dc csgp a l¡s lfmru e¡rde el frenú.

2.4.9.2.5. Sfuúm¡r notrices ds frecumcia r¡siable

Un sist€ms noüiz de fiscumi¿ rmi¡ble os rm dispositivo q¡uc pcnnite Se tavelocidad do m moúor de induccirtn de ourirüe alt€flt¿ so¿ cffiotad¡ vrim&Ia fiocumi¿ &l voltajo apli€do al dtr Edo s€ t"sr" cm ol uco & SCR y

rectifudscs qr¡e so cfrofu y re coúolm pua acürr o(mo un im¡ersü do

salida \rui¡blo.

Ya quo no todoe loa sidm¡s di€s de fiocuoci¡ r¡¡riablo iryonm l¿ rni¡rnq

cadidad de diSgsión en el gruemadm, es amscjablo úilizar l¡ 'rirrn8 regta

pú¡a sobredimsim¡r el gFerdr o(mo si sr €shnri€nu ospc,iñd una

mklad pa¡E rma oargB SCR o para un sisteena LJPS.

Parlr todas las ryIft:acfum espocialos, se rffiionds $re so obt€ngm todos log

ddos & cugn mc€sarios, ruritúo úmada y tieryo, y co cúcúo ingenitría de

aPli$imos de la frbrics para vciñcr el I u rfio adecuado del notü dicsol y

dcl gwafor.

En l¿ embotdlador¡ hay vrfox moüu€s que reillm edas cffiot€ríCicaq cmo

sm los d€ las la\¡adffiasr Uqador¡s y tmryo*admas do dada y ralft|a a las

lloadras.

52

2.4.t0.

2.4.10.1.

Selección deJ gwadr

Factqcs ¿s¡ nná¡isis de crgag

El uálisis du orgE es una €úapa ssaoisl en l¿ sdoocktn dd gensr¡er

afu¡ado pa¡a IIn4 aplicaciiln particular. So requuen roryo*as a las riguienbg

pr€gsntas:

a" Es el gwadtr pü¿ aplicación do s€rvbb mtin¡¡o o s€rvbio deemergwia?.

b. C\¡¿l es ls sltura del sitb y la mpulanrn mbieaúe ?.

c. Ctál os b csga úobt cmect¡d¡ y qú eo6 & csga ti€üo ?.

ü Ct¡il os le calds & vdtqio p€rnisiblo ?.

e. Qú crecinimúo fiú¡ro co oryern ?.

En ol ca¡o do ryltacincc de ffivbb cmtinn dobe prrprure ¡¡n¿ liúa &todaE lar orgnr poeiblos y quo pcción & la cugr eslizada pue omdbfones do

esúa& eúacimrio y ptrs dbiüos trüsiúrias que prrcfu ocurrir nknfi¡s

los üdü6 odán siendo sramdoo.

En el caso do generr¡dffis pua servicio de emergencb ee dobo esúablcer s que

cügss critfons dobo s¡niniffi¡ole edcncia" Lrs cugns do mgwb $re sm

s@Eiblcs a cafdas de rolhje Prrcd€n E€püsF y cfiGúEc a oüo paar.

53

I^a alü¡rn del sitb Me s va s indalr el grrryo gÉocradtr y la tqeraürra

mbi€nte &¡m cmsfol€ilarso por su düdo poú€ncirl mbre el gsneradr y el

noúor ditsol. T8úo el mds diescl c@ el gnneradm d€b€n ccr diq|ri'|rfohs €n

nr cryacidadee nminalos cr¡üdo ls alh¡rB y la elrperma cxooden la nivules

de di¡eño.

Le d#minrción de ls ctrgn toht mocfida y ol tipo do carga sm Msicos €n un

málisis do csg¡. S€ dóo hocs "na lista do todas las cugnc, motss y tro

noús€s, quo el gfisador va a alirnmfa¡:.

Debe dcücrmins¡e la márdms calda & voltaje permisiblo & tal fcma quo

dispocitivoe tales omo rrMros de motses Do se cumdo se

a¡rmcm gfaod€s motses. Ctmdo las c¿i&s óe rnltaje [iar a rm cierto rnlc,

S€ü€na¡Mc un 65%' ls bobim dcl cmhcús no tdÉ la súcide rcsidcncia

fa costca€r cl cmtacús en pocbion cefrada y el moúr sc ssl&{i de ts lfua en

poco6 ci:loc. Pa estó lruefr\ es inporhúe rye la calda de voltajc en el crmque

no exco& ciertos valorcs; ma c¡lda dcl 357e er rm linib práctiao.

Oüo facúor ineorhnúe es el nétodo de errmqpe qu€ rúitfop el motq, bien sos

dir€cúo a l¿ lln€o o ptr n¡grhr rnétú de arrmguo a h¡irh r€ürci&- Llscclmob do arrmrye tmbién afecúa ls c¡ída do voltaje, rmr rogla práctba es

qpo lcmffitE grmd!ü fu ürmütopri@o.

Ias crgns nmoñshes dúm cmsiderrse bajo la cffi€de frse o ñses, ya qus

la capacidad nmin¡l det gno€úafu d€be M basada en la ñse En sqütr las

cügas msyq€q infqmrcitln $¡e so puode obúm€r en los ¿¡Srams d€

alambrado.

54

Debe hffiso uns pradftEifu de cxpusi(ffi fituus, lo cuál pue ser diffcil.

Cmo se ecúableció doq el gEnceadr 6e espocifrcrm coo. u¡ cryacfolad de

por lo ruffi un 10?6 ns'ry. Lrno bü€os rcgl¡ prác¡ba es: q¡mdo tü&Án¿trs

vrya al g€o€úEdtr de tpndo ns'ry cn lr tists & espocifuimes o omsulte al

frhrbmúe.

2.4.10.2. Procodimftnb pua la sclccción dc m grupo FÉrador

LEPrinÉÍ¿ €fups en el anrilisir do cargl e hro "nq lida do todss tas crg¡s

ea ol fom¡üo 1¡. se d€be lidü lae crgaú $ro som notsos (fomrúo la¡vcr T¡bLr 2) y tro noüor€s (foln¡úo lb; ver T¡Hr s) sepgadanffi. Ests

infrnnrción pudo obtffiBe de tos diEganas de ¡¡mbrado, de u¿ tista

$minitrnds pr el dlnfe o n¡ eléctrbista"

b. Tranderr loe daúos del fumrúo 1 a loo fomrtoc 2 y 3.

c. Uülico el foru¡úo 2a (ver Tabla a) para bbular los tr(W y loe KVA do las

cütns omsctad¿s €nt€ dos ñso, Ens¡enüs los Kw y loe KVA búales pua

cada caso y dMdal,oc pu dm. Tmbiéü ea el fomrto 2.b (vcr Trble s)

tabule las carg¡s llnoa a nflúrro y €ncüento la s¡mr de los I(w y KVA por

cad¿ ún4 do las ñsog. l"uogo rw¡nr¡ 1"" *grr nmoñsfons en sl fomrto2c (ver Tüln O. Ls frsc máe crgEda ce nuttflln pr tos para obt€o€r

rma cu88 ffisfo)a oquivElflúo5 la qrn ¡e rÉiliz¿ pra dcúennin¡r la capacfolad

nmin¡l del gpaelndor en mnbin¡clón cm las cügns üiñsicos.

rDfrrd -¡o hb fur h gdr rrofr.

ü

55

En el fuinrfo 3 (ver Trblr T) reume todas las orgns ümsicas. Esto

idr¡ye l¿ deterninación del üás stto I(vA de rrmquc ($KVA). cbedo

nás dc un múor es rrmdo al miffio tiqo sr¡no sus sKVA praMEetrm¿',qSI(VA

Trmdicra lm túlee obhidm en lq formatoc 2c I s al formrúo 4 (ver

Tabla t), el cüál ec rúilizado pra deúenninr |gwgoúohl. En osúo pmúo es

iqüffie quÉ se omsidss cüalqui€( cügp adbimal. sr¡ red¿ gpn€rul d€be

s€( :nüncr srb-e¡npÉ.lf,otrc potmrilr.

I¿ calda de volteje puede dmcos determinrse y la cdmciirn resulhfe dg€n€rador puede bc€rso cms¡thdo las curvas de rruguo de motryes

suminidradas en las hojas de da¡oü de loe gma¿sm. hode ts bÉn asl

rclccimu¡o el modolo dcl moúü dllscl do los KW úotala ruqua*lc, todo

e$o en oI fomato 4.

2.4.10.3. Fsmdoe pra tahrlacilin de datog

Formrto 1. Lista de todss hs crgas mofu€s y m motü€s, separa@:trifisicay nmfisin

TABLA 2. Crr¡r trlf¡¡lcr y nooúldce & neúorct

lr MOTORES - CARGA TRIFASICA Y MONOFASICAtlT¡tt I 2 3 a 5

Eg IE8(nIPCrrñ a[T E? voL Alc IE NH IIFO q)[! EDlnl.lt

(Eg!y

1

2

56

TABLA 3.CrryrrFloücffirlr

Lb cAncAs DTTERENTESTA MOTORES

IIüT¡U3+ 6 2 7 trru IE¡CruPclOT v@rl6 IXPE¡(I IE rw t?

I

2

l{OTASL(Fmbr h y 1b.)

f CÍc¡¡lo dc upcrin Cm he IIP eoencb cn C¡beh dc Frr¿¡) sc cúnd¡n bs KVAsc pr¡cdco rúilizar '¡b'u pua cotlñr ho KVA y hrcgo r calodn ho mpcrirn

Arys = (KVA x 1000) + (E x.fil

2 Eo cota ctti¡h s espociñca si h cr¡e cs tift¡k¡ o mmoñ¡ir ¡i cs mmoñ*¡ s dcbc

colocercaüc qrr ñrr o f¡r"ncr¡to c¡t¡io¡ü¡hd¡lrcrr¡a

3 Ea csta cüilh sc ctpoc¡ftt d tipo dG mr, si d rcbr cs Juü dc Ardilla, Rotor

fhüüldo, funko, dcR¡pt¡lsbq dcAnrnqrr cm Cffidor,leooñs¡cq ce.

I En cstl c¡cith s coloc¡ d Códbo NEIúA cspcencaOo pra cl ürsüqrc cn K\¡AlIIp dc

moh€stiüfu. (vrrTrbh 9)

5 En G$ücrsüh c cobca h form¡ co $E s arrem¡ d mdoc dhcio o ¡ h¡ltn rcúrcil¡,¡c mi¡a d cóqp NEIIIA qrr hy pur lor ffircür rirn & umqrr-(nr Trbrr to¡

6 En cú¡ ca¡dlh s cahdm los ryi6 qw oülst¡nc h carg¡ difcrcnt a ndo¡cs, si hsKVA mn ffiilog m cc ncccsio ¡c¡liru cü cá¡qe.

7 Fórndrs pa d dk¡¡b dc ba KW:

KW = (votbx mpsx pf r .6) + l0(DKW= KVAxpf

57

t Fffi dc pffiÉb dc h caryr diftrcnt ¿ motqc$ csb hr dc pffiii r pcdc lccr co

h du del equipo o co.trH¡s dmde ¡po¡€clo frcbñs dc pffib üticos pan {trccütu. (rrorTrbh l5|,

b. X'ornúo 2. Liús dc loo KW y los KVA de lss ctrgns M¡s dc dos

ñs€s y/o de frsey ffio.

TABII\ {. C|r3rmlii¡irhr-I¡n

G) tfr h. crdr t y ! r crb¡ b fW I IVA büv¡a¡l¡ - €dr cr¡r; - ¡fr¡r J fry rr {r. -lüo.tta

á'r8o ft|r¡rler ¡n ohrrr r¡ff*r¡¡lldoolj¡¡.¡fÉrr

NOT,¡[S: Gorm¡¡ 2r. y 2h)

I Prn mdutq úi¡izü tlblrs o cslcuh sm h dguinÉ fsmt¡lr

I(TY- (HP¡ U?df}[ EffiúPre cugu trcrtr¡ dc mdrcq calo¡hn

KTY: (Eb I ElEf r fp/f0m

2 Fdtrdcptrúcfudclecargt

3 Paramffi¡wufilbqrt¡bhs y pa¡¡cr¡Eaf trcrroüs dc mcsca,cahulffiKVA- rob¡ npür

KVA- I(f,t/PF

21 CARGA MOI{OFASCA LI{EA-LINEA

ñor^e} t 2 3 KS'-IOTAI.ES KITA- TOTAI¡S

l.Iw CA¡ÜT. EP rTy. PE rYA¡ A B C A B eI

2

Ia

I1OTAL '.rf(tfAl/z +

2h CARGA MONOFASIICA LINEA-NEUTR,O

NOTAS' I 2 3 KW-!|OTAI¡8 rVA-TOTAI¡S

IT C/t[T. EP H' D' nya. A B c A B ct

2

ta

TOTAL +

J8

TABIA 5. Crr¡r roff¡i:r hÉ ntro

TABII\ 6. furrb dacrr¡rucdi¡h

IMFORTAIITE:

+ Eo hs cesths I y 3 n cohcrn bs KW o lo¡ K\¡A indivilr¡¡lcc dc ls cüBls ccpcdficdrg

cn hr difcrcnb¡ ltsru, cs dccir, rd hry üe¡ molur¡ cm h¡ mioü cr¡üldice$ rcohca co h casilh dc Kw o I(vA hE vslorcs dc un $lo mffir y co b msithcryqmc¡as para KW Túhr y ICVA Túlcs r multiplicrrte por ücr

+ Lc velorc¡ dc los KVA dc ünaqw dc nobrcs monoñ¡ico¡ tcocr¡hcoÉ pucdco scr

¿crycclt¿os, porqtr csbs valorcs m pcqucüoe cmeüldos cm h c¡p¡c+d def

gEoÉrdü.

2c. CARGA T0TAL MONOFA$CA

DESCnIPiCION

*KW KVA

A B c A B cI|OTALLINEA-I¡T{EA

TSTALLTNEAITET'TNO

IOfALC/rncA UOIrtOf

EQT'TV. TnIFASIC1)Tc)' Pn ohr¡l¡drd*tüfdoq rrld¡llgrh hl frc¡¡r& ¡eI h¡trtt

59

c. tr'ormúo 3.

TABLA 7. furrbdocu¡rffifrkr

NOTAII: (Frab3)

I En c¡ta dwna s cspociffcm hE KW indfuihrlcs dc cda cürgi, s prcdcn oho¡rE|iütrÉ ütrh¡ o crhlh cm h dgub fsmr{ü

KW = (VOLTS x AtrfpS x JI x g) + 1000

2 Eo cste cohrm¡ sc cryccifu d ft.fior do pdflfu dc le cuga yr $a mdor o m mdor.

3 Eo c¡ta oolumn¡ sc cryociñcm bd KvA índividr¡dcs dc ildr rtn¡ dc lu ceryrs, sc prcdcn

ohccncdffi¡blü ocrhtü¡ cm briguitr fqm¡h

I(VA = (voltsx rys r f¡) + lfiX)KVA = KW+fb

4 sK\¡A = KVA de enanquc o Iil/A a ¡dm bloquGrdo, csb vrbr sG c¡nrcotrcúmdübdocntrblas.

r;-:*'::T,,, - "--".: -',:''"jI , .ri . It.***.--*-... . "...J

CARGA TRTTAf'ICA

lüT¡r8 + I 2 3 I t a 7 7 t t )fü qrr 2 !t E lva tra m

E¡t!'IYAtm

t¡ollt-

¡vAl|attal.

rrrt

IYArrt

:?AI¡I

I

2

t

TOTAL +

60

El estr columnr se Uhü cl ffi de urrqtr qr üilia d mfior, es &c¡r, si ca

Eru$E di¡G6 oatso¡iün rcórclh-

Er €$e co&¡mn¡ sc hhrhn hs SVA GntA dc eraqrr) cquivdcúa cs docir,

AcpcnroO dd üpo dc amnqrc dcl mffi, c¡lnthmos hs SICVA Si cs drccb e b [ms multidic¡ por l, ci cs coo u¡O¡nnsmrm¡¿or, dc üFrdo cm d @ co $tc sm¡cúrr * h¡¡ce d ftctor eo ul¡ '-$ü y r rutti$ica por ba SK\ÍA inútlhnlcs pnobÉoÉr los SKVA cquivdceha

Eo csbs cotumn¡¡ E crbdü hE KW y bo KVA bhhs dG b cügu idivift¡lc¡, cs

docir, si co tm dc hc lffir hty fu o mág crtges brntcs * mulüpli:an h¡ KW y bc Kt/Aindividuahs pord núroo de cergr igrnhs gle crisb"

t E¡bhtdc b6KnIyKVAdcbco ecrc¡EinidndosCtitupo.

I En cúb coümn¡ ¡G cdc¡¡ho los SKVA mfoim, Si vuio¡ ffii¡ ürürcü d mkno

funpo h¡y +p srmtr Gsbs SKVA sirc r csotc d ffir om nslor SKVA y

üa[irmcm csb vshr.

IMRORTANTF,3

I¡ ¡eleccih dd gw¡dor Ftede dcErmims por d raogo ¡rqsiúo pon d linits dc

cddo dc voltrjc, nás tico $r por h cargr cmlinue ¡obrc d gcoÉredú. Si dor o m&ffiis dcüco Cr rn¡C¡do¡ d mtenn

m ffir úilb ¡lgúo üpo de errn$E e tsn¡ón r!úridq d nngo dÉ HP dcl mmr smüiSce por d porccmq¡c dc bs KVA de unn4te.

L6 KVA de mmqr qw É celoh¡ rür un dib dc mucb¡ tnponmd¡ porqlE dc cEb

d4cúdc qrrc b planta m s tha¡pc cn d momb $F fu o más mñrc¡ ananqrrn dnimtienpo; porlotmtoeo l¡columnrg se prcden srn¡r oüosSKVA si se dem qrn

úo(0 ndo(cs) rnnqtn dc piEU (n lc n'¡un bE SIntA dc ctus mobrcs e licoh¡mm9).

6l

ü I'orurúo 4. Esb fsnaúo s€ üilizs cmo gtúa pr¿ la seleccirSn y

eryocificación del gpü€rafu.

TABII\ t. Remea do crr¡r tdd &t útoúr

NOTAS:

I tosKW y bsKvAmáximc mn rnbrc¡ cxffi & los fords2cy 3, dd form& 2c

r c*ür d rnbr dc los KW y bc KVA dc lafar már ceryrd¿

CARGA TOTAL DEL SISilEMA

CN.ETIE :AtrnA : ?ROYEGÍOnAxnrcAhroErEmtór: FECnATffilinnAAffi[lE : T?IODCSERIED

I(}TA¡ I I I 2 tIE*

qil¡olcNltIEC¡BGA

KWr¡ruw

K\TAf¡,{m

SKVAx¡rc

tAcl(nInPOIIINA

toryArol xx(F¡sootmra't\ot IIE¡g@

SB.IIOTALnlMJA

'trrlN^fti ar- 2a.xr

GNAÑ¡OTAL 'c¡tmn Y(LTAIrro

Etcc¡óñlttdALr,sllB/¡urn

62

2 I¡s KVA de urmqr úüm¡ c cffiul dct formñ 3 y r cobc¡ d rdor ry, csb

pr¡dc v¡rirr si sc dcce quc mt¡ 6¡fu¡s anu$n d nb ücmpo.

3 Et frcfordc potryb r calcrü dc h.iguhof füEPF- KWU¡/KVAn¡

4 I¡ crldr dc @i6 &l gwrdor s cilclü dc hs curyas qrr cnücge d ñhkffi, cshs

cury¡8 cn:

a KVAdcarnnqrcVs cddrdcvolhio KVAdc ürqrE Vs. rugodd g@tdor(coKWy/oKVA)

2.4.11. Ejerylo pua la ssloccirln do rmaplanúa diosot

Kolbiúoe IJda", ncositn un grupo gen€radtr püa ministar pohcia a un

cmjúo de oquipos elécbicos. El siú€m¿ & volüajo os tiñsico, cuaho líneac,

60 H4 20gll20 voltioe. I¿ m¡ixin¡ coida do vottajo no 6e ex& el 309/o.

El gnpo gffiadffi ya I s€r imtalado ü rm sitio orlu altrra sobro ol ni\r€l det

m¡r os de 1000 meúroo (3.300 pi€s), om uns temperrnra mbknb do 20 y 40

gr¡dos ccoügrados (6t - 104 oD.

S€ 6c soloccimar m glupo gffiafu adocuado tpe sminisüs pofffiis

cmtin¡la a loa siguientes oquipoo:

a. un moús do inú¡cción cm roúor jaula de Ardilla & lzs [Ip, tifrsico,

1800 r.p.fr, dis€ño B, qtn va e nrqnejar una tih¡rn¿orq el noúm es rrprcado

dirocúo a l¿ llnoa

63

b. Dos mots€r de ind¡¡ccilm cm roÚs jmta do Edills do 40 Hp cada uno,

triffsbos, 1800 r.p.m- cada rmo, di¡edo B, En vm a n'.ry¡ja: rna bdatmsportaaorq los &ü müses srucan düEcúo a la llnoa

c. t n tmütr ds id¡ocion cm rdr jauls de üdills de 30 [Ip, tifibbo, 3600

r.p.n, dis€ño B, qre nrejr una bmba y es crmcado dirocúo a b lím.

ü Doo motses d€ ind$ciltn cm rots jadg dc sdill¿ & j Hp cada uno,

ümsicoú, 1.200 r.p.&, diseúo c, qrc nmcjm doo ventitadores; ermcm dirpcúo

a la lhsa

o. cinco motü€s dc fise prtüa, & ll4 dB HP cada uno, nmffslnq 20s

voltk:s, Mados de las frfos Ay B, mruime herrmieotas.

f. Dos noüs€s de ñse prtidq lR & HP cads rm, moñsfuos, 2Ot

ttolüof, @ados €oüe l8s frsos B y C, ffitejmdo bla&os.

g- ctúo moúses do rcpulsitia 314 & rlp cad¿ uro, mmofirshoq 20s

rroltios, ffifu fficlEsfrsoc Av C.

h- Dooe kilovatbs & h¡coe inco¿ccemos, frcúor & potencb mibb,mmñsln6, 120 voltioc, didribuidos de fqn¡ igr¡¿t de hs ücs ñccs y el

neiüo.

l. El GdEo de uranryo de los motses tdñsicos €s:

&c Princro cl de l2J ItPe Sogundoetdo30HP+ Tmero d dc ¿f0 HP

+ Cttrúo el de 40 HP

c A¡inúo loo & J IIP

2.4.12. Sohplón al qierylo

; Anill¡b & todu lu crr¡ll

I hrl cbt*r b frb+ chn¡r br l$A- b f* Io, l.l Grbrll¡r¡(f,n r lülll r t.7lt hrhTr¡b ll,-@il¡GOffiO| frr.bT.lb ll.

| ül¡rKf s¡¡r¡rofcr¡rsioclrúrl¡rrr¡¡3 ñtrFrl+rlrl.?t|ft¡ nrrb?*l lt

MOIORES¡ - CANGA TnIFAÍ¡ICA Y MOilOTASICA!Í'T¡8 .' I 2 t

fiu l|fc8¡lffi{ AEY EP vq, lxP IE nil ttPo cm Érwo¡tt¡m

(m9

I tx¡ftR DC,A I 125 M 3 lttx) ¡.¡N¡ F A ABNA¡*A IO

2 ¡ArDAtt lp. 2 n 2C 3 tcD ¡rn¡ F A ARNATEA3.t na^ t 30 ffi 3 3ó00 ¡t¡t F A AR¡ATñA2:I vEtlIlD(n 2 5 m 3 tm ¡tttA E A AntAlcA9J lna@tTA t ltl ñt tl¡ rllt¡n A6 TAIIINtr 2 IB 208 lts IE, A7 lf o.Itll¡d 1 v1 xn ua tttrr A

CAN,GAI¡ I'ITERBNTES A M€'TORES

!()[ts + a 5 6

ITD. ryrffi{ w.Il(x AXPruC DIE xw t?

t ums tn r(al{) ¿f.0 t.0

) II.E8 t20 r(E¡I) ¡f.O t.o

tc I¡ffi¡ ln l(c¡f) ¿l.O t.0

CARGA MONOFASICA LINEA.LINEA

NOTAS+ t 2 3 KIV- TOTAI,ES KVA-TOTAI,ES

Irt*r CA¡TT. EP Kt[t PF I(1'A A B C A B C

5 5 t/4 0.40 0,?0 0.60 2.0 2.0 3.0 3.0

ó a IB 0.t0 0.71 070 1.0 t.0 1,4 1.4

7 4 3/4 0.95 0.16 125 3.8 38 50 50

TOTAL '

5.t 3.O 4t &o *4 6.4

TOTAI./' + 2.9 l5 2.4 40 22 32

65

b. Carga Monofáslca

t. Pr||nrolorr¡ ur h Trbl'' 12yltoobub: XW¡(HPx0.7aqyEft'hxr¡.2- Ii¡rrTrbb 16.

3. Pr¡rnoto¡rlu¡rhT¡b|lr¡ l2ylC;Fr¡rorytdifrnnlrrdr¡rolorwGdodrr¡l(YA¡Voll¡¡t¡tÍ. o l(YA.l(W/h

' Prn otrmlr d rquiwlmlr trifirioo mrhipli¡ur por trr¡ (c) l¡ ftE rÉr or¡rdr.

c. Rssumen de cargas tr"lfiñslcas

CARGA MONOFASICA LINEA.NEI,ITRO

NOTAS+ I 2 3 KW - TOTALES KVA- TOTALTS

trru CAIIT. EP KW. PF I(VA A B C A B C

I t 4.0 t.0 4.0 4.0 4.0

9 1 40 l.o 4.0 4.0 4.0

l0 I 4.0 t0 40 4.0 40

TOTAL + ¡L0 do /f.0 .f.0 40 40

RESUMEN DE CARGA MONOFASICA.

I'ESCRIPCION*

KW KVAA B C A B C

TOTAL LINEA_LII\TEA 2.9 l5 2.4 4.0 22 32TOTAL LINEA NEUTRO ,LO .tO 4.0 ,LO {.o ,f.O

TOTAL CARGAIvÍONOT 69 5.5 6.4 EO 62 72

EOUTV. TRIF'Á$CO* 20.7 u.o

ffi

SUMARIO DE CARGA TRIF'ASICA

IüTAS + I t 3 a 5 6 7 7 t t 9

fmr QIY E rw It xtA ¡fYA rd¡ooA.rnaroú

c$AIIX'T

rwfltilL

rlrtfIT ¡

¡flÚ Y

IYAIAT

ayAI¡AI

I t25 106 0.9t u? 69ú A 69ó t06 lt 106 It7 696

2 ]{l u.2 0.90 ü ¡0ó A 166 252 T 25.2 T

3 10 35.2 0.m 30 n A m ?0.1 7A ?01 76

I 45 080 5.E v A v 9.0 l.ó 9.0 It.ó

TOTAL + 2ll 2s5 ffi

I MirarTabls g ocalcular: KW = (Voltsx anps x 16x fp) + 1000

2 Omitir paramotores. Para cargas no motores mirar Túla 15.

3 MirarTabra gocarcule: [l =(É x+ *f¡ *nfrl -il +l

4 Mirar Tablss 9 o l0 -+ SKVA = KVA de arranque o I rotor bloqueado

5 Mirar Tabla 11.

6 Muhiplique 106 SKVA por el factorde la Tabla ll.7 Muhiplique los KW y KVA individuales por la c¿nüdad de equipos iguales quc ha11 mirar

column¿QTY (QTY = Canüdad).

8 El tohl de los tr(W y KVA deben ser suminisüados al üeurpo

9 Tabule el toúal de S:KVA de los motores que pueden se anancados al mismo tiempo o el

motorcon cl meyor SKVA

d. Resumen flnal y nscomendaclones

67

CARGA TOTAL DEL SISTEMA

CUETTE : KotBITos

ALTURA : ltnoM PROYECTO : KP-I

NAXHA CAIDA DE TEilSIÓil : A¡ X FECHA : JUL.3T92

TEWERATT RA AttBlElúTE : 2o - 40 "G TIFO DE SERVICIO : COl.fTBrflJo

t{oTAs + 1 I t tDE

*couPo¡tEtrtIE

Ds CARGAKW

MJimrosI(VA

lrÁmfosSI(VA

MÁrmtooFACTORDEPOTN¡TCIA

SORMATO2 tÍo¡oF^sfico 20 70 24.ú

FORI'ÍATO3 TIüFASCO 210.60 234.ffi 6!)6

ST]BTOTAL 231.30 258.@ 696 0.89

REüBVA FUTURA

00 N- 20.ñl23.13 25.ffi

GRA¡TTOTAL + 254.43 284.46 696 0.89

CAbADE VOLTAIE('I DE LAS CURVAS DEL FABRICATIIE :+ 48%

Llos calda de votQie &. 48Yo m er acegtabla Debe ercogene elsigui€de gmldor ea cryacidad, o B¿a urp crrl r¡rir c¿ldE de voltajem el 309ó, El BÉo€rador &be cer pra s€rvicio co'min¡o, trifÍtico,60 IIz, l8{X) r.p.m-, 2OU!2A vohia-

I Pa¡a carg¿ monofásic4 rfilics l¿ fase más cargada

2 Los KVA de arranquc maximos sc ctúecn dcl Iormflúo 3 y se coloca el valor máximo

3 FactordePotenci¿(fp) =KW'¡"r. /KVA'ü--

4 Ia c¿id¿ de volt4ie dcl generador se calcul¿ de las curvas quc cnhcga cl fhbrica¡rtc dc l¿

planta-

2.4.13. Tablas utilizadas para el crilculo de los difer€nües panñmetros de las

6E

csrggs; nec€sarios e,n la selección de una planta diesel.

TABLA 9. Crr¡c{eristicrs tipices prre moúores 3f ;diselto I\IEMA B,C y D

c RACTIAr$IIC STIPICASDEMOTOBES3I rroron¡s ffif,ño NEtía a, c y Dm R.P.ril. KIY

It¡rtü¡I(VA

Mrr¡hrICVASrrt

m ItP.M. KIYItl¡¡dr¡

I(VAItr¡rü¡

I(VAS[¡rt

I 36001800

1200

1.05

1.06

1.02

1.3

1.4

1.5

l3L2

t2

40 36001800

1200

9m

33.3

35.2

34.534.6

3739

?9.2

41.3

2212242202t6

2 360018001200

1.91.9

2.0

2.22.32.7

l9l3l8

50 36001800r200900

43.543.543.2

42.O

484848

49.9

276275274272

3 36ml&x)1200

2.92.82.8

3.23.43.7

252424

ffi 36(nl8(n12009{n

49.5

51.551. I51.3

555758

6t.2

336331330328

5 36001800tz0o900

4.64.64.54.5

5-25.45.86.3

35343433

75 36{n1800tzw9(n

6463636

7l70

7t.577

4194t64t74t4

7tn 3ó0018001200

9m

6.76.96.87.0

7.5

7.98.2

9.3

48645

M

100 3600l8ü)1200

9m

8584

84.5

86

949:l9699

552s56555

552l0 3600

18001200900

8,88.88.79.4

9.8l0.lr0.512.3

62605856

t25 3600180012009m

108

l06109

l13

l19lt7t23127

698696695690

l5 36(n18001200900

t3.213.0t2.9t3.7

t4.7t4.715.2

t7.4

88uc28l

150 3600180012009ü)

127t2513l136

139136148153

&16

880828820

2A 3600180012009(x)

16.7t7.2t7.4t7.4

18.619.420.32t.6

LL2rt2112llo

200 3600180012009ü)

167164r68r78

183

180195

20r

1ll01105ll00l060

25 36001800

1200

900

20.521.6

22.O

22.0

22.824.3

25.5

26.2

139138

138

t36

250 36m1800

1200900

204200205213

224220232239

1380t3701360

134530 3600

18001200900

25.225.525.O25.5

2828.628.631.3

166

16516516l

b.

69

TABLA 10. Codigos NEMA p¡nr ¡rrrnque de moúores

trifáslcos en KVA, /HP.O

CODIGIO KVA/EP DE ARRA}¡OUE RAIYGOTIPICO

ABcDEFGHJKLMNPRsTUv

0.003,153,153.553.55-400.t00-450

4g¡-5.(n5.00-5,60

5.ó0-6.30

6.3{¡-7.10

7. r0-r.008.00-9.00

9.00-10.0

10.0-11.2

rr.¿-tL512.5-14.0

14.0-16.0

r6.0-1E.0

1r.0-2¡.20,0-rL4

2L*y rlnlbn

fS tp y rrrfU10hp

7.5y5hp3hp

2y t-lt2hprhp

rbqJo de I hp

O Nota: A menos qu€ los KVA de Aranque scan conocidos, use el valor más alto de estaTabla.

TABLA 11. Metodos de rrrrnque prr¡ Eotores

c.

Móúodode A,mouo

KVAde

A¡rEoua

TorquedcArluqucA¡nofudo SIMB.

DIRECI]OAT!|.LINAA toú6 tm96 AAIIIO-

I|BAISFORUADOR50% TAP 30o/o 25i6 BI65tlo TAF 6% 4216 nIO% TAP 6896 64Vo 83

NEACTA¡ICIAONESISTET\CIA

TO%TAF 80o/o 640/o cH¡TNf,T.A-IELTA 33% 33Vo D

I}N'A¡TADOPARTIDO 7Vh 4SVo E

¿

70

e.

TABLA 12. Carectarlstic¡s tfplces dc motor,es monofásicts

@rcep to Repulsión-Inducción)

TABLA 13. Mofores monofúsicos de ropulsión

TABLA 14. Motores morofásicos dis€úo L y M

EP KW IffA

l(VA doArrnourFASE

PARTIDA¡!UDf¡r.l

c¡p.Silt

Ir¿ R!¡

crP.S¡rt

C¡t R¡l

v6t/4IBtn3/4I

0.300.¿lO

0.500.650.95t.20

0.450.600.700.90t.25l.ó0

3.705.006.00,:

2.503.404.005.207.209.20

3.004.ú4.706_00

8.3010.50

EP KIY I(VA Iil/AdcArlnomtn3/4I

l-'aa

3

5

7-'Al0

0.530.801.001.501.952.704.&6.108.00

0.75r.l01.402.002.603.605.807.9010.30

3.004.305.507.8010.0013.5022.OO

29.0037.00

EP

KVA dc Arranoue

DISEÑOL DISEÑO MI

l-ta,3

5

7-%l0t520

8.00l1.5015.00

24.7031.0046.0060.0090-00120.00

ó.509.20I1.5016.1023.0034.5046.m69.00v2.ffi

*

7l

TABLA 15. Frcüor de poúencie de crrges comúnes

TIPO DÉ CARGA TACTOR DE DOTENCIA

LAMPARAS INCANDE SCENTESHORNOq ELEMENToS CALEFACTORESCONTROLESI-AMPARAS FLT.TORESCENTESHORNOS DE INDUCCIONHORI{OSDEARCOS0LDADOR (TRANSFORMADOR)SOLDADOR (mcfor ac - Sffirdor dc)TRANSFORMADORES

1.001.00

0.80.0.900.95

0.60-0.700.80{.90

0.60.80{.900.80-0.95

h. FORMUI-A,S I-NILES

Sist€ma trif;ísico

KW = (ltp * 0.746) / Eficie,ncia

KVA = (hp x 0.746) / (Eficiencia x PF)

Corrienúe en amp€rios = I = (KVAx 1000) / (Voltsx JT)

Corriente a rotor Bloqueado = fr = (KVA de Arranque x 1000) / (Volts " "6)

KVA de Arranque si se conoce la letra del codigo

SKVA = (ó x Ic,¡.¡r x V x J-g) I 1OOO

Sistema Monofiisico

KW=(VxIxPF)/1000PF= KW/KVAKVA = (V x I) 11000

KWuoo"-"¿¡* = (hp x0.746) / Eficiencia

KvAx"to""'-.ftico = (hp x 0.746) / (Eficiencia x pf¡

IIIÉt¡ü

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tIIIP

II

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ÉI

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Ia3

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CT.rxo6

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¡!IRF¡ ÉlÉ¡x

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i. cÍlNT'RALtz,ACtóx nn snñnl,ns

3.1 GENERALII)ADNS

En la cmbotelhdora cada'.¡no de los equipos en planta, clesempeiian una función

clefinicla dentro del proceso de proclucción de la gaseosa. Tienen sus respectivas

protecciones, sisfemas de mando y control a nivel local o de área y estos entre sí

aislados de las demás áreas. En el caso de presentarse algun tipo de falla, naclie

se da cuenta de ella inmecliatamente; siempre ocurre el disparo de la protección

ctel eEripo, queclando filera de sen'icio, y en la mayoria de las ocasiones; de no

observarse a tiempo la fblla, puede ocurrir el paro gerneral de la prodncción, pcr

la f;rlta de contribución dcl elenrento que salió. Fll mismo manejo intrínseco de

':ada equipo, no permite restawar el proceso ni percatarse de la falla, antes de

que oculTa la parada general. El sistema no esta provisto de ele,mentos de

restauración a distancia; en donde el operario ó auxiliar" tenga la opción de dar

continurdad al trahalo sur necesidad de acudr al sitio.

La idea es que se recojan todas y cada una de esas sefiales cle fblla, utilizando los

contactos arrxiliares de los elementos de protección de cada equipo y llevarlas a

ttn panel e.entral de visualiz;rción y operación, cuya localiz,ación más indicada es

el salón cle producción, de r¡ista a auxrhares y operadores de llenadora.s. La

rmplementación de las alarmas, se puede hacer de forma visual ylo sonora; desde

79

cl {nlal se Grdo$E la cracú€rlstica del aouncio y so htn la qortunidad de

acü¡tr & una müÉrt ná¡ dsi€núc do la sr/€oúEalidad do un¡ flla.

32. Efemplo dc dgmu fdlrr quo re hrn pruontrdo por frlta & un¡

rd*uede Catnlh¡clón do Scñrt€s

3.2. I Equipo dc mmla Roblemix

Hs s|¡codülo gn ho vasos de n€ucl¡, agusy jarabs ro nrcíar; dn quo hrya aviro

de ñUa, ocasionmdo pürads dol oquipo pc llensdo ir*giulrt

3.2.1.1 Vaso do Jarabe

Cbando rcpdinmde sc vrcls el ja¡rabo pr¡ede sucodÉr qle loc docú¡odoo no

fimcbnq el relry de nivol m rocibo sdat o la moúobomba quo ecrda j¡¡Ebe

fudo ls sats de prcpamoftin al Robl€mix, quoda ü¡bqiando en vaclo o

siryle¡nmts eo dispra la protocción Do da fa¡la sdo hcy pcocpcitin q¡ando

s visu¡liú ps ol opsario do lallwdra

3.2.1.2 Vaso de Agne

Al igr¡al qw oI adrrior, se haQia cm elocilnodos do nivel; loe cualos elr un

nomento dado, quodm fi¡Ér¡ do sflrioio, ocasi@¡ú el vaci¡do dd recipide.

OcN¡rE tanbiétr l¡ soliü dcl si¡úma de la bombe local o ls bmba de suninisho

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de agx¡a üatadq, lo qrrc inceitabl€m€do, y dep€ildi€ado & loo niveJes , Gigina

parada det oquipo dE ll€nsdo.

3.2.1.3 Vaso de Mezcla

Es €I caso ca cl cunl ocuf¡c la ooffibinrckln do los ltem mferiffis (agr¡¡ tnfada y

jambe), y det quc pass ya la b€bida ternin¡d¡ r la llen¡dra Tmbth pc las

misnas causos €n cudo a $üalcs do niwl rc da el vrcia&. En Gsúe pmlo "naftllc no pcrcibitb os ñ4s crtücq porquo af€cta imdiaúffiro l¿ lten¡dr4, ¿l

&rbqir l¿ boüb¿ en vrclo &ddo pasü airc h¡cis l¡ nim"

En de mimo €qubo cstfo loe tmques dc ab¡cenmftúo pucial nbúas se

abasteocn loo rracoo; los cüal€t ticúal tr.trbién sid€ürs de riwl pc olocüodoo.

C'ud octürre u¡¿ frlla €n tm de dos elffios, y ffi €s inüÉdiaúeffite

crregids;, ocasirnm la püada do l¿ llen¡dm¿ y poCerkraome lE toúatidsd &lequipo. Es de ded¿cs €súe tipo de ftU4 püquÉ d€bido ¿ l¿ frlt¡ do rmo do los

corymemee & lL ncrc¡& se sltera of BRD( (ca¡i&d d profuOo), tcnialdo

qpe d€rraütr el coúenllo por m emplir cm las exigwias de catidd-

Cm el adm¡ado nruejo ds las sd¡les & nivel y odimilad ds lEs bdas,esto tipo de sih¡aci@s se witsn cm mrmcios de pr€eüE-

3.2.2 Equipo de Cns Csbónfuo

L¿s sdales de de equipo se pedm tmar desde tas bmbas de suninistro y las

floú¡s & nivel; Taúo en et ünquo prircipal, c(mo €n el hque de

8l

abacú*iniento del cARBo{ooLER. La frlta & osto elendo, atúera loe

índices de presión, confraaresióny el mismo brix definitivo de la gaseosa. Es el

gas carüónioo el elemenlo fi¡ndamcnt¿l en la pro&rcción de la gaseosa y lacatidad de la misn*

3.2.3 SiEt€üB & enfriamienfo

k¿ €t enfrianfrnúo do ls bobida (quo confuibuye tnmbtrm al brix), se cu€núa ooü

cüEho omp€sor€s do nrnruríaco .Th,bqisdo la planta a ftll fimciman fues,

dsjudo uno do r€serva. Todos ti€a€n su si$oina do nlado y cmhol en el r@ y€n su zona L,os oirc¡riúos do coúol brishn la opatmllad ds hffienclavamienfos con relevos y bloquos ar¡xilia¡es, paro rnarejar seilnles de fntla;

atm asi ol permifir que el €ompresffi de reserva entr ufomÉticsm€nfe cuando

frllo alguno ds e[os. EnÍrmfu uno & clloo en früa, hry pcccpcilln & oüo,

cüú se pr€$eafan problemas por frlta de enfrianienfo del sistem¡ & ll€ndo,

mesitando que el Fsmat de n¡úenimienfo acuda al sitio, pra unlizar la

falla y pü€r ol coryrresor de reoerr¡a en fr¡ncimamienfo.

En el siúems de refrigcraoión en gen€ral ; se puoden nonitmr los olem€nioE

ampm€oúes' tales conro: PrecostaÍos Diferenciales (oontoks de presión),

cmfroles de Tenperanra" controles de p'resón de aceiüe, los Térmioos

BinÉtáliaos de loe moúores, para obtener sd¡lizacimes de fr¡ncimmknto

ntr¡lsl y ammal dol €quipo, permfiendo así mmúens "ma visifu omfima y

cmfisble del sistemfl"

82

Le be¡id¿ debe ser t€frigerada para doctos de conserr¡ación y llenado. Se hm

dado casos en los que el nivel de amoniaco diminuye (pu escapes) y no se tiene

ningún elmento que de a conocer erúeriorffire nr cordioión; solo se cu€rúa con

el tubo de nivel para mqnejo visr¡al y dafos estadlsticos de conflmo. C\¡ffido

sud r¡n¡ frll¿ como la mempirmada anúerisn€nte el conhol qrc op€ra €a somomÉnlo es ol presostaúo diferenciat, mmdándole r¡na señal a t¿ bobin¿ del

contactm principal pffi que se descnergicc y pre el equipo ps baj¿ presión En

el pmel cenFat de alarmas, sc puede vi$¡nliztr la s¿lida del equipo llwamdo

unicanenúe la sdsl de la bobina del contactor, sin mostrar ct¡al fire l¡ car¡sa, o

tmbifo sc puode llwr rma s€tlal dpl contol ef€ctado por la frlla para ubft)ú de

una forma nás &fonfe do dffide provino el motivo del disparo.

3.2.4 Congrocuos & Afuc

Utilizados para todo oI sist€ma nffmático de la planfa en el proceso de

€mboúettado. Risicamnde loa dispoeitivos de coúol a üener €n cuffta con los

compr€sores de aire son: el Presostato, el confrol de h¡bricación y la proteoción

tdrmica de los motorcs, de los cuales se puedeir obtener s€úales para el panel

c€úat de alarmas.

En caso & falta en el srministro de aire ven aftctadas las qacadoras,

desryacadoras de envaso, los gnfos de las pal€tizdffis, loo gafoe de las

escuslizsdoras, el sensor de hlkocsrüuros, e¡c.

E3

3.2.5 Tmquee de Jrabe

Se üenen en la emboúelladffi dos clss€s de tanques de jambe; el de jarabe simple

y el do jarab€ terminado, para nr¡edro caso en particular sm los de jarabc

terminado loo rye interesaq ubica&s en el salón de jarab€s. El ja¡nbe

ter¡dnsdo es enviado al equipo de mszcla "Robl€adx" por internodio de rmas

bombss que wüin enclavadas elechicanenfe con el Roblemirr, esto con el

objetivo Ele cuando el equrpo de mszcla pre' las bombas e jarab€ t€rminsdo

tambifu to hagnn y no vsym a soguir mviando jarab€ a los vasos dsstinadog

para la msznl* Son estas bombss las encargndas de nanúener m cmstant€

abastecimi€nüo de jmbe t€rmhado para el eqwpo de mezcla y hngo para el

poateric envasado; por lo tanto el m¡l firncionamiento ds estas bombas

implicaría un irregular funcimamieoto en el equipo de mezcla y B su r¡ez un mal

eü\¡asado.

Pm lo mcimado mterionnenüe , es de grm imporüncia mmÍen€r vigilmcia en

el fi¡ncionmieafo de las bombas de envio del jarobe terminado; esta viFlmcia

se po&ia ejerccr con rm¡ sefial de alsnq Ia cual indiqpe el mmenfo €n que me

de tas bmbas ñlle. I¡s fallas que se puodeir presenfar son de tipo elffico o de

tipo necánico, p€ro de igusl form¿ mbas d€b€n ser mrmciadas para darlos rma

soh¡ción prmta Por ejerylo, qtre la p'resión de rma de las bonbas disminrya a

m nivel no permitido; esta frlla s€ pue& kaducir €n una orden de dispm al

sist€ms de p'rotocción de l¿ bomba y I su vez en rmr señsl & alarma €n un panel

cenfral, donde m rrpe'rario la pueda d€tectar rápidmente. Otras ftllas pueden ser

84

una sobrecmrieaúe, una sob,rdensión, falt¿ de jarab€ para enüo (nivel de

jarsb€),€úc.

3.2.6 Bombas para enüo de agua tuafads

Estas bonbas sm las eucargEdas ds e¡rviar ol agrra fuatada dCIsde las seoofunos do

tratuiflúo de agua hash los sitios dmde es rúilizad¡ pua la fú¡oción de la

g88eo8a"

Eshs bmbas encrgEdas ds enviar et agua &atsds hast¡ los sfios dmde se

efectrian las mszclas, hacan parte del equipo de vital ineortancia pra el

fimcionamiento de rm¿ lfnea d€ produocirin En la plmta cads u'rri de las

s€ocimos de trafuisúo de agua presentan dos bmb¡s €n paralelo wgndas

ds enviar el agps hafada; u'r¿ do edas bombas trabaja de forma oontin¡¡a y le ota

so rrp rti€nio de reseñ¡a, a¡mque anba6 pueden habajar al ti€mpo €n caso de que

la demanda de agua üaúada se¿ d€rnqgiad& Hm oq¡rrido casos €n que es tal l¿

demmd¡ da agua que s€ ha requerido el fi¡ncionamienfo do la pareja de bombas

para el ñncimamilnfo optimo de las llnÉas de profuccfoin y por cmsiguienfe

rm¿ @clir¡¡ pmü¡cciórt.

Como ya hemos mencionado sm muy iryortufos estss bombas para r¡na

efectiva produccióq por lo tanto h"V q,* presúarles qocial cufolado €n su

nadenimieaúo y ftncionmienúo, para witar psradas en la pro&rcción por fallas

en eI em¡lo de agua Lss s€ñal€s de alarm¿ qu€ se pueden nanejar enr estos

E5

equipos sm: presión de bombeo insúcieute (confrol de p'resión), üabqio en

vasfo dÉ la bffiba (cl¡ando se vsclan loe tanques de almacenmicnüo dc agsa

üatada), flota de nivol de agrra sOrecuride, ¡obreúenei&L Nsmahente en la

€ffibotelladora estas frllas no s(n üoctadas & form¿ rapid4 ni tqoco son

avisadas de fonn¿ €ficienfe, sinplemente crundo ta lines se para o l¿ mpzcla no

es la ideal, es que el personal de nanúeaimitzrúo y/o los op€ffiios se percatan del

ddo. cono ejemplo de lo rnf€f,ior, es tipioo que tas bmbas se gueden

hubajando ea vaclo por falta de nivel de ag¡¡& o püque lL g'uladsde $mión dÉ

ur¿ do las bombas se quede pegaday la bonba se dispue.

3.2.7 Bauco de hielo

El bmco de hielo es el encargndo de nad€n€r el frio en los tmques de jsrabe

sinple y t€rminado, ubicados en la sala de jarabes; esúe equipo es de gran

funpotucio pra madener la trryeratura idcsl del jrabe pEE su conserrmción y

para la prepración de la ggs€oss; de la t4eranra det jrabe depeode et

'Bdr" $¡e se obúengE la fin¿l de la proürccióa el brix ar palabras siryles no

es m¡ás Ere el'sabu ideal' que se esp€ra ea la gaseosa.

Corno lapresencia de persmal de mdenimienro en esúa zm lE cs rrlry comú¡r,

es muy iryorUnte mf,ú€ner rm cffiol de poibles ñüaq irylemmAo €n un

panel c€nhat de alrmas las sefrals dffide s¡e noc indiquen las fill¡s nás

comune$ qus puod€n presentarse en este equipo, cmo por ej€rtTl6, ¡lispEro dol

térmico por falla en el motor del coryrrcse, diapa¡o por baja presirón de

86

lubricacion (en el ooryrecor), disparo por alta o bqia presión do NH3, dispuo

por teryeraturq, bársicmüe esas s€ñElos nos d¡n rm cmfuol optimo sobre el

€quipo.

3.2.E Tsre dc E¡friml¡úo del Cmdensadtr Evapmativo

En todo siúetm dc rc&igenación púa qr¡e ¡e de el ciclo colryleúo se nocesitc

úsar el renigerante (en este caso el NH3), d€ €súo se encargn el

oqtd€nsador, $¡spor inffimedb de agBnbs e¡úernos como aggay aire, euirregael

calor para asi lograr l¿ cmfusación del refrigrmnto y continuar con el ciclo.

El agua qüe so úilizs para 'afriafsl condensads no se puede @iciar y

para esüo so utilizs r¡na úonu de cnfr{rmhnúo, fF¡o 80 @csg¡ do @friar el agug

que llegn cflli@fe dsl confusador, para lrcgo m¡ndarla, por infcnodio do una

bmba, de nr¡evo al condensador y asi mryleúar ru ciclo. Norm¡lmenfs el

eúianienúo del agua en las úon€s so da ptr el rwio &l agua a baves de r¡nas

boquillas, y esta es €nfriada por un ventilador de alúo vohmren de aire, ver

Flgun 4.

Si el sistema de e,nfria¡denúo llegE a fallar, principalmenfe por el disparo del

ventilador, por disparo de la b@bs o por do las looquillas, ol

sicúema de re&igsración do la emboeladma qrrcda pu fuern al p,resenfarre'ma

elevación de presión y dtspararse el conhol por alt4, dejasdo cotro consecr¡encia

mat fr¡rcionamienúo en el sishmlde Ueiladoy püo do ls €quip6.

r FtsrtcK¡t{AtEl{To B stcoDC T.SIATORRE DE

E]SRNNENTO

F'IGLTRA 4. Torc dc cnfrl¡rmlcnúo

I¡s seü¿les dÉ alarns $¡e se e¡€n c€ofn¡tizar en osts parb serian:

+ Diryaro de las bombas de agrra

G' Disparo del r¡utilador

+ Falta d€ nivd & agua cn el tanque dE la torr€ ds enñianfrn o.

3.2.9 Generadm de vapor (Cald€ra Power Master)

la cald€ru es uno de los equipos nás qu€ oxi¡úeo en laemboúeiladora" tsnfo en el inicio como €,!l el soshimimfo dcl proc€so

pro&ctivo de la gnseosa" y por lo tanto requirre do rm espocial cilklado ps parte

dol pcsual ds mnntenimimlhc.

t

88

El vryor geü€fiado por l¿ cald€ra es úilizado principaln€üúe en las lavadmas de

€nvase. El eirr¡asc que llega $¡cio ds la calle pasa por la desqacadtra y se

dirige h¡cis las kvadmas, por idsnodb de un¿ bmda trmsporta¿ora,

déposifuoo€ €n lma eryeie de bolsinos plásticos qrn loo truporta aI inú€rior

de la l¿vafuE, dmde cmi€üt un €Dú€nso reourido en fuma e espiral pstús loo hqucs, pasmdo pc difercmfa €úry¡s de l¡vado. En cada m do los

hqm pu dmde el envasc fsar existe un niwl de presir5n y torrneratura

deúerminado, en el mom€úfo que en rm de edos tequcs cambkn las

dicionos (preskin y tmperanna), loe eavases qiuc pasen pc aH quodarre

mal lavadoc, no si€údo aptoo pra el ll€na& y el p,roceso de proúrccion debe

d€ú€n€rse pra cmegir la frlla"

Sm vriw los elcmenfoe de l¿ cald€ra, que do no fimoions bienL ocasimm la

Prads det equipo. ' I^o cald€ra tiene ua progrmafu Erc pcrmite la mada, ptr

€úapas, de cada rmo de s¡s cffipffi€de* Cbffido el progrm¡dtr uryle todo

su cfulo nqm¿l Ciryre lo tienen qrn haoer) y €nco€ña una fall¡, €s cüedo

un¿ sircns avisa rye alguno de los elemenfoe no frmcim¡ bi€n, y qüc no pudo ser

encendida ls cald€rq, solo €n €ste Mto es cNrmdo el p€rsmal de

nantenimieuto tiene gue Hdir al sitio pra folenfifioa la ñll¿ y restaurr el

sistmr

[¡s ca¡¡sas que pucden h¡cer Ere la cald€ra no trrnn$le o so apag¡¡e ú¡rmte el

proc€so de proercc óa s@ las siguforúes:

+ Fa¡ta de airc en h cquerh" fall¿ en el venúiladmé Fslts de gEs pmpam pra la ipisión

E9

+ Falta de cmbustible (Frrcl Oil)+ Faltadeaguaenel domo

+ Ddedor foúoetécüiooylo elecilrodoo de ignición st¡ciog

+ Falla en el sist€ma de precalErtamienúo de cmbr¡stibleG) Falla enel confrol de presión dovryc en l¿ c¿ldeoo

De las fallas anEiorcs la que ffi n¡yor frecueucia se prcs€nfa y masiona

parads ds lor €quipos es el disparo por baja prcsión do rapu m le bnquoc de

las lavadorss, hi&doco quo pars y oryar un tiopo pn¡dffiial s qtn so

alcanco el nivel do presión qr los tanq¡¡s, pa¡B arra¡¡car de nuovo co¡r la

proúrcción ESa frIla os dobfolo I qus el cmtuol difqwcial de presión para

arrmque y para aúmático de la catdcrra no acfua o se dcscalibra y no censa la

p'resión a tiempo.

Todas esbs sdales sc pueden tmar y llwarlas a un pmol cenhal ds alarm¡s

qw p€mits ideiúiñcs el tbo de frlls de un¿ fonmfl mris nápida y dicienúe,

logrando de €ús fornlan restablec€r la nsm¡lid¡d ds la c¡ldera en el 'Fenor

tiempo pooiblo y ovitar paradas dsl €quipo.

3.2.9.1 Variables principales a confrrolar €n un¿ Cald€ra

En rma cald€ra m¡otubular hsy hes varióles prircipale para cmfiolr: la

presi5n de vqor, la prresión en el hogar y el nivel dol domo; estas üos vriables

sm las quo f€qaftr€n rm ffinido mqs téclrbo y tk-rer nr'ry iryutmcia

dmfro del p,roceso.

I

90

Dcspués del uranque y de logrr el fimcionamienüo en estado estacionrio de Ia

c¿ldÉra, se puede obt€n€r pu nodio & sensores y tansmisues, infqmaoitln del

estado del fl¡ncionamienio actual de éstq quc al nsr¡arl¿ a un cffiolador

(anÁlogo, digtal o connputrizado), ds las udm do ejeclffi las accirmes de

cmfrol sobre uno o vrios elemenfos fin¿les.

3.2.9.1.1 Presfoin del Vryor

I,a principal variable a conftolr €n una calfua es la presión de vryu de agr¡a

puÉs es éSs ls Ere se nocesita nanfener €n rm vapü constade ptra s€r

€nü€gada a cualquier rate dp coru¡umo del vapor, en fsm¿ dir€cta hacia el

púoceso. Pra mmfener e¡úable, d€úo de un llango poqueño, la presión do vryor,

e$ neccstrio que la combustión €fficgrrc la cdidad de c¿lor $fici€nte a

cNnlqui€r rata de coüÉrm de vryor lo cr¡al se consiguc cflt una oporüuna

alimeo""fn de combrutible y aire y adowada wznla dc 6tos, pt¡os r¡ria

variación em ol flujo de la mezcl¿ aire combrutiblg provocará un¿ vriacitin en la

cdad do agua liqulla $E ss wapom y rcpercufirá en la presión del vapor en

el domo.

Lo que principalm pro\¡oca rm¡ vrirción en la presión denfo del dmo de l¿

cald€fis o el flujo dsl cabeznl, es lma vari¡ción en la d€msnda del flqio de vryrr,

que al ser requerido por el proccgo €n ns!,or o m€rrtr cantida4 provoca r¡na

variación denfo del domo: úna n¿ytr danmda gwa una suocón y la baja de

p'resióq, rm¡ di¡rnirusón en el consrmo hace que se ac¡rnr¡le vapü y asl

ameiúa la presión en el domo; por esto el confrol de la presión en el dmo

9l

(vriable confrolada) se obtiene manipulaüdo el flujo de la meznla d" "i* y

combustible (variable nanbulad¿).

Exist€n otos facúores que pueden provocr l¿ variación de la presión

(roryimienfo del domo o le h¡bería que conúrce el vapor, ap€rtura de válvr¡las

de solmepresión, eúc.), p€ro que se consideran como anómalas denfro &l proceso

& coffiol de fiusimmieiúo de las cflld€ila y por eso su oontol sc ti€ne €n

cuent¿pra decúos de seguridad en la operacónde lscat&a"

3.2.9.1.2 Nivel de Agua m el Domo

El nivel de agru denfro del domo debe pernanecer a r¡n 50olo de su capaofolad,

pucs esta es la magrind a h cu¡l sc puode offiols nás establ€m€de cuatqurtr

vrirción en é1.

An¡lizmdo las de m¡ vriación en el nivet de l¡ caldera, se

encueffia un atm€nfo ñvmable en é1, provoca un üraste do agua pu la h¡berls

de vapor y este flujo de liquido genmarío rma entrega de calor dol vapu a la

Püb liquidq cm lo que se pcrderta eficienci¿ en el proc€so de proúrcción de

l¡8ptr, tmbfth las iryurezas quc llwe el llErido pueden incn¡starso en la

t¡berf¿ & vapc pro&rciemdo re&¡cciones indeseables en los ,líirneüos de ésta o

puodenproúrcir d€ctos abrasivos sobro las t¡bsías de cuduoci{5ny los €qubog

€n $rs ssrúilizsel vapu.

En nr d€fecto la ñtta de agua en el dmo puede ocasirmr seqr¡€dad en los ü¡bos

pq los Ere cirurla ésta" corriendo el riesgo al encontrrse vacloq de no hab€r

92

lrmffiúEacis de cslm hacia el agua sino hacia el ma¡€rial dele ü¡b€rla y por lo

tanúo prcercir un fr¡cionamien¡o de ásts. En casos no tm s¡C¡emosi un nivel bejo

puode ocasimsr altas presimes en el fuo 6fob a la mxyr. plupución de

voh¡men de liquidos pres€ntes, e influir sobrc la combrutión haciendo de esta

siü¡aoión rm ciclo Ele üwufa a una inodabilidad en los fu sisú€mas.

3.2.9.1.3 Presión en el Hogar

Es necesario manúeü€r un apropiado flujo de gas€s de cmbr¡süón a üar¡es del

hogar milnüas ocurcn los cmbioe en l¿ ctrga de la cald€úa (cmsmo de vapor

pm el proceso), €súe cmtol es esencial para witr daños noc¡ini{ns en la

esüucfma de la cald€rar pues si hay presión positiva demto del hogEr, se cqrcn

rfongoc do prcsuizrcion de la csldcra y poderiu roryimiento cüudo los

esfi¡erzos mecá¡tioos pres€ofados en lo.s naferiates de la cald€ra sup€rm su

cryacllad de resigtencia. Tmbié,n eir el momrnto en qr¡s rm operario realice rma

fuspmción vis¡¡al al hogr, poeía recibir rm¡ tlma¡ad¿ o un chsro do c€nizas

Erc le qucmaóras travos.

Ir presitln en el hogr tflryoco debe eer muy negrtiva podrfs hab€r iryloción y

recogimfonfo de la estrucü¡ra; fenómeno que ocasionarla arrasüe dc ombustible

d€nfro de la tr¡bería que llwa el agrr4 producie,ndo táponanientos cm grmdes

perdfulas de energía e'lr la combr¡stión. Por estas razotrÉs la presión en el hognr

debe ser lignran€nre inftrion a la almosffrics. So bruc¿ asf que et flujo de aire

de €afsde por el daüp€r de tiro fmzado, sÉ¿ p¡optrcimal al flqio de gnses a la

salida potr el dmP€r de tiro in&rcido cm lo que se gpn€ru un equilibrio entue

estas dos variables para mmrtener e,stable el prmúo de ajuste de €süa presión.

3.2.10 L¿vadmas de eür¡ascg

I¡s lavadtras de le embotelladorn üenem cada rma un tablero dmdo se m$esha

un ñlmico de su sist€'tfl¿ interno, con el objetivo de d€tectár el sitio dond€ ocura

r¡na falla y pare la lavadora Le súalización de este tablero es únicameüúo

virual, y eeta irnple'rneirtada con unos pequeñoa pitotoa que le irdican al

encargEdo de nantenimienúo u opqr¡rio, dmde oq¡rrió la frllA, esta sd¡tización

se prcde mejorar irylmenfundo alarmss smoras y visuales €n un panel c€ofral

grc s€a monitseado pernanenlememto, dc tnl formn quo, se puoda avisar

oportmnmente Ete la falla fue inf€ma em la lar¡adora y no €n algrrno de s¡s

equipos a¡rexod.

3.2.11 Transfornadoree de potmcia

I¡s üansfornadoros de poúuroia son los enrcargEdos de sminidrar ls pot@cia

sléc'trica (KVA) necssaria eir la plmfa ad€más do rducir los niveles de teirsión

enturegEdos por la compañía eléctica (EMCALD, a niveles de operaoirin (U0 y

220 voltios); el funclon¡mlenúo totd de ta pl,anta e$a en ñenog de estas

maquinas, qr¡E a posar ds *m necosita¡' de msyor mqnltenimiodb, hay qtr€

tenerlas muy en ouenta y protcgerlas al ná¡rino.

Los tran¡fornsdor€s €xist€ntss m le mboúsiladofia vima itrflemmtado¡ con

elemeirtos d€ nldicion (voltinetrro y mperfrnetno), cffiroles de nivel de aceite,

úicados en las c¿inaras del recipienfe de expansión, censores de tenmperatura

Para uns vigilancia térmicú,, relé Buchholz que s€ encsrga de haffi vigilanoia

inf€m¿ de d€fecúos m el hanformador o inch¡¡o do pérdida dsl aceiüs aislanúe,

este r€lé reacciona inch¡so en el mom€núo €ilr qu€ sc inicim los d€focúos,

94

ofrecimdo al persmal do msnüenimiento la posibilidad d€ reconocer

prcmsh|ltmdo estados de men¡za, dB peliSfo e irnpedir con ayrda de nsdidas

ad€q¡adas daüos mayores e,!r los tandonnadores. Lo ideal del relé B¡ctholz es

q¡p prcú¡zca disparo por altq p€ro se puede al menos, püa fuseñ¿les de alsrm¿ y tambien dispro por bqi¿ tensió4 de t¿l nrnnera Ere refire

annque sea l,¿ carga.

I¡s üa[ffornsdorss q¡Ie hny en la €mboúelladora, so encueirfuan ubicados €n el

patio de naaunas, en un segundo piso o rczaniq por fazffi de segrrridad se

encl¡entran enc€rrados por una malla melálica I^a vigilanci" qr* s€ les ofrececr

es nula' a est€ sitb no ilega nadie, es decir, no s€ ejerce ningún hpo de control

y/o vigilancfu, por esta rrzin es que s€ propone aprovechar los confacúos

suxilisr€s dc loo elemeirüoo de protección ya menrcionados y r€cog€r todas las

señsles exist€ntes e¡r los hrnsformadores para llwarlas a un pmel c€nfrat do

ala¡mnq donde se puodan estar che$¡eado las condiciones en $¡€ est¿in

trabajando los tra¡dqmadses.

Sc ncncionm los aparafos de medición por baja, puesto $¡e €s inportanúe t€m€r

un conúrol sobre esúas medidas. Serían seis voltimctrros, sfo aqerímtros, al

lado det panel de alarm¿y aprovechando los transformadores de oorriente loc¿les

(de la sullestscirSn Más si se tiene en cuenta que toe aporatos de medbión no

son costosos.

3.2.12 Señ¿lizaciones de úensión

En la mayula de los hbleros hey relés quc monitmem el voltaje pra tas

cüdhion€s de bqio voltqie (o auscncia totsl), elúo volt4ie, frlta de fase, e

95

inversión de sec¡¡encia de fases, en la nomenclafi¡r¿ de rclés de protección se

conoc€n cono relés 27t50 Oajo y alto volteje). Este tipo de relé, tambiém lo

encoutra¡nos en la subestación, teüo en la prb & alta como ea l¿ püúe do baju

tensión Esüos relevoo viem do&s de cqfacúos a¡xiliscs $¡e se puedeir

úitizar para señalizar zu estado.

En la planta q¡ando uno de esüos relés acúri¿ no hay perseoción ims¿iata, lo cual

üigina pradas prolongndas y a veces funeccsarias, ys que se tiene gue ir a la

rubestación a br¡scar cr¡¿l de los reles fi¡e el qr¡e se disptró para restablecerlo;

nncnas vec€s cuando hm habido cqües de energia (ausencia toht ds tensión)

rm¿ p€rsms do mmfeninienúo tieme quo osta( p€ndids €n qu€ mornrento la

energla es restablecida para asl alimenlar de nuevo la planta.

Ia zuger€nci4 de nüevo, es utiliza¡ los contactos de los relés de voltaje y llwar

estas seff¿les a un panel oenfral dode se pueda vin¡alizsr cr¡at fr¡e el relé que

accionó y de prmúo desde este mismo sitio restablm el siste,ma por intennedio

de unpulsador.

33 Rsfumen de las pdnclpales señales a centrallzar

En las Flctlnas 5 y 6 se realizan rntos esqu€mas donde se rp$mÉn las

principeles sefi¿les g¡e se ffi€n c€nftBlizar en la embotelladora; para así lograr

una nsyor optimizacion del prioc€so de proúrcción, flritando paradas

prolongadas de tiempo, debido a demoras en la r¡bir:ación do ls frll¿ o

sirylmenfe por falta de un anr¡ncio de ésta" ffif€s de que ocuna.

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98

3.4 E¡tnrctura de un Automatlsmo

L¿ estuctura de un at¡tomatismo puede esquemafizañe de la siguiente fsms:

Erylicmdo m poco más las diftr€ntes €tapas de un a¡¡tomatiffio observamos:

?ATTE

oñr^ttA

?ANTEE

@fl $oo

Aplicaodo estos ssp€cúos generales a un Auúomatlmo Elócüdco obtenemos el

siguienfe diegrama:

APAREJOPARA I¡8AnfilATf8ffi

?xnErmrn(nffot

Du|t-ooolffiE-tAqfrultrlEEmHnt

qA¡{TTO DE

PIOTErcI¡A

Oorúactse mncipde,wldqe devdcibd

DETECCFIb@ubición <b

(HG m€d¡ante.

,ÍrosócanEre, ñxto, Eg.,

prasdCc, drl&tanry.d{c.

TRATHEXTO

Omtdaea¡xffaesordés, tdr¡ptr¡¿afu€s

Dr tocoHOH€.T'K¡IJITA

AbrrEE, gtbadorc, rrnrürtta-dore, ededorc, dc

En un Auúom¡üsmo Electnónlco las efapas son exacúamerrt€ igrrales, a

excepción del fratmienü0, donde los el€menüos eleckicos son reeñrylazados por

los ¡utómatas pnrgramables o contruLrdores prcgramsbles pJ,.c.,

especialmente cuando las rnaquinas o equipos a contolar son corrytejos y exigeir

por cmsiguienfe proaesos t¿¡nbién corrylejos.

Esta vrianúe en el trafamienio iryhcq por una parte, la adición en el dirilogo

honbramaquina de rm teclado, y por ot4 en casi todos los casos, de un

lnteÉacs de r¡ttd¡ ( a base de confacúores a¡Ddliees) errtp la €tapa de

tratamiento y comffido de poúarcia debido a las corrienfes mnry bajas de salids

que tienen los aúómatas (normalmemfe mAJ. En algunos casos particutares se

requiere tmbiende un inhrfaoe de enfuada

En este proceso de aúmatizaciór- son muchos los el€m€nfos que se necesitaa y

qu€ l¿ técnica acür¿l nos ofrooo pra solucionar, en form¿ ad€cuad4 las multiples

y diversas necesidades que I diario s€ €ncu€ntan eir la inü¡sü.is.

100

Ins dispositivos qleados en contoles y arúomatismo son los siguienfes:

a. Aparatos de Manlobra: Son todos a4rcllos aparafos que pemlten o

Intemrmpen el paso de la conienfe de la red a una cügn (motm, bobine

piloto, €tc.). Se @cr¡€ntran o dos nodstidades: con poder & cortc (se

pueden nmiobffi bqio cugE) y sh po&r de oorte (son mmiohradoe sin

carga).

b. Aparatos de Ploúocclón: Sü todos aquellos elemenfos destinados a

proteger todo o parte del circuiü0, infenumpiéndolo de las lfn€as d€

alinentación, cuando se presentan inegularidades en su fimcionaniento,

partiularmenúe por sobrecargas y corüocircuiüos. Exist€n disposfivos

destinados a proteger un circuito especficamerne de los cortocircuitos

(ñtsibles), de las (relés tÉrmicos, relés termomagnctioos y relés

elechomagrreticos) o de ambos simult¡ineamerite.

c. Aparatoc de Señrllzslón: Elementoe destinador ptra indfus si el

elemento de contol (contactor, cmfrol de presióa de teryeratura de nivel,

eúc.) e,S¿i o no fimcionando, y por consiguiente si la cargn está o no

wgjzña es docir en fimcionamienfo. Los más qldoo sm los piloúos

lminosos y acúaúicoc qr¡e se ubican en rm parcl ccoúnal , dode m op€rador

se errcarga de su vigilancia.

3.5 Contectoc Audllarcs dc lDo Aparatm de Contnol y Manlobra

Son aquellos contacüos ouya ft¡nción csp€c{fica es perntitir o iúerrunpir el paso

de corrfunle a las bobinss de loc cmfactores o ¿ los elemenrfos de señalización"

l0l

por lo cual están dimensiorudos única,¡oenfe para inf€nsidad€s debiles

(milianoprios o algrnos amperias).

I¿ \ffisatilidad rye tln€n los confacúores d€e€nde, €,n gnn parte, del r¡so

corrocto gre se le de a los confactores auxiliares, por lo cr¡al es ftmdamental

conocer las frmci<¡ne,s que pueden reatizarse con ellos, si se quiere optimizar la

etapa tratmiento err rm ouüorratismo eléctrico.

[,os confacüos auxiliares son conlactos instanf¿íneoq, e,s d€cir que actúan tan

pronto se energice la bobina (exce,pcionalmenfe ss encr¡enfian contacfos

retardados, es decir que acttian m poco despues de los instantrárneos).

Exist€il dos clases de contactos arDrilinres:

Cont¿ctos normÁlm€núe abi€rüos (NA o NO), llamados también cmtacúos

instmt¿ineos de cierre: oontactos anya firnción es abrir un circuito cuando se

energice la bobin¿ del contactor al cu¿l p€rúmso€q ya que ea estado de

reposo se emcuemlran abierúos.

b. Contactos notm¿lmenúe cemados (NC), llmados también confactos

instantáüÉos de apertwa: contactos utya ftrnoióm os abrir un circuito cr¡mrdo

se energice le bobirs del conf¿ctor sl cusl p€rtemece, ys que en estado de

r€poso se enrcuf,úran cenrados.

IJn cmhcúor ptede tener vrios odacúos u¡xilia¡es abftxtos y/o cerrados, pero

d€b€ró llevar necesariamqfe por lo m€no6 rm cont¡cto auxiliar inshtfu NA

toz

Uno de los cont¿ctos auxiliares NA d€bc curylir la fimción dc asegrnar la

aúoalinentacion de la bobine por lo cr¡al recibe el nombre wpecíñco de

audllar de ¡octenlmlento o retenc-lén.

A pcsar de que todos loo mntactos auüiares sc¡úan solidariamenúe, suándo se

tienen cmfacúos st¡triliü€s NA y NC s€ da un tiry dc conmúación eitte

mbos, por la form¿ consh¡ctiva y ubicación que tienen en la armaú¡ra.

Norm¡lmenúe, al energizar la bobine primero se abren los contacúos cerrados y

luego de2 c 5 nitisegundos se cienran los abiertos.

Existcn confaciqes que üm unicanenre confactos auxiliares con variedad de

cmbinaciü€s (sólo abierúos, solo ce,rrados o abiertos y cerrados), por lo c¡¡al se

Ilamm contacforcf ¡udllares o siñrpl66qrte relés. Por Io general debe úener

una gfan robrutez rnec{inicfl.

Cuffdo un contacÍor no tieoe ol número flfici€nfe de contactos urxiliares que

requiere un determinado cicuiüo se puede obviar el problmn con:

a. Bloquet Adltlvos de Contactos Audllanes: Son bloques de contacüos que

se accion¿n con le mism¿ arnaólra dsl cofüartor al que se asoci¿

necánicanemte. Solamenfe algunos modelos de conlactorqs pueden llwar

esüos bloqles.

103

b. Contactoruc A.'lllarts: En eSe caso se conocta l¿ bobin¿ del contactor (o

confacüores) que se adicion4 en pualelo con la bobina del cmfacúu que

tiene in$fici€mcia de cmfacúos ar¡xiliares, de t¿l rngq{wra que los cmtactos de

aquel acúr¡arán omo si fircran confacüos a¡¡xiliares de éste.

Nota: Como notma genreral debsn usarse unicamente los conlacios ar¡xiliar€s

que sean estrictamenúe nec€sarios.

[,os slmbolos de los contacúos au¡rilires se encuenfuan solameirte en los

esqu€,nss de nándo y contol y son los siguienfes:

Contodo tldlb¡ NA \V

Contsdo at¿fu¡ NC I

3.6 Elementoo CJóslcos de M¡ndo

Son todos aguellos apara,tos que acttim accionados por el operario para

establecer el dialogo horab're-maquina con los elemenfos de la etapa de

tafamienfo en un a¡¡tom¡timo (en algunos casos también ls €Éapa del mmando

de potencia).

La apertura o el cierre de sus contacüos se realiza por 'n4pturn l€nfa,, dmde la

velocidad de d€splaza¡d@úo del confaoto nóvil es igual o proporcional a la

velocidad del órgnno d€ nsndo.

104

Existe rma gran variedad de ellos, para responder a cad¿ 'ma de las rnultiples

necesidad€s.

3-6.1. Clasfficmftón:

a) Por ru aparlencla y forua e¡úer{on

-Rasanúes

- Sali€oreg

- De llave

- De s€ta

- De pdsl- Lrminoaos

b) Por la funclón que realtzan:

- Nornalmmfs Cerrado (NC)

- De desconexión múltiple- Norms¡mÉúúe abi€rúo (NA)

- De cmexión mfrltiple' De conexióndosconodón

3.7 Elemento¡ Aurlllanes de Mendo

son aparntoo con fimcione¡ sirnilares a la de los pulsadores, p€ro $¡e a

diferencia d€ éstos, no sül accionados por el op€N:ario, sino por otos factores,

cürl prosión, tiqo, h¡z acción mocánicr¡ tq€maü¡ra! etc.

Deirto del pmorma gsneral de un a¡úoüatisüto elechico, se ubican en las

€úBPas de deúección y fustsmifrfo. I.oe olmenrúog r¡sados eur la eúapa de

105

detección, tienen las mimas aplicaciones e iryortanci¿ ea los aúomatismos

electónicos.

3.7.1 Internryúores de Posición o Fin¿lqs de Csrera

Son aparafos d€stinádos a informar y confrolar la posición de una nriguina o

Ptrt€ de ella, si€ndo accionados pu ella misma. Sc qtem ea la etapa de

deúección

Regularme'lrúe tieiren dos contacúos (NC + NA) de ap€rh¡ra o nrytwa brusca (la

velocidad de despla¿ámi€núo de los confactos móviles es independienfe de l¿

velocidad del órgruo de nsdo y es ad€mÁs nr¡y ñipido) unidos mecfoicamenúe,

que se coryortan exactamenfe como los pulsadores de csnexión y descorcxón-

3.7.2 Relés de Tiryo o Tqorizadmes

Son aparaúos en los cr¡¿les ss abr€n o cienran deúerninados conlarJos, llamados

t€mporizados, al cabo de un tiempo, debidamenfe preestablecido, de haberse

abi€rüo o c€rxado zu circuiüo de atimentación Se mplean €sp€cialn€nf€ en la

€ilap¿ de hafa¡nienfo.

3.7.2.1 Clasiñcación

& Tqctzador "al tnbajo": agrnl cuyos confacúos t€mporizados actua¡r

después de cierto tiempo de hsb€r sido energizado.

b. Tryorizador nal reposo":

tennporizados actua¡r como

desenergizado.

r06

en est€ tipo d" temporizador los cont¿cüos

tales, despues cierto ti€mpo de haber sfolo

3.7.3 Presoshfos

Son aparafos que abrcn o cierran circuitoo elécúricos al deúectar canbios d€

presión elr sisúffiss hidráulil;as y namriticoo. Los hsy de memb'¡a¡la y sist€ms

tubular:

a- De membrsna: acti¡an por variacionss de presión €n un circuito hidrarilico

o ne¡¡no¡itico, tranmitiéndose la def,ormación que s€ produco en la

membrann a un pistón que desplaza los contactos electicos qu€ tiene el

prwo$aúo.

b. Sist€ms ü¡bulr: ftmcfuna gracias a un ü¡bo ondr¡tado (a manera de fr¡elle

meúrilico) qrrc maniob'ra los confactos eléctricos del presastafo de acr¡erdo

con las variacimBs do pre,sión.

3.7.4 Termo$atos

Aparatos que abren o cieran circuiüos elepticos en fimción de la t€mperafura

Ere los rode (no doben confr¡ndirse m los relés térmicos).

t07

Según el principio de fimcionarniento pueden ser de laminas bimetalicas o de

tubo capilar:

a- De lámfut¿s bimetálicss: se basan en la acción de la tqeratura en una

láñma coryuesta por dos meÉales con diferenies coeficiqies de dilafación

que s€ flexionr al elwarse o disrlrinufu la tqerafura, h¡Sa llegar a

accionar los ct¡ntact'os Ere tiene.

b. De h¡bo cepilar: las alteraciones de presión de un fluido alojado

en un üúo mty delgpdo, al variar la hnpematura Esta variaoión de presión

proftrce I su vez una modificación en la forna del hrbo, hssta accionar los

contacüos eléctricos que pos€e, a medida que sube o b{a la üemperatrna

3.7.3 Detecúorw

Sm dispositivos elecúrónicos ryleados para el contol de pre.senrcia" fl¡s€nci4

fin de recorrido, etc., sin necesidad de enüar e,n cont¿cto fisico con las piez¿s.

Su r¡so es cad¿ dla m¿is frecueirúe en las efapas de deteccióa tfito en los

ar¡tom¿timos electricos como elechónicos.

En fum¿ gráñca vea¡nos cu¿les son las prEs frmdamnnf¿los de quo so

compone:

l0E

- Türn6rnr. dr h ü.lhl dpr.lrrdldr

EI lletector Inductlvo: Ele,rnenúo cr¡yo principio de fi¡ncionamiento s€

fi¡ndamenta e,n la variación de un canpo electomagnético, al acercase un

objoúo metÉlico a su csta e€nsible.

El Dgtctor capacltlvo: E$rin basados en l¿ variación dc un carnpo

elecüos6tico qp€ so pro&co cr¡ando so acorca a ollos cualquier objeúo. S€

mplean espciatmmfo pare doúecfar cr¡trpos no neÉÉlicos.

3.7.6 Deúectores Fotoolectricos

Son diepositivos electrónicos que puoden abrirylo oorrarrm circuito oléctrico por

acción de un haz de luz y un elemeirúo fdos€Nrsible.

Los deúecüores foúocléctricos tienen +nq configr¡ración mry parecfula a l¿ de los

detectores indr¡ctivos y capacfivos.

Vefuoslo gráficamenfe:

109

+EN9R

+)*=o"ro*\

lllili*lt:tii

,...........-.-i

El detector fotoeléctrico se coryone fi¡ndament¿lnente de un emisor y un

receptor:

a. El e'nisor tienre como objeüo €mitir un rayo de luz infrarrcjo moúrtado

(invisible al ojo hrmano), pro&rcido por un diodo electroluminiscente

(LED). L¿ emisión moúilada gamnfiza rrna gran inmunidad a las luces

par¡isitas y mbientales, así como una üda practicame,nte ilimitada.

b. El rcceptor: compuesto por rm elemenÍo sensible a la h¡z infrarroja (cuerpo

fotos€nsible), tiene como fr¡nción crytar la hu dol €miffi. cada vez que

racibo diclro lua entrroga rm¿ scñ¿l dÉ s¿lid¿ oquivalcüfo a lnr oontacto

abi€rto y/o carado, o biém acciona rm pequeño relé con rur contacto abierto

y/o cemado, Ere confrola la bobina de rm contactor.

L¿ deteccion de un objeúo se realiz¡ en la rnodids que el bsz do luz incide ear el

rcceptor cür nayor o m€nor irú€nsidad,

f';:

ll0

3.8 Ehmenúos de Soüaltzaclón

Son todos aquellos dispositivos cr¡ya fr¡nción e indicar o llamar la afención

sobre el correcúo frrcionamienfo o paros anormales de las móquinas,

a¡¡menf¿ndo así la soguridad del personal y facilitando el conftol y

na¡rfenimiento de las máquinas y equipos.

3.8.1 Clasificqción

3.E.1.1. Acitsticos:

Son todas aquellas sd¿les que son pceptibles pu el oído. Enüe las ruis

usadas figwan loe timb,ros, zrmbadores o chiah¿rras, sirtrtas, sonidos

electónioos musicales, etc.

3.E.1.2. Ópticos:

Son s€ñales perceptibles por la vista Exist€rl dos clases:

a. Visual€s: si so emnplean dsttrminados símbolos que indiquen la operación

qr¡€ se e,sui realizando.

b. Luminocas: C\rando se emplean r¡¡icanmúe lámparas, llnmados piloúos, do

diferenfes colores, para señal izar las diversas operaciones.

lllDe acuerdo con la oorylejidad y riesgo en el manejo de loe oquipos, se pueden

emplear, ¿l mismo tiempo, señ¿lizacioncs visu¿les y hminosas, e inch¡so en

ca¡ro.e especiales sefi¡li-aciones ópticas y acústicas contennporáneamenfe.

3.E.2 Formas de conexión

3.E.2.1 Señ¿lizaciones de march¿:

Se r¡sm pam indicr qr¡e unn nriquina o equbo se h¿ puesüo en fimcimamienúo.

El dispositivo que hB de sdslizar puede energizarse:

a. Mediante el uso de contacúos auxiliares nonr¡lmde abirrtos;

b. Conectfodolo en paralelo coll labobina del contactor

En este ultimo caso tengnse flidado por si se presenfa un circ¡riúo RL, m se

preseirten daños en los pilotos por subidas de tenrsón al d€soonoctar, o

fr¡ncion¡mienfos deftctuosos por dedasaje de E e I.

3.8.2.2 S€ñslización de paro dc emergrnoia origmado por sobreoargas: en e.stos

cssos s€ l¡sa el contacto NAdel relé termico.

39 Anuncl¡dorcr de Ahmas

El objetivo fimdmedal del Anmciador ds Alrmas es seelala¡ tanto visual oomo

sonoramffnÍe lma falla o sitr¡ación crftic¿ en sistem¡s eléctricos y pnooesos

iridr¡sü"iales.

tt2

A continr¡ación se hafti uns descripción en detalle de cómo es un panel de

alarmas, de qué e$a coryuesto, oules son sus princfales elemcntos, cual es el

nrimero de seniales que se pueden manejar, eúc. La docrmenf¿ción gue a

continu¿ción ss describe s€ obtuvo de rm¿ €mpr€ss de ingenieros ospecialistas en

todo tipo de equipos electónicos (Vekisquoz), €ofre elloc loe anr¡nciadores de

alarmas, por eso la descripción de los anr¡nciadores que s€ d¿rá" es

espec{ficamenúe det fabricado por ellos.

3.9.1 Ci€nffalidsdos

El anunciador de ¿larnas es un equbo fabricqdo con componenfes de estado

solido (ciruitos infegndos de tec,nología TTL, tansistores de Siticio, €úc.)

montados sobre circuiúos funpresos de doble fu?" deltipo de conexión a &aves del

hueco, fabricados con lámin¿ de ñbra de vidrio lo c¡¿l gnranfiza rm¿ excelente

resistencia m€cánics"

L^as lltrcas de cobre son e$añadas electolítürcfe, foúegrdas con una pellurla

do antisoldadura evitando de ésa ma¡r€ra la corrosión d€ las miffi¿s. Gracias ¿

esto los corymates acúivos se e,ncr¡enfian montadoa sobre bases, p€rmrtiendo

así un ficil rnanttnim¡.oto. Los elmedos pueden ser cmbiadoe ficilmenúe,

ad€más no se borran las referencias de los mismos pr¡di€ndo ser reeinplazados

por el ust¡ario en caso necesario. Dicbs elemenúoc sm ficilmenúe obtenibles en

nuestro mercado de partas lo cual garsntizs una larga vida sin problemas. El

equipo está diseüado ptra m manúenimiento nlnimo.

ll3

Los circuitos anferiormede descritos son de rma excelenúe dabilidad tanfo

térmica como eléctrica

t¿s tarjdas de circuito inpreso se frbricm cm ües punfos de alrm¿ cada ua yrúilizan un conectm do Me, el cual ad€rnás de los prooesos elecúrollticos

memciqados llwa un¡ capa de oro pare witar el desgaste y mejorar el corúacto

eléctrico. Con este sist€'ma d€ coneúón s€ logra gre sean flícilnente

desenchúables de la tSeta ma&e (Moúer BoEd) que se €ücu€nfra en el

gabin€úe.

Para conñgurar el modo de operación con o sin memoria basta con rcerrylzzat el

circuiüo inúegrado optoacoplador de acuerdo cm la frmción $¡e se des€a obtener.

La prte fionfal del equipo es lma tqa bisagada pra ñcilitar el acceso a l¿

psrt€ infcrior dcl equipo sin nec€sidad de desmonf¿rlo del pmel en qr¡s se

encueirte instalado.

La s€üslización óptica se ofirece con ds opciones:

L. Normalmeofe cm diodos LED pues sCIri elementos Ere tienen un bajo

cmsmo de corriente y un¿ dr¡ración que los h¡oe práctican€nie e:rcemfos de

frllas.

b. Con lámparas incandes€ont€s ds 12 voltios, 250 mA

I-a s€ñalización acústic¿ rúiliza rm pib electrónico cm lm motor de cristsl dc

üHrzo d" mr¡y buen nivel sonoro & salida y el cual al no t€n€r parEs rdviles

p€rraite Ere funcione sin infemlpciones por largos períodos de tie,mp.

ll4

3.9.2 Especificaciones

Gabinete En lámina de acero esirado en frfo protegidocon anlicorrosivo y pintado con €smalúehqneable.

I l5 V. AC. o 220V. AC. o 125 V. DC.Voltajes do operación

Señalización visual

Consmo por pmfoalann¿

Señalización acirstica

Ptilsadores

: Diodos LED o l-ánparas de 12 voltios

d€ : Con diodos LED, 50 mVA y con lámparas, 7VA aproximadame,nfe.

Contacúos de Alannas !

Piúo piezoelectrico.

- Reconocimienrto de Alarmas- Reposición de luces- Pru€b¿ de luces

Norma&nente abiertos (NA) que cierran alproducirse la alarms o norm¿lmelrte c€mados(NC) Ere a,bren al proúrcirse la alarma

R€cibir 4 sefi¿les málogas que úengro I punúocomún (tiema) o bien :

0-50 nA W^ 14-20 nA DC.l-5 v DC 10-10 v Dc.que puedan dar 4 alarmas por alüo nivel decsrrtnúe o volQie y 4 alarmas por bajo niv€ldc mrricnte y voltaje sin ncoosidad do rclés dealúo o bajo nivel.

Opcionales

3.9.3 Fhncionamiento

Existcü básicsn€nt€ dos modos de operación depeerdftndo qu€ so uülicen

fimcionas sin memoria (ISA-1A) o con menroria (ISA-2C). El procodimienrto

general es el siguienüe:

c.

d.

ll5

Se prasenta condición de faila, se cie¡ra un mnfacúo Ver tr'lgura 7, úc€rrarse ptrmiüe que circule una corrienfe provertienie de l¿ fr¡€mfe da, 12

VDC. I¿ corrie'núe pasa por la resist€,ücie limitadora y h¡ego por el diodo

lr¡minoso que hace part€ del circuito integado 4trz6. En el oto lado del

4tr26 se obtiene rm¿ señ¡l electic¿ que comunica aI cicuiúo de lógica digttal

la situación de alarm¿. El r¡so dsl optoacoplador no.s da un aislamiemto

gnlvánico eirte el circuiúo de €ntrada y el circuito de lógica

En forma inversa, la alarmn puede ser de un conf¿cúo normalmmfe cerrado el

cual se abre al existir una alann¡" ver trlgura t.

Mienkas no exisüa alarrn¿ el diodo luminoso del optoacoplador no s€

enrugiza ya qu€ el contacto NC en pamlelo so lo irpide. Al abrirse, por

existir "na alarma, el fotohansistor o el foto tiac se gntillan y en esta fün¿

el oirc¡riúo de lógic¿ s€ €rú€ra de gue existe "na alarma.

Al presentarse esta condición el punto correspondienfe so ilrmina en forma

infermitenfe y aparece la sefi¿l ds ar¡dio indicando que so ha preeenrtado unn

alarma.

El operador aI ser infornado ds éste situación de alarrna toma notay procede

a rcoonoccr la falla prc.rimando cl hón dc rccm.ocimicnto.

Al presionar el boúon de reconocimienfo, la luz pasa de co¡dición

fufsrnit€mfe a condición pernlan€nÍe y el tono de a¡dio aesapareoe.

,Ll dosapareoc la s€ñal de elenn¡ s€ üeurm doe posibilidedos, depadiodo si

se trata de un prnfo con memoria o sin menmria:

o Con me,moria

o Sin memoria

l16

Un¿ vez la alrma ha desaparecido se op€ra el botón

dc reposición inmediatamenfe la luz sc apaga. Esto

se debe a que el optoacoplador esa connpuesto por un

opúo diodo y un opúo tiac. El tiac al quitarse laseffsl en su base no d"j" ds conÁ¡cir o sea Ere en esüa

forme al desaparecer la alarma se quita l¿ señ¿l en el

opto triac pero este no se repme hasta que se te guite

la alimenfación en zu circuiüo y por lo tanfo el

circuito de lógica no s€ repone automáticamenfe,es

n€c€sario lucedo mant¡aln€Núe. con esüo se logfutemer rma memori¿ de la alarm¿

: Una vez la alarm¿ ha desryarecido la h¡z s€ apaga.

Esüo se debe a que el opto acoplador asta cornpuesto

por m opto diodo y un opto üansistor. El hansistor

al Eritarsele la señal €n su base deja de conducir osea qr¡e en esüa form¿ at desaparecer la alarma se

quita la sefial en la base y automráticmente se r€pffieel circuito de lógica.

+ IzVDC

II

coítrcb dr¡lsmr

+ lzvDcIII

COTEGEd'É'|E

mIt

tcl41t20

tln mqflorlr s+E*',| *nt mmrorlr

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+,/\

TIERRA

FIG[IRA 7. Modo dc opencitin cm cmfrcfo NA

+ t2voc

TIERR^G}

#--l-i-o| -n m.,*rir

FIGIJRA t Modo dc oponción crrr cmf¡cto NC

Adicionalmenrúe se pu€de obtm€r la opción de operación de primera alarma. Esüo

consist€ un hacer un bloqueo a las alarm¿s posteriores a la primera hast¿ el

momento €Nr $re sc haga un reconocimi€nfo y reposición de Ia prinera alanna" es

decir, se inpide gue entur ohas alarmas que seguirían €n cad€m4 con esüo se

loga d¿r un¿ mejor información de que ocurre cr¡ando se pre.senfa un problema.

3.9.4 I¡rstslación

Los anrmciadores de fabricación esüindar están provistos de regletas de

conexiones €Nl su parte psterior, tal como se muesta en las Ftgr¡nc 9 y 10.

o O

FIGURA 9. Vlsf¡ fmrt¡l del Amnw¡¡dor de Ahnnrs

ll8

e e e e e e e e e e

e e e e e e e e e e

FTGURA 10. kgletr de Cmo¡irmes

3.9.5 Aplicacioncs

El anunoiador de alarmas tiene multiples aplicaciones, éstas son algrmas de ellas:

a" En instalacionÉs elécfuicas psa conocer el estsdo de todo el si$ems" Por

ejeruplo, or¡sdo octtrr€ un corüo cirüuito Ectria un relé de sobre oorrienfe el

cu¿l haco ql¡o so ab,ra un doterninado inf€rnrytor y adicionalmenúe se indique

por modio del anrmciadm la falla quo ocurrió; cr¡ando se h¿ disparado un

infemrytor el anrmciador indica "rma sobrecarga" €ü una de lss rmas del

sistma; cr¡ando ha bajado el nivel de acoite €n un handormador el senrsor de

nivel enrvia al umcids un+ s€ñal indicando estoproblemay este a zu vez le

comrmicc al operario que este sw€rvisando la o,peración del sistem¿.

b. En instrtmenfación de procesos indr¡stiales pa¡a el conocimie,lrto

sitr¡aciones crlticas ó biem para informar al operario de el eshdo de

proc€so. Por ejemplo, teirperafina alta....nivel bajo ...presión b{a..

c. Para sistemas de inoendio y/o robo.

de

lm

ll9

d" Para confol de producción indicando cuando un motor o equipo electrico se

deúieire, o cuando hay utt cambio exfiemo eir el valor de un¿ variable; por

eje'mplo: q¡ando sube r¡n¿ p,resión y un s€Nupr de presión d€úecta gue se ha

pasado el límite m¿iximo permisible, eI anrmciador indica que esüe fenómeno

h¿ ocurrido.

e. En clfnicss y hospitales para llamado de e,nfermeras.

3.9.6 Constitr¡oión

El anrmciador estl formado por difarenfes cirwitos qrrc tiennn fines específicos:

3.9.6.1 Fb€núes de Pod€r

I^a alim€ntación elúerior recibida puede t€n€r diftredes niveles de voltaje. Si la

señ¿l de alinenfación es corri€nfe alt€ilna" tm transformador la convierte a ur

nivel del orden de los 12 voltios AC. Si la sertal de alimenf¡ción es con

corriente continuao el priner paso es tandormarla e¡r señal alt€nq esto se hace

por intermedio de rm circuito inversor.

Un¿ vez la sd¿l de atim€ntación esta e,n el rango de los 12 voltios AC., se

procede a recúiñcarla, filtrrrla y regularla electrónicamsrte.

L¿ ñrrnte de pod€r emfregn loe siguientes vottajes: 12,6,y 5 voltios D.C., para la

partc lógice y 12 voltios D.c. para alim€trtr el circuito de €mfiada. t¿alimentación de ambos circrritos esta aislads galvrinicamdo con ol fm de que no

erifren ruidos indes€ables.

ff',ii.-*

t20

3.9.6.2 Circuito de Entad¿

L¿ sefral de alann¿ nonnalmenfe es un cont¿cto que s€ cieira o se abre. Esüe

hecho se taduc€ en alimentar un diodo LED que hace parüe de un optoacoplador.

La $efral de alarma es comunicada al circuiúo de lógica de cad¿ alarm¿ por medio

derm¿seüsl h¡minosa.

3.9.6.3 Circuiúo de lógica

t¿ señal de alarma es procasada por un grrryo de circuitos TTL de la famili¿ de

los HCT d" mr.y bajo consrmo. Este circuito ad€más recibe ls s€ñ¿l de reloj

para poder producir el parpadeo que indica rm¿ alam¿ sin ser ar¡n reconocid¿.

3.9.6.4. Circuiúo de Reloj

Este circuito gpnera la señal de Fhasher, ondas cr¡adradas de aproximadaneirte

dos segundos de periódo. Est¿ s€ñal se alimemf¿ a todos los circuitos de alarma

y frmciona permanentemente.

3.9.6.5. Circuito de Ardio

Esúe circuito gsn€ra la sefral de pito, o úono de audio, la cr¡al es arnplificada por

un tansistor y alimentando a un prlanle con motor piezo+léctico de cuffio.

4. SELECc'IóN r_r uHrcrtr.Icilv INADECUADA DE LosMo'l'oRE s ul-,,ÉcTRlco s

4.1 GENERALIDADES

So cncucntriui cn la enrbotclladora mt¡tores habajando de forrna inadecuarla,

según las nonnas de diseño, cn parficular los mt¡tores que están situadcls cn cl

patio, a la intemperie, y algunos de los motores que hay en l¿ zona de

producción.

Para Ia selección de un motor hay que tener en cuenta un¿r gran varieda<l de

parámetros. uno de los rnis importantcs es la condición arnbie,lrtal que cleba

;oportar el equipo cn ftncionamiento, por ejcmplo. trurneda4 polvo, lluvia, ctc.

Dentro cle las espzuificaciones quc se dan para motores, encontra¡nr¡s un aparfe

quc nos habla a cerca del grado de protección ( "rP" ), Quc hace refcrencia a

ouales so¡r las condicionos anrbicntales que debe soporüar un motor de acuerdo a

su discfi"o, por ejemplo. rur rnotor IP44 indica un fi,urcionamiento sin excesiva

humedad y p<llvo. se hacs metción a este gado dc protcc,ción epaa) ya quc en

la embotelladora la mayoría de los motores (casi todos) trabajan con csta clase de

diseño y su ubicación o uso no cs la idc¿rl porqull estrur cxpuestos a humeda<|

t22

chorros de agrra directos, cuerpos exfrafios, eto., lo cr¡al condr¡ce a diminuir la

vid¿ útil del motor, y a estar constanf€m€núe efectuEndo nanfenimienfos.

4¿ UtlllzEclén lnadecuada de Moúoles

[¿ vida del proceso de producción de la e,rnbotelladora d€peride, €n su mayorí4

de los moüores eléctricos, máquinas que acopladas con diferenfes siste,mas

mecánicos, confonnan lo que s€ conoce corno un acclonamlento eléctr{co, y se

elrca¡gan de curylir rur sin nrimero de labores.

Un¿ adecr¡¿da úilización de los motores se traduce en un optimo nivel de

producción, debido a que las paradas por fallas se reduceri y las labores de

mn¡rte'trimiento tmbien disminuyen Por eso el objetivo de esúe capitulo es

mencionar cuales pueden ser las soluciones ad€cuadas al problemna que se tiene

en la e,mboüellador4 con respecto al r¡so de los motores.

Enconhamos moúorqs a la internperie, sornetidos a todo tipo de cuerpos exfuafios,

sin tener esüos motores m grado de protección adecr¡ado para el medio ambielrúe

a que est{ín expuestos. Muchos de los motores est¿i¡r sometidos a lluvia y polvo,

b¿isica¡nerrte, trb hace que las fallas en los motores s€an muy frecuentes, y casi a

diario, se $Éme o se frene r¡n motor. C\¡ando r¡n motor e,s sometido a hr¡¡nedad

exce,siv¿ y partículas extrafias, la vida útil d€ este disminrrye notablemente; la

humedad y el polvo hac€n que los rodamiedos pierdan su lubricación y se

frenerl ocasionando el disparo del motor por üermico, también ocasionan la

di^smimlción en eI nivel de aislamiento; al penefrar partículas y hwnedad al

t23

interior del motor, se obtie'lre un¿ inadecr¡ada evacuación del calor y por lo t¿nto

la vid¿ útil del emrbobinado diminuye causando a muy corüo plzn mrüocirc¡ritos

e,ntre espiras qu€ a su vez con llevan a la quema del bobinado.

En la zon¿ de prodrcción hay otros motores qr¡e son expuestos a ctrorros directos

de agua; c't¡ando los operarios l¿van las líneas de producción no tiene ningrrn tipo

de precarción con los motores y les aplican agu¿ €n form¡ directa"

A algunos de los motores ubicados em el patio de ruíquinas (a la iúemperie), se

les a acondicionado una trya o capucha met¿ilica casi hermética en su úotalida{

para protegerlos del medio ambienfe Qluvra, polvo), con este sist€m¿ proüegeir el

motor de agpnf€s exúeirros pero alteran las condiciones térmicas del moúor, ya

que al taparlos la rdignración del moü¡r disminuye notable,mente produciendo

recaleirt¿nientos que a su vez se tadr¡c¿ e,n disminr¡ción del nivel de aislamienfo

y posibles fallas en los devanados.

Para encontar r¡n¿ soh¡ción adecr¡ada a este problenra se meircion¡ran en

adelanfe alguas nonnas y sug€rencias que hac€n refer€ncia a l¿ selección ylo

ubicación adecuada de los moúores, por ejemplo: el utilizar un grado de

protección nás adecuado y confiable, como el ffIP6Sf t

rfAlúo gredo de protocción IP65, prrcden in¡trhrsc r l¡furfompcrb. Todo tipo do efuógforr egrcsive y bejo

cmdlclmes mecúnl,c¡s ¡dyers¡s. H

t24

43 Por qué se averían los motores

C ndo un motor llegE a un taller especializado para su reparación, debe ser

examinado con cuidado en br¡sca de l¿ posible csr¡sa de la falla. No es ficil

localizár con precisión t¿l cal¡sa^, pues muchas veces su origeir se oculta bajo

devanados quemados u otras averías engañosas. Por ejemplo, los devanados

pueden estar mrry qu€'mados , pero un exarnen detenido puede descubrir wr

cojfueüe dañado que ocasionó el rozamiento del motor confra el devanado del

estator. Llevando el analisis m¡{s a fondo, ¿ por que fallo el cojinete? ¿file por

desalineación, exccso de carga o solo por falta de h¡bricación?

Es posible irryedir desperfectos de los moüores, o por lo menros prolongar la

dr¡ración de éstos, por rnedio de un manlenimiento preve,lrtivo adecuado. Un¿

parfe importa¡tfe del procaso consiste eir saber por que se averían los motores.

S€ hs e'lrconfrado que los orígenes de los problemas €,n un motor suelen e.st¿r

coryrendidos €n un¿ de las siguienúes categorlas:

1. Condiciones ambientales adversas

2. Selección o aplicación incorrectas

3. Instalación fundecuada

4. Desperfectos mecánicos

5. Fallas eleckicas

6, Desequilibrio de voltaje

7. Mantenimienúo irnpropio

8. Una combinación de dos o más de los factores anf€riores

t25

4.3.1 Condiciones anobientales adversas

Con fipcue'ncia" las temperaturas excesivss (y" re* la te,rnperatura del ambierte o

la que se deriva de un problemn dentro del motor) son causa de averia de la

rnriquina Los motores deben frurcionar derifo de la variación limite de zu

tempuatura itdicsda €n su placa de identificación, a fin de lograr una larga vida

útil. Es mrry imporhnte anotar que por cada l0 'C de ar¡menfo en la te,mpe,ratura

de operación del motor por encima de la nominal, la dwación del aislamiento se

reduce a lamitad

Ad€m¿is de mante,ner la te,ntperatura ambiente correcta" hay que looaluar y

eliminar otras fuentes de aume,núo de temperatur4 como la desalineaciólr,

sobrecargn, volt4ie incorrecto y muchas otas. l¿s condiciones anbientales

perjudiciales zuele,n consistir €,n la prese,ncia de vapr€s corrosivos, sal

suspe'ndida e,n el aire, y suciedad, polvo y ofos contaminantes en exc€so. En

lugares con tales condiciones es esencial contar con motores cuyas carcasas estén

especialme,lrte dis€ñadas.

l,a humedad es ofua causa comr¡n de fallas de moúores. Si se condensa en la

superficie de aislamiento por cambios de tenrperafura o ptr contacúo con agua!

dicha superficie se volverá altamenüe conducúora, se dañara y producini la falla

inmediafa del moúor. Ad€ñás, es posible que el aislamienüo absorba hr¡medad

con el paso del tiempo, hasüB que la resistencia dieléctrica del aislamie,lrúo se

reduce tanto que ocwre la frlla.

t26

4.3.2 Selección o aplicación incorrecta del moúor

Hay muchas formas en qu€ la selección o aplicación de los motores pueden ser

rncorrectas. A veces el e,lror es tan pequeño que la m¿iquina dura largo tie,rupo.

Es es€'ncial sele,ccionar el tamaño y trpo correctos de moüor para la carga; el

fabricante, un üaller especializado y las normas proporcionan orientación. Hay

nwnerosos facúores que deben considorarse. Por ejemplo, un ciclo severo de

fabajo podria ocasionar falla premafura del motor.

I¿ marcha irregular "a tiroresn, el frenado por confannarcha (inversión) y un

prolongado tie'nrpo de aceleración hacen que los moúo¡es tuabajen a velocidad

mris baja que la nonnal. Debido a que los motores sometidos a este ciclo de

servicio úoman corrie,lrües muy intensas en el arranque, éstas producen a vec€s,

calentamiento excesivo. Adernris debido a la baja velocidad del roúot el

e'nfriamiento normal disminuye mucho y empeora el proble,rna de

sobrecalentaniento.

La altihd de la instalación es otro factor importanüe que a menudo no s€ toma e,n

cuenta. A grandes altifudes, el aire es me,nos denso y menos eficin para el

enfriamienúo; esto permiúe que en casi todos los motores la temperatura aumenúe

alrededor del 5% por cada 300 m (1000 pies) de altih¡¿

La selección de la carcasa tambiEn es importanüe; las hay disponibles y

normalizadas para casi cualquier clase de sitr¡ación.

t27

4.3.3 Inst¿lación inadecuad¿

L¿s deficiencias en el montaje del motor puedem ocasionar zu falla. Si los pernos

de montaje no son de l¿ medid¿ correcta o no están bien apretados, puede ocr¡rrir

una desalineacióny vibraciones que ocasionarlan daños en los cojineÉes y el eje y

en un momento dado, la quemadwa de los devanados. I-as placas de base de

8c€,ro, los cimientos y el "le¡-hadeo" debe¡r üener suficiente resiste,lrcia para

soportar los paros y aranque,s.

Acoplanientos, bandas, poleas y cualquier otra clase de conexión enke el motor

y la carga ünpulsada deben est¿r bieir alineados para evitar la vibración excasiva"

qu€ es tán dañina para los motores.

Ia instslación t¿¡rbifu puede s€r incorrecta cr¡a¡rdo no se cumpleir los

reglame,ntos naciounles o las disposiciones del NEC; en el a¡ticulo 430 de éste y

e'n la-s nonnas NEI,IA pueden e,nconfrarse orientaciones para la inst¿lación

adecuad¿.

43.4 Desperfecúos rn€cá¡ricos

una carga excesiva puede dañar con rapidez un motor; éste quiu; haya sido al

principio del tsfiáño apropiado para la wgq p€ro una variación en ésta o en el

mecanismo para impulsión puede producir sobrecarga del moúor . Los cojinetes

empezarán a fallar, los engranes pueden fua,barse, o pueden prese,ntarse otas

ca¡¡.sas¡ de fricción o c€rga extra En este caso el motor consr¡mini mris corrienüe y

128

se increme,nta¡a su temperatwa. Si la corri€nrte del motor excede del amperaje

nomin¿l & plena carga, aunqu€ sea por lm tiempo brwe, el nípido

sobrecalent¿miento reducirá la dwación del moúor. Si se tieiren relevadore,s de

sobrecarga del tan¿ño correcto, se üsparanín en caso de r¡na sobrecorriente muy

intensa.

[¿s fallas de los cojinctes se encuentan e,nfre las más comunes en cualquier

moüor. Se calcula que casi el 50% de las quernaduras de moüores se debeir a un

cojinete da¡iado. Es necesario conoc€r a fondo los diversos motivos de las fallas

de los cojinetes y los procedimie,ntos correcüos de rnanlenimiento para lograr un

msyor aprovechamiearto del motor.

Debe practicarse el "balanceo" o equilibrio dinÉmico de todos los componentes

para obte'ner una larga dtnación del moüor, lo cu¿l además, reduciró al mínimo la

vibración y problernas asociados.

4.3.5 Fallas electncas

Si el voltaje de stminisko es incorrecúo o tieire variaciones notables, ocr¡rrirá rura

avería prematura del motor. El bajo voltaje hace que la corriente se¿ mayor que

la normal. Si la redr¡cción en la tensión aplicada es considerablg el exceso dc

corrie¡rúe producini sobrecalentamie¡rto del moúor.

Un alto voltaje de alimentáción para el moúor redr¡ce las perdidas en el cobre,

pero el flujo rnagnético mas intenso ocasiona nayores pérdidas en el hi€rro. Un

i29

pequeño incre,meirto en el voltaje de suminisfto podria redr¡cir el consumo de

corriente; sin enrbargo, un aumento del orden del l0oá o nr¡is respecto al valor de

la placa producirá satwación del hierro y un¿ inúensificación considerable e,n la

corriente con el consecr¡ente sobrecalentmienúo ffiudicial del motor.

43.6 Desequilibrio de voltaje

Los voltajes frifásicos desequilibrados o "de,sbalanceados" pueden ocasionar una

grave alteración en la corriente, que puede producir un nipido

sobrecalentami€,nto del motor. Es necesario instalar una protección conta este

problem4 para lo cual suele,n se adecuados los relevadores de sobrecarga.

4.3-7 Mantenimiento irnpropio

Casi siernpre, el buear mantenimie,nto preventivo evita, o cuando m€,nos demora,

un¿ posible falla del motor. l¡s tecnicos han enconhado €,n algunas

inst¿laciones condiciones tales como polvo y suciedad en los moúores, condr¡ctos

de ve'lrtilación obstnridos, motores sobrecale,ntados, corrientes inconectas en

astos , cojinetes ruidosos, humedad dento y fuera de la máquina, debido todo

ello a la falta de mantenimienüo periódico.

En ocasiones no todos los motores necesitffl ni amerit¿n maritefrimiento

preventivo, en parficular cr¡ando el costo de este ultimo puede ser m¿yor que el

de reparar el moúor. Por ofra parfe, cr¡ando el moúor se encr¡sntra eü una

fuutalación crític¿ o es muy gra¡de, cosüoso o diñcil de susütut, entonces sí

{

130

justifica un buen program¿ de manteftimiento. Se han realizado esh¡dios e,n

insüalaciones furú¡stiales en las $rc se aplican un mantenimienfo adecuado, y se

he descubierto que la pruducclén no sufip lntermpclones, los motores dr¡ran

más y sus costos totales de operación son mris bajos.

4.4 Protecclén de las partes del IVIotor

4.4,1 Tipo y grado de protección

Toclos los elemeirtos del motor eléctrico (lúerro activo, hie,lro inactivo y

devanados) requieren algun tipo de protección para asegwar que el motor siga e,n

operación e¡r forma segura y econórnica. El grado de protección depende de la

combinación particular de condiciones de servicio y la iryortancia de la

aplicación. I,a protección puede s€r e,n la form¿ de un¿ c€rca^$B o alojamiento,

r¡na advertencia por medio de sonido o de lua o la desconexión del moúor de la

fueirte de alimentación antes de que pueda ocurrir algún daño. El daño se

produce debido al deterioro y a la desintegración del aislamie,lrto r¡sado en los

devanados, a Gausa de una falla de una parte mecrinica" o por r¡n¿ combinación

de ambas. Tanto el deterioro eléctrico como meoanico y la desinüegración

pueden ser la causa o el efecto de una falla elr el motor. El usuario debe

determinar qué tan amplias deben ser ias u¡acteristicas de protección para una

aplicación particular.

L¿ Tabia rd irldica ias caus¿ts gencralc,s de d¿ño en ei notor y las fonnas

generales de protección disponibles.

l3lTABLA 16. Profección dc moüo¡cs eléctricos

Ctlso, generü d¿i detertora a dafio Ttpa gene;ai de praíeectón,

Gascs o valxrrcs corrosivos, vslx]res qu{micos Aislemh.nto efe hc dewrnedos v rñnt.asay rnste[i¿les solidos que pueden causar aprupiadaconosiónCondicioncs afnosféric¿s: atta humcdad,lluvia, nbve' vapor, aire salino, ambientespoco comuttes, malcrialcs orúallos llcvadospor el vicnto, como zuciedad, polvo, rr€ñn, AistrmienúD de loc dernnrdoc y mncasrra¡nitas, arenilla conosiva y polvo conductor.. epropiadaAtnósferas explosivas por gases, vapores o Carc¡¡a apropiadepolvos.........Gases inflamables, combustibles en polvo yolros m¿lcrialcs scmcjantcs.. Carrasa epropladeC onsidcracioncs elécf ricas:Nivel del potencial atiena........ Cl¡se de aislambnúoTcmpcrafuras cxccsivas.... ctasc de aislamiento. Dispositivos de

proteccüin dcl dcvenrdoConsideraciones Mecánicas:Cor¡osión... Phfuras adecuadrcPárdid¿dc lubricación en cojinetes DürporiÉvoú dc puúccciin de crfinctcaConienúes en los cojinetes y la f1echa.......... Aislamiento de criineúessobrevclaidades qccsivas.... Intenuptorrs dc sobr,welocidadVibración, dcsbalancc, desalineación............ Inshhc'lon apropiada y manúeniniento

* El grldo d€ proiccció¡ dcpcode dc lr Fftc crpccGcr del moim rujcÉr e drüot d.l¡c¡|¡¡|.G¡F|ccffic|.Cuado ge rrq¡esüt mát de rm tipo de prceccióa, l¡ clección de si se necsit¿ rm tipo de prdectión ovarioc depende & l¡r scveridd de l¿ c¡us¡ de daño

4.4.2 Factores usados para determinnr la Proúección

Se dan por grupos en los siguientes párrafos.

a. Características y parámetros de diseño del motor. El tipo de motor, su

poúenciq voltaje y velocidad nominnles; su costo, factor de servicio v la

b,

t32

capacidad termica de los devanados, son los conce.ptos del motor nriis

importanües qu€ se deben üe,ner e,n cue,nta. Debe consultarse al fabricante del

motor reqpecto a la capacidad úermica.

Método de arranque del motor y condiciones de aeeleración. El voltaje en

los terminales del motor, la inercia de la wga, las necesidades de par de

cargs durante la aceleración y el ciclo de tabajo o la frecueircia de los

arranques contribrryen a aumentar las posibilidades de que el motor se

afasque, ocrrran tiempos largos de aceleración y calent¿miento excesivos de

los der¡anados debe consultarse al fabrica¡rte del motor ac€rca del meior

dise,ño para un¿ situación poco usual.

Sistema de alimentación eléctrica. El tipo de alime,lrtador del aparato, si se

us,a recie'rre aufornático o tansferencia, la velocidad de recie,rre o

transferencia, el desbala¡rce de voltaje por cualquier razó4 el tipo de circuitos

qbajo tiena o cable descubierto), la posibilidad de sobrwoitajes

(conmutaciórq rayos. transitorios), el sistema de conexión a tierra qr¡€ se u.se

(resisterrcia. sólido, neutro flotante) y si se alimenta por transfonnador

aliment¿dor ó individuai. Torio esto debe consiclerarse.

Es deseable consuitar ai fabricante d€¡ equrpo y dei motor cuando se hacen

estas consideracit¡nes.

ú. Cond¡ciones de servicio. [¿s condiciones de serr¡icio amerit¿n una atención

especial, y cuando hay de por medio un riesgo critico y poco usual, se debe

c.

133

üenrer un cuidado extrerno ai seiejrJionar motores para ten€r una operación

exitos¿t y un servicio satisfactorio. Debe consuita¡se al fabric¿nte del motor

ac€trca de cómo proporcionar ia mejor protección necesaria para minimizar ei

riesgo involucrado.

e. Códigos comerciales y especificaciones. Diversas organizaciones

patrocinan codigos que $e relacionan con la protección de ios motores. I^a

principal es ia Natlonal Fire Prutecllon Assoclatlon (NFPA), que auspicia

ei l{ational Electr{c Code INEC).

El codigo NFPA 70 es t¿mbien una nonn¿ Amerlcan Natlonal Standard,

ANSr/¡{FPA 70. Los dispositivos conforme al propósiro del NEC son

"aprobados" por Undeswr{ters Laboratorles (II/|"). El Instltute of

Elecrrlcal and Electrunlcs Englneers (IEEE) y Natlonal Electrlc

Manufactunes A.ssoclatlon (NEMA) est¿blecen límites máximos de

temperatura para las diversas clases de sistemas de ¿isla¡niento de dwanados.

4.4.3 Condiciones de Senr¡icio

Se presc,lrtan ües clases de cor¡diciones para el rnanejo de un motor electrico,

estas son:

L¿s ct¡ndioit¡ncs dc servicio, más favorables quc lo normal, para wra

operacién cútosu tle motores incluycrr:

l,a opclación al voltaje y la fiecuenr;ia n<¡minalus.

La apiiurruiún dci ¡uofu¡ ¿ una nuiquirra cuyas c¿rgas y uiclo dc trabajo se

oonozoan tlc ¡ua¡rcra prcr-:isa y no pualan scr cxccdid¿s.

134

b. I-ss condiciones de servicio noruales e,n las que h¿y poco riesgo para la

operación exitosa de los motores inclrryelr:

Operación e,n wn tryatwa ambie,núe que no exceda aquella para la que

fi¡e disedado el motor, por eje,rnplo, 40 oC.

Operación deirúo de una variación de frecuencia permisible para motores de

CA" normalmente + syo de lafrecuencianominal.

Ope,ración deirfro de la variación de voltaje permisible, por eje,mplo, + l0%o

del voltaje nominal para todos los motores, exce,púo los moúores universales,

€,!r cr¡yo caso se puede permitir una variación de + 6Vo.

Operación dento de variaciones combinadas de voltaje y de Aecue,lrcia

permisibles, por ejemplo, hasfa l0 % arriba o abajo del voltaje nominal y de

la fi,ecueircia nominal, suponiendo que la variación de frecuencia no exceda

del 5%.

Ope'ración a una altihd para la que haya sido diseriado el moúor, por ejenaplo,

3.300 pies o m€nos.

Operación en lugares o carca^sas suple,rne,ntarias que no interfieran con la

ventilación del motor.

Operación con un montaje solido y con bandas, cade,lrss o e,ngranes de

tra¡umisión de acuerdo con lo dictado por unfl br¡e,na práctica

c' Las condiciones de servicio menos favorables que las normales para las

cuales el riesgo es grande y qu€ se debe tener un cuidado extre, o al

seleccionar moüores y la protección de los mismos con el objeúo de üe,lrer una

operación eúüosa" incluyen:

135

operación del motor e,n lugares que tengan vapores químicos, gp-s€s

inflamables y vapor de aceite.

Operación de motorss en lugEres encerrados, o donde exist¿n vapor,

afrnósfera salin4 niwe y alta hrmedad-

Operación de motorqs en lugares €n qr¡€ pueden existir polvo cornbr¡stiblg

polvo de explosivos y gases explosivos.

operación de moúores que contengan p"hru, arenar ramitas y otas basuras,

polvo ar€'lroso o polvillo conductor, negro de hr¡mo o polvo de cemento.

Operación en temperaturas ambiente extr€,rras, por debajo de l0 "C o arriba

de 50 oC, o en altitudes mrry grandes.

Operación e,n cr¡artos y fosas mal ventilqdos o en alojamiontos mtry

pequeños.

Operación a velocidades que excedan los limites de sobrwelocidad a voltajes

y frecr¡encias qu€ sobrepasen los limites normales, o con voltajes

desbalanceados.

Operación bajo condiciones de choque o vibración anormales producidas por

fi¡€rúe extenus.

4.4.4 Carcasas

El ttpo de csrcssa de motor que se use proporciona protección fisica confra la

posibilidad de qr¡e fu€nües externas causen daño al motor. Existen varios t¡pos

est¿fudar y bien definidos de carcasas, todas las cr¡¿les varfan en el grado de

e,ncierro y ventilación del motor.

136

b.

4.4.4.1 De Carcasa Abierta

Usos Generales. Es el tipo más sinple de carcasa Tie,lre abertr¡ras de

ventilación que permite,n el paso del aire extei:ro por encirna y atrededor de

los devanados del moúoq alrcd€dor y, en algunos casos, a tavés de ductos e,n

la ma,sa del núcleo de hi€rro activo. Las aberturas sstán se,rniguardadas o

completamenüe guardadas cuando s€ agregan cribas a parüe de las aberüuras o

a todas ellas para limitár el acceso a las partes vivas o rotaforias del motor.

A pnteba de Goteo. Es rm¿ carcasa abierta cuyas aMr¡ras esüin constnridas

de tal modo que evitan que caigan en la mriquina gotas de liquido o partículas

sólidas en cualquier ángulo de 15" o menos reqpecto a la v€rtical y asl elrtre,n

aI moúor. Se pueden ryegar *jitlas de guarda o protección.

A prueba de salpicaduras. Es semejanúe a la carcasa a prueba de goteo,

excepúo qu€ se aplica un ángulo d€ l00o o menos, a partir de la vertical.

Ventilada externanente. Es une carcasia abi€rta que está ventilada por un

abanico con moúor accionado, en forma separada monfados sobre la carcasa

del moúor. Se pueden agegar rejillas de protección.

Ventilada por tubos. Es una carcasa abierta cuyas aberftras de enfrada de

ve,ntilación s€ construy€n para permitir la conexión de tubos o ducüos de

enfada de aire. Se llama motor con ventilación fonada cuando se hace

c.

d.

137

circular el aire a tavés de la carcasa por medio de un soplador accionado por

un motor exüerno.

De protección para intemperie. Tlpo I es un carcasa abierta crryos pasaje,s

de ve'ntilación se constn¡yen y se disponen de tat modo que s€ minimiza la

eirtrada de lluvia" niwe y particulas llevadas por el ake a las parbs vivas y

rotatorias. Se puedeir agegar rcjillas de protección

E De protección para intemperie. fipo II es una carcasa abierta cuJ¡os

pasajes de ve'lrtilación tanto em la üom¿ aomo e,n la descarga se constnryem y

se dispone'n para permitir que el aire a alt¿ velocid¿d y las partículas llevadas

por el mismo sean descargadas sin eirtrar a los pasajes intei:ros de ventilación

del motor. Se puedeir ag:egar rejillas de protección.

4.4.4.2 De Carcas¿ Totalmente Cemada

Totalmente cerrada. Evita el libre intercambio de aire enüe el inüerior y el

exterior de la carcasa. la carcasa no es totalmenrte hermética. Con esúe tlpo de

carcasa se pueden usar diferenrtes métodos de enfriamiento.

Totalmente cerrada no ventilada. No tiene manera de dar eirfriamieirto

externo a las partes intsrnas. El motor se enfría por radiación úermics de las

superficies exteriores a la atrnósfera que lo rodea.

Totalmente cerrada effiada por ventilador. Proporciona enfrianoiento

exterior por medio de un ve,ntilador o ventiladores integrados a ta m.iquin4

b.

e.

138

pero ext€nros a las part€s interiores. Cuando se u.san tgiü* para cubrir las

a,Muras que dan accoso al ventilador ó ventiladores se aplica el término

"protegida".

d. A prueba de explosiones. Es un¿ carcasa úotalmente cerada que s€

constnrye parn soporfar una explosión de m gns específico que puede ocurrir

denfro de ella" En caso de ocurrir tal explosión" la carcasa evitará la ignición

o explosión del gas ó vapor que puede rodear la carcasa del motor.

A prueba de ignición de polvo. Es úotalmenúe cerrada y constnrida para

excluir cantidade.s de polvo que puedeir ó cantidades que podrían

afectar el rendimiento ó capacidad nominsl del motor. El calor, arcos ó

chispas liberados ó gunerados denko de la carcasa no pueden cau.sar ignición

de acumulaciones específicas de polvos ó de nupensiones a.ünosfericas, ya

sea en la carcasa del motor ó su vecindad. Deben evitarse las sobrecargas

excesivas el atascamiento ó las cantidades excesivas de polvo acumulado en

el moúor para evitar el sobrecalentamie,lrto del misrno.

A praaba de agua. Es totalme,lrte cerrada y constnrida para excluir el agua

que se aplique exferiorme,nte con une manguera L,a pnreba común es unfl

corrie'núe de agsa de una üobera de una pulgada que proporcione 65 galones

por minuto de agua desde un¿ distancia de 10 pies e,n cualquier dirección y

dura¡rúe un periodo de no me,lros de 5 minutos. l,a filftación puede ocurrir

alrededor del eje siempre que no se le permiüa entrar al recipiente de aceite.

139

Un¿ vrilvula unidireccional o agujero ahusado en la parfe mrás baja de la

armazón proporcionan drenaje a la carcasa.

g. Totalmente cerrada wnt¡lada por tubos. Es una carcasa tot¿lmente c€rrade

flryas entradas y salidas de ve,ntilación esüán construidas para prmitir la

conexión de tubos o ductos de e,nftada de aire. Se le llam¿ ca¡casa de

ventilación fonada cr¡ando el aire se hace circular e tavés de la carcase por

medio de un soplador accionado por motor externo.

h. Totalmente cerrada edriada por agua. Es una carcasa totalmente cerrada,

cuyo e,nfriamie'lrto es por medio de agtn que se hace circular a tavés de

ductos que estrin e,lr contacto directo con las partes del motor. En casos

especiales, el agua mismn puede estar e,n contacto directo con las partas del

motor.

Totalmente cerrada con enfiamiento aire-agua. Es una carcasa totalmente

cerrada" cottstruida para enfriar el motor por medio de un intercambiador de

calor aire-agrra. Se Hace circular el aire infenro del motor ya sea por medio

de ve'lrfiladr¡res de rotor integfado o por sopladores accionados por separado

a través y alrededor de las partes del motor, y a tavés del intercambiador. El

agu¿ que circula por la sección de elimhación de calor del intercambiador

enfría el aire de ventilación del motor.

Totalmente cerrada con enfriamiento aire-aire. Es una carcasa totalmenrte

celrada" consFuida para emfriar el moúor por medio de un interca¡nbiador

1

^J

140

aire-aire. Se hace circula¡ el aire interno del motor ya s€a por malio de

ve,ntiladores de rotor integrado o por sopladores accionndos por separado a

través y alrededor de las partes del motor, y a tavés del inúercanrbiador. El

aire exüeino se hace circula¡ por medio de sopladores accionados por

separado a favés del inüercambiador de eliminación de calor y enñía el aire

de ventilación del motor.

4.4.5 Protección del aistamienfo de los devariados

La función princtpal de la protección del aislamiento de los devanados es evitar

el degradarniento antieconómico y excqsivo del siste,raa de aislamientos

electricos ocasionado por la excesiva temperatura. El degradamie,lrto varla con el

ticrnpo y la tcmpcratura par¿ un si$tcmn dado dc aislamicnto. Suponicndo i¡¡o so

hayan provisto diseños, mat€riales, procesos, lna¡lo de obra y ofros tipos de

proüección apropiados, y si el aislamiento no es dañado fisicame,nüe por fueizas

ext€,rnas, el degradamiento de los siste,mas de aisla¡niento d€p€rdsrá de las

ca¡acterísticas tiempo-te,mperatura del aislamiento. El sobrecale,ntamie,nto ssvero

puede producir que el motor se qu€,me de inmediato. Ad€más, el

sobrecale,ntamiento produce peligro de incendio y riasgo de choque electrico al

personal de ope,raciones.

4.4.6 Protección conka el srubrrcalenüamienúo

Ia protección del motor confra el sobrepalentamie,nto se proporciona al deúecta¡

con los elemsúos sensorqs, la corriente de línea del motor la temnperatura intsrna

del motor, o ambos se puede proporcionar más de un tipo de protección. La

14l

selección d€pelde de las csr¡.$as probables de sobrecalentarniento, el tamaño del

motor, la distsnci¿ eirtre el motor y su confol, las variaciones de la te,rnperatura

am.bie,lrte, el trpo de cargay el grado de protección deseado.

4.4.7 Protección contra la humedad

Los devanados pueden requerir proüección si el motor se deja sin carga o sin

operación dwanúe algun tielnpo. Este tiempo de,pendeni del entorno del motor.

Ya sea con cale,lrtadores del espacio (energizados cr¡ando el motor no trabaja)

mont¿dos en la oarcasa del motor, o bie,n un¿ corriente que se haga circular con

una fuente separada a fravés de los devanados inerües se evitara la condensación

de la hrunedad en las parües electric¿s mantenisndolas 5 "C arriba de la

t€ry€ratua ambiente. [,as necesidades de potencia son aproxirnadamente

ipale^s D x L del núcleo del est¿tor, donde D es el dirimetro exterior y L lalongitud.

4.4.8 Protección de parbs mecánicas

l,a prevenrción de fallas de los cojinetes es uno de los conceptos mris irnportantes

de la protección de motores. L¿ falta de h¡bricación por cualquier razon puede

ocasionar el sobrecalentamie,nto de los cojinetes, condr¡ciendo finalmente a la

falla de los mismos y al daño de oüos elementos del motor.

142

4.5 Comparaclón de los grados de prntecclón contra contacto humano y

cuerTos efraños

INDICACIÓNABRE\rIADA

ACLARACIÓNSEGT.JN

IEC YDIN-400501970 GP)

DIN 40050

1e63 (P)

ñngrne ¡roteccirin lrlingrrnn prcÉección especi¡rl de persooas coabacoatactos casualee, de part€s bajo tmión o ea

movimimfo. lrfingun¡ protección coúa lE eütmdade cuerpos duros, extsaüoc.

0 0

Ihoteccióú coatrr cFIrcse#rrños grsdcs

hección coúr codadoc cas¡r¡c! cn grmd€sruperficies d€ püt€s bcjo trndón o ideriqrs cnmovimiedo; por ejqlo, coa l¿ nu¡lo p€roningun¿ prriección con el rccc¡o i'¿cncioordo adichas pcrtcs. hección coÍúa ls cúldr de

cr¡erpos e:draños de diftrre+'o mf,yq a 50 n¡rn

I I

Pro¿ccció¡¡ corúrr cucrpos

€xlrúos d¡ tsuño nedoProteccióncoúecodado¡ conlos dedoc dc pi¡tesbrjo ttorión irrtcrn¡ en m!'imierto. PrcÉeccióncontr¿ l¡ €drüds de orerpoc exhañ¡s de undi¡irrrgfto mayq' & 12 rrnrr

2 z

Prot¡cci¡ln coúr cucpoaeffios p€qlEños

hección coGa cd¡do p€rsú¡l m partcrbqio teosión o iúerists eo movimiedo, cubrrrrmieúaq elambms o rejrft¡, & ¡trúom¿yordc 2.5 mnPrdccción coúE lE edrads de orerpoo exhañosde diámefno mayor fu ).J ¡n¡n

3

Itofccclh coaü¡ cu.rpos

e¡úrdos en fo'rurs d€

grmo

Prdec.ción cú¿ corúecüos coopcrtrs $o tcrióno iderio,res €o movimiedo coa hrrrámirr¡tas,alrmbret o semejades, de .liÁ'r¡tüo mayr delmn-Protección cof,tra l¿ €f,trrda de orcrpos e¡(tsafios

de diÁnetro m¡yor lmn

4 3

Prdeccióo coqted€pó{üüo &pol*

Protección totsl corü& codrrto con parts bajoteosión o iúcrimes €n movimi€do. Proteccióncorúra el p€fjudicial dcptuito iderior de poho, la€ütred¿ de potvo tro €s el¡itada completm¿de,pero rc debe eúr en tal cadid{ que perjudiquenmblcncrtc cl fu rciona¡nieto.

5 4

P¡ot¡cción coffi l¡cotrrdá de poh/o

Prdecció'atc*¿l c\oúa d codado cm putes bajot'n'rión o ideriues en movimiedo. Prcfeccióncoffia l¡ eúada de polvo

6 5

143

4.6 Comparaclén del grado de protecclón contra agua

IF{DICACIÓNABREVIADA

ACLARACIÓNsscúnIEC Y

DIN-,t005{¡

1970 (m

DIN 40050

1e63 (P)

Sin protmcith Sin protección erpeciat 0 0

Ptotccclhr coúego{co &caldawrtic¿l

El gdco dc crtda vrrticsl no proórcirá dhúoalguno p€rjudicial. I I

Profeccióa coatrr goboc4ymdo trocllrs¡üncúte.

El goÉeo que cae en oralguier ángulo hsst¡ 15 " del¿ vertical, ao proórciró eferfo qlgrrno, p€trj"dici"l 2 ls

Proteccllo coffir lhrrim¡- No poduciró perjuicio alguro el nguE cayendo, eaforma de lloüzn¡, desde cualquier direcsión 3 2

Itofcccül¡ contra roci¡dodc rgu&

No producirá perjuicio alguno, el agua que searociad¡ codtrE el apúdo d€sd€ cr¡alqr¡i€rdi¡ección

4 3

Prohcción co¡ú¡¡ chorrodc ¡gn

No poduciró perjuicio alguno, el agua diri$dacoúa el apardo de trabqiq por m¡dio de la@uitla de rmn mftnguera en oralquier dirección

5 4

Proúeccióo cod¡imm.d*ioneg.

En caso de inudación pasajcra, ct{m cn caso demar gru€sü, no €rñará en el apmdo dc trabqio,Egua qr¡e le proúrzca perjuicio alguno. 6 tt

Pro{¡cclh cootr¡ inmcr-sbn.

No rcrá posible l¡ estra¡l¿ de agus en cadidrd quepoózca ¿o6o .lgum, crra¡do cl aprdo dcüabajo es sum€rgido ea ag¡¡¿ ¿ r'm ¡rofirndidad ydurade rm tieqo detemiudo.

sl

hdcccÍh coat¡ Ctnbqio h¡)d¡gue

No serápooible la eü¿d¿ dc Egua €n cadidad queproüzca dúo algmo crrudo el aparato detabqio €s mtdcnido delqio del agua a unap,ofmdided y ó¡r6]e lmúiñTo ilirrlir¡rlo

t

5. APARATOS DR MANIOIIRA y ftQtrIpOS SOMf,I'I'IDOS AEXCESIVA VItsRACIÓN

5.1 GENERALIDADES

Se encuentran en la embotelladora equipos como motores, üableros de nrando y

control someticlos a vibraciones excesivas, originando un deterioro paulatino cn

sus componentes, y cn alp¡trn momento pueden llegar a ocasionar señales de falsa

alarrna o dispiuo dc los equipos cle protecr;ión" que de alguna forma u otra

üausan pórclitlas dc tiempo err Ia prciclr¡coión.

Mencionemos dos situaciones de este tipo que se aprecian en la planla:

'? Uno de los compresores cle Amoniaco ( marca Vilter ), má.s exactamente el

refendo eomo \rl'R-I, está sometido a nna ñlerte vibración- lo cual puede

ocasionar ruptura de al$rno de los firhr.rs capilares de control, produciendo

escapes de amoniaco . falla en los controles de presión, etc.; teniendo como

consecuencía paro en la totalidad del equipo.

'Íl El tablero de confrol y filerza de uno dc los compresores principales para aire

es también afectado por rma alta vibración" quc puede terminar deteriorando

los equipos de mando, maniobra y control.

145

5.2 Causas de la Alta Vlbraclón

Es evidenfe que la fue,pidación en los tableros y equipos, cr¡yo ftabajo es

continuo, disminuye la vid¿ útil de los elernentos porque desajusta por cornpleto

sus oompone,nfes, especiahne,lrte úornillos, rasortes, chapas, armaduras, etc. El

número de maniobras establecidas por el fab'ricanfe metm¿ ostensiblemenúe,

especialme,lrte €n contactores y ele,me,lrtos ar¡xiliares de c<¡ntrol.

l¿s bases para anclaje de algunos moúores fueron construidas con castillos

soldados, cosa que origina fatigas y cristalización del matetrial, p€rmitiendo por

lo tanto que el apamto en ftmcionamie,nto, f,i'cilmente enfue en vibración l,os

c.astillos normalmenúe deben ir amarrados con ala,mbre en sus prmtos de unión.

[¿ falla fimdamental radica en haber anclado los tableros de mando adjrmto al

apamto, cr¡ando perfectamente se hubiesen podido est¿blecer e,lr las paredes

contiguas al area respectiva.

55 Señales lnequivocas

Para conectar y desconectar contactores es necesario dar ordenes inequivocas.

Cuando se e'nplean aparatos con contactos inestables, como son termostatos y

vigiladores, por ejemplo, de presión, ternperafura" eüc., no es posible gwantizar

se'ñales inequívocas, especialme,nüe cuando los aparatos son sometidos a

sacudidas y/o vibraciones. L¿s señales fluctu¿nfes hacen vibrar al contactor, los

146

contactos pr¡eden soldarse ya que el contactor ciema y abre con un¿ frecueircia

muy alta y, por tanto, se sobrecarga termicame'ltte.

En los casos, en los que no se pueden evit¿r las órdeires fluctuanúes, es

aconsejable emplear un cont¿ctor intermedio con retardo de desconexión.

El contaptor es uno de los aparatos de maniobra m¡is inport¿ntss que s€ e,rnplean

e,n mandos y contoles. El reúne e,n sí las ca¡acterísticas que casi siernpre se

exige,n para los mandos:

+ Accionamie,nto a distancia

c) Alta ftecueircia de maniobray selvicio pernanenle

.r Alta vid¿ útil nec¿inica

r+ Poca demranda de espacio

+ Fiabilidad del contacto

o Completamente libre de manlenimiento

Para poder cumplir aon estos requisitos el contactor d€manda señales

inequivocas y mantenimie,nto de los mÉrgeires de tensión admisibles para la

bobina.

[¿s órdenes d€ mando fluctuante,s provocan wra trepidación del contactor, él

puede vibrar con un¿ frecue,ncia hasta del doble de la frecr¡encia de la red. La

cor$€cuencia puede ser la destrucpión del siste,ma magnético del contactor o la

soldadura de los contactos cuando se conectan corrie,lrtes altas.

t47

5.4 Condlclones para un buen anclaJe

Es esencial una cimeirt¿ción rígida para te,ner vibraciones mínirnas y la

alineación correcta entre el motor y la carga (si se trafa de acoples por bnndas).

Los mejores cimie,nlos son los de concreto (hormigón), reforzado segun se

requiera, en especial para motores y aargas gandes. Si el concreto tie,ne

srficiente tna$a, constituye un soporte rígido que minimiza las deformaciones y

vibraciones. El concreto puede colarse sobre el suelo, ac€ro estructrual o los

pisos del edificio, siempre que el peso total del motor, mriquina impulsada v

cimie,ntos no excedan la capacidad de carga establecid¿ paralaestnptura.

Las capacidades de carga para ac€ro estructwal y pisos pueden obúenerse de los

manu¿les de ingenieria; la capacidad de carge de los suelos puede obtenerse de

los reglame'lrtos de las empresas locales para la constr¡cción Pa¡a hacer un

c¿ilculo aproximado, el peso de un¿ base de cimeirtación debe ser unas 2.5 veces

el peso total soportado.

En csso de que un motor o equrpo grande deba monfarso en una estn¡ctura de

a&ro) todos los apoyos deben ser del tamafio y la resiste,lrcia correcüos y estar

bien zujetos para máxi¡na ngdez.

La base para el motor o equipo, sea de concreto o acsro, debe est¿r nivelad¿. Si

es de concreto no debe ser muy alta. Siempre es posible lwant¿r el equipo

medianúe calzas (ainas o suple,meirtos), pero sería diñcil redr¡cir la altwa

eliminando parfe de la superficie de concreto.

148

lns requisitos para una base bie,n nivelada son críticos. Por lo ge,lreral, para

ittst¿la¡ un motor hay cuafro prurtos de montaje, u¡ro e,n cada esquina de la base,

así como requisitos para el montaje de la carga furyulsada.

Todos los puntos de montaje d€bm est¿r en el mismo plano exacto o el equipo

no quedará nivelado.

Antes de colar el concreto, s necesario marcar la posición de los pernos de

anclaje mediante una planfilla a fin de lograr un anclaje firme, pero no rígtdo. S€

recomiend¿ ulilizar una base fabricsda con acero entre las pafas del equipo y el

cimie,nto.

5.4.1 Puntos para verificación de un buen soporb o base para el equipo

a. No deben hacerse soldaduras gruesas en bases maquinadas despues de su

consür¡cción y acabado. Si e,n r¡na base pueden v€rse soldadr¡ras por puntos

que no sean pequeilas, cabe esperar que haya ocr¡rrido cierta torcedura.

b. t a soldadwa en la base o soporüe debe ser confinua; em muchos casos, las

soldaduras intermitentes perndteir que haya torceduras y deformación.

c. Las secciones de caja o fubulares son mucho más rígidas que los canales o

vigas. Debe corryrobarse que las secciones de caja no esten abiertas o

separadas a lo largo de un lado, pues en este caso perdenín gran parfe de su

resiste,ncia a las torceduras.

149

d. Un¿ base eirtera (de una pieza) para el motor y la unidad mrpulsada es mucho

mejor que una base e,n secciones.

o. l¿s bases con buena profundidad son rnejores que las de poca profrurdidad.

f. Debe obse,lvarse en especial si hay torceduras o deformación ocasionadas por

cargas en voladizo sobre las bases, por encima del nivel del piso.

g. I¿s riostras o refueizos ajustables suelen estar desajr¡stadas.

h. No debe d¿rse por hecho que el piso en si es firme. Una base robr¡sta para el

motor y su carga montada sobre un piso resonanüe puede vibrar igual que una

ba.se debil en un piso rígido.

l. I¿s vibraciones dr¡rante el funcionamie,nto son indicios de problemas y muy a

menudo estos residen e,n la base del equlpo (moúor, compresor,etc.) y su

carp. Se debe irupeccionar primero la base o la aline¿ción y luego el

equipo.

J. Es necesario conryrobar que todos los pernos de anclaje esté,n €,!r su lugar y

bien apretados.

k. Debe comprobarse que todas las r¡niones separablas de la base estén zujetas

con espigas ente el motor y la base y la base y el cimiento que la soporüa.

---'" - '-{'. t

t'"* - *j

150

l. Ha de buscarse si hay huecos o aberfuras sin calzas; todos los suplementos

debe,n estar bien colocados en su lugar y en buenas condiciones.

m. f)ebe verse quc hsyo refi¡erzos ccrcs de los pernos de montaje, pr¡es

incre¡nentan mucho lang¡dez de la base para el equipo.

n. Obsérvese si hay refi¡erzos directanrenüe debajo del equipo, qu€ es donde ruís

se necesitan; las soleras de acero deben estar soportadas cuarido menos cad¿

45 cm. (lE pulgadas).

5"5 Recomendaclones para evitar vlbracionesa

Los aparatos de rnaniobra se utiliza4 enfte otros, para conecfar cribas de vaivérq

colüpresores de pistones y máquinas semejanúesl ellos pueden también estar

instalados e,n vehículos, grúas etc., e,n estos casos los aparatos de maniobra

pueden ser sometidos a sacudidas fuerFs, o sea, a oscilaciones y/o choques.

[¿s oscilaciones se describe,n medianfe su Aecuencia f y su amplitud A con la

siguiente formula:

f = Frecusrcia de laoscilación

a = Aceleración

A = Amplitud de la oscilación

t = *,F= o,r5ea

A

a"Mmu¡l do B¡ts tedón Somenrñ Mlnr fübüogrrÍr

l5l

En catrilogos se indica la resisteircia de los aparatos de maniobra a sacudidas e,n

dirección X Qrorizonfal, perpendicular al plano de montaje), en dirección Y

(horizontal, paralela al plano de montaje) y en direcciónZ (vertical).

Ins aparatos de maniobra deben ser mont¿dos de prefere,ncia en paredes libres de

sacudidas. Si las sacudidas no pueden ser evitadas, su influencia debe ser

reducida, por ejemplo, media¡rte montaje sobre amorfiguadores, muelles o

re;ortes. OFa medida es cambiar la posición de montaje de los aparatos, de tal

manerar que éstos queden colocados fuera de la posición crítica.

I¿s oscilaciones provoca¡r e,n los aparatos e$¡€rzos mecánicos que se repiten

const¿nte,rnente; un choqw s, por ota parte un esfu€lzo aislado (e,n algunos

c&sos el choque puede repetirse), lns choques se describen por su fonna

(trapezoidal, se,ni-sinusoide, etc.), por su aceleración (por lo ge,neral como

múltiplo de la gravedad) y por su duración. Estos d¿tos se suministran bajo

consulta, si todaüa no se encueirtran en los caüilogos correspondie,lrtes.

Cuando el sitio de colocación de instalaciones electricas oscila a causa de

te'Írsmoüos o por impactos de grandes rnasias, se h¿bla de sacr¡didas indr¡cidas.

En estos casos los aparafos de rnaniobra son sometidos a oscilaciones de varias

frecuencias, aceleraciones y amplifudes e,n las direcciones de los tres ejes.

los aparafos de maniobra debeir soportar estos esfi¡erzos sin sufrir darios y

cr¡ando las oscilaciones fin¿lizan, los aparatos deben p€rmariec€r aptos para

funcionar.

6. PRO'I'}ICCION DE LOS'I'RANSFORMADORES YAPARA'I'OS DE MEDIDA

6.I GENERALIDADES

Se cncuentra en la planta que los ha¡ufr¡rmadores de potencial (TP) y cle

colriente (TC) as<¡ciados a los cont¿dores de energia activa y reactiva , que sorr

para uso exterior e inst¿l¿¡"ión r:n poste, no eskín dotark¡s de una .afifjcuarJa

protección ccrntra la sobretensión que puede ocasionar rma clesca¡ga afunqsferica

en oerr;anías del punf.o tlolrde su cncuentran instal¿r¡los, esto es impclrtanúe teuerlc¡

en cuettta" ya cfue en ul mometrtr¡ tlarlo trac q)nro ooruiecuenora daños gfaves en

Itls equipos .v gastos irurccesaric¡s.

El obietivo principal de estc capitulo es efecfuar una comparación de costos,

enke el val<lr de los equipcis que se utiliz¿n para medida (truuforrnadores de

potencial, de corriente y contadores de energía), con respecto a lo quc costaria

compr¿¡f, y tnonf.ar un juego de pararayos para una protección adecuada de

dichos equipos.

153

6.2 Seguddad para los equlpos de medlda contra una Ilescarga

Atmr¡sfér{ca.

En Coca{ola la medición de Energía Activa y Energia Reactiva se realiza a

favés de tansformadores de medida: Pote,lrcial y Corrienle.

Los contsdores de Energfa se encuenfan ubicados e,n la parüe exterior de la

planta, contiguo a la malla quc e,ncie,rra la fabrica. I¿s se,ñales de corriente y

voltaje son tomadas por los contadores a través del secundario de los

fransformadores de pote,ncial y corriente, estos transformadores est¿n ubicados al

exterior, montados sobre dos postes que conforman una "H", y se conectan por el

devanado primario a la línea de alta üensión (I3.2 Kv.), que provie,lre de la

zubestación Mele,ndez.

Una de las razc¡nes para qr¡e en la e,mbotelladora se efectue la medición por alta,

es porqlle EMCALI 1o exige; para cargs,s de 150 KVA e,n adelante los equipos

de medición sE conectan en el lado de media tensióru utilizando dos

üansfor¡nadores de potencial y dos de corrie,nte, conectados e,n delta abierto ¿l

contador a instala¡ en el secundario de estos equipos.

En este capitulo se hace refer€,ncia a los aparatos de medid4 porque en la planta

los transformadores de corriente y pote,ncial se e,lrcue,lrtran muy lejos de la

subestación, mrás o menos a 400 metros, y no tieiren protección conta las

d"t"*gu" aünosfericas y las consecuerites sobrete,nsiones que s€ puedan

prese'lrtar en el punto de ubicación" enr la subestación los transformadores de

154

potencia si tielre,lr sus respectivos pararrayos para protección de dascargas

atmosfericas, pero los de medida nos los tie,lre,lr.

l,* sugere,ncia que se hace es la de instalar un juego de pararrayos en la uH,' en

quo se e,lrcue'lrtan monüados los tansformadores de medida Esta recome,lrdación

se hace por razones de seguridad y economía, al instalar un juego de pararayos

se e$fán protegre'lrdo los fransformadores de medida confra la eventualidad de

ura descarga atnosferica y también de alguna for¡na los contadores de energia,

ya que estos podrían de algrrna manera vqrse afectados. Instalando los

pararayos también se evitan gastos innecesarios, porque en el caso de que los

fra¡rsf,ormadores se quemen el costo de estos, comparado con el de los

parÍurayos, es mrry alto.

A continr¡ación se hará una de.scripción aproximada del costo de un juego dep¿rarrayos y los transfonnadores de medida. En Coca{ola eúste,n dos (2) TP,crryas relaciones son 14.4001120 y dos (2) TC, con relaciones d€ 15015.

l,os costos son los siguienúes:

Juego de Paranayos (12Kv)6uego de ft:es)

Transformador de Corrlente(releción 120:1, tipo exúerior)

Transformador de Potenclal(relación 30:1, tipo erterior)

153.fi10.oo

730.0ü).oo

1.0ü).ü)0.oo

C<lmo se puede observar la difr,tencia de precios, e,lrlre los tansformarlores de

medida y los pararrayos, es grande; mientas un jr¡ego de pararrayos cuesüa $153.E40.oo, los de medida cuestan aJ rededor d€ $ 3.500.00; lo cual de,muesfiaque si convie,lre proteger los tra¡rsformadores de medida.

li5

6.3 Dlagrama Unlf,lar de Medtción en Alfa Tensión

RED PRttARt^ - 13.2 rv++-++- ++- ++- ++_

CPI{TAOOR D€ ACTIVAY'O REACTMA

PANARRAYOS

t-r-Jll

-plruumvosAsfnr|srf,.flrcspm^PfoTECCtOff fELO6EA(].oStE

P....LA ffiT||EqOTE HAY

DE E!¡IE N¡ITO A LOIS

INAT'SF'HTX)flES ES

GRXE(+r'!rñO

TRAIIISÍOüADOR ?5|¡ I(VA13.2,0¡40 xv

i TOTA|-EADCIRGEIIÉRA¡-

i\ rrrsóx zo,¡¿!

TRAXSFORIADOR IIxn KVA

13.2ült40 KV

/TAB|_ERO GEI|ERAI DE I|TERRI pTORq¡;

-

l5ó

6.4 Transformado¡nes de Medlda

Son dispositivos electromagnéticos crrya ftnción pn""lpal e,s reducir a escala" la-s

magnitudes de tensión y corrie,nte que se ufiliz¿ri para la protección y medición

de los difere'lrtes circuitos de un¿ subestación, o sisterna electico en geireral.

Los aparatos de medición y protección quo se mont¿n sobre los tableros de r¡n¿

subestación no est¿n construido$ pare soportar ni grandes tensiones, ni grandes

corrie,ntes.

Con el objeto de disminuir el costo y los peligros de las alt¿s tensiones deirtro de

los t¿bleros de control y protecció4 se dispone de los aparafos lla¡nados

transformadores de corriente o de tensión respectivame,lrüe. Norm¿lmente estos

tansformadores se constnrye,n con sus secundatrios, para corrienrües de 5

amp€rios o te,lrsiones de 120 voltios.

I¡ls tansformadores de corrie,núe se conectan en serie con la línea, mienkas que

los de pote'lrcial se conectan en paralelo, enfe dos fase,s o eirfre fase y neutro.

Esto eir sí, re,presenta un concepto de dualidad e,lrtre los transformadores de

corrie'nte y los de potencial qu€ se puede gawralizar ear la siguiente üabla y que

nos ayuda para pasar de las funciones de un tipo tle lransformador al otro (ver

Tabla 17).

A continuación se estudiarq por separado, las caract€rísticas principales de cada

uno de los dos tipos de tansformadores arriba melrcionados. Ambos pueden

utilizarse para protecciórq para medición, o bien para, los dos casos

157

sirmrlt¿ineame'lrte sie'rnpre y cuando las potenci* y clases de precisión sean

adecuadas a la función qu€ desa¡rollear.

TABLA 17. Equivdencirs de fr¡nciones en los trensformrdores de insfrumentos

6.4.1 fra¡rsformadores de Poúe,nciat (TP)

Est<ls son los tansformadores de instn¡mentos dedicados a la medición de

tensiones y se emplean con voltímefros y crl combinación con fransformadores de

corrienüe en medidores como vatímetos, varimetros, contadores de e,lrergia aotiva

y reactiva" factor de pote,ncia" frecueircia Los tansformadores de poüencial

también se emplean e,n otras aplicaciones como e,n sistemas de p,rotección y

s isternas de sincronización.

Concepto

TRAÍ{SFORI$ADOR

Potencfal Confento

Tensftln

Coniente

La carga se determinapor:

Causas del error:

La carga secundaria aunenlacr¡ando:

Conexión del tr¿nsformadoraa la llnea:

Conodtn de bs aparatos alsecundario:

Corstanle

Variable

Coniente

Caída de tensbn en serb

Zdiwninuye

En paralelo

En panalelo

Variable

Constante

TenEión

Conbrile derirada en paralelo

Zzawtenla

En serie

En serb

158

Ls función principal de los fansformadores de poteircial es proporcionar un

voltaje secundario que sea fiel reflejo del voltaje primario medido, e,lr cuanlo a la

masdtr¡d y la relación de fase.

6.4.1.1 Régimen nominal de los transformadores de Potencial

El régimen nominal de un transformador de potr:ncial compreirde los siguiente:

+ Voltaje primario nominal y relación de transformación.

') Clase de aislamiento.

+ Clases de e:ractifud y de carga segrrn nonnas

* Nivel de voltaje de impulso cuando se aplica prueba de ond¿ plena.

+ Régimen de carga termica.

En las Tablas 18, 19 y 20 se indic¿n los valores de normas para el régimen

nominal de los TP, según normas AlfSI.

TABLA. 1t. Voltaje Nominal, Relrción, Cl¡se de Aislamiento y PruebaDieléctric¡ pera Trensformrdores de Poúenci¡l

Clase deaislamiento

Relaciiin Voltaje primarb Pnreba bajofnecuenci¡

Prueba ondaolenalimpubo)

KV. v I(V.. RMS KV.1.2

5.015H34.5ll5230

l:l4:l20:l120:l300:l100O:l2000:l

l20na8Y4EO/832v

2400/4160 Yt4400/t44wY3450044s00 Y

115000i115000 Y230000f230000 Y

l0l0l93470230460

3030601102005501050

Clase deexacütud

Limitas del factor decommciiin clel

transfonnador

Limites del factor depotencia de la carga

medida0J0,6t2

1,0031,0061.012

0,99',7

09940.988

0,60,60.6

1,0 indlO ind1.0 ind

159

TABLA 19. Clases de Ex¿ctifud para Transformadores de Poúencial, panrMedición

TABLA 20. Cerges Esfánder pare Transformedores de Potenciel

Obsérvese en la tabla 19 que la clase de e:ractitud es una indicación del error que

se admite e,n el TP.

6.4.L.2 Clasificación de los TP

los transformadores de potearcial se clasifica¡r e,lr diferentes tipos, así:

a) S€grrn el método de instalación:

Tipo interiorTipo eÉeriorTipo exterior protegido

b) Segun el sistern¿ de aislamie,lrto:

Designacitin decarga

Voltbamperirxsecundarioc

Factor de potencia de carga

wXYz

Z¿

i2,52575

200400

0,100,700,850.850-85

160

Tipo seco'Iipo lleno con "compound"f ipo lleno con Aceite

Itecientes desa¡rollos en la industria del caucho sintetico han infoducido el

transformador de potencial moldeado en canrcho, remplazando el aceite aislante y

los bujes de porcelana elr algunas aplicaciones.

6.4.2 Transformadores de Corriente (IC)

Los transfornadores de corriente tiene,n como firnción producir en su circuito

scctrndario una corrie,lrte que sea fiel reflejo de la corrie,lrte del circuito primario

tanto en magnitud como en la relación de fase. Esta corrie,lrte secrurdaria está

destinada a alimentar los instn¡menúos de medición v los relés.

Algunas vec€s tie,nen primario pero sienrpre tie,ne,n secundario Si hay devanado

primario, el número de vueltas es pequeño. En la mayoría de los casos, el

primario solame,lrte es una vuelta o un simple conductor conectado e,lr serie con la

carga cuya corrie,lrte se v& a medir.

El devanado primario del tra¡nformador de corrie,lrte se conecta directamente al

circuito d" cttgu. Cr¡ando el devanado secundario se queda e,n circuiúo abierto, el

voltaje desarollado a través de los terminales abiertos puede ser muy alto

(debido a la relación de te,nsiones) y facilmente se puede romp€r el aislamienúo

e,lrfre los devanados secundarios. El devanado secundario de un ta¡rsformador

16t

de corriente siempre debe estar cortocircuitado o conectado a un medidor o a una

bobina de algun relé.

6.4.2.1 Réglmem nomin¿l de los Transformadores de corrie,lrüe

El régimen norninal de los TC, inclrrye:

.) Corrientes primaria y secundaria.

.) Clase de exactifud a deüerminada carge corriente y frecueircia.

.) Factor para corrie,nte üermic¿ continu¿.

* Clase aislamie,nto.

') Nivel de voltaje de funpulso cr¡ando se aplica prueba con ond¿ plena.

+ Frecue,lrcia

.) Corrie,nte termica y corrie,lrte mecrinica de corto tie,rnpo.

En las Tablas 21r22r 23 y 24 se indican los valores de nonna para el régimen

nomin¿l de los TC, según las nonnas Alr{SI.

TABLA 21. Cl¡se de aisl¡mienúo y prueba dieléctrica para transformedores decorriente.

Cll¡rso deaislamimto

hueba a bajafrccuenciaKV., RMS

Pnrebr Onda plena(impuko)

KV.

0.61.2

5.015H34.5115230

4l0l9M¡v

2304ó0

1030601102005501050

t62TABLA 22. Cornmtes primarias y relaciones normalizedes para

trensfomadores de corriente

TABLA 23. Clases de Eractiü¡d parr trrnsfonn¡dores de corrienúe, pamMedición

TABLA 24, Cerges st¡nd¡rd pare Trensformrdores dc Corriente, de 5A dcsecundário, cn medición

Conienteprimari¡ Relacirin Rel¡cffin

C-o¡rhntePrimaria

a) TC de relnón Sinple

25 5:l50 lO:t75 l5:l100 20:l150 30:l204 40:l300 60:l400 80:l600 120:t800 160:l1200 240:l1500 300:l2000 400:1

b) TC de rd¡cióú Dobh25/5A 5/10:l50/100 tl/20:li00/200 20/40:l2Ul4W 40i80:l400/800 80/160:l600/1200 120/240:l

c) T\l de rd.ción múl@(Tipo Bujc)

600 úo/8o/6o?o:l1200 240/t6l/t20/80/40:l2ooo 4oo/ioo/240/l6o:t3000 60O/400/300:l4000 80O/60O/40O:I

C'l¡se deExactitud

Limites del faclor dec-omcción delfornsformador

Limites del factor depotencia de la carga

medida0.30.50.ó1.2

1"003 - 0,9971,005 - 0,9951,00ó - 0994l-012 - 0-998

0,6 - 1,0 ind.0ó - 1,0 ind.0ó - 1,0 ind.0.6 - 1.0 ind.

Designacfrinde carea

Característkas deCarsa

CaryE secundaria para60II¿ 5 Amn's

Resistencia lnductancin Imncdancia Vohioamoer Factor potcnc.

Ohmios Milihenrio Ohmios VAB-0,1 0,09 0.116 0.1 2,5 0,9B-0'2 0-18 0232 o2 5-0 0.9B-0-5 0,45 0,580 0,5 12.5 09

7, SN(}IíRTDAD PARA LOS'I'IL{NSFORMAT}ORES DEPOTENCIA

7.1 GENERA.LIDADES

Existcn en la enrbotolladcrra d<ls transformadores de potenciq uno cle 1000 K-v'A

(kilovol{arnperios) c<¡n tensión nominal tlo 13.¿iü.440 litovultit¡s, ei otro de 750

KVA c<in teruión n<¡rninal de 13.210.220 kilovr¡ltic¡s, ¿xlcmás tle cstos d<¡s se ha

ubicad<¡, en el mismo sitio, uno pequeiio utilrzado para alirncnt¿u la Ér'Ba a 220

vollios cuatdo esta trabajandc¡ la planta olél;trjca. Esüos traruformadc¡res sc

cnr;uet¡lrat¡ ubicadt¡s sn i¿l ptii{.c cxúerior .lt la piantn, montadt¡s sobre una

plataforma me(álica.. ¿¡ L¡Jiil al[iu'a aproxirnada de tres metros. La dist¿ncio ,{*itay etttte los i.rart"li'ln¿illo¡ob cs rel¿üiv¿men[e oscasa, y el sifon quc existe para

'Jrenaje de ¿cei[e, cn üa.so rle fug.r, cs muy poquciio e insuficienüo.

i'll prcrblema que se puede presentar en este üaso es que si llega a fallar unc¡ de

ios hatlsformadores, los otros pueden verse afectados de una forma direüta,

situa¡;ión que h:icc su instal¿iijión insegura.

A continuación se defallaran los riesgos que existen con la ubicación tan cercana

de los transformadores ' se darán alg.una.s suge,rencias para obtener mavor

seguridad en estos equipos que son el corazón de la embotelladora

t64

7.2 Rlesgos por la ublcaclón de los Transforuadores de Potencla

Enconftamos eNr la planta que la separación que exisúe enke los ta¡rsformadores

de pote'lrcia" ubicados en una plataforma metálica a unos ües (3) metros de

altura" no es ruis de dos (2) metros, sifuación que los hace insegrrros en la

eventualidad de que alguno de ellos llegue a sufrir una fallq como por ejemplo,

un cofocircuito interno por falta de mante,nimienl,o; esüa falla ocasionaria el

derrame de aceiüe incendiado, que por no tener la plataforma rma fosa de drenaje

adecuada para su rapida evacuaciórq puede afectár de forma direct¿ el ofo

transfornador. Adennás d€ afectar los tansformadores de la plafaform4 se

pueden ver seriamente comprometidos los equipos qu€ hay ubicados en la parüe

de abajo; estos equipos son: la planta de generación diesel, los úableros de

control y fuerza principales, las kansferencias, los bancos de condensadores" las

bandejas por donde van los conductores y muy cerca se encue,nfa¡l los

compresores de amoníaco. Como se puede observar es de mucha irnportancia

tener cuidado con lo que a. seguridad y mantenimie,lrto de los tansformadores se

f¡lta.

La fosa qrrc se tiene para el drenaje del aceite, €n caso de un de,lrame, no es la

ad€cuada ni es la que se plantea en las nonnas. Inicialmenúe solo tenían un sifon

cle evacuación de ll2 pulgaday luego de la prese,ntación inicial de este proyecto,

se elaboró un drenaje con tubería PVC dE 314, que arur a^sí es insrúciente e

rnadecuadq dado que ncl hay rec¿imara receptora acolchonada de grava, que es lo

más recomendable para ahogar las llamas del aceite enceirdido; por el confrario

165

presenfa un piso elrtablonado, gw inclusive no deja acceso a varillas flotantes,

para medicióny frafamiento de lamalla atíena.

[,4 sugrre'lrcia que se hnce para prevanir futuros daños por causia de este

problema" es construir un mlro de naterial no cornbr¡stible, que sirva de

pantallq a una determinad¿ alfura, de tel forma que los dos transformadores

queden aislados, previnie,ndo así que al prese,lrtarse una falla e,lr cualquiaa de los

traruformadores, los otros no resulúen afectados. En el caso del dre,lraje ,

consfruir una red de evacr¡ación mucho nuás amplia y confiable, con el objetivcr

de proteger los equipos que se encueirtan en la parüe de abajo.

7.3. sistemas de pnotecclón para transformadores y equtpos en caso de

lncendlo

En t¡n¿ subest¿ción (de transfonmación, de disfibucióa o de rlrla planta

indusfial) existe,n varios prurtos e,n donde se puede producir rur ince¡rdio. Esüos

lugares pueden ser: zona de tableros, trincheras de cables, intemrpúore,s,

transformadores de corrie,rte y potencial y principalmente e,n los foansformadores

de potencia por lo cual hace nece.sario contar con proteccionqs contra incendio,

localizadas en div€rsas zorr¿s claves de la zube.st¿ción.

En las instalacione.s electricas se pueden utilizar diferenües métodos de

protección contra incendio, entre los cuales se tie,lre,lr los siguie,lrtes:

1. Separaclón adecuada entre transformadones2. Murns separadores, no combustlbles, entru transformadones3. fosas

4. Siste,rnas fijos, a base de polvo químico seco

ló6

5. Sist€mas fijos, a base de halón

6. Sistemas fijos, a base de dióxido de carbono

7. Sist€mas fijos, a base de agua pulverizada

L¿ instalación de un siste¡na contra ince¡rdio e,n una subestación se puede

considerar repartido e,lr dos zonas principales:

a) Á"rea de la subestació4 menos la znnade los transfornradores.

b) A¡ea de los bancos de transformadores.

En el primer caso, se atiliza una serie de exfinguidores portritiles, cargados con

dióxido de carbono a presión, que se reparFn y fijan sobre diversas cohm¡as de

las estructwas de las áreas de alta y baja tensión, asi como dentro de la zona

pnncipal de tableros. t a canfidad de estas unidades es variable y depende del

área que abargue la subestación en cr¡estión.

En el segundo caso se fata de la prutecclón de los transformadorcs de

potencla, se encuenfra el área mris peligrosa por la gran canfidad de aceite que

contienen los tanques de éstos.

En caso de un cortoclrculto, la energía desarrollada por esté, gasifica el aceite

interno produciendo una onda de presiórq o bien, un arco que por sí mismo

puede reve,lrtar el tanque, originando rm chorro de aceite e,n combustión. A

continuación del chorro de aceiúe, se produce el vaciado de todo el aceite en

proceso de combustión.

167

Para reducir al máximo los efectos anteriores, primero se considera que la

duración del cortocircuito es muy breve, por la rapidez con que actú¿ la

protección electrica del sisterna y segundo, l¡na vez qr¡e cesa el proceso de

arqu€o, continú¿ ardie'lrdo el aceiüe, t¿nto el que sigue escurrie,lrdo aomo el que

ya estii depositado en el suelo.

7.4. Separación entre Transformadores

Se considera qu€ una separación ente transformadores de 8 mefros como

mínimo, es suficie,lrúe para evitar la propagación del fuego a los dernás aparafos.

Esta distancia debe crecer & m€dide que aune,nte la capacidad d€ los

trrusformadores.

7.4.1 Muros no combustibles

Este sistema de protección consiste e,n la instalación de muros de maúerial no

combustible enfre los transfornadores, como puede verse e,n las Flguras 11 y

12, con el fin de proteger del inceirdio a otras unidades adyacentes al

transformador que se esté que,rnando

Capacftlad delhansformador

Cantidad detansfonnadones

Distanci¡ libru enüebansformadores

Necesidades demuñ)

30IVIVA 2omás mayor 12 mmcnor 12 m

NoSi

50 MVA 2omás mayor 12 mmenor 12 m

Nosi

100 MVA o más 2omás mayor 12 mmenor 12 m

Nosl

ITIGIJRA 11. Distanci¡ enfre trensfonnedorcs penr murios diúsorios

ló8

En la primera figura se muesfa el caso en que se requieren los muros divisorios,

y e'lr la segunda" se fijan las dimensiones y la se.paración eirhe dichos muros.

Los muros deben te,lrer una altura que sobre pase en 1.50 metros a la altura de la

tapa del transformador. La longihrd horizontal debe sobresalir unos 60

ceirtírnetos de la longrhrd horizontal del tansformador, inclrryendo los

radiadores.

+ Nota: Awtque estas recome,ndaciones sean para fuansformadores del orden de

los MVA' sirve'lr como pautas para teiredas en cuenta en las plantas donde

existan transformadores grandes (1 MVA), como el caso de la e,nbotelladora.

I{OTA: Lc muros vorticalmente dsben sobresalir como minlmo 1.5 m d€ la tapa superior deltransformador

FIGLIRA 12. Dimensiones de muros

7.4.2 Fosss para protección de Transformadores

Ofro método es la construcción de r¡na fosa debajo de cada transfornmdor, de wr

volume,lr igual at de aceite e,nceirado en el tanque. El fondo de la fosa debe estar

I!

!I

169

en contacto dlrecto con Ia tlera, para que el agrra de la lluvia sea absorbida

por ésta" mie'lrfras que el aceite no. I¿ fosa se lle,lra de piedras que tie,ne,n lafunción de enfriar el aceite incendiado y ahogar la combustió4 apagando el

incendio. Dicha fosa no debe te,ner drenaje para evitar contaminar con aceiúe lared de dremaje. En caso de llenarse de aceiúe la fosa" y una vez apagado el

incendio, se exfiue oon una bomba. Este es rm sisterna conha incenrdio mwuttluado, por lo económico.

7.4.3 Polvo químico

Este sistana consiste en un recipienúe que alnurcena polvo, una red de fuberías

provisfas de tobe,ras a havés de las cuales se descargn el polvo, impulsado por lapresión de un gas inerüe, sobre laznnaque se trata deprot€ger.

El polvo es un compuesto de partículas formadas por una combinació¡r de

bica¡bonato de sodio, de potasio y de fosfafo de anronio, mezclados con material

especial que evita la forrnación de grumos.

Este siste,ma no debe utilizarse en aquellas partes de un equipo eléctrico que sean

delicadas, ya que los residuos del polvo pueden afwtarla.

Adernris de los sisúemas fijos que se están mencionando, conviene instalar un

sistema porkitil formado por un carro, sobre el cual se monta un extinguidor de

polvo qrrímico con ó8 kilogramos de capacidad, y que se uttlizapara combatir

I,¡

170

fuegos menores fi¡era del alcance del sistema filo. Conviene instalar un carro por

cada dos tansformadores.

75 Pautas para el Mantenlmlento de Transforuadores

A los tansformadores a infervalos de tiempo definidos se les debe prestar cierto

tipo de ateirciones. Debe comprobarse anu¿lne,nte la rigdez dielectrica del

a¡reite aislante de los kansformadore.s de potencia y de los hansfonnadores

subternineos. La humedad y los baros en el aceite, tie,lrde,n a disminuir su

rigidez dielectrica y provocar en consecrrcncia" fallas en los devanados. Sí el

examen del aceite indics condiciones inferiores a las normales, debe filfrarse el

aceite ó, en caso más graves cambia¡lo. En algrmos transformadores d" gr*poüe,ncia el espacio por e,ncirna del aceite se lle,n¿ de un gas inerte, para evitar la

oxidación de aquel. El gas inerte puede "respirar" mediante productos químicos

que exkaen cualquier taza de oxigeno d"l gus. Hay que rnantener el suministo

de gas inerte y de productos desoxidantes, lo cr¡¿l llwa consigo un pequeño

gasto de manteirimie,nfo. A veces son necesarias pequeñas reparaciones tales

como la sustitución de un pasatapas roto, de un fusible protector ñmdido, el

ajuste de los contactos de los diqyuntores, la sustifución de para¡rayos rotos, la

comprobación de la resiste,ncia a tierra y el mante,nimie,nto de buearas condiciones

de puesüa a tierra.

Los tabajos de manüe,nimie,nto pueden se realizados en l¿ mayoría de los ca-sos

por el propio personal de se,nicio. Para trabajos de mantemimiento más

complicado como revísión del conmutador bajo wgq subsanar fuas

t7l

complicadas y de gran envergadura" así como dectr¡ar tabajos de soldadura en la

cuba, es pre,ferible que sea realizado por personal especializado.

Los tabajos de vigilancia y mantenimiento más importantes se €numera¡r a

continuación:

1. Efectuar las pruebas ASTM al aceiüe aislanüe que nos den wla información

cornpleta y suficiente sobre las condiciones de degrarlación en que se

encu€,nüa éste, y concluir en que est¿do se puede e,lrcontar el papel aislanüe.

Atgunas de est¿s pruebas son: Chequear la ng¡dez dieléctrica, te,nsión

interfacial, gravedad especifica, asídez y color, estas pruebas ad€lnás de ser

de gran irnportanci4 son mrry económicas.

2. Conocer el conte'lrido d€ agua de los aislamiearüos solidos, medianüe

mediciones cualitativas v cuantitativas.

3. Efectuar mediciones electricas de campo.

Para el caso de transformadores qu€ son vitales, efectuar anualmente un

análisis cromatográfico de gases disr¡eltos en el aceite y así predecir o

descartar oventu¿les firllas incipientes o avanzadas.

Efectuar una inspección ocular completa a todo el transformador, chequeando

cuidadosamente todos los irutrumentos y üe,ner elr cuenta toda l¿ información

que ellos nos estén dando.

4.

3.

t72

6. Ef€ctuar periódicamente wr chequeo de üermometría a todo el eÉeric¡r del

transformador con el fin de deúeotár zon¿s o punúos anorrnalrnente calientes.

7. Conocer la historia del tansformador.

8. Ca¡nbia¡ periodicamente la silic¿ gel del tanque de expanción, para evitar que

le e,nte humedad al tansformador

Contolar la fonnación de lodos en el aceite y üener una rnedición cierta del

contenido de agmen el ac€itey lacelulosa al igrrat que detectar fallas incipientes

del tansformador con el fin de tomar acciones efectivas y oporh¡nas para

ganntizar la vida útil del tansfonnador.

Chequeos per{ódlcos al acelte

El aceite dentro del transfonnador debe cumplir tres fimciones básic¿s:

Aislanúe electrico

fuenüe hansferenüe de calor

Protector de las partes inüsrnas del transfonnador

Es rur hecho que los aceites aislantes sufren un proceso de "envejecimienúo" o

"degradación química' (oxidación), por efecto de la te,nrperatura y el tiunpo de

operación" proceso que se acelera con la presencia de agua" oxígeno, calor y

otros caf¿lizadores como el cobre, el hierro, etc., denfro del fransformador.

a)

b)

c)

t73

También es un hecho que los ultimos diserios de tansformadores han sido

optimizados notableme.nüe, requiriéndose m€,nos papel y aceiüe que antes.

Ello conlleva ¿ una desverúaja: el aceite se oúda norás nápidamente, puesto que

trabaja e,lr condiciones rnris eúgenrúes de te,mnperafwa y üensión.

En consecuencia el ma¡rte'nimie,nto preventivo es en la actualidad una necesidad

irrcludible, y por lo t¿nlo üe,nemos que hacer un esfi,¡erzo conjunüo para estar al

día con lcls últimos adelantos en esüa materia y t¿nbién optimizar

permanente,rnente los métodos preventivos tanto en diagnóstico como en

mantenimiento.

Por medio de las pruebas ASTM de número de neuhaliz,apion y tensión

interfacial, se puede saber una e)uctifud la condicióu química del aceite y con la

ayuda del índice de calidad se establece si dicho aceite está o no deirto de la

franju que llamamos aceite libre de lodos.

Laregla de oro en cr¡anto a los chequeos periódicos preve,lrtivos del aceite de los

tansfonnadores es úe,lrer un¿ infor¡nación y segrridad que el aceiúe se encr¡eirtra

e'lr la franja fuera de lodos. Dejar pasar los aceiües de este límite no tie,lre

ninguna venlaja económic4 por el contrario puede faer grandes pe{uicios. Se

recomiend¿ efectua¡ esüos chequeos anualmenrüe.

8. CALCTTLO DE CORRIENT'ES DE COR'I'O(]IR(]UI'TO

8.1 GENEIL,T,LIDADES

EI cálculo y clección de los aparatos y dispositivos de protecciórq a-sí como irconexlon de una red de abastecrmrento de energla, dependen en gran parte de las

corricntes de cortoclrc,¡.rito quc cabc espcrar.

La corriente de corüocircuito consüa de una coniente alterna de frwuencia igrnl a

la ile sorvicio, con iunpli[u.d variable en el ticrnpo, y de una corricnte continua

supcrpuesta, quo se atenúa iriusta ha¡rerse cero. El ct¡rso en el tiempo de la

corricnte de coft¡circuito vienc clefinida por procesos electromagnétix¡s dc

ü)mperlsación en las máquinas síncr<¡na:; dc alimtntación y en la rcd.

La corriente de cortocirouif,<¡ determina los esñrerzos electr<¡dinámirx¡s máximt¡s

quc puetlen soportar las b¿¡¡r¿rs rplectoras y los tramos de conexión; y es t¿mbién

r,nr parámctro imporüante en el diseñc¡ de ia malla de üierra de la i¡st¿lación. Iac<lrrientc de cortocircuito. al circular por los devanados de cualquier

transfttrmarlor, pr<lduce un aunlento brusc(i cle temperatura, que degrada los

aislaruientos y disrnimrye Ia vicla útil cle estos, de t¿] illanera que ula

r'ol¡rotcnsitirr pclsterior, ¿ürquü sea pequeña, puule ser el origen dc ura fblla scria

cn L¡s b<,rbinados e incluso do su cleshr¡cció¡r.

l'7 5

Pora reducir conie.lrtes de cortocirouito, se acosfumbra conect¿r bobinas en serie

en las kes fases para reducir el cortocircuito trifásico, o bieru inst¿lar un¿ sola e,n

el neuho de los transfornaadores de pote,ncia para reducir el corüocircuito

monofasico a tierra. I¡s valores de las reactancias de estas bobi¡ras varían según

ei sisterna d" qu se tata.

8'2 Método por unklad (p.uJ para el cálculo de corrlentes de cortoclrculto

El método por unidad es el que ge,neralme,nte se utiliza para calcula¡ las

corrientes de cortocircuito, más aúr¡ cuando el sistma es complejo y se manejan

varios niveles de voltaje.

a) Paso 1. C¿ilculo la reactancia del siste,ma en p.u.

x*t"r.. p... =BASE KVAPcc fl KVA

Base en KVA = Pote,ncia base del siste,rna en KV,\ norrnalme,lrte se utiliza

Ia potencia del tansformador principal.

Pofencla de Cortoclrculto = Potencia o nivel de cortocircuito en el prurüo de

conexión; este valor es suministado por la empresa de energía.

b) Peso 2. C¿ilculo de la reactancia GK) y la resiste,ncia (R) del tansf,ormador.

\¡ (/cX) (Base IffA)^rRp.u. - (1O0XI(VA* )

D (o/eR) (Bese IffB)Ar3p.r. - (1oot (rffA* )

Los valores de %X y %R se encu€ntra¡r en los catálogos del fabricanúe o en

tablas y toman como base el rarigo de KVA de transformadores

normalizados.

c) PSSA¿ Cálculo de la reactancia y la resisteircia de algunos componentes del

sistema" como por ejemplo, cables, rntemrpüores, breakers, barras, etc.

r¡ (X"- ) (Base IffA)^p.o.-"@

D (R*- ) (Base rñrB)-- p.u. (100) (Kv, )

d) PqsgL Encontrar la reactancia y resistencia total del sistema en p.u. para el

punto de falla

t76

Rr = Rro *Rr* *R"^ro *Rn*"*rn *,,,,

Xr = Xro *X,* +Xc^Br¿ *X*"r^"rR *,,,,

Nota: Las reactancias y las resistencias se $rman cuando ya el sistema

equivale,nte esüa completame,lrte e,n serie; porque antes hay que ir reducie,lrdo

(circuitos serie y paralelo) el siste,rna, hast¿ enconfrar una impedancia total.

c)

177

Pg$ol. Determinar la impedancia úotal del sistem¿ en p.u.; para el prurto de

falla.

z, o...= a/{R, n.,. )t + (Xr r.". )'

Pqsp_€. Cálculo de la corrie,rte simétrica RMS de cortocircuito e,n el punto

de f¿lla.

Ia" r* rr- =B¡se KVA

IAmperios]J3xrcvx(L.rp...)

KV = Nivel de voltaje en el punto de falla

Z'rp.r. = hnpedanciatotal enp.u.

Paso 7. Determinar la carga motor que contribuye a la falla. En este punto

se agrega la corrie,nte de ple,na carga de los motores grandes. Cuando cargas

de motor y alumbrado son consideradas en un sistema, como por ejemplo, un

sistema trifiisico a 20ElI20 o 4801277 de 4 alambres; generalmente el

e,nto aceptado es asumir el 50Yo de carga motor basado en la

corriente nominal de carga del trar¡sf,ormador, es decir, se asume que el 50oá

de la corriente nominal del transformador es para motores.

Earu 8. La corriente de cortocircuito aportada por los motores al siste,ma, es

asimétrica, y usualme,nte se aproxima ó se tom¿ igrral a la corriente de rotor

bloqueado de los motores. Esta aproxirnación tie,lre un buen margsn de

seguridad [¿ fromula sería la siguienüe:

Cont¡'lbuctón Aslmétrlca del Motor = 5 I (Corr{ente Nomlnal)

s)

h)

178

l) Paso 9. l,¿ contibr¡ción siméhica de los motores se calcula de la siguiente

formula:

Contribución Simetric¡ del Motor - (Contribución Asimetricr del motor )r.25

Nota: El factor asimétrico 1.25 vauría de acuerdo a el dise,ño del motor, pero

un valor típico es este.

j) Paso 10. crilculo de la corrienúe Simétrica Total de cortocircuito.

1r.",-,"-Totel = (1,..,_* ) +(Contibucién simetric¡ del Motor )

k) Paso I l. Determinar la relación 6/R) del sisteru¿ en el punüo de falla

XI = X'*'''

/R _ Rr*r...

i) Paso 12. Con la relación obtenida en el paso anterior, se busca enr tablas, el

facúor asimétrico correspondie,rte a el valor d€ x/R. ver Tablas 2s y 26.

m) PeüA-13. La corriente asimétrica de corüocircuiúo puede calcularse de la

siguiente forma:

fr-". .r- "., = (Ir-. o..-, ) x (Fector Asimetrico)

d Paso ld ["a corrie,lrte asimétic¿ úotal de cortocircuiüo se calcula de lasiguiente forma:

I,.".*.., Total = I*(Contrlbuclón Aslmetr{ca de Motores )

179

8.3 calculo de cortoclrculto para el transformador de 1fi)0 KvA

El sistema que se tiene es el siguie,lrte:

13.2 Kv h¿E 8O0O Amps

:llü: Como.¡ um f¡lh trlfáíce ¡olo ¡r tl¡n¡ rn

cu¡nta h nd d¡ ¡¡cr¡r¡rcü poddva

CIRCTIITO EQUTVALENTEDIAGRAMA I]¡ÍIXIII,AR

a) C¿iJculo de las corrie,lrtes máximas de carga:

, 1000 Kvarro,r, = -fr , 13.,

= 43,71 ¡mps

=1.312,16 ¡mps

b) Nivel de corüocircuito del sisüema:

Icc=8KA=t.000emps

Pcc (I(VA) = J5 x Icc..nn x Yr._" (A.T.-Kv)Pcc = $ "

¡.000 x 13. 2 = 182.904,5653 KVAPcc = 182,906 MVA

c) Corriente base del sistema:

Torna¡nos como base del sistern¿ la potencia del tansformador; 1000 KVA

i'""i'i

18u

d) Reactancia del sistern¿

\. _ Besc I(VA 1000X,-r.". = -Kva"" =

lsz90416 =0,00547

e) Reacta¡rcia y resiste'ncia para el kansformador de 1000 KVA tenemlos que:

o/oX= 4 y o/oR= 0,89 (cafalogo de la Sie,mens).

, Baseen KVA 1000rb"' = F. rv*; = F;é1440

I** = 1.312,1597 Amps

v (o/cX)(Base I(VA) 4.0_:j999 = 0.040^r"-p.o.= (l0OXIffAr-") = 100x1000 v'vr!

R _ (o/eR)(Besj I(VA) _ 0,E90 x 1000 = 0.00t9"r'-p''' - lroo¡1rvlr_.¡ - too x 1000 -

s'uw'

D Reactancia y resiste,ncia totales:

Xr-r.". = 0,00547 + 0,040 = 0,04347

Rr-r... = 010089

g) kupedancia úotal del sisterna en el punto de falla (Z.t):

Zr-r...=@=0,0463J

h) Corriente simétrica RMS de cortocircuito:

l8l

t) Contribr¡ción de Motores:

+ Se asume que la ca¡ga de moúores es el E0% de la corrie,lrte nomin¿l del

hansformador (este tansformador en Coca{ola solo naneja los motores

grandes). por lo tanto, los elernentos que contribrryen a la falla solo son solo

motores.

Iuoroo"" =l.312116 x 0$0 =l.O49r73Amps

j) Contribución de corriente asimétrica :

Contrlbuclón Aslméfi:lca = 5 x (Corrlente Nomlnal del Motor)

Lr"y--n"o" = 5 x (1.M9r73> = 5.148165 Amps

k) Contribución de corriente simétrica :

| _Ibase_ BeseKVArrc-rvt- 4 -E.Kv.z*_

r _1.312,1597- 1.000¡¡c En - o,o*tt .6. o,¿¿

" op¿e¡r -

I,.-* = 28'322,03 AmPs

r .. = I.*.yg=- 5'?t165

=4.r9E,92Ampsr¡J¿¡-Motorn- L25 l.Zs

l) Corriente sirnetrica tot¿l de cortocircuito:

182

lr"-ryr-ruld = (Ir.-ry. ) + ( I*-uoru..)

I,"_,y._ror¡ = (2E. 322,03) + (4.198,9\ = 32.520,93 Amps

m) Relación del sisterna en el punúo de falla (sirve para calcular el factor

Asimétrico, en tablas) :

Relación I- = xl-ot-

= 9419I = 5.2056R Rr-ou 0,0089

Factor Asiméfiico' =1,2639 (Se bruca en tablas) - Mirar Tabla 26.

'Multiplicando por este facúor enconhamos los amperios RMS m¿iximos

monofasicos para y, ciclo.

n) Corrienúe asimétrice (sin la contribr¡ción de los motores):

Ir"-^r* = ü.322,03x 1'2639 = 33'796,2137 Amps

o) Corriente Asimétrica Total de cortocircuito:

sc-Asyrr.-rotrr = 35'796,213I + 5'248, 65 =

ec-AA:J¿-@roEl = 4l'044 r9 APtus

Nota: Con esta corriente se hacen los cálculos para la malla de tierra, t¿¡nbien

se calculan las capacidades intemrptivas de los breakers principales, por

ejemplo, para este caso se uttlizaríaun breaker de 42 KA

l8-1

8.4 C¿ñlculo de cortotlrculto para el transfonnador de 750 KVA

El sistema que se tie,ne e,s el siguiente:

|cflm0Anp¡

Not¡: CoflE c un¡ f¡lh lrlfá¡lca ¡olo r ll¡n¡ ¡ncu¡ntr l¡ rud dr ¡¡cr¡rncd¡ po¡hlva

CIRCUTTO EQIIIVALENTEDIAGRAMA IIIVFILAR

a) Calculo de las corrienúes máximas de carga:

r,-- = 73 Kve = J2,to rmps-rú,r' Jl x B.z

r _ 750 Kvalr*,n = 6; o.r,

:1'9óE,239d emps

Icc=8KA=t.000emps

Pcc (I(VA) = J5 x lcc.."

Pcc = Jl * S.000 x 13.2 =

Pcc = 182,9046]\{VA

x Vr,-r, (4.T.-Kv)

182.904,5653 IñA

tt.z Kv

184

c) Corriente base del sisterna:

Toma¡nos como base del sisterna la potencia del transformador;750 KVA

- Bese en KV-A 75()tbrr = E. Kv-"".-, =:E;,^z:,{

f*," = 1.968,2396 Amps

d) Reactancia del siste¡na

r¿ _ B¡sc Ill'A 7SOAr-'r. = _-::::- =

--

= 0100410''"-' KVAcc 1t2.904,6

e) Reactancia y resistencia para el transformador de 750 KVA úene,mos que:

o/oX = 4 y o/oR= O94 (cafalogo de la Sie,mens).

x _ (o/oX)(Base KVA) _ 4.0 x 75() _ 0.040^r"-p'"' = (l00XIffArJ = 100 x 7f) v'uas

n (o/oR)(Base tril/A) 0,94x750 = 0.00940^i"-p'o'= (looxllvar-J =too x7f)

0 Reactancia y resistencia totales:

Xr-r... = 0,040 + 0'0041 -- 0,0441

Rr-*.. = 0r0(D4

g) Impedancia tot¿l del siste,rna e,n el punto defalla (Zt).

Lr.r.u.=@=0,0451

185

h) Conienfe simétrica RMS de cortocircuito:

t) Contribución de Motores:

+ Se asume que la carga de motores es el 50% de la corrie,lrte nominal del

transformador (este transformador e,n Coca{ola maneja todos los motores

peque'ñ.os, como todas las bombas, los motores de las líneas de producción),

por lo tanto, los eleme,ntos que contribrryen alafalla son solo motores.

fuoo""" =1.968,2396 r 0,50 = 9E4r12 Amps

j) Corrtribución de corriente asimétrica :

Confilbuclón Aslmétr{ca = 5 r (Con{ente Nomlnal del Motor)

I*y--noto. = 5 r (984 r12') = 4.92Or6OAmps

k) Contribución de corriente simétrica .

, Ibase BeseKVAr : =-_-'.-"r zr JJ " Iff * zr_r.".

, l.góE,2396 730t=-f'-'Yf¡ o,o4s1 (JJ, o,z2xo,o4sl)f,.-r* = 43'641,6753 AmPs

r - I.=-"* -4920.60-"I¡rr-Moron¡ = -fft = ,O: = 3.9J6,48 Amps

186

D Corrie,lrüe simétuica toüal de cortocircuito:

I*-ry.-rore = (Ir.-ryr ) + (Io--o**.)I*_ry'._rora = (43.641,6753) + (3963,48') = 47.578,553 Amps

m) Relación del sisúem¿ en el punúo de falla (sirve para calcular el factor

Asimétrico, en tablas) :

Retaciónl = Xr-r',*

-o,oWr = 4.69r5R Rr_oo 0,0094

Factor Asimefrico' = 1,2342 (Se busca eir tabtas) - Mirar Tabla Zo

-Multiplicando por este factor encuentro los amperios RMS mníximos

monofiisicos para y, ciclo.

n) Corrienúe asimétrica (sin la contribución de los moúores).

Ir"_^,r,. = 43.641,675J x 112342 = 53.t62rt7 Amps

o) Corriente Asimétrica Tot¿l de cortocircuito:

ror.r = 53-t62,87 + 3.936,48 =

r-ryr*rofd = 57'199,3478 APms

187

Nota: Con esta corriente se hacsn los crilculos para la malla de tier4 también

se calculan las capacidadqs internrptivas de los breakers principalcs, por

ejemplo, para este caso se uttlizaúaun breaker de 65 KA

85 Tablas Utlllzadas para los calculos

TABLA 25. D¡tos de Impedancies para transform¡dores

Rmgo del Tr¡foonKVA

x,rR RVo

xVo

zo/o

150

22s

300

500

750

1000

1500

2000

150

225

300

50,0

3.24

3.35

3.50

3.85

5.45

5.74

6.15

663

1.5

1.5

1.5

1.5

1,23

I.19

I .1.1

1.04

0.94

0.89

0.83

4.7't

l.llll.lll1.111

l.lil

4.0

4.0

4.0

4.0

4.0

4.0

5.1

5.1

1.665

1.665

1.6ó5

1.665

4.19

4.t7

4.16

4.t2

4.19

4.19

5.18

5.t7

2.0

2.4

2.0

2.0

NcÉa: R"X. y Z son en poncentqie y estan basador en le pcdeocia nmin¡t (ea KVA) del trr¡cfomrdor

188

TABLA 26. Factores Asimétricos

Radio para comiente RMS Siméhica

Fcc{ord. poAacirde c¡¡úocircuito an

porcenÉeje

Rel¡ción

x/Rdc csr{ocirruiúo

Coriente pico

irsbat¡¡ó¡mo¡ofÉsic¡

móüm¡.Mr

C'o¡ricnúa RlifSni¡iu¡ MonofÉ¡ic¡pe.ru lf2 ciclo, lifn

fFrctor A¡imófrim)

Corrienúa RlfifTrifá¡ic¡ promedio

gzrt l/2 cr,clo

M¡

0

I,

roo.oo

¡9.9r3

33.322

21.979

19.971

r6.623

11.251

13.460

11_066

9.9301

9.035¡l

8.2733

7.627r

7.0721

6.591j¿

6.1695

5.79a7

5.1619

5.rt¡2r.89!X¡

4.6557

1.lt114.2313

4.0¡l5(¡

3.87t0

3.713t

3.5661

3.t2ü3.t001

2.&82.?8S

2-113

2.702

2.ffi32.625

2.589

2.s51

2.5.20

2.187

2.455

2.121

2.391

2.361

2.336

2.309

2.2&,

225Á

223r2.207

2.19f

2.160

2.138

?,.110

2.095

2.C71

2-O3t

2.03a

2.015

1.996

1.732

1.696

1.665

1.dt0

1.598

1.568

1.540

1.511

1.485

1.460

1.¡36

t.41,

1.391

',3T¿r.35{'

1.330

1.3t21.291

l.2Tl1.2t¿

r.u7

1.232

1.218

1.205

t.tgz1.181

1.170

1.159

1.149

1.139

1.394

t37a1.355

1.336

1.318

r301

1.245

t.270r.2#

1.211

r.229

1.216

t.2u1.193

1.183

1.17t

1.161

1.r52

1.113

L135

1.121

1.119

t.trz1.105

1.099

1.0!¡(l

1.087

1.(}81

1.075

1.070

3

1

5

6

7

t

9

10

t1

t2t3t¡

15

16

t7

18

t920

zt2:2

23

u25

26

2t29

lE9

Continr¡eción Tebla 26.

Radir¡ para corrfunte RMS Siméhica

F¡crbr de pobncirde corfucirc¡ib e¡

porcolúrjo

Rel¡cióa

x1R

de q¡rbcircuifu

Coriootr pico

i¡st¡ubaá¿¡nonof¡l¡ic¡nirin¡- l'fo

Corrio¡bRltSnú¡ia¡ Mo¡ofÉ¡ic¡ge,n ll2 ciclo, lla(F¡cbrl¡lnóÉim)

Corriab RIifS

Trifósic¡ promcdio

pere 1/2 ciclo

llf¡30 3.r?98

3.tt669

2.9608

2.t6062.7660

2.CT61

2.5916

2.5109

2.1311

2.3611

L.Z9t3

2.L¿16

2.1608

1.0!)96

¿.0¡109

r.9845

!.9J03

1.8r¡80

Ln77Ln91t.T32l

1.5185

r.3333

1.1691

r.Ír,920.ffil90.75(xt

0.619t

0.0000

1.978

1.960

1.913

1.926

1.910

1.89,1

1.878

1.8d3

1.848

1.Ct3

1.El9

1.t05

1.791

1.7i81.?6s

1.753

1.710

1.728

1.716

1.705

1.691

1.6.t1

1.591

1.553

1.517

1.,386

1.460

1.439

1.lt1

1.130

t.l2l1.113

1.105

.1.09t

1.091

Lffi¡l1.07t

1.073

f .068

1.062

1.057

1.ost

1.049

1.045

1.0.11

1.038

1.034

1.(B1

t.o29Lg,6

1.015

1.0{¡9

f .00a

1.(xD

1.000t

1.(xxn

1.fimot1.00000

1.0f6

t.K21.057

1.ost

L049r.046

1.043

1.039

1.rlt6

1.033

1.ü¡r1.028

1.ü¿6

1.92,1

1.o22

1.020

1.019

1.017

1.016

1.011

1.013

1.(x!8

1.(n41.002

1.001

1.00(X

r.fim05

1.00002

t.{x¡qxt

,1

33

35

t738

39

a0

al

12

tu

15

6

a9

50

55

ú0

m'f<

80

85

100

190

Comentar{o sobre la conúr{buclón de Corrlente de Cortoclrculto por

parte de Motores Asíncrunos

L,os motores asíncronos contibrryen a la corrie,nüe de corfocircuito, debido a que

el campo magnético de los motores no puede desaparecer bruscamente eir caso de

una falla en el voltaje de la red.

Al producirse un corfocircuito trifiisico, los motores asíncronos no pueden

proporcionar corriente pennanente de cortocircuito, ya que con tensión c€ro en

bornes, al cabo de un corüo tie,rnpo no existe ya calnpo magnético e,lr la mriquina.

Para cortocircuitos asimétricos, por eje,mplo, uu cortocircuito línea-tines" existen

tensiones residu¿les e,n los bonres del motor, con lo cual los motores asíncronos

contribtryen tarnbién en esüe caso a la corrie,núe permaneriúe de cortocircuito.

Los motores asinc:ronos de alts y baja üensión conlribrryen a las corrientes de

cortocircuito; en los motores de baja tensión la corriente de falla se atenúa m¡ás

ráLpidamenúe que €,!r los de alta. L¿s constantes de tiernpo de atenuación están

aproximadamenüe e.lr la relación l:3 a l:5.

I"'os motores de baja te,nsión deben te,nerse en cuenüa en el c¿ilculo de corrie,lrte de

cortocircuito, e,n caso de que:

I fr - *¡o* ) 0r0t lc.,r"d.rrüo (rrrororr)

l9l

Aqui Et Mor es la srmra de las corrientes nominales de todos los motores a tener

en cueirüa de la red de baja tensión en la cual se produce la falla. Los motores de

baja te'nsión que vayan conectados a una segunda red subordina¡la de baja

úensión pueden dejarse fi¡era de consideración.

En redes m¿lladas de accionamientos furft¡stri¿les, con gran número de motores

de baja tensión, para simplificación del crilculo pueden represe,lrtarse motor o

motores equivalentes, conectados e,n cada caso a los punlos de alimentación de

las redes malladas (ba¡ras colectoras de los transformadores de las redes). En los

motores equivalentes se torna¡án como Xt u* las inüensidades nominales de los

transformadores en el lado d€ baja úensióa

9. MALLAS DE TIERRA

9.1 GENERALIDADES

La ncccsida<l dc rm buca discño Cc la nrlla de tierra se despreirde del hecho dc

üvittr la ¡gan cantidad <le accidcntes que sc han presentado en el pasado, tlebiclo

a 1¿r falta de protección del personal encargado de rcahzal oualquier trabajo o que

esté dentro de la subestación en el momento de ocurrir una falla o descarg;'r

elóctrica.

Estos cfectos st: deben a que cn condiciones cle falla el flujo de la coniente a

tierra produce gradientes de teruión clentro y alrededor de la subestación.

Estos gladicntcs máximos sobrc la superficie clc la tierra pueden ser tan grandcs

al prcscntarso una F.rllit, qiii r.listil',r1cu. gl&¡i "r,liglo

sobrc las personas quo

{rstan caminando rfl el área tle la subesfir,ción.

Tambión se pueden presenkir tcnsic¡ncs nrul pcligrosas entre las estructuras y

ai¡rcasas de equipo que están aterrizadas y la zuperficie de la tierra cuando se

prosenla rura lirlla o dcscarga eléctrioa.

193

Otros factores t¿mbién tie,nen influencia e,n el problema de seguridad tales como

dwación del choque, resiste,ncia del cu€rpo, condiciones fisicas del individr¡o,

probabilidad de contacto y otos aspectos que tie,ne,n que ver con la seguridad

del personal.

Se ve pues la gran cantidad de factores que eúgeir la necesidad de rm bueir

diseño de la malla de tierra, que cumpla con los requisitos tecnicos.

9.2 Funclones de la malla de puesta a tlerra

Un¿ rnalla de tiema se constrrye para:

Evitar sobrevoltajes producidos por:

- Descargas afuosfericas

- Operaciones o maniobras de üsyuntores o seccionadores

Proporcionar un¿ vía ráryida de descarga de baja irnpedancia con el fur de

mejorar y asegurar el funcionamienfo de las protecciones como pararrayos y

relevadores a tierra.

+ Servir de conductor de retorno e,n ciertas instalaciones.

9.3 Apllcaclón de una malla de puesta a flema

Se aplica la m¿lla de tierra a aquellos elernentos de la subest¿ción o de la

ind¡¡stia que de una u ofta ma¡¡.era estén expuestos a la prase,rcia de altos

194

voltajes al producirse una falla, y pongan en peligro las personas que estén

c€mirádo o que se elrcuente,tr en áreas a€rcanas o €,n esa znna.

Anteriormenúe se recome,nd¿ba constnrir mallas de tierra separadas para

descargas atmosftricas, o por operaciones o rnaniobras de disyuntores o

seccionadores de los equipos que constituyen un¿ subestación o industria o para

proporcionar r¡n¿ vía rrpid¿ de descarga con el ftr de asegurar el fr¡ncionamie,lrlo

de protecciones como pararayos y relevadores a tierra" o de servir de conúrcúor

de retorno e'lr ciertas inst¿laciones; pero la tendeircia acfual es constuir r¡n¿ sola

malla segun la norm¿ vDEo 14l/2.46 que dice "€,n redes con el neuto

rígidamente pu€süo a tierra" se recomie,nd¿ unir las tomas de tierra de protección

y servicio para producir un desenganche nipido en casos de una falla atierra".

Se recalc¿ que el atmizaje de las c€rcas es mu)r irnportanúe, debido a que el

exterior de la c€rc& es accesible al público geireral y porqu€ la cerca puede

ocupar rma posición sobre la periferia de la malla altena.

Ta¡nbién es de vital imporüancia zu aplicación en las zonas donde hatla

operación manual, pues el equtpo de operación m¿nual debe se manejadcl con

sr¡mo cuidado debido ala altaprobabilidad de factores adversos. Pues cuando se

está operando un seccionador manualme,nüe se requiere la presencia del

observador cerca a la eskuctura aterrizaÁa, erl un purito en el que €n un error en la

operación del circuito enrergizado puede producir a veces un arco a la estuctwa.

Una gran cantidad de accideirtes úotales para gadienúes de voltaje est¿{n en efecto

asociados con los ele,rne,lrtos de operación.

195

9.4 Utlltdad de la malla de flerra

La malla de tiema da seguridad al personal q* tiene acceso a la subestación y

¿ireas cercan¿s en el momeirto de producirse r¡n¿ dascargn electrica o producirse

unafalla.

También daños e,n las estructuras o carca$as de equrpo e,n donde se preseirtan o

se pueden prese'lrtar difere,ncias de poüencial mrry peligrosas al producirse una

falla" por esta razÁn la instalación de una rnalla de tierr¿ que se haya diseriado

bien con todas las normas y requisitos tec,nicos establecidos, tae r¡n¿ ufilidad

económica a la ennpresa, cornpañía o subestación que latsnga.

9.5 Requlsltos para una malla de puesta a tlerra

Ins requisitos que debe curnplir un¿ malla de puesta atiqra son los siguie,lrtes:

* Te,ner una resisteircia tal que el sisterna se considere como solidamente

puesto a tie,lra.

+ La variación de la resisturcia" debido a cambios ambient¿les, debe ser de tal

form¿ que la corrie'nte de falla a tierra, e,n cualquier mome,lrto, sea capáz de

producir el disparo de las protecciones.

+ Impedancia de valor bajo, para que si hay descargas atnosfericas, no se

produzcan arcos entre las estucturas y los conductores.

19ó

* Condr¡cir las corrie,lrtes de falla sin provocar gradientes de pote,ncial

peligrosos emfre puntos vecinos.

+ Al pasar la corriente de falla dr¡ranüe el tiempo m¡iximo de fall4 no debe tener

calentamiento excesivo.

+ Ser resist'ente a la corrosión

+ El costo debe ser lo m¿is bajo posible.

9.6 Causas de accldentes por falta de una malla de tlera

Las principales causas de accideirtes por choques electicos son las siguientes:

* Corrienüe de falla a tierra relafivamente alta en relación al tamaño del sistema

de tielra y de la resistividad del terreno.

') Resistividad del terreno y distribución del flujo de corrie,lrte atierra en forma

tal que los gradieirües de potencial alüos se prese,lrtan en uno o miás puntos.

* Presencia del individr¡o en punto, tiempo y posición tales que zu cuerpo haga

un arco elrhe dos puntos de difere,lrcia de poüencial alto.

d Ausencia de suficienúe resistencia de contacto del cuerpo y ofra resistencia en

serie que limite la corrie,lrúe a favés del cuerpo hast¿ un valor ad€cuado.

197

+ Duración de la falla y contacto del cuerpo por un tie,mpo tal que la inúensidad

de corrie,trüe cau$a daño.

9.7 Pautas para el dlseño de una malla de tlerra

1. lnvestigación de las caracúcrísticas del sr¡elo.

2. Determináción de la náxima corrie,lrüe atiena (Icc).

3. Diseño preliminar del sistenr¿ de tierra.

4. Cálculo de la resists¡rcia del siste,ma detierra.

5. Cálculo del ruíximo aumento de potencial del emparrillado.

6. Cálculo de voltajes de p*o en la periferia.

7. Cálculo de voltajes de paso y úoque internos.

8. Investigación de potenciales transferidos y puntos de especial peligro.

9. Correcpión o ajuste del diseño preliminar.

10. Constn¡cción del sistema de tiena.

11. Medidas en el teire,no de la resisüencia del sistems de tierra y de los voltajes

de paso y de úoque.

12. Revisión general basad¿ e,lr las medidas reales.

13. Modificación o adiciones al siste,rna de tierra.

9.E Procedlmlento para el cálculo de Ia malla de tlerra

a. Dalos iniciales b¡isicos pararealiz,ar el c¿iculo:

- Longitud del tetrsno e,n metos (donde se instala¡a ta rnalla) (LlO- Ancho del teireno en metros (AM)

198

- Corrie,lrte asimétrica máxima de cortocircuito (cc)- l'ensión m¡ixin¿ de seiruicio (V)- Tunperatura ambie,lrte promedio (Ia)- Resistividad dol te,rre,no (a la proflurdidad donde quedará la naila) (p)- Resistividad zuperficial (o específica) del terreno (ps)- f iempo e,n que la falla es aclarada (s)

- Profundidad de e,lrúerramienúo mínino (h)

- Temperatura maíxima de las uniones (450oc para soldadas y 250"c parapernadas) (tm)

b. Cálculo del calibre mínimo del conductor de tierra:

Para hallar la sección del conductor se aplica la siguienúe formula:

Arer - Ac =Icc (rr)

Donde :

Ac

Tm

Ta

s

L"nt

Sección del conductor en (CM.)

Temperatwa m¡ixim¿ e,n los nudos de la rm¿lla (450oC consoldadr¡ra y 250 oC con arna¡re pernado)

Temperattra arnbie,lrüe promedio (oC)

Tiempo n íximo de despeje de la fatla

Corriente de cortocircuito (d x Fc x Ioy*")d = Decre,m.e,lrto que censa la atenr¡ación & DC y A.C.Fc: Factor de seguridad que se uüliza para fuhuas expansiones

t99

Not¿: Sin smbargo, la sección minima del conducúor recomend¿ble es 2/0

AWG Cq para la m¿lla y ll0 AWG Cu para los bajantes.

c. Prueba de fr¡sión del conductor de tierra (capacid¿d de corrienüe)

Con esüa prueba se establece si el conducúor seleccionado no s€ fi¡nde con la

corriente de cortocircuito estimada para el sistema.

Amps = + tCMl > I"", donde K es un factor que depende del tiernpo de.K

dwación de la falla y del tipo de r¡nión utilizada (soldad¿ o pernada), sus

unidades son [Clvf/Amps].

TABLA 27. Ctpaeidad de los Cond¡¡ctorcs5

d. Crilculo de l¿ longihrd total del conductor enteffado en metros, para la

primera configrración de la rn¿lla.

La longitud total del conductor se calcula utilizando la siguiente formula:

, _ (K, xk, xP xl."-x.r "Jt)

Tlempo de drurdón defrll¡

Clrcul¡¡rdb porsrpGro

Con udones de srld¡üurs delrtón

Con úner de correctoret

30 se$mdos4 segundos

1 segundo0.5 segundos

5020l06.5

65

2412

8.5

5To¡n¡d¡ de de lr no¡m¡ñTEEtr {{)'

165+(0.25xp,)

200

Km : Factor de la Malla

Ki : Facüor de corrección.

p : Resisüe,ncia promedio (en o-meto) del terrsno a la profuirdidad dernstalación.

ps : Resistividad del terre,ro de acabado en la subest¿ciónr, es el inmediatobajo los pies.

f : Tiempo de dwación del choque sin daños aI personat

Icc = Corriente R.M.S. asimétrica de coftoctcuiúo.

Km: coeficienúe que tiene en cuenta el ef,ecto del número n, espaciamientcr

D, di¿á¡neto d y profundidad de entsramienúo h de los conductores de la

malla. Su valor es derivado así:

K. - t+,-l#;l*i. [Ln(3 t 4,Xs t6X7 tt).....|

El número de factores enfre paréntesis del segundo úermino es dos menos que

el número (n) de conductores en paralelo a lo ancho de la malla" exclrryendo

las conexiones de cruce s transversales), (n-2) "

determinado por:

Ancho de la Malla¡ - ---+ I =+ Conducúores LargosEspaclamlento (D)

D = sepa¡ación de conductores que conforman la cuadricula (rnalla).

h = Profuirdidad a la cual se entierra la malla; ésüa oscila entre lossiguienúes valores:

0,2metros < h < lmetro

201

Las mallas de toma a tiera d€stinadas únicanrente a regular el pote,ncial, son

m¡ís efectivas si se insf¿lan a m€,nos profrurdida{ r¡n valor tipico de diseño

es de 0,3 metros a 0,5 metros.

Kl: Factor de corrección de inegularidad que considera la no uniformidsd

del flujo de corriente a tierra desd€ dos parües de la malla. El factor Ki varia

ente 1.2 y 2 dependie,ndo del tama¡io y geometría de la rnalla. Se aplica que:

St n I 7KtSt n ) 8Kl

0ó5+0,172xn2

Una vez calculad¿ la primer longitud del conductor de puesta a tie,rra, con los

parámetros anteriores, se compara con las dime,nsiones asumidas

inicialmenüe.

Lc = (Lrrgo r n) * (Ancfto r m) + Longitud de lns verilhs + Longiü¡dde lr lfnea de puesta e tierr¡ pare transformedores y gebinetcs.

Este valor h¿llado para la longitud total del conducúor, producto de ta

comparación anterior, es el que debe e,rnplearse, en primera instancia" en el

calculo de la resist€ncia de la inst¿lación de puesta a tierra y las úe,nsiones de

Paso v Contacto.

e. Cálculo de la Resisúencia de Propagación de la Malla

[¿ resisúencia es deúennhflnúe para la calidad de un¿ inst¿lación de puesta a

tien:a. Dicha resiste'ncia depende del tipo del üerreno y de su constitución, así

como de las dime,nsiones y la disposición de las tomas a tierre.

202

[¿ resisüe,ncia de la m¿lla de conexión a tierra debe ser m€,nor o igual a los

siguientes valores limiües de acuerdo al nivel m¿íximo de úensión de servicio:

La resistencia de una puesta atiena de servicio de baja üe,lrsióq en lo posible

no debe exceder de 2C), si no es posible alcanzar una resistencia de esta

nag¡üfuA hay que procurar, adoptando las medidas apropiadas, que entre un

conductor activo y la torna de tierra no se esüablezca un¿ úensión superior a

125 voltios.

La resistencia de una inst¿lación de puesta a tierra se calcula vnflvez ha sido

deüerminada ó estimada la resistividad y su valor depende del área que va a

ser ocupada por la malla de tierra.

[¿ resisüe,ncia se calcula aproximadame,lrte por la siguienúe expresión:

R=-¿--Ff4rLDonde:

R = Resisüe¡rcia atiena de la instalación en ohmios

| = Promedio de la resistividad del terreno en ohmios-metro

r = Radio de un circulo que tiene la misma área que la ocupada por la

malla.

203

iEt"u;'={l- ; * Area real de la malla a tlerra

L : l,ongitud üotal efectiva del conductor (Lc)

f. Tensión de Contacto

I¿ üeirsión de contacto para la malla de tierra se calcula mediante la siguiente

formula:

E* =KmxKt*l .*

Km, Kl, h I y L Son variables que ya se conocen de los pasos

anteriores.

g. Tensión de Paso admitida por la m¿lla

l,a teauión de paso de la rnalla a tie,rra se calcula con la siguiente formula:

Ep.* = Ksx Kl *P *:,LC

donde:

IG = Coeficie,lrte qu€ tiene elr cr¡eirta el efecúo del número m, el

espaciarnie,lrto D y la profundidad de e,nterramie,nto h, de los conductores de

lanwlla- Su valor es determinado por:

Kr=l*(-l *--l--+-1-* t *.......-t ,¡ -2h (D+h) 2D 3D nD'

El nrimero total de terminos deirtro del parénüesis es igual al número (m) de

condr¡ctorqs ftansversales 0os de menor longtud) en la rnatla básica,

excluyendo las conexiorres de los conducüore,s paralelos (os de m¿yor

longitud); "m"se determina por la siguienúe exprasión:

m= Largo del LoteEspaciamiento

- Dlsposlclón y dimenslones de la malla:

AilC.}IO DE IA HALIá( n Conducionr )

H

LARGODE

LA HALLA

(m Conductor.t)

h. Potenciales úolerablas por el cuerpo hrunano

t voltale de Toque o contacúo: Es la diferencia de poúencial que debe

prese'ntarse e,lrtre un¿ mano y un pie para produclr la m.ixima corriente

+1

205

tolcrable por el cuerpo humano, en ofras palabras, es la difcrencia de

poteircial tolerable e,lrte cualquier punto sobre la tieira donde un¿ persona

puede estar y cualquier punto que pueda ser tocado simult¿íneamente por

cualquier uu¡ro. La siguiente expresión nos determina el voltaje de contacto:

n--Co¡l¡c|or'thrrr -(116 + O.t74xp \

D. _ (lf 6 + 0.174 xp ,)-co¡t¡cl¡y'¡ocr r-

o Voltale de Paso: Es la difere,ncia de pote,ncial que debe prese,lrtarse de un

pie al ofo para producir la m,íxima corrie,nte úolerable, e,n ofas palabras, es

la üferencia tolerable e,ntre cualquier dos puntos sobre la srryerficie de la

tierra que pueden ser tocados simult¡ineamenúe por el pie, esta dada por la

siguie,nte expresión:

.,1¡

r. - -q1q1g6ef "D-Fro/ürln Jf

E p.,or"o"' - -(1 1 6-

-t !' 9-'96r-t)JT

i. Inngitud mínim¿ requerida de conducúor para un diseño seguro de malla

La longitttd mínina requerida de conductor para garantiza¡ r¡n diseño seguro,

es la siguiente:

2(6

r _KmxKl*p,xIx.r[ud¡ - -(116 + o.i ?41;

La longitud de la rnalla calculad¿ así, mantiene el potencial de toque y por

consiguiente el de paso denrtro de límites de seguridad para un¿ d€üerminade

configuración de malla.

Hn la medida que L se incre,rnente, la seguridad se arunenta" pues los voltajes

de toque y de paso que pueda producir la malla disminrryen.

En resumen el método de calculo de la rnalla de tierra consiste €n tm proceso

iterativo tendiente a determinar rma configuración de condr¡ctores dispuestos

e,n forma tal que:

a) Los voltajes de üoque y de paso están por debajo de los ruíximos

tolerables por el cu€rpo hr¡mano.

b) Que la resisüencia total de la m¿lla esüe por debajo de un valor

predeterminado.

Obserryese que el método no invoh¡cra para nada las conocidas varillas ó

electodos de tierr4 normalmenúe ugdas e,tr mallss de tieira. Esto quiere

decir que con la utilización de sólo condr¡ctor es posible curnplir los

objetivos de t'na m¿lla. Sin e,mbargo con el fin de asegurar mejor el

cumplimiento del objetivo de un¿ malla es pnictica normal usar varillas err

puntos claves como pararrayos, tansforrnadores de medida" transforrnadores

207

de potencia. Con lo anterior se asegura adom¡ís una referencia confiable de

punto neutro, así como la dispersión rapida y efectiva de las corrientes de

cortocircuito. Se puede tener t¿mbién una especie de compensación ó

est¿bilización de la resistividad del terreno por cambios en las condiciones

climatológicas. En resumsn las varillas actu¿n aomo contrapesos en la malla

de tierra y sirven para bajar la resistividad natural del teireno.

9.9 Observaclones de Construcclón

Un¿ vez determinada la m¿lla deberá cumplirse lo siguienúe:

+ El Ímrco de la rnalla deberá ir en un calibre rrayor al utilizarlo por la

cuadrícula.

.) En cada unión se puede adicionar la conexión a una bara de torna de tierra

(varilla).

+ Las líneas de puasüa atiqra deber¿in s€r estañadas e,n las partes que estén en

contacto con las estructuras.

La cerca de cenamie,nüo se deberá conecta¡ ¿ la malla de tierra debajo de cada

línea o fase.

A meko y medio de la cerca de cemamiento sobre su parte exterior se deberá

te'nder un con conductor paralelo a ésta conectándolo a la cerca y ala rnalla

principal a intervalos prudencialas.

208

,) En las cajas de medición y de e,rnpalme se deberá dtjur prwisüo rur medio de

desconexión de los cables, de tipo mecánico.

+ Las puertas de acceso a la subestación se deber¿in conectar a la tnalla de

tierra.

9.10 Cálculo de la Malla de Tlerra para el Transformador de 1üX) K\¡A

a, Datos iniciales para el c¿ilculo:

Inngitud del te,rreno: 5 metos

Ancho del teireno: 4 metos

AIICI{O DE LA trAII¡am

( n Conductorca )

¡=(4O.8)+l=6

Tensión máxima de servicio (V):

Corrienúe asimétrica de cortocircuito (I"qy'*-."):

'Ie,nrperafira ambiente promedio (fa) :

Resistividad del tcrrcno (mcdiciones dc campo) (ps):

LiARGO OE \riA tALt¡

|

r,ncollu"tor"ol I

¡¡ = (So.E) + 1=T I

+

.6m x lm.fr mz

D=0.fl)m

440 voltios

M.044,9 amps

40 0c

50 O-mefro

20q

- Resistividad superficial o especifica i¡r): 3000 O-meko

- 'l'ie,mpo de aclaración de la falla (s): 0.5 segrrndos

- Tiempo de duración de l¿ fall¿ sin daños al personal (t): 0,2 segundos

- Temaperatura ruixirna de uniones CIm). 450 "C

- Profundid4d "h" de inst¿lación: 0.3 mekos

b. Crilculo del calibre del cond¡¡ctor de tierra:

Datos:

f '*.n',"tt" = d x Fc x L"l,'"** donde:

d : Factor de decre,rnento que c€nsa la atom¿ación D.C. y AC. Esúe factordepende del tiempo de duración de la falla.

fluraciiin de Ia falla I Fac{or de dmrenrento

(d) -

0.08 | l.0s0.10 | 1.250.20 | r.220o.25 | r.ro0.50 | 1.00

Fc : Facüor de seguridad utilizado para futuras expansiones (una vez se ha

instatado la malla es dificil modificarla)

F" + {1,5 + 230 KV y 115 K\¡}F" =+ {1,25 + 34.5 KV y 13.2 lff}

210

Area - Ac = 4[cnn1 =

,F*[H#;¡L- r

I -_--33. t

1.0x1,25x4I.044,9

33 x 0,5

¡ = (51.3ffi.125) + (0,15520)

A ,= 330.580,7023 CM

1CM =) 5x10{mmtA =165,29mm2

De catalogos o tablas se escogp un conductor norm¿lizado, el inmediata¡nente

superior al calculado.

. Conductor escogido:

Conductor de cobre desnr¡do estirado en frio con un calibre de :

350.000 CM = 350 MCM = 17'1,3 n:tm.Ditánrcfrod= l7,25tnm- = 0,017M2

ó

,-) Dos conductores en paralelo 3/0 que equivalen a 170,06 mm,

170,06 ntm2 = 340 MCM : 340.000 CMDi¿imetro d : ll,79lnm.: 0,0118M" (x2 - 0,0236M2.¡

c, Prueba de ñrsión del conductor de tiena (capacidad de corrienf;e)

Se ufiliza como factor 6,5 CIvVAmps, porque el tiempo de dwación de la

falla es de 0,5 segrmdos y las uniones de la rnalla se hanin con soldadr¡ra.

ztl

se puede utilizar el cable de 350 MCM ó dos conductores e,n paralelo

número 3/0, porque para fundirse es necesario un¿ corrienúe superior a la

corrienúe de cortocircuito de la malla.

d. Cálculo de la longitud inicial del conducúor de la Malla.

165+(0.25x1,)

-+ Amp*McM = 9-E =.119fp !E = s¡.t¡0,15 Amps6,5 CM / Amps 6,5

. 170,06 +5 x 10-.{ 340.120 C.M->Ampj,/' = -- -,-----52.326,1539Amps6,5 CM / Amps 6,5

, Calculatnos el valor de Km:

[r - Dz I l-r t_ .tK_ =li*Ln- [+i:*(r,n1s t4)(st6)(7/s).....)

i" LZt l6xhxdJ [r \ \ /\ ' J

, Donde el número de terminos e,lrtre paréntesis es:

,, = iP*T ¡9lg ¡4uuA * r = * +1 = 6 -+ conducrones largos

Espaclamlento (D) 0.80m

El número de termlnos del paréntesis es: (e - Z) = +

2t2

D es el espaciamie,nto (0.E0 m); d es el di¿imetro del condr¡ctor (0,0236 m") y

h es la profundidad de e,nte,rramie,nto (0,3m) de los conductores de la m¿lla.

' l- 1 o.E' )l l.Km=;!l u{ :-.1-- ¡¡+l[r,n Gt4)x(s/6) x(7tt)x(e/t{t) ]A L \16x o.3xo.o236)l r '

(n - 2) - terminosll

Km = ]1r.zst61) r -1- 1 +.zmeo) = o.zTsss - o.zzs6s= 0.Mee42r' ' f '

Km = 0.A4994

. Calculemos Ki:

Como n < 7 I Kl = 0165 + OJ72xn

Kl = 0ó5 + A]72t6I(f = 11682

Ahora, con todos los datos obtenidos calcr¡lemos L:

" _ 0,M994x 1,682x 50 x 51.306,125 x J0.2

= 105,32 metros165+(o.zsx3{no)

L =

105 met¡¡os (Prlmer longltud terirlca )

. Calculemos la longitud real (ó estimada inicialmenüe) del conductor (Lc):

El número de conducúores kansversales "m"es:

* = +r = -tm- +r = j,zs=1 -+conductor,es corfosEspaclamlento(D) 0.80m

213

- L,c: (5mx6) + (4mx7) | (2.44x4varillas) + 35metospara

oonexión al kansformador y gabinetes.

Lc = 102.76 metrus

e. C¿ilculo de la rcsistencia:

R--l-n1-,"= F-ou F"44r Lc = {-o

..{; =- 2.52313

R=so*( t * t )=5.44t)\ 4 x 2.52313 102.76 )

Rm=5.436<5

como la resistencia no es menor que cinco ohmios, se podría pensar, por

ejemplo, en aumentar el largo de la tnalTa de 5m a 7m de largo, para así

obte,lrer tuta resisúe,lrci¿ menor de 5 ohms.

f. Tensión de contacto parala Malla

E,.- = Kmx Kt*p r* = o.M994xt.6t2xao.1# = 2.o9G,74

8... - 2,096174 volts

Nota: obsen¡ese que si se disminrrye uD" y por consiguienúe "n" aume,nta, el

factor I(m d.isminuye, Iograudo así redr¡cir el voltaje de contacto qu€ pueda

producir larcalla.

2t4

g. Tensión de paso admitida por la malla

E*ro=KsxKt*P *-J'

, C¿ílculo de lfu:

1 .t t 1 I 1.ILS= _ X { ___ t ____ _ -t ___ + __ +_......__) -¡ '2h (D+h) 2D 3D nI)'

v t(1 1 1 1 1 1 I \Ks=lxl '.-*,- _:'.. * -:-:- + :- |r \2x0.3 (0.E+0.3) 2x0.8 3x0.8 4x0.8 5x0.8'6x0.SJm terminosj

7

rc:- j(¿,¡88)== t.J96i4I

- Voltaje de Paso para la Malla

E*n = t,ils674xt.6t2x s0 x (t':1Y:!u'l= s8.6az,e¿\ 102.77 )

Epr*a" l'"r.-' 58'642t64

h. Potenciales tolerables por el cuerpo hr¡mano

Voltaje de Paso:

o _(116+0.696x50) -2anÉprm/tbrrr

2l.s

Ep.m/roo t--

JÑi(116+0.696x3.(nO)

= 4.928,29vo1t

VoltaJedeConúacto:

'. (116+ 0.174x 50) ^frc*u.ruyú,,,. = |-1ffir--:---: = 27t,gl

úr _ (116 +O.l74x 30ü))E"*,o.. =--ff=1.426,61

i. l,ongitud mínima requerida de conducúor para una malla seg..,r¿:

r-.sÉ/¡w -

r

5s¡I$r:!t{t =(lt6+0.174p,)

tI

É Eprm (t) Epr- (

0.04994x16t2x 50 x 5t 306125 , Jllff+=15105m

0.04994x1682x 5{) x 5t 306125 " JUi

j" verificación de las tensiones de seguridad:(conclusiones de diserio)

I En¡il¡ ( Eco¡t¡cto/roca

O E¡¡tl¡ ( Eco¡tct¡ltior¡¡

t) L*¡ ( I,g-o¡lt¡

Ep.---""Epero4i"rtr

r .- KmxKixp xlxV'i _tuwts-'¡i;*o¿;-=116+(0.rzaxst))

2.076,74 < 1.426,612.076174 < 27ErE4

151,05 < 102,76

5E.O77,64< 4.9282958.077,64< 3372

=772.79m

2t6

De los result¿dos anúes obtenidos, comparando la m¿lrfun¿ elevación de

pote'lrcial de la red @nerr.) con el poüencial mínimo üolerable al cuerpo

humano @*.r".t ); comparando la longihrd necesaria para estar deirfo de la

seguridad (L* < Lc-n"u"), y, al comparar ta¡nbién, la elevación de potencial

de paso ftrera de la malla (Eo.-) con el tolerable por el cuerpo hrmano, con

tierra natural y [email protected]/roce), se deduce qr¡€ no hay seguridad e,n la

malla y es necesario adoptar medidas especiales para reducir las elevaciones

de tensión Es importante anot¿¡ que las conclusiones obtenid¿s son

netame'lrte teoricas y que la respuesta definitiva la daria r¡n¿ medición direct¿

en el terreno para determinar el estado real de la malla a tie¡ra.

9.11 cálculo de la Malla de Tlerra para el Transforurador de ?50 tril¡A

a. Datos iniciales para el c¡ílculo:

lnnglfud del te,rre,no: 4 metros

Ancho del te,rreno: 2.5 metros

ArEt{o

(nCo

,F

IE

ct{o¡r€l I/rLt-A2,tm

n Conduotonr )

k1

l¡RooofT¡IALI-A

¡lñ(m ConduotorE)

AREA¡26mx¿lmr10¡ 7

+ "-o.Bom

2t7

- Corrie.lrte asimétrica de cortocircuito:

- Tensión máxima de servicio:

- Temperatura arnbiente promedio:

- Resistividad d€l teireno (mediciones de campo):

- Resistividad superficial o especifica:

- Profwrdidad d€ instalación:

- Tiempo de aclaración de la falla:

- Tiempo de duración de 1¿ falla sin daños al personal:

- Temperafura m¡íxin¿ de uniones :

b, Cálculo del calibre del conductor de tierra:

Datos:

57.799,35 amps

220 voltios

40 "c

50 O-mgtro

3000 O-mefto

0.3 metos

0,5 segundos

0,2 segundos

450 "C

f "c-¡o¡ll¡

: 1.25 x f".yro.*

Area = Ac 1.0 x 1,25 x57.799,35

A = (72.249,1E8) + (0,15520)

A = 465.523,115 CM

1CM =) 5x10{mm2A = 232r762mm2

De catrilogos o tablas se esoogp un conductor norm¿lizado, el inmediatanrente

superior al calculado.

[cru]=

2r8

. Conductor escogido:

.) Conductor de cobre desnudo estirado en frío con un calibre de :

500.000 CM = 500 MCM : 253,4 ffi.Di¿ímetro d : 20,65 mm : 0,02A7 M

c. Prueba de fusión del conducúor de tierra (capacidad de corrienúe)

se puede utilizar el cable de 500 MCM, porque para fundirse es necesario

una corrie,lrüe superior a la corriente de corüocircuito de la malla.

d. Cálculo de la longitud inicial del conductor de la Malla:

L- (K, *kr xp xf""-u* "fr165+(0.25xp,)

- Calculamos el valor de Km:

Se utiliza como factor 6,5 Clvf/Amps, porque el tiempo de duración de la

falla es de 0,5 segundos y las uniones de la malla se harán con soldadr¡ra.

-+ Amp*McM = - cM

= ts'099 ts

= 76'g23'0g A.mps6,5 CM / Amps 6,5

K, = f#. ""*#*l *i. [Ln(3 t 4,)(s t 6)(7/8).....1

' Dqn¿r el número de terminos e,lrhe paréntesis es:

219

,, = 4l9hgo-1" ylt5. * 1 - 2énn +t = 4+ conducrones largosEspaclamtenfo (D) 0.80m

El númeno de termlnos del paÉnfesls esl (+- Z) = 2

D es el espacianiento (0.80 m); d es el dirimeto del conductor (0,0201 n:'¿) yh es la profuitdidad de ente'rra¡nienúo (0,3m) de los conductores de la maLla.

r[ ( 0.82 )l t.Km = ii l,ni :;--:= _ | 1+:[Ln G | 4)x (s/6)]

2t L \16x0.3xo.o2o7 )) r'

Km = !(t.turz) * 1-(-0.4700) = o.ze6s- 0.1496 = 0.14692r' ' r' /

Km = 0.146¡9

- Calcule,rnos Ki:

Como n < T tKl = 0ó5 + 0J72xn

Kl = 0ó5 + AJ72x4

tr(I = 1,3380

r\hora, con todos los d¿tos obtenidos calculemos L:

" - 0,1469 x1C11_ I i s0 " 72.2¿?e JoJ = 347,o36merros

165+(o.zsx3mo)

L =

M7 metros

Calculemos la longitud real (ó estimada) del conductor (Lc):

*,= -!-ll-g-lde la M4!g +t = -jB-_ +1= 6 + conductores cortostr)spaclamlento (D) 0.80m

t,t_r r, r

I

224

- L.c: (4mx4) + (2-5mx6) + Q.44x4varillas) + 3smetrospara

conexión al fransformador y gabinetes.

Lc = 75,76 metrus

e" Cálculo de la resiste,ncia:

Como la resistencia no es menor que cinco ohmios, se podría pensar, por

ejemplo, en aumenta¡ el largo de la malla, para así obúener una resisüencia

menor de 5 ohms.

g. Tensión de paso admitida por la malla

f. Tensión de contacto para la Malla

E.* =KmxKl"p *;!= o.r#9x1.3380x so"72'!!9:1ffi =9.37119' Lc 75,76

E-* = 9.37\19 volts

*-l;-#''=ff=,F =r'llrir

R=50*( ' * t )=7.66{t(4 x 1,7841 75,76 )

Rrn = 7,66 < 5 -+ debe cumpllr esto !

Ep"ro=KsxKl*P *+Lc

221

- Criloulo dc Ks:

11111 1Ks = I x (-:-+ ----+---+-+.......-. - ) =I '2h (D+h) 2D 3D mD'

r( | 1 1 1 I 1)KS = i x |

-_^-.¡-

--

r

-J- -r

---t-- r

t \2x0.3 (0.8+0.3) 2x0.E 3x0.E 4x0.8 Sx0.Ejm temlnos J

I¡15 = i(4,17311= 1.32E3

I

- Voltaje de Paso para la Malla

Ep.,o = 1,3283x1.3380xS0x í72'?!9:!tt i= rO. 74s,2363\ 75,76 )

Eprroar r r* - 84'7 4512363

h. Poüenciales tolerables por el cuerpo hum¿no

VoltaJe de Paso:

T.. _(lf6+0.696x50) _""n&prro/rhrre - ---ñ=---:-

--- 337'2vo,¡i

l,: _ (116+0.696x3.0OO) _,DFo/rocr - ---',-

-' = 1.9?f,29volt

222

YoltaJedeContacto:

ü. _ (116 +O.174 x S0) _ ^tsco¡¡¡crovürn = ff =27ErE4

Er _ (116 +O.174x 30ü))&co,."úr'*., = ffi = 1,426'61

l. Longitud mínima requerida de conducúor para una malla segura:

', KmxKtxp xIxJt 0.l469xL338Ox50x7Z24g,tSSxJO'L*vro=(il6+oJ./4p)= ' =417'7ffi7m

' KrntE¡¿¡It{ -

o.1469xr.33Eft 5ox72'2tl9,1EsxJ02Lt*o = ltte*o. fiap) =2'5464re¿n

J. verificación de las úensiones de seguridad:(conclusiones de diseño)

S En¡ll¡ ( Em¡t¡ctvroc¡ 1 9372119 < 1.426161S En¡il¡ ( Econt¡cúdriorr¡¡ I 9372119 < 278184

') L""¡ ( L-u¡n¡ f 498 < 75'-76

c} Ep"- ( Ep*--o 1 84.74512,4< 4.9?829S Epar" ( Ep"ro-üc"o f 84.74524< 3372

Para esta malla también se deduce que no hay seguridad y es nec€sarioadopta¡ medidas especiales para reducir las elevaciones de üensiór1 y de esta

223

forma dar seguridad al personal. Es importanüe, de nuevo, anotar que las

conclusiones obtenidas son netame,núe teóricas y que la respuesta definitiva ladaña una medición directa en el t€rre,no para determinar el est¿do real de lamalla atíena.

9.L2 lil/lalla de tlerra unlflcada (Malla r-rooo + Mallarzso)

Como es apelns lógico, las dos malla calculadas anüeriormente, se integran para

confonna¡ una sola. En ésta sección se verificaró la resistencia" tensiones de

paso y contacto para la mall¿ unificad¿. Como es apenas obvio los cálculos se

har¿ín con base en la condición m¿is crítica del sisterna como por ejemplo, con el

valor m¿yor de corriente de falla" etc.

a. La nueva ¡nalla quedaría de la siguiente form¿:

LARGO DE

LA ÍTALLA

7.5 m(tn Coodnctof.*) +

r=o.Bm

#D=0.8m

224

b. C¡ilculo de los números "n" y "mu paralacantidad de conducúores a ufilizar

c. lnngitud úotal de la malla:

L. J L"_r* * L._zso =

L. = 102176+75176 = 17Er52 m

d. C¿ílculo de laresiste,ncia de propagación:

¡¡ -.J- ¡--l-4r Lc

,, = ^f r- 1 = 6 => Conductorrs largos0.8

- = t'5

+1 = 10 -+ Conductores corfos0.8

n t I =4.32A39t)r7e )

F*"; =+ r={_l_ = = 3'09019

n=so*[4 x 3,09019

Rm = 4.32< 5 *) debe cumpllr esto !

Cálculo de la teirsión de contacto de la malla:

Ix.-Lc

E.n¡ =KmxKl*p

2?.\

-.Cálculo de Km y Ki

D es el espaciamiento (0.E0 m); d es el di¿imeto del conductor (0,0207 rn ) y

h es la proñurdidad de ente,tramiento (0,3m) de los oonductores de la tnalTa.

Km = *[""f..-^+^^*"'ll.,1t". e | 4)x (5/6) x (7 | E)x (e /10)]2, L \16x0.3x o.o207 )) |

lI no. determlnor(6- 2)=4

lrKm = -:-(r.g6zz) + '-(-0.7ffi90)= 0.2965 -o.22s6s2t' r'Km = 0.07085

- Calculemos Ki:

Como n < T lKl = 0,65 + OJ72tn

Ki = 0165 + O,I72xG

KI = 1,682

Por lo tanto se tie,ne que:

E.* =KmxKt"p " j---0,07msx1,6E2x50x 2i:#=

E.r* = 2'4OS voltios

f. Te,nsión de paso admitida por la malla

En-=KsxKl*f *+f,c

26

- Calculo de Ks:

¡, | ,l I 1 1 1tts = _ x (_+

-_

+ _+ _.t-......._) -r '2h (D+h) 2D 3D mD'

r(1 1 1 I 1 Itls=-xl- +_+_ +__+r [2x0.3 (0.8+0.3) 2x0.8 3x0.8 4x0.8 5x0.8111t\

6 "

0-B *

z. * . r** . t** J=r to termlnos (m)

1I(s = i(4,88)= 1.55

I

- Voltaje de Pa.so para la Malla

E*o = 1,55 x 1.682 x 50 x ( lz'42]$l = s2.6r+.Ze\17e)

Epooarrn* - 52.614.76 voltlos

g. Verificación de las tensiones de seguridad:(conclusiones de diserio)

9 En¡¡|¡ ( Eco¡oc¡/roc¡ f 2.405 < 1.4?Á161.c) E¡¡r¡ü¡ ( Ecouacto¿rierr- t 2.405 < 278184

.) Ep.- ( Ep""o-,'." ) 52.614176 < 4.928e9ó Ee"- ( Ep.-+i."" I 52.614176 < 33712,

En conclusión se observa que al r¡nificar las dos mallas, la malla resultante,

sigue siendo insegura. Al comparar los voltajes de paso y conüacto permisibles

227

por el cuürpo huma¡ro con la temsión de cont¿cto de la malla y la úeusión de paso

fi¡era de la rnalla, enconkamos que sus valores son todaüa bastanüe peligros, en

especial el potencial que se puede establecer, e,n un caso dado, firera de la m¿lla.

Un¿ de las car¡sas para que la rnalla re.sult¿nte sea insegrrra" es porqu€ la malla

del tansfonnador dE 750 KVA es muy peque,ña para la corriente de falla t¿n

grande que se puede prese'lrtar, por lo tanto al wrifica¡las las teruiones de

contacüo y de paso de la malla se reducen noúoriamente respecúo a las üensiones

que se podrían prese,lrtar en l¿ malla det tansformador dE 75A KVA las del otro

fransformador no sr¡&en mavor ca¡nbio.

La resistencia de propagación de la malla si disminuye a un valor de 4 ohmios,

éste valor si se encue,lrta en el rango de valores ace,ptados por las normas de

diseño.

Como no podeinos olvidar que estos ciilculos son teoricos, la recome,lrdación que

se hace es la siguie,lrte:

directamente en el sitio e,n donde se eircueirfa instatada.

para comPararla con los datos obúe,nidos en el paso anterior, y así determinar

el estado real de la malla.

insegura e insuficie,lrte, lo mejor sería corutruir una rurcva rnalla de tierra para

acoplarla con la malla ya existe,lrte.

10. CI()NC][,P'I'()S DE SEGTJRIDAD II{DIiSTRIAL

lII.I STf{'TI{MAS I}E PT}ES'I'A A'I'TTIRRA6

Iln día a me<lia tarde en trna planfa manufachrrcra de Ia costa oriente (U.S.A.),

succdlo algo anormal, la operación normal dcl sistema elécfi"co fue de repcnte

intemrmpicla. Fir primera instancia se detectó que el problenra provema de una

falla en un motor, sobre el sistema de 4E0 voltios, nuis tarde sucedió lo mismo

con otro y continuo reprtréndose sucesivamente el mismo evento. Se Uevo a

cabo una irupección en el tablero cle voltímetros (donde se tom¿n medrdas de

voltaje linea-linea) y amper:imefros, en donde se observó una condición muy

urusual; los equipos clel sistema continuaban fallando sin encontrar cual e¡a la

cnl$a. Se tttilizó un voltimetro de pnreba para constatar las medicioncs

ante,riores, apareciendo rma tensión de 1200 r'oltios entre línea y nentro. En

realiclact sobre el sistema de 480 voltios se detect¡ron voltajes de linea a neutro

de 1200 voltios.

En primera instancra la sospecha recayó sobre los transformadores cle potencia,

clonde posiblemente se había podido presenfar un¡r falla del aislamiento entre los

ctertanados de alta tensión y los ba¡a tensión. Para comprobar esta sospecha,

pnco a poco estos transfbrmarlores se fireron aislando y probando

ÓTr¡ducdón hechs de: Chaptcr 6 by L. L. Cerpenrer ütd 1,. G. Lcvoy, Jr ñS¡rstem Grorrrürrg'

229

individualmente, y luego se llegó a la conclusión que ninguno de ellos e.süaba en

falla. Sin ernbargo los equipos del sistern¿ continr¡aban fallando y la sifuación

era bastanüe desasperada.

Ya bastante angustiados, entre el grupo de tecnicos, decidieron que lo único que

faltaba por hacer era disparar el intemrptor de alimeirt¿ción principal, de tat

ma¡r€ra que se desenergizara todo el sisterna. En esüe momearüo, cuando se hacia

esta operación, uno de los técnicos obse,rvó cierta cantidad de hr¡mo prove,lriorüe

de un arrancador tipo autotansformador,y aI arercixsele pudo escuclrar un cierto

zumbido e,n el interior. Este circuito fi¡e deseirergizado o desconect¿do del

sistema, logrando de esta forma que el sobrevoltaje desapareciera. Durante un

período de dos horas, en el cual subsistieron inúermit€ntes y repetitivos corto

circuitos, se quenmron los bobinados de 40 a 50 moüores.

Finalme'lrte se earconhó que la caja o carca,sa del arúotransforrnador se había

deüeriorado y estaba pnicticamenüe en cont¿cto con la bobin¿. El sitio donde se

habían producido los cortocircuitos repetitivos era evidente pero no estaba

que,nado de u¡ra fonna exag,erada.

I{abiéndose detectado la falla, se hizo un e¡rsayo para mosharle al ingeariero de

planta cual había sido la cars,a. El ensayo consistió e,n est¿blecer wn conexión

solida e'lrlre la c¿ja y el punto quemado sobre la bobin¿. F,ue muy grande la

sorpresa del personal de operación, cuando en presenci¿ del ingeiriero de planta,

se observó que el voltaje de línea con respecto afrcl.rra de las fases sanas Qas qu"

tro eslaban en falla) se había incrementado en un 73%. El principal ingrediente

230

del sobrevoltaje (conducción intermiüente) había sido omitida, es decA, h prueba

no se hizo como realnenüe sucedió con la fallq pero sin enrbargo apareció un

voltaje alto en las fases sanas. La pnreba no reprodujo exacta¡nente las

condiciones de la falla que había geirerado tan graves darios.

Este es un caso real en donde intermitffites y repetitivos corbcircuitos prrcden

originar un sobrevoltaje severo y prolongado €,n u¡r sisterna a 4E0 voltios no

atwrizado.

Esta historia es espectacula¡ debido a la magnitud de los disturbios y a las

cons@uencia dañinas que tajo. Eve,ntos similares de un¿ me,lror magnitud no

son inusuales, sin embargo hay evidsncias de que ellos son mucho n¡ís

frecueirües que el mencionado.

Es una característica de sistemas no aferrizados el estar sujetos a sobrevoltajes

transitorios relativamenüe s€v€ros. Estos problemas pueden ser evitados con ull

apropiado sisúema de puesta a tiena, ademris de los adicionales e importantes

be,neficios que trae.

Para una detallada explicación de la natvraleza y causas de estos sobrevoltajes

refiérase al siguiente it€m (10.2 SobrsvoltaJes del Slstema).

l0.l.l Ca¡acterísticas de Sist€rnas no Aferrizados

El úermino de sistema no atenizado es usado para identificar un siste,rna e,n el

crral no hay una conedón lntenclonal enfre el sistema de conducúores v tierra.

231

Sin e'rnbargo eri algunos sistemas pnicticos, sie,rnpre existe rur acoplamiento

capacitivo enfre el sistma de conductores y tierra. Consecueirteine,lrte el llamado

sistema no ate,lrizadcl es en re¿lidad un siste.rn¿ con aterrlzamlento capacltlvo,

en virüud de la capacitancia distribúida del sisüem¿ de conductores a tiera.

Cuando el neutro de un sistema no esta aterrizado es posible que apa¡ezcan

sobrevolüajes lransitorios destructivos , estos sobrevoltajes pueden ser varias

veces el voltale nominal de linea a neuFo. la experie,ncial:n moshado que los

citados sobrevoltajes pueden causar fatlas de aislamiento en ofos puntos

dife'rentes al punto de falla,es decir, una falla simple de linea atiena sobre un

circuito puede resultar dañando equipos e intemrmpiendo el servicio de otros

circuitos; la condición descrit¿ se ilusta en la f,'lgura 13.

so{}REVOtlArEfRArÉrToRroqUE PUEDE CAUSARSE

COrcSFGUflDAFALTA

rzrzruI

---J-- nERRA

BREAKER CIJE HTERRIflPT TA FAITA

F'IGURA 13. Sobreúonsién tr¡nsitoris debido ¡ un¡ f¡lh ¡ tierm, ceus¡ndofalla en las otras lfneas del sistem¡

En un siste,rn¿ con neuto no ateiriza<lo puede ocr¡rrir una segunda falla a tíqra

sobre otra de las fases anües que la primera falla se¿ re,movida. La segunda falla

puede estar sobre el mismo circuito donde ocurrió la falla original ó en otro.

En cualquier wento, la falla línea a línea resultante excitara los relés o el

intemtpüor y disparará ó uno ó ambos circuitos.

Enúonces, como conclusión pode,mos decir que e,n sisternas con neutro no

aternzado una falla a tiema de rura de las líneas, de relafiva importanci4 puede

resultar evenfualmente en un daño considerable a can¡s,a de la alüa c,orrie,nüe de

falla línea a línea y tanebién causar la intemrpción de uno o ambos circuiüos, esta

condición es ilustada e,n las Flguras 14 y 15.

Cr¡ando el neutro de un siste,rna no está aterrizado, una falla a tie,lra e,lr una fase

hace que el voltaje línea a tie,rra de las otas dos fases sanas aparezra como si se

esfuviese midie,ndo entre línea y línea Este voltaje es 73oA más alto que el

normal e,ntre línea y tie,rra. La I'lgura 16 ih¡sta el increme,nto del voltaje línea

a tierra debido a la falla.

Usualmente el aislamiento enfre cada rura de las líneas y tierra es adecuado para

soportar el voltaje líne¿ a línea compleúo; sin e,nrbargo, si ésts voltaje es aplicado

por largos períodos de tiempo, puede ocasionar un¿ falla en el aislamiento,

debido al deüerioro normal por el tiempo ó a las condiciones de s€rvicio severas.

233

FIGLIRA 15. Un¡ felh a tierre en sistemes no rt¿rriz¡dos caus¡ f¡ll¡s e tierr¡en otros aperatos conectados.

I

F"I

T ts- AHB'''G''PARAN --+ T T :

Y YY.l +-mf.ffin?ffi -+l I1 ./ \ llll*,;: i l l.

ATIERRA

A 14. Fall¡ doble lfirea ¡ tierrr en sistem¡s

234

VOI.TAJE

UNEAATIERRA

DURANTE I.A FALLA

{IG{JAL AL \OLTruE PLENO

VOLTAIE NORMALLINEA A TIERRA

(A) $STEMA NORMAL SIN FALLA

( NEUTRO FLOTANTE Y TIERRA)

(B) FALLA SMPLE IiNEA A TTERRA

SOT]RE EL SISTEMA

FIGIIRA 16. Incremenúo de volteje lfne* a tierra debido a 'ma f¡lla

I¿s fallas de línea a tierra sobre sisternas no a,terrizados carlsa¡r una muy

pequeña corrie,nte de falla a tiena que flrrye a üavés de las capacitancias de los

cables, transformadores, y otos equipos electricos del sisterna. Est¿s corrientes

pueden tener una magnitud dssde unos pffios amperios bast¿ 25 amperios o más

sobre grandes sistemas. Esto no es en general, suficier¡le para que actue,n los

dispositivos de proteccióq pero puede causar considerable daño si se permite

que fluya por un largo período.

Detectores de tierra sobre sistemas de nerúro no ateirizarlos indicaran la

existencia de wra falla atierra p€ro no darárr su localización.

Varios dispositivos son disponibles para determinar la locali:¿ación aproximada

de las fallas atigrra. Esos dispositivos son de rma gran ayuda, pero no proveen

una respr¡esüa completa y ade,mas no preüemen la ocr¡rre,lrcia de la fatta.

215

A menndo se argumenrta que con un sistema no aterrizado w:afalla a tierra puede

ser accptada sobre el sistema hasta qr¡e see conve,trientsmenüe locatizada sin

interferir con la producción.

La experie'lrcia h¿ dernosúado que rrn4 doble falla a tierra es muy común en

siste,rnas no aterrizados debido a que se acepüo la primera falla.

10.1.2 Ventajas del sisüema con neutr<¡ atenaadt¡

Las ventajas de operación en un sistern¿ industial aterrizad¡l cornparadas con la

operación e,n sisternas no ¿terrizados puedeir ser una o varias de las siguie,lrúes:

1. Costos reducidos en la operación y el mantenimiento.

a.. Reducción en la magnihd de los sobrevoltajes fansitorios

b. Mejoría en las protecciones por descargas afinosfericas

c. Sirnpliñcación de la localización de falla a tierra

d. Mayor eficie,ncia de los siste,rnas y equipos de protección de fallas

2. Mayor confiabilidad del servicio

3. Mayor segrridad para el personal y los equipos

El relafivo peso de esas ventajas vária con los nivele,s de voltaje y en meoor

grado con las condiciones de inst¿lación.

2i6

las ve,nüajas de un siste,rna d€ 480 voltios con neuho10.1.2.1 Resume,lr de

atefirz,ado

Slsteme con neutro efenir¡do Slstem¡ no stenlgdoSegurlded

Confi rbllld¡d dcl Serrlclo

Co*os de Mr¡tcnlmlmto

Invcrslón Inlcl¿I

Ilumin¡clón Fluomscente

volQfedto

El mós sqrno. Solrylcrb 270r¡oltios a tier¡r eo cualquier thnpo(sc asume rn¡ buco¡ tian y unmÁxirro & 480roÍios li¡cr ¡lf¡c¡)

E me s.g¡¡ro. Voltqic sobrc dsisf.rn¡ limitcdo ¡ I ¡cdcdor & 277roÍios curúdo se prescnte un¡ f¡lhede el pimüb y d sccundrb ddtrosforn¡dor de potmir-

El más segrro. Fdlrs ¡ tknr¡ co eldmbrrdo d. confuol FEd.ocoloc¡¡ solo d 58% &l rolhjc de

lher sob're bobius de coafeclsrsdimentdos lince ¡ linc¡.

I^. mfs rI¿ Fell¡s ¡ ti¿:rn so¡fócilr¡cotc locdizrdr y rtpúdt;log sistan¡s no ¡ec*it* scrdca.ocrgizdor pre cacontrr hsfdla< ¡ d.fra

L¡ m& rf¡-bcdizdsi¡rrredirtmmoúe.

Fdl¡s ¡ tfore son

¡irhdss

Iá mG úr. tier¡rs flo¡otcs soa

muy improbcH:s.

Loe m¡s b¡ix. Fdhs ¡ tia¡¡ ¡oafftitncotc hcrlind¡s

Agoxirredrorer¡fc l¡ misnrr coú uüzubesteción cmect¡d¡ co d+fia v rmdetector ¡ thrre

Pro\ree 277 voüio6 púl l¡direct¡ de ilminei¡h

ft¡onsceú, resr¡hrcdo co rür

rhor¡o por b diminri¡n de

bmdomr¿do¡cs pre ihmrinecitln yr¡¡r¡rc&ccióo co cobc.

Norn¡hncotc 277 vúirr ¡ ticr¡ sinñn¡s. 48t) voftioe ¡ fb¡r sobm dos

coa&ctorts cuedo ¡¡ f¡sc Gstt

¡erizrdr

VoI+" soür,! d sfuhür¡ sccr¡ndrio

fed.o s€r tm ú06 co,oro d vo,Íqiprirlr¡lio cuedo se ptrxenla f¡nrq

€útne d botin¡do Énrio ys.cu¡drio dd trmdo¡medor.

I¡ frtl.< a fi¡¡¡ c¡l b6 circuiúos de

cn'úol pobctrlaneotc pooffi un

wfai corryLto soürc l¡s botñrsdc hs cont¡ctores.

Une parte o lodo d sbt úr¡ deüe s€r

con d ücto dcpoda eocmhr hs f.fl.s r tirrn ysc cstr mjcúo ¡ s!¡eños soürsvoftejcg

bssilorbc.

L,5 fr¡Ls ¡ th¡¡ sino sc frún5,rtrF.d.a gcúcrr m¡ scguods frflrque ¡06 &je por firete doe circui¡os,

cmüdo dobL p€diü cn h,s

eqübo6 depoórccfrh.

Soo mrry fobrbks tien¡s floiúteso acos tmslorix.

Dcüc inr¡crtL:c ücfipobúsq¡tedr dc ñll¡s e ti:r¡a

Debc usü tosfooudo¡esreücfü€s de 480 ¡ 277 o más bqlx

l¡

237

Nota: En general, Ias mismas ventajas son aplicables a otros sisternas de voltaje

inferiores a 600 voltios.

I0.L.2.2 Resumen de ventajas para sisternas de neutro afelrizfldo Q.4 a 15 kv.)

Siste¡na de neubuaterrizado

Sishrna no aúemizado

Seguridad

Confiabifidad del servicio

Costm de Mrntenimiento

Inversiiin Inicial

El más seg¡ro. Falhs de linea atiÉrra indivió¡ales se ¿tslanir¡cdiAncde-

El más Etto. Fall¡E ¿ tieiÍa sonfácifimente locdizsdas yr€esradü

El rrráo alto. Crriedes de ñllalimita&¡ causrn rm rr¡fnimo ded¡ño €o los equipos (coaresistÉocias de demizrniemocmveociooal)

El más aho. Minimiz¿ dsobrevolt4ie trüsitorio sobre dsisteoa-

Los rnlq bqios. Ifi fall¡s a üerasú frP¡trnrlrte localizarlas.

eproximadamcste la mirmrAnrdido los codos dcl resistor vdcl relé del ncr¡tro.

Sujeto a sobrwolQies trmsitmioesevero6.

Pute o todo d sistems debe scrd€sffigizáe para múr lrfElls.

l'nllnq ¿ tiffra, Eino se ftllueru,peden oo¡rrh'- scgunda fall¿a tierra que crr¡qa que doscircr¡itm a l¿vez se dermgizro,lo cr¡al ocasima la perdida de doseql¡pos de producción

Altas cürietrtes de fsll¿Esocisdas coa dos fnllnq de li¡e¿a tierra preden refl¡ltrr en lmfnayor d¡fio al equipo.

I¡¡ ñllrq a üerradificiles de localiza¡

Requicre dcfedqes a

eqt¡pos loc¡liz¡dqegpa¡ascrcoryarable

mlq

üerra yde fsll¿

238

10.2 SobrcvoltaJes del Slstema - Causas y Medtdas de Prnfecclón7

El aislamiearto electrico en siste,mas energizados está bajo continuo esfi¡erzo.

Para haoer mris económico el uso del aisla¡niento, los sobrevoltajes de operación

deberían ser reducidos tanto como sea razonable,rnenle posible.

I^a aplicación de aislamre,nto adicional para permitir niveles m¡{s altos de

sobrwoltaje ocasionan varias desve,lrtajas obvias:

1. El costo es incremerrtado.

2. Se incre,rnenta el tamario y el peso.

3. Se incrementa la resisüe,lrcia al flujo del calor de los conducúores queportan la corriente.

[,os sistemas electricos estár sujetos a disturbios de mr¡chos tipos, los cr¡ales

ineludiblemente producen sobrevoltajes. Sin e,rnbargo, se cue,lrta con muchos

principios de dise'lio los cuales disminrrye,n de rura rrilnera importante la

naglutud de los sobrevoltajes. Es irnportanüe anotar que los sistemas de AC.

est¿tn zujetos a muchos tipos de sobrevoltajes qu€ no se prese,lrtan e,n sisteinas de

DC, los sistemas de AC. merec€n m¿is cuidados en cr¡a¡rúo a los proble,rms de

sobrevoltaje.

El aisla¡niento electrico extribe o muesFa el efecto de la fatiga. Una reducción de

la magnitud ó la dwación de los esfuer¿os de sobrevoltajes, en general, result¿rá

c,n una vida útil mas larga.

7Tr¡du*clónhecü¡de: carper 5 byR E. Ifuúsm srd Mrynord N. Hrtbcrs .s¡dom0verroür3er,

239

10.2.1 Fueirtes de Sobrevoltaje

Eúsüstt varios tipos de fr¡enüas que gerreran sobrevoltaje, de suficienüe magnrtut

para dañar el aislamie'lrto de los sisternas de disfibución de poüencia. En este

capitulo ser¿i¡r de,scritos los mecanismos por los cu¿l se generan sobrevoltajes de

rmportancia y también se dar¿ín sugere,ncia para üornar medidas de preve,lrción.

Se inclrye el tafarniento de lo siguientes:

1. Est¿itica.

2. Contacto fisioo con siste,mas de más alto voltaje.

3. Efectos resonantes e,n circuitos serie inductivo-capacitivo

4. Intermitentes y repetitivos cortocircuitos

5. Descargas por "switcheo" .

6. Intemrpción forzada de corriente ( cero).

7. Rayos o descargas atnaosféricas.

10.2.1.1 Est¿ítica

El vie'nto, la arena o el polvo pueden llegar a estar altamente cargados y al chocar

con los condt¡ctores eléctricos, gw e,stén expuesüos, ocasionan sobrete,nsiones o

altos voltajes.

Correas móviles trabajando sobre poleas no metálicas pueden también

de.sarrollar alto voltaje por medio de est¡ítica y comunicárselo a conducúores de

sisternas eléctricos, esto puede suc€d€r si los tableros, que los enrcierran" est¿tn

inapropiadamente atenrizados. I-aratz a la cual la carga eléctric¿ es enfregada a

los conductore,s del sistem¿ electrico, por medio de estrítica" es extemada¡ne,trte

I i1ír':. -r{ ,'

!'L--,. _*._-_ .

240

baja. Aún una resisüencia de tierra un poco alta, sobre el sistem¿ eléctrico,

descargará esa corriente estática atiara tan rapido como ella se reciba" de esta

forma el sobrevoltaje es despreciable. Además del aterrizaje del siste,rna de

servicio eléctrico, es importante que la estn¡ctura de las mÁquinss y sus prfureles

metalicos, que contie'lre circuitos con condr¡ctores eléctricos, sean efectivame,nte

atsrriz,ados.

10.2.1.2 Contacto fisico con sistemas de mayor voltaje

Si los conductores de un circuito electrico de alto voltaje llegan a úe,lrer confacto

con un circuito de un voltaje inferior, e,ntonces, el mismo poüencial existini en el

punto de contacto de ambos ctcuitos.

Si el circuito de bajo voltaje no tiene su neuto aterrizado, su poüencial se elevará

al del siste'tna de alto voltaje ú ocurrirá una descarga. Si el sistwa de bajo

voltaje está atado a rur potencial de tignra por el uso de un neufro solidamente

aterrizado, elevados valores de corrie,nte pueden fluir desde el siste¡na de alto

volüaje, pero a un voltaje mucho mrís bajo qu€ €l1 el caso de un sistema con

neufo aislado (no atelrizado).

Contactos accideirt¿Ies elrtue voltajes primarios (altos voltajes) y secundarios

@ajos voltajes) en siste¡nas indr¡striale,s, se previeneri por el uso de celdas y

barreras metiilicas que s€,paran sistemas d€ conductores con dilere,lrtes

poüenciales de operación. En algunos casos circuitos aérms tienen primario y

seqmdario sobre el mismo posúe, pero distancias sustanciales reducen el peligro

241

de contacto accidental a un mínimo. Ocasionalmenüe se han prese,lrtado cruces

entre Ia línea primaria y secundaria en circuitos aéreos y pocos oasos son

conocidos donde htyan ocurrido fallas ente el primario y secundario de un

fansformador.

coffExtotEs FlslcAs

EIÜAGRAIUIA FASORIAL f'EL VOLTA'E RESULTAHTE

FIGURA 17. Sobrevoltaje sobre 480 vol- Sisteme no Aterrizedo

La Flgura 17 ilusta este tipo de falla. Pu€d€ ser responsable de sobrwoltajes

peligrosos sobre siste,rnas de bajo voltaje no atemizado. La protección mrís

efectiva conta esüe tipo de sobrevoltaje es el aterrizaniento del sistem¿ de bajo

COT{ENÓI TO INTENSPTAL

,f Fosrc|oN !3y1: g1 rRrA¡rculoOE VOLTAJE - ¡f80

242

voltaje con la irnpedancia de aferrizamiento srficienternenfe baja para ar4tar la

corrie,rüe de falla línea a tierra m¡íxim¿ del siste,rna de alto voltaje, sin

polarización del nerúro para el siste,rn¿ de bajo voltaje por un¿ cantidad

peligrosa.

10.2.1.3 Efectos de resonancia e,n circuitos Inductivo{apacitivo Qimitado a

sistemas AC.)

En siste'mas de AC. en dond€ el neuto no es aterrizado, el efecto de resona¡rcia

produce sobrevoltajes. Es importante reconoc€r que siste,nns con neuko no

aterruadas son acoplados capacitivame,núe a tíenq rnris bien que aislados de la

tiena. Ellos no están atfinizados, es decir, no se ha hecho ura int€rconexión a

propósito con tierra , sino rnás bien, que cada ele.rnernto del sistern¿ electrico

lncorpora algUna capacitancia a tierr4 lo que constitrrye una impedancia

capacitiva inherente, conectada e,nte los conductores del sisterna eléchico y

tierca.

CE}IERADON O TRA}¡SFORIADO,R TJ-]I

:FIGLJRá. 18. Elementos trifásicos esenci¡les

243

CaAa' sisteana eléctrico no aterrizado contie,ne los eleme,lrtos esenciales

prese'lrtados en la Flgura 18. El comportamie,lrto electric<¡ de algrrno de los

condensadores de fase con respecto a tie,rra pueden ser determinados por lm

simple circuito equivalente, como se indica en la Flgura 19.

Xcm

FIGURA 19. Cirflito equivalcnfe Monofósicos

En términos de este circuito equivalente seni posible e,lrúender facilme,lrüe el

efecúo de la conexión de diferentes tipos de impedancias enffe línea y tierra como

se muestra en la Flgura 2O.

Es evidenúe que la coneúón de algún valor de resisúencia o capacitancia ente un

linea y tierra no produce sobrevoltajes peligrosos. El poüencial sobre la fase a la

cual la impedancia esta conectada disminuye progresivamente desde su valor

normal hasta cero. El potencial a tie,rra sobre los dos conductores restantes será

incrementado a un valor completo línea a línea hast¿ que el primer conducúor de

la fase, el de la fana" halla sido reducido a poüencial cero.

Esúo representa u¡r sobrevoltaje de solarnente ttn 73Vo,lo cual no es altame,nte

peligroso y normalmenúe no producirá graves efectos a menos que continúe por

un periodo de tie,lnpo l-go.

2U

DIrü-o

rcütLf.

tttAmil! lArALd

\

\

\ lNDucl {!cERESISTA CEh CAPAC TANCE

--

tlZ¡G¡:ctPAcfftmA E

REST¡TffIA E

MITTArcTA E

r;fr;(r'lR

.rht iqx- , t¡t

¡lB

¡! (E.l

,o X'Xo r¡-Xr

FIGIJRA 2O. Sobrcr'oltrJo 6 tl¡blnrs no etorrürdc; Gmo rca¡lbdo dc lrcudfu do ur rür rtrctul¡ hür&n cú¡G hce y ücrn

245

La conexión de una reactancia inductiva e,nfe línea y tierra, de otra m¿nera,

puede ser resporuable de generar sobrevoltajes graves a tigrra. Es la relación de

la reactancia indr¡ctiva de línea a tierra a la reactancia capacitiva total del sistelna

atiara,la que contola el grado de sobrevoltaje.

El sobrevoltaje más alto ocr¡rirá en el mome,nto que las dos reactancias sean

iguales, y en esüe momento el sobrevoltaje puede alca¡ulrr valores hasta de 10

vec€s su valor norm¿l. Sin e,mba¡go, es irnportante anotar, qu€ en ur rango de

uno a dos e'lrtre reactancias, el sobrevolt¿je que se producirá es de 3 o mas veces

el nor¡nal.

I¿s conexiones no inüencionales de rura resctancia indr¡ctiva e,ntre el condr¡ctor

de fase y tierra" pueden ocurrir de diversas trra¡reÍas, algrrnas de las cuales se

iluskan en la F'lgura 21.

La bobina magnética de operación de un contactor puede ser inadvertidamente

conectada enke fase y tierra por un corto en el alambre de conkol o el

deslizarnierrto de r¡n destonrillador por parüe del personal de m¿ntenimie,nto. Una

vez los valores de reactancia inductiva" la cr¡al se conecta e,lrke la fare y tierra,

caen en la región peligrosa, indicada e,n la figura 10.E, se producÉn sobrevoltajes

peligrosos a tíerra" los cuales son comunicados al sistema de conductores

met¿ílicos completo, viéndose afectado tc¡do el voltaje de operación.

El origen de sobrevoltajes por esta causa puede ser completame,lrte suprimido

ufilizando una pequeña resistencia sobre el neuto del siste.rn¿ electrico. Un

resistor de aterriza¡niento cercano al

capacitiva total a tierra es suficie,lrte

sobrevoltajas.

246

mismo valor óhmico de la reactancia

para eliminar , casi por completo, los

LI}IEA ROTA

FUSIBTES

cAso I cAso 2 cAso 3

NOTA: UN TRANSFORUADOR CON UNA CON¡XIÓ¡¡ EN'Y'NO ATERRIZADAPRODUCIRA EL MISIHO EFECTO.

CASO l: Un botinedo ¡nducii\ro accir*entalmente es conectado entre fase ytiena.

CASO 2: Una falb cercana a un fusible que protege una fase deltransfonnador, ocasftrna queel fus¡bles se queme y las reactarrcias de los der€nados Tz y Te qr.reden en panhlo entre llnea ytiena. (ver nota 1)

CASO 3: Una llnea aérea abierta o rc[a y atenizada conecta h readancia de lostransformadores Tz y Ta en paralelo entre llnea ytL'rra. (r¡er ncta l).

F''IGURA 21. Ejemplos de falles lfiea a tierrr con rerct¡nci¡s eltrs (casosreales)

247

Ia Flgura ?Oha sido calculada bas¿i¡rdose e,n que la reactancia es lineal. Si ésta

reactancia in.corpora un núcleo de hierro, el cual dura¡rte el modo de operación,

llega a un punto de satruación magnétic4 el comportarniento será algo diferenüe.

Bajo tales condiciones la react¿ncia efectiva del circuito inductivo puale llegar a

ser mucho misbaja que la reactancia no saturada y el voltaje tenderá, a oscilar

automiiticame'lrte eirke límites, lo que será causa de un equilibrio e,lrte los

valores de la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva; esüa clase d.e

operación ha sido deirominad¿ fe,rroresonancia.

El voltaje Inriximo que se desarrolla por éste eve,lrto pued€ no s€r tan alto como

el que produciría un reactor lineal, pero si puede tener un incre,rnento de dos a

fes veces el nonnal. Se pueden presentar sobrevoltajes por ferroresonancia

cuando la reactancia no saturada es muchas veces la reactancia capacitiva a

tierra.

Cuando se utilizan tansfonnadores de potencial con conexión frYil aterrizada

sobre un sistelna eléctrico no aterizado, con una conexión rf y, o delta ablerta

en el secundario, puede,n aparecer sobrevoltajes peligrosos debido ¿ la acción

resonante o ferroresona¡rte. Estas oscilaciones de voltajes no ocurrirár si el

sistema electrico cue,lrta con el neutro aterrizado.

En otras palabras, todos los sobrevoltajes peligrosos que tielren como causa

fenóme,lros resonatrúes pueden ser elinrinados por un sistema elechico con neutro

aterrizwlo.

248

10.2.1.4 F'allas a Tierra Intermitentes

Sobrevoltajes de importancia pueden desarrollarse e.n siste,nras indr¡striales de

AC. no atqrízados, por conexiones de falla a tiena intermiüentes (en presencia

de chisporrot€o). El caxintor intermiüente de la fuayectoria de cortocircuito puede

ser el re,sultado de la vibración" la cr¡al hace que el condr¡ctor eléckico se conecte

y descrrnecúe con tierra.

Cuando ocl¡rre,r fallas a tiema de tipo intermitente, en sistemas con neuto no

aterríz;ño, geireralmearte aparecen sobrevoltajes de hasta cinco y seis veces el

voltaje nonnal.

lx¡s siste,rnas electricos aterriindos a kavés de reactancias con alto valor óhmico

ta¡nbién estár zujetos, de form¿ un poco difereirte, a sobrevoltales por el

fenómeno mc,ncionadt¡ (fallas a tiyn a intermitentes).

10.2. 1.5 Sobrevoltajes de Switcheo

Un voltaje tansitorio se produce en el sist€ma de potencia wda vez qr¡e ooufre

un cambio e,n los pani,metos del mismo. Estr¡s carnbios pue<len presentarse por

una operrición de swiücheo como es el de la apertura de un inte,rruptor, ya sea

bajo condiciones normales o de falla.

La apertura de la corrie,nte en los sisteanas de potencia se efectúa mediante los

intemrptores y normalmente ocurre en el momento en que el valor de corriente es

249

menor, es d€cir oua¡rdo la onda pase por c€ro. Como result¿do del corte de

corriente aparecen voltajes a favés del intemlptor que pueden alcanzar valores

muy altos y llegar a afentw su operación, así como a ofuas partes del sistema. El

voltaje que aparece elr el mome,nto de la inteirupción se de,lromina "voltaje de

reencpndiclo". I;r intemrpción se lleva a cabo de la siguiente manera (f,'lgura

22).

El sistem¿ tiene rma corriente f con un voltaje V los cr¡ales están desfasados un

angulo g, al ocurrir una orden de aperüura en el punto A, el intemrptor ernpiez,a a

¿rbrir sus contactos formrándose un arco elrfre ellos, él dielecbico cambia su

condición a la de plasrn4 el arco tiene una caída de voltaje Ea él cual es

pequeño comparado con el voltaje del sistem¿. La corriente sigue ckculando a

través del arco, el cual continúa hasta que la corrie,lrúe se¡r insuficie,lrte para

soste,lredo, esto ocwre cr¡ando la onda sinr¡soidalr p8^$& por c€ro, eir esüe

mome,nto el arco se extingukáy aparercrá un voltaje de ree,lrc¡:ndido a tavés del

intemrptor. Para que la interrupción sea eútosa los contactos deben haberse

separado a una distancia suficiente pare quc el voltaje de reencendido no exceda

el valor de ruptura del dieléctico del intemrptor, si esüas condiciones no se da¡r,

el arco se presentena de nuevo y la intemrpción deberá esperar a que la corriente

vuelva a pasar por c€ro (medio ciclo despues).

Cuando la corrie¡rüe cesa, el voltaje a tavés de los contactos del interruptor pasa

de cero al valor de voltaje del sisterna V, "voltaje de recuperación", esüe cambio

no es instant¿i¡reo y conlleva a un voltaje kansiúorio deriominado "voltaje de

ree'ncendido", Que desaparece cn forma de oscilación amortiguada.

I

*-.-.-J

250

El voltaje de resnoendido va a variar de acuerdo al factor de potencia sie,lrdo mris

alto para valores bajos de factores de potencia.

Ente los sobrevoltajes de tipo interno qu€ se generan en el sistema por

maniobras de operación existen dos tipos que requiere,n particular aterición:

10.2.1.6 Desenergización de Transformadores en vaoícl

Cuando se dese,lrergizael kansformador la corrie,rte de magnetizapión es corüada

bruscameirüe. Como la densidad de flujo magnétic,o depende de la corrie,nte de

rnagneluanión, este corb brusco libera la energia magnética almarr,twda en el

tra¡rsfon¡ador, la cual se disipa en forma de wra oscilación amortiguada por la

inductancia y la capacitancia del mismo, las cuales confonran un circuito

oscilank, ver Flgura 23.

El voltaje tansitorio que se presenta por el c,orte de la corrie,rte de excitación,

puede producir un reenceridido en el intemrptor.

10.2.1.7 Apertura de Condsnsadores ó Línees sin Carga

En el proceso de apertura de un intemrptor, los contactos se separan

gradualme,lrte; si en cualquier inst¿riüe durante éste proceso, el voltaje a tavés de

los contactos excede su resistencia de aislamie,nto, ocr¡rrrá un arco v el

intemrptor se reenrcenderá.

Cuando se desenerglzan condensadores ó líneas sin carga, pueden ocurrir

ree,ncendidos en interruptor" tal como se muestra e,n la Flgura 24.

VOLTAJE DE REENCENDIDO

Ff GURA 22. Intcrrupcimdc h Coriaúe

VOLTAJE EN B

VCLTAJE EN A

LA @RRENTE SE

CORTA AOUI

Ff G URA 23. Dcsm¡iún do u Trurformrdor cn Vú

252

El pico de voltaje oculre cuando la corriente pasa por el menor valor sie,lrdo éste

propicio para la intemrpción. El voltaje del siste,nm pasará por c€ro y un medio

ciclo despues será -E; e,lrtonces el voltaje a tavés de los contactos del intemrptor

será 2E,, pudiéndose presentar ree,lrcerdido, el voltaje en el condensador será

í¡rstantii¡reame,lrte 2E ó 3E respecto a tierra y volverá al voltaje del siste,ma en

oscilaciones amortiguadas. Si en el siguienúe ciclo se hacn,la intemrpción, como

el condensador aún pennanece cargado a 3E puede producirse reeircendido y el

voltaje tansitorio alca¡uaráSE y seguirá aumentando de ig¡¡al form¿.

Aunque los sobrevoltajes no alcxn:zan los valores teoricos descritos

anúeriormente, sí pueden ser peligrosos y llegar a afectar al irrterruptor y a otras

partes del siste,rna.

10.2.1.8 Intemrpción de Corriente Cero Forzada

La discusión de sobrevoltajes por switcheo hfl considerado sola¡re,lrte la

intempción de una conie,nte cero normal. El termino de corrie,lrte cero for¿ada

es usado para describir un mecanismo de int€rrupción (fruible, switohe o

conductores de muy pequeña secciór¡ etc.) que tiene la propiedad de desa¡rollar

un conhavoltaje muy elevado ear oposición al flujo de la corriente, la cual puede

forzar la corriente a un valor c€ro qn un tie,rnpo menor con respecto a la corriente

nonm¿l cero del circuito. l,os sobrevoltajes desarolladcls persistirán hast¿ que la

urergía almacenada en los elernentos inductivos del circuito hayan sido

disipados. Una elevad¿ corriente de cortocircuito, a través de conductores de

pequcña longifud, pue<le ser rcsponsable dcl desa¡rollo de sobrevoltajos

253

peligrosos. Cr¡a¡rdo se logra el punto de fi¡sión del conü¡ctor se presenta run

separación en presencia de un aroo. l¿ c¿ída de voltaje a tavés de la sección de

los conduotores puede ser varias veces el voltaje normal de operación. Durante

este intervalo la magnrtud de la conienúe va dismintrye,ndo; sin e.rnbargo, el

sobrcvoltaje persistirá hasta que la m¿brydfud de la corrie,rúe haya alcanzado su

valor de c¿ro.

A car¡sa de los problemas de sobrevoltaje los rnüemrptores eon contactos e,n

vacío e,lrcueirtran poca aplicación. lns interruptores en vacío tie,lrdeir a cortar la

corrie'nte cornpletame'lrte en el inst¿nte en que el contacto parte, ¿ünenos que

existan supresores d€ sobrevoltajas asociados con t¿les interruptores, se

desarrollaran altos voltajes si se apli<"an a circuitos inductivos. Los

sobrevolünjes producidos pueden ser suficienües para fla¡near a los interruptores

de vacío, a müros que en alguna parüe del circuito se disminuya el voltaje.

Fusibles limitadores de comente constitryen un ejemplo de interruptores de

corriente for¿ada. Ellos poseen la propiedad de scr c¿paces de reducir la

corriente a cero antes que la corrie.nte norm¿l sea cero. Dura¡rte la operación de

tales ftsibles se desa¡rclllan Sobrevoltajes.

Debido a los problemas de sobrevoltaje que tienen los ñ¡sibles limitadores de

corrie'ltte, no deben ser utilizados fusibles de un voltaje nominal m¿yor en un

siste,ma de voltaje me,nor. En otras palabras, un fusibte hmitador de corriente

pare un voltaje nominal de 7500 voltios no debe ser aplicado sobre un sistema

de operación a 2400 voltios, porque los sobrevoltajes desarrollados en su

operaciór¡ serán peligrosos para un nivel de aislamie,lrto de 2400 voltios.

254

EL ARCO SE EXNNGUE AQUI

EL REENCENDIDOOCURFE AqJI

VOLTAJE EN A

VOLTAJE EN AyB

E= PICO DE VOLTAJE

POTENC¡A FRECUENCIA

VOLTAJE EN AyB

EL ARCO SE EXTINGUE AQUI

EL ARCO SE D(TINGUE AOUI

VOLTAJE EN A

FIGURA 24. Desconerión de un¡ llner cn v¡cfo

255

I 0.2. 1.9 Descargas Atnrosfericas

l,os sobrevoltajes m¡is elevados a los cuales los sistemas de potencia indr¡stri¿l

est¿in sujetos, son los causados por el rayo. Deben tomarse medidas de

protección para limitar esos sobrevoltajes.

10.2. 1 .9. I Naturaleza de los Sobrevoltajes

La carga inicial h¿ sido estimada e,n un valor nr¿yor a un billón de voltios (1000

Megavolls) y se ha medido un¿ corricnte de descarga tan alta como 200.000

arnperios

Aunque los rayos pueden tocar los termmales de los equipos eléctricos

exüeriores, generalmente esto puede evitarse con un apropiado apantallamiento,

también estos sobrevoltajes pueden alcanzar los equipos (interiores y exterioras)

a través de las líneas aéreas expuesüas, las cuales sirue,lr para ahme,lrtar de

ctrergía las plantas ó, en algunos cas()s, sisteinas disfiibuidos deirtro de la planta.

10.2.I.9.2 Descargas Directas e Inducidas

Los rayos pueden producir sobrevoltaje sobre una línea de kansmisión por

descarga directa a la línea o por inducción electrostatica de un rayo a tierra en

veoindad de la líneo. El voltaje máximo probable que aparece sobre una línea,

por acción directa, es de 15 millones de voltios (15.000 KV.) y para descarga-s

inducidas 500 mil voltios (500 KV.). Estos voltajes aparec€n ente conductor y

tierra.

256

103 Guía Báslca de Prevenclón de Accldentes por er Manefo de

Electr{ctdad

El propósito de este íte,rn es resalt¿r la imporüancia de tomar precauciones, por

parte de quienes de una u ota Íuurera estan em contacto con equipos eléckicos,

diseño, ma¡rtenimiento y utilización de los mismos, conta los peligros de la

elcckicidad en el ejercicio de sus actividades.

A pesar d" q* se ha progresado en esúe sentido, aún las pérdidas por muerte,

lesiones personales, daños de equipos ó instalaciones persisteir.

I-,os tres factores e,n la electricidad que se consideran más importantes son: La

inte'lrsidad de Ia come,nüe, la tensión ó el voltaje y la resiste,ncia. L¿s lesiones e,n

el cuerpo humano se presentan prurcipalmenüe por el flujo de corriente a través

cle él y la gravedad de aquella.s está determinada por la mapltud de esa corriente

que, agregada a okos factores, puede hacer que el dafio sea m¡is o me,nos sev€¡o.

[a sangre y la mayoría de los tejidos coqporales poseen un alto contenido de

agua y electrólitos constituyéndose en u¡r¿ resistencia relativamente bala que

facilit¿ el flujo de corrie.rüe electrica a tavés del cuerpo.

La resiste,lrcia protectora se halla primordialme,lrte elr la capa mris extem.a de la

piel o capa córnea. Una piel seca o con callosidades presenta una resistencia

elevada que se reduce cuando la piet se humedece. Si la corrienrte e,trcuentra una

cubierf¿ o herid¿ en la piel circulará f;icilme,nte por el cuerpo. Cuando la piet

cstí húmeda la resiste,lrcia del cuerpo es aproximadame,lrte 1000 ohmios; sn

canrbio, cuando la piel esta sec¿ puede llegar a los 50.000 ohmios.

257

Es frecr¡ente asumir que la resistencia intern¿ del cuerpo es de 200 ohmios por

cad¿ exhemidad y de 100 ohmios por el ffonco Qa resisteircia interna del cuerpo

es de 500 ohmios entre dos miembros) o de 15WCm2 a IMW/C[í? dependiendo

de a que parte del cuerpo corresponda y de la humedad.

l,a rnayoría de los equipos eléctricos se han diseñad<¡ y fabricado para fines

específicos y observando casi siempre las nomras de seguridad establecidas

intern¿cionalme,núe. Es en la operación y manipulación de los equipos qrrc se

debe'n úomar precauciones mínimas con el fur de re<hrcir el riesgcl de accidentes y

del choque eléctrico y sus consecuencias. Enfue las medidas de seguridad dc

carácter general se contemplan las siguienúes:

a. Sogur'ldad en la Instalaclón

Particularme,nte en instalaciones industriales de alta y baja tensión se debe

reducir al minimo la posibilidad de contactos accideirtales con conductores

por los cuales circula corriente; si esta posibilidad existe porque los

conductores o bornes no estan debidamente protegidos se deben utilizar

grandes leferos rndicadores (Ej.: Alta tensión o Subestaciones). En lo

posible, se debe cercar el lugar del equipo expuesúo con ba¡reras met¿ilicas

apropiadamente aterrvaÁas. Se debe hacer revisión peri(idica de contactos,

aislamie,lrtos, etc.

b. Conexión a tlerra tlel slstema

Se revisará frecuenüemenüe y se debe gwarttizar continuidad del sistema de

tierra con el fin de prevenir macro y microchoques.

2_58

En equipos médicos, caseros, etc., se debe cerciorar de quc el aparato, si ¿sí

1o requiere, se c,onecte a un tc¡rn¿ con ptilo a tierra polarizada según el

est¿índar internacional y qu€ Ia pata de la clavija ó enchufe del equipo

correspondiente al terminal de tierra no haya sido eliminarla como se hace

usualmeirte en nuestro medio.

El aislamiento y estado del cable de alimentación se debe inspeccionar con

frecueircia puesto qu€ es el mrls expuesto a rnanipulación y por e,nde, a

torsióny esfuerzo.

Frecuentemente y elr especial en equipo médico, se debe hacer limpieza y

revisión del interior del equipo p¿ua m¿ntener un buen nivel de aislamie,lrto

que se deteriora con el polvo y así evitar un eve,lrtual corto de fase a tiera.

c. Motorrs

Si se utilizan con carga excesiva y por largos períodos en ambientes con alto

conte,lrido de polvo o vapores inflamables, puede deúeriora¡se el aislamiento,

constitr¡yéndose en un facúor de inseguridad. El u-so de prendas sueltas u

holgadas puede hacer que quien circule c€rca del motor en marcha corra

peligro cuando este se encuentre en movimie,nto.

d. Equlpos a prueba de exploslón

En ambientes qur; contengan gases o vapores inflam¿bles se debe seleccionar

el equipo electrico con cableado adecuado a esas condiciones. Deben ser de

259

m¿úerial dwadero, proporcionar total proturción y resistencia a las

condiciones de trabajo.

En el caso dc a¡restésicos inflamables r¡sados en el quirófa¡ro es recomendable

uttlizar guantes, zapatos y materiales mediana¡nente condr¡ctores, patra evit¿r

la acurnulación de est¡itica y el peligro de explosión

e. Equlpo de Alta Tensión

Es el que miís reviste peligro. sólo debe tabajar personal capacitado y

autc¡rizulo en e'sta cl¿use de instalaciones. Debe revisarse el est¿tlo de

componentes p eriódicamente.

I¿s advertencias, señales visibles y e,ncerramientos seguros son requeridos

para estas instalaciones. La instalación debe est¿r acorde con los pafones de

se guridad estab lecido s.

f. Equipos de alfa fiecuencla

Cuando la frect¡encia se eleva la resistencia del cu€rpo no de,pemde de la piel.

Para frecuencias de 200 KHz varios cientos de mega ciclos, las corrientes

circulan sobre la superficie del condr¡ctor @fecto Piel) y se intensifica este

fe'nóme,no con el aumento de la frecuencia. Aunque se perfore la piel, las

corrie,lrtes continúan circulantlo por la superficie y no penetran e,n los órganos

vitales del cuerpo. La persona afwtada por una fuente de alta frccuencia

I

r****.---.-

,"-l

260

prtlsentárá qusmaduras al intent¿r desprcnderse del condr¡ctor estimulando la

fonnación de un arco. Puert¿s cuya apertura corta el suminisfro de energía y

aislamiento reforzado de las bobinas son algunas de las medidas

precautelafivas en el rnrmejo de altas frecr¡encias.

g. Calidad del mantenlmlento

Se garantiza con la capacitación y correcta selección de operarios que no

vacilen en tomar las precauciones necesarias con el fin de evitar desgracias.

Los equipos de prueba de seguridad como cascos, cinlurones, guantes y

herramientas deben ser sometidos a revisión periódicanrente y sobre todo ,

antes de su uso.

I¿ correcta interpretación de los manuales del fabricante y programas de

mante,nimiento preventivo de los equipos, optimizan la calidad det

mante,nimie.nto.

h. Protecclón de operar{os y clectrlclstas

Du¡ante labores de reparacióq wr e,quryo puede etrlpez,ür a operar a control

remoto, manualmente o automiíticamente, ooasiona¡rdo lesiones a quienes se

encr¡eritren lo suficienteme,nte c€,rca como para recibir una descarga en el caso

de equipos est¿íticos, intemrpúores, etc.

Una inoporhrna puesta en march¿ de un motor puede lesionar a los operarios

y a quienes se sncuentre,n en proximidad del aparato, ya sea por el accidenrte

causado o por aplicación de una descarga.

261

Es función del departarnento de mantenimiento velar porque cl cirouito del

componente o equipo en r€,paración esté desactivado y el personal conozca

que actividades de rnantenimlento se llevan a cabo, en dóndc y quiónes las

realizan.

i. Adlesúramlenfo en prlmcrnos auxilios

Todo operario debe ser pnictico eir este twna, con el fin d€ socorrer a un

compañero expuesto a la acción da la corrienüe electrica, m¡íxime cr¡ando se

c,onoc€ que despues de 3 minutos de suspensión de la actividad cardiaca la

muertc es inminonte.

t1. ('oNCLtlsIONlcs

11.1. L;r principal conclusión que se desprande de éste pnlyecto es que sóli,

enfrentandose a sifuaciones rcales, sc tiene la oporfunidarl de aplicar co,i

prcfundidad todos los conocimientos adquiridos dr¡ranfe la carrera, y lo más

importante, tomar docisiones con un caracter netamente profesional; puesto quc

ya sc tiencn partirnciros ostablcuiilos, los cu,ales hry q* auwluar para luogt;

tliscutir o aceptar dependicndo.l" quc t¿¡n ¿rccrt¿dos so¿ln.

11.2. Se Ie proporcionó a la embotelladora narcos de referencia para que se

cntcraran de como esta fi.urcionanclo su sistcma eléchico achLdmente, para quc

Lulíl \ic:l cor::cgidas tod¡s las falencias, clue sc clesarrollarol dr,rantc cl proyccto,

logrcn dar nutyor co¡rliabilidarl a su sistcrn¿ y por ende a la producción cle la

gasccrsÍr.

I L3" Fs satisfactorio el haber colmado y dado fcrrma a algunas de las

rnquictudcs dcl personal cncargado dc vclar por cl m¿rntenimicnto ;' h eficicncia

dc la planla, dejándoles expuestas las diferentes alternativas de mejorar mucho

263

m¡ls las cotrdiciones de f,incion¿rnierrto y segwidad, para mantener d.e forrna

óptima el sistern¿ eléchico de la planta.

11.4. Se logró demostrarle a la emrbotelladora que una fonna más eficaz y

segura de ruanejar sus áreas, es centalizando en un panel de alarmas, las señales

de los equipos principales.

11.5, Se dieron a conocet' norrluls especificas y muy usuales para la ubicación

de tableros de confrol y selección adecuada de motores, nonnas que de ser bien

empleadas y úeniclas en cuenta, reducen en un buen porc,entaje el marcado

deterioro de l<¡s equipos de la planta.

11.6. Se demostró e'lr form¿ teorica que la malla de tierra que existe en la

e'rnbotelladora, no cumple con todos los pariimekos cle seguridad exigidos por las

normas, siend<¡ un peligro innrinente para t<xlo el pctsonal.

11.7. Con el ¿inimo de proporcionar máxima confiabilidad al sistema eléctrico,

se analizó la ubicación de los transfonnadores do potoncia" llegando a laconclusión de que hay que aplicar medios correctivos para mejorar la seguridad

de fan importantes equipos.

11.8. Analiza¡rdo las capacidades urtemlptivas de los elementos de proüección

del sistema" medianúe el estudio de las corrientes de cortocircuito, se estableció

que los valores de estas capacidades están denfo de rzurgos nonnales.

264

l1'9. Se demoskó que hay mÍm€ras de sacar mayor prova;ho de los elementos

de quc se dispttnear, los cuales están siendo necesariamente utilizados, teniendo

posibilidades de obtener mayores beneficios con las bondad.es que brrntlrur los

equipos.

tTIBI,IOGRAFIA

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BUSSMAN. Selective c<x¡rdination of overcurent protective devices for lowvoltags system. Bulletin EDP-2. Usa. Mc Graw-Edison.

EMCALI. Guia para el kamite de aprobación de proyectos men<¡res. Cali.1991.

EMCALI. Normas parala instalación de servício de en€rgia. Cali. I9BT,

SIEMENS, Aparatos de maniobra y circuitos eléctricos. Tomos I y II. Bogota.

SIEMENS. Motores trifiisicos de inducción. Bogota.

SIEMENS. Transformadores de potencia y diskibución. Bogotri.

Santiago de CaliDisiembre 12 & 1994

Señores

I.NTYERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTTEAtte.: Ih. ROBERTO NAVARROIlecano de Ingenlería Elécfilc¡I^a Ciudad.-

Respetado s€ü6

Después de b¿ber rwisado detenidamente y habiendo partffuaao como di¡ecüor del p,cyecüodEMiNAdO; NDIAGNOSITICO Y RECOMENDACIO¡TES TÉO\ICAS PARA ELSISTEMA ELÉ,CTRICO DE LA EMBOTELLADORA COCA{OLA DE CALIN, Yqrc ha sido Uewda a feliz t€rmino pa loo eshdiades EDISON pnÑ¡nl¡fOLDfA?,yALVARO JOSÉ' REYES CARVA.IAL, del pograma $¡e affrtadaoÉde usted dtig",tr¡cdo afirmer:

Qw soy cmscieoúe de l¿ fma ffiada y diligcdo cm iFE se ba o@ido accrtadameotecm el objeüvo del citado pro:rcdo; qrrc la calidad en $u pesedación y €o su cmt€úido egtal, que frcilmente podrls p€oEsrse qlrc son doo profesimales cm sobradoo mÉrit6 qri@acmrti€(@ s@jante desaflo.

Debo cmfe¡ar qtE ¡¡¡e siento euruimal e intelecü¡ahÉote cm¡¡r¡ido por tan rnrtanoesñszoy cmsidero qrre el trogrms de Ebdrica prede sentirse hadoy cgulloso pataneleeada cjecrdds-

No sobra aúotar qrc el o¿teri¿l Festo a ru coosideración, üe de mi parte la rcj6aprobación y recmocimieofo.

Cqdiahede,

t1, lrv? ^ ./t - f1''pft{ *LrUz-¿¿

Ins JEsús rt BERMíTDEZProfestr hmarate&aDirestor &l Pr,qrccto

ANEXO A OPTIMIZ,ACIÓN DE I,A GNNERACIÓN DEENERGÍ¡ Rl,ÉcrRrcA RN LA rl{DtisrRrAe

A- rN'r'RODrJ( l(.'tí)N

lin ia generación propia de energía eléctnca a nivel industrial se rdetrtúican las

si grriantes opciones princrpales :

(ieneración de .Cmergsrncia:

F-l esc¡uema está concehiclo para que entre en firncion¿uniento ouancio faile ei

suministro rie ia hrente principal de energia? que ert muclxls casos es ia emprcsa

de servicios prihlicns La conoxi<in se realiza a través de una transferencia.

automática o mannal, para alimentar la,s cargas prioritarias ha-stá que se.

nornraliz¿ el servicicr.

(logeneración:

En rrierfos oa.s{.')s, t;uallrlo ei ¡rrrneso de la iábrica reqruere de vapor es posihle

obtener cltergia eléctrica cd)mo lur subproducfo, mediante hrhogenerarlores.

sfomndo de ls Rovlsla 'ACIIIM" de ft.pt del994, pqg.30

269

Como ejernplo se mencionan los ingenios aztrc€reros y las fabricas del sector

papelero.

Esta altemativa se denomina "coge,neración", por cua¡rto la obtención de energía

electrioa depende de los requerirnientos cle \?apor para el proceso primario de la

planta.

Autogeneraclón:

En la situación de racionamiento de energia del a.ño 1992 enColombia se llegó a

este esquema dc funciona¡nie,rr1o eir algunas fábricas, para lo cual se adquirieron

grupos electrógenos diesel y se destinarott a la alimentación de cierüas oargas

durante períodos prolongados.

Debido al costo de la energía generada c,on grupos diesel, e,n general esüa opción

es poco atractiva. Si sc agrcgan las interrupciones en cl servicio debidas a las

maniobras sobre las cargas a ser alimeirt¿¡las tanto de la red como de Ia

generación propla, se evidsncia aún mas las limitaciones de esta opción.

Auto generaclón Slncnrnlzada:

A fin de evitar intemrpciones e,n el servicio a las cargas de la fabrica, se realiza

la c<¡nexión sincronizada de los s propios a la rú de energia y se

utilizan para producir ele.ctricidad únicamente en los períod<ls dc tárifa alta con

1o cual el proyecto es rn¡is atractivo económicamente.

l,¡

!"-.-

I.i: 1

¡J¡

270

Esta alterr¡,ativa requiere cicrúos cquipos adicionales y un sislema de protecciones

elecficas mas confiable, pert-r los beneficios obtearidos compc,trsan arnpliiunente

las inversiones a que haya lugar.

Igualmente, ante fallas de la red de energi4 se <¡btiene el gran beneficio de poder

alime¡rt¿r cargas ubicadas en diferentes barrajes, sin necesidad de fraruferencias

automáticas. Dr csta forma, las cargas oonsideradas prioritarias pueden

pertrxrecer a varios fransformadores de voltajes diferentes.

l)e acuerdo a lo a¡rterior, en el csquerna de autogeneración sincrorrnaúa se ha

previsto la opera;ión en dos sifuaciones principales:

a. Normal: [,a generación propia tabajará en forru¿ sincroni'¿a¡la txrn la re<l

duranle las horas de tadfb alla, para reducn el valor de la factura por

concepto de demanda máxima y cnergia de t¿rifa alta.

b. Emergoncia: Ante fall¿s en el suminisfo externcl, sc atender¿ur las cargas más

importantes, para que éstas puedan funcionar normalme,lrüe.

r. G€rfR^Cpft l|ORflt¡. ¿ GOIRACIOII TF FI/CRGtr|f,N

271

B. METODOI,OGIA I}E LOS TRABA.IOS

Los habajos a realiz&r en un proyecto de esta nafiiraleza se desarrollan de

acuerdo a la siguiente metodología:

Prcvecfos Nuevos:

En el c¿so de proyectos nuevos, para detenninar la pote,lrcia de los generadores a

iustalar, se consideran los siguientes aspectos, enfre okos:

a. Facturación históric¿ de energía v provección de aumento en el conzumo de la

fbbrioa.

tl. Voltaje cle ge.neración, sitios de ubicación de las plantas y puntos de

conexión de las mismas al sisterna electrico existente en la f;ibrica.

c. Cargas que deben quedar en servicio y progama de arranqu€ de las misrn¿s,

ante fallas en la red de energía.

d. Existencia de motores grandes, ouyo aranque puede afectar la operación de

los generadores.

e. Estabilidatl del sis[ema, ocr,rrencia de oscilación de frecuencia y voltaje, yoperación de las protecciones.

f. Equipos de protección y maniobra existentes y elenrentos a¡licit¡nales

requeridos.

g. lnversiones previstas y eficiencia económica del proyecto.

272

Pnoyectos exlstenfes:

En muohas fabric¿s ya el cliente ha adquirido el, o los grupos electrógenos, por

lo cual no es aplicable larealu,ación de algruras de las etapas ¿mtes mencionadas.

Sin embargo, debido a que se trata de adecu¡r¡ un proyecto de genreración aislada,

para su operación sincronrz¿da. se reqniere espe;ial énfasis en otas actividades,

para utilizar de la mejor forma el equipo existerite, garantizar la seguridad y

cnnfiabilidad de la operación rrrinimizar las inversiones y esüablecer los

beneficios económicos a obtener.

C. ANÁLISIS ECOI\óMTCO DEL PROYECTO

Pa¡a ilustrar los beneficios de la gcneración sincronuaúa, a manera de ejernplo

se prese,ntan la evaluación económica simplificada de un proyecto con un ¡5upo

electrógeno de 1000 KW de potencia.

Los precios se han planteado en dólares, pdra facilitar su comparación con las

ofertas tipicas de los proveedores. Las tasas de rent¿bilidad igualmente son

ref,eridas a dólares. Se consideran las siguienües inversiones:

IIn (1) grupo, electrógeno diesel, de 1000 kw stand-by, a un precio de

US$160.000 CIF bodegas f¿ibrica.

Ingeniería del prclyecto, interruptor de sincronización a 440 voltios, relés de

proteccióq l.ableros eléctricos, celdas, cables y acometida, obra civil,

273

montaje, pruebas y puesta en servicio, eto. se han estimado global cn

us$60.000.

El costo total del proyecto sería de US$220.000, lo que a un cambio de Col$850

por dólar d¿rría Col$ 187.000.000. l"a amctrtizapión de este costo se realizaría

basicamentc por los attorros en la; tarifas de de,rn¿nda máxima y energía, clura¡rtc

los períodcrs tle tarifa alta.

A continuación se presenta un eje,rnplo para evaluar en fonna típica el alrorro

esperado en la factura de energía.

Con las tarifas de EIVÍCALI para junio de 1993 se tiene:

o Demantla mrá,)dm¿

Col$ 5.901 /kw-mes

o Energías (tarifas altas)Col$.58 /kwh

Bl calculo de ahorro mensual es el siguiente:

o Por demanda:Col$ 5.901 x 1.000 k¡w x 0.8 :Col$ 4'720,800

o Por energía.Col$ 8 x 1.000 x 6h/cüas x 30 dias/mes x 0.8 :Col$ 1'152.000Alrorro total / mesClol$ 5'872.800

274

Con el mismo cambio de Col$ 850/clólar. el ahoro mensual seria de US$ 6.909.

Para que el proyecto sea atractivo, se fija una rentabilidad minimo para

inversión en US$ del I2oA anual. Esta cifra es arbitaria, pero refleja

situar"ión del mercado para las invssiones cn dól¿¡res.

Se c¿lcula enlonces el período de repago de la inversión inicial para el proyecto,

de acucrdo a las siguie,ntes c¡lndiciones:

la

la

a Inversión inicial:o Rentabilidad deseada:o Amortización mensu¿l:

us$ 220.000l2o/o

us$ 6.90e

Al realiza¡ los calculos sc observa que el número de pagos me,nsuales requericlo

para la amortización total del proyecto (pay back) es de 39 o sea que el períodcr

para el repago de la inversión es de 39 meses.

Por otra partc, la dwación de un grupo eleckógeno antes del "overhaul" total se

ha estima¡lo en 15.000 horas de funcionamiento. Si el grupo trabaja 6 horas

diarias, éste número de horas signrfica una vid¿ útil de 83 meses para el equipo.

Con el pago mansual de US$ 6.909, se obtiene una tasa interna de retorno de

2.E3Vo me,nsual, p'Nala inversión en dólares, la cual es muy afractiva.

Estc resultado se ha obtenidc¡ medrante una metodologia simplificada, pero

conservadora, y sn cÍtsos reales, para calculos realizados en posos, con todas las

c<l¡rsideraciones de rigor, sea¡r indicadores eoonómicos aún más atractivos.

215

Si además se a€fegan los bcneficios inherentes a la mayor confiabilidad en el

sorvicio y a la disponibilidad de energ¡a inolusive durante contingencias en la

retf cs ¿ún mas clara la ürnvc,niencia de operar las plantas eir form¿ sincroni:ada

con la red de anergia.

INGENIENI¡ NNT, PROYECTO

Aunque la ge,neración sincrontzada en principio es una idea sencilla" gr¡ardadas

las proporciones es equivalente a la inftoducción de una nu€va central eléctrica

al siskma.

Es por esto que no se debe pretender adela¡rtar este tipo de proyectos sin una

ingeniería adpr;uaúa, pues la experiencia ha dernostrado de que n.o hacerlo así, se

puede incurir en demoras innecesarias, lucrcl cesante, protecciones inatloouadzu,

equipos mal especificados y sobrooclstos considerables.

Pa¡a evitar esüa situación, es necesario desarrollar rura primera etapa del proyecto

de geireración propia, con las siguientes t¿reas.

a. Revisión de planos de cableado, equipos de fuera, control y proteccrón

existentes.

b. Determinación de equipos adicionales requeridos para los sistemas de

sincronización y protecciones eléctricas.

c. Definición de cargas prioritarias, y operación del sistema en condiciones

normales y de contingencia.

d.

e.

fl

8.

h.

i.

;J.

k.

I.

276

Especificaciones de e,lrclavamie,ntos, alarm¿rs y dispositivos de seguridad.

Elaboración d€ planos, listados y prcsupuestos, para los sr¡ministos

nacionales y de importación.

Asesoría en la adquisición de los suministros.

Coordinación c<¡n la emopresa de energía local.

Una vcz se disponga de los planos y equipos de acuerdo al sumlnistro definitivo

quc sc haya elcgi<lo, sc proccdcrá a la segrrnda etapa del proya:to, que inclrrye las

siguientes labores:

Supervisión del montaj e.

Cableado e interconexión de los equipos de protección, control y regulación.

Ajuste de parámetros de operación para el gobernador, regulador y ofros

equipos de control.

Prueba y puesta en sen'icio del proyecto.

Elaboración del manual cle operación y capacitación del personal encarga<lo

del proyecto.

Una etapa posterior debe incluir el segrrimiento de la facturación de energía

collsllmo cle comhustible, costos de operación, monitoreo de la demanda, control

del mantenimiento preve,lrtivo y disponibilidad del gnrpo electrógsno. y a un

nivel adminisffativo superior, vcrificación del cumplimrento de metas para

amortización de la inversión.

277

CONSIDERACIONES OPERATIV.A.S

Se ha visto quc la viabilidad de la gerrrración sincroniilad¿ tlepende de los

alrorros que se pueden rcali¿ar en la factura de energia, particularmeirtc por

c,<lncepto de la dcmantla máxinra. Est<¡ limita su utilización, específicame,lrte en

aqnellos usu¿ri<¡s que [cngan tartfa doble de encrgía y cobro dl: la dernand¿r en

horas de tarifa alta.

Sin emb¿ngo, la esfuctura tarifaria vigentc dificulta la adwtada administración

tle los factores de riesgo que puedan afcct¡u ol proyecto.

Con las perspectivas que <¡frece la próxima ley eléctricq es oportuno que los

usuarios con proyectos de generación propia sincroniz¿da establezcan acuerdos

cou sus respectivos proveedores de energia" que permitan un manejo equitafivo

de los sipSuientes aspectos:

Itcc<nsiderar las disposioioncs vigentes, con las cuales se realiz¿ el cobro de

la dcrnanda ¡n¡ixima por prome<lio, para reducciones de la misma superiores

aL 50Vo.

Fla;er más flexible la factur¿rción por demanda miíxirna, ya que si por

dificultades internas clel usuario no hay disponibilidad dc la gencraciirn

propiE se pierde buena parte del esfuer¿o tlel pr:riodo respentivo.

Establecer procedimientos para el caso en cl cu¿l si al cst¿r sincronizada l¿

generación propia se presenta un¿ falla en la red de energia, cuando se

normaliza el servicio, el proceso de arranque de la flibrica no afectc la

facturación por demanda.

a.

b.

278

Sq¡brc estos y otros puntos de inlerés, de acuerdo a cada caso particular, es

necesario el consenso, a fin de obte,ner un be,neficio mufuo, para los usuarios y

para la empresa de energía.

ANEXO B RI]coMIINDA{IIoI\ES (} GIIiIS PARApLANnAR uN BrrEN srs'fEMA nrÉclmco NDUsIRIAL

l. Conocer exact¿¡nenti: la carga y su naturale:¿a; cafga, dc alurnbr¿du y ,;iuga dc

maquiuaria. Sus ca¡¿rcteristicas:

a) ,\rranque de motores grancles

b) cargas variables muy grandes, hornos de arco eléch'ico, de induccron,soldarlores cle resistencla, etc., pnede se necesano aislar estas cargas de ofra.sqne pueden ser afec.tadas.

c) C)onsiderar cuales s<¡tr las üars¿r.q oriticas o vitalss clei sisterna para ciarlesut ttakunicnto cspecial.

a) Empresa dc encrgÍa o genurÍrción eléctrica propia.

b¡ iiugularión cle voltaje.

c) Coordinación de los rciós cle proteccióu, para quc el sistern¿ sea selectivc¡.

3. Selci;cicrna¡ el voltajc clc clistribución bas¿rlos en It¡ siguiente:

a) Dernanda de la pieurta (presente y ñrturo)

280

b) Valorcs nominales dc los equip<ls nonualizados

c) Naturalez,a y localiz,¿r,¿ión lisica dc l¿s carg¿rs

d) Factor económico

1,. Examinar todo cl sistema en conjunto

a) Analizar el Diagranm Unifilar real del sj.sttxna

b) Analizr cuales podrían ser las posibles fallas y que sucedería

5. Proyectc el sistcma para una excelentc segrridad

a) Use equipo adecuado para protección de los circuitos.

b) Diséñesc de modc¡ que nunca soa necesario trabajar en c;ircuitos activados.

c) Todas las parües vivas deben estar c.ncerrada$ y ulnectadas a tierra.

Equipo blindado @arrcnrs)

S. Proyccte el sistema para wu futura cxpansión: "f)cbc üspcr¿lrse que la planta

ofezfa"

7. Itoyecte para un¿ cor$ervaclón económica.

;t) Accesible

b) Flexible

,-) [qaipos qi¡c sL1 presten para las técnicas cle conservación, si son de tipo

rernobible mejor.

lEi

d) Equipos y materiales normales, equipo especial resulta costos

9. Arreglo de las cargas en agrupamientos lógrcos, por ejemplo:

a) Motores grandes en sitios adecu¿dos

b) Cargas pequeff.as en subestaciones tle t¿m¿uio económrco

10,Selec¿ione el sistema de distribución de la plarrta.

1l.llacer comparación de varias alternativas considerando lo r;iguiente:

a) Costo inicial (sin olvidar cl rendimiento del 95 al 98% invertido)

b) Seguridad

c) Confiabilidad del sistema

d) Srmplicidad y eoonomía de la operación y el manteldmiento

e) Que cl proyecto se adapte a expansiones fuhuas.

ANEXO C. PT,A('A ( ]ARAC'I'ARÍS'I'ICA IJE TIN MO'I'OR

TN I{'OTT MAT.:I (IN PRIN CII PAI,

1. .Nún¡ero de serie [S]iR NO]: Es el número exchrsivo dc cada motor o drseflc para

su i.leutifi.caciór¡ cu oaso dc. que sea necesario ponerse en ctmunic¿rcicin oon el

t-al¡ricaute.

2. it'rpo ['t'YPF]l: Comt¡inacion de lelras numeros o amkrs. seleccionados por el

t?rbnicante para identiticar el tipo de carcasa y dc crralquier rnoditic¿c.ión impofante en

clla. Es ne+es¿rio tener el sistcrna cJc clave del fabricantc" para entender este dato.

J. Número de modelo [MODELI: Datos adicit¡nales de identrlicaciorr del t¿¡bricante.

4. Fotent'iu [lIPl. La 1xrlerrcia nourinal ltrp) es la que clesarrolla el rnotor cn su cie

cuanrlo se aplrcarr el voltale y lietrrerx:ras rnn)lrrales en las tennilales del motor, c.on

Lul lhcttrr ile serrncio rle 1.0

5. Armazón [FR-rWfEl: La Jcsit]naciórr ,.lel larrraño du l¿ ar:.¡razón es para i.luntilicar'

las .liruenriones ,lel nrutor. Si se tral.a de um armavixr tomralizada por la NEMA

rncluve las dimenslones parn nrontale lgre inrhcn la Mtrl ). r:on ltr cual no se reqtriere

los <libujoi; de fátnica.

6. Fack¡r de servicio ISV FACTCR"I: Lor; factcrres dc scrvicio r¡-rás c'¿mr¡nes son 'lcI .0 a l. 15. Un faotor de I.ü signiñca (lue no debe dernarrdarse qtre el motor entregue

más pntcvrcia que la nominal. si se quiere eütar daño al aislamiento. ()on uno de I . li(o cualquiera mayor de l.(t), el mrfor pucrle haccrse tabajar hasta una potencia igual a

2rt3

la nominal rnultiplicada por el factor de servicio sin que ocruran daños al siste,m¿ cle

aislamiento. Sin erntrargo, clebe tenerse presente gue el fi¡nci.on¿rniento continuo

dentro del intervalo del factor de servicio hará que se reduzca la duración esperada del

sislen-n dc aislarn ielrto.

7. Amperaje [AMPSI]: Indica la iutensidad de la corrier¡te que toma el grotor alvoltaje y hr:cuencias nomütales, cuando nuloiona a plena caqla (comente nominal).

8. Voltaje [VOLTS]: Valor de la tensión de diseflo a la cual debe habaiar el motor.

9. Clase de aislamiezfo [INSUL]: Se indica la clase de materiales de aislanrisalsutilizadl¡" en el tleva¡rado del esl¿lor. Son sust¡ursias aislautes sometidas aprueba para

determinar mr duracion al expxnerlas a ernperaturas predeterrninadas. La ternperatura

máxima de habajo del aislamiento clase B es de 130 'C; la de clase F' es de 155 oC-'y

la de clase II, de 180 "C.

lll. Velctcidad [R.P.M.]: É,s la vel¡¡;i<lad de rotación (r.p.m.) del eie del motor cr¡ando

se entrega la ¡ntencia nominal a la mác¡rinn impulsada, con el voltaie y la frecuencia

nominales aplicados a las terrninales del motor (velocidad nominal).

11. ITrecuencia [I{ERTZ]: Es la frecuencia eléct¡ica GIz) del sistcrua de suurinistru

lura la ct¡al esla diseiiado el motor. Posiblemente esta también fi¡ncione con otras

lrecuencias pem se alteraria su fimcionamiento y podrfa sufrir daños.

12. Servicio [DUTY]: En este espacio se graba la indic¿ci(rn <intermitente> o

<continuo>>. Est¿ ultima sigpifica que el motor puede ñnciormr las 24 horas los 365

dais del affo, duranúe muchos aficrs. Si es intemritente se indica el periodo tle lrabajo,lo cual significa c¡re el motor puede orrerar a plena carga druante ese tiempo

Una vez transcurrido éste, hay gue parar el motory esperar a que se enfrle antes de que

Íurarrque de nuevo.

284

13. I'ernperatura ambiente [.C]: t,s ia tenr¡leratura aurbiente máxirna ('C) a la cu¿l ei

motor puede desarrollar su pntencia nominal sin ¡religro. Si la temperahna ambiente

es m,?yor que La seflalada, hay cpre reducir la potencia de salida del motor para evitar

daüos ¿rl sistcrua dc irislamiento.

14. Núrneru de.fases [PFIASEJ: Número de fases para el c',al est¡n diseñado el motor,

gre debe concordar con el del sistem¿ de suministro.

15. Clave de KIrA [KVA]: En este espacio se inscribe el valor de KVA c¡re sirve para

evaluar la corrienle nuxima (de avalancha) en el arranque. Se especifica con un¿ letr¿

clave correspondie,nte a un interyalo de valores de KVA/llP, y el urtervalo que abarca

cada letra aparece en la NHIvIA MGI-10.36. IJn valor c<rmrrn es la. clave G que abana

desde 5.6 h¿sü¿ menos de 6.3 KVAAIP. Es necesario comprobar que el equipo de

affarlque sea de diseffo cornpaüble, y consultar si la empresa eléctrica local permite

esta carga en su sistema.

16. üiseño IDEStGN.l: En su caso, se grava en este espacio la letra de disefio NF:MA,

que especifica los valores minimos de par de rotación a rotor bloqueado, durante la

accleración y a la velocidad correspondiente al pxr máxinro, asf como l,a corriente

imrptiva nráxima de arranque y el valor rnáximo de deslizamiento cnn carga.Estos valores se especifican en la NEMA MGl, secciones l. 16 y l. 17.

17. Cojinetes ISE BEARII\GJ [H() BI']ARING]: En los m<rtores c¡re tiene cojinetes

anlifriccion, estos se identilic¿n con sus numeros y letras correspondierrtes contbrrne a

las normas de la Anti-li-iction llearing l"{arrufacturers Association (AFBIvIA). Por

tanto, los cojinetes pueden sustitui¡se por otros del rnismo diseflo, pues el número de

AFBMA incluye holgwa o juego del ajuste del cojinete, tipo de retención, grado de

p'roteccron (blindado, sellado, abierto, etc ) y climensrones. Se indirnn el exhemo hacia

el eje (SE, sh.tft enil) y el exlremo opuestc (I1O, end opposite) en los cojinetes del arbol

(flecba).

18. ,fecuencia de fases IPFIAS}j SF)QUENCEJ: El que se inchrya la secue,lrcia de

thses en la placa de iclentiticacion permite al instalador conectar a la primera vez, el

28.5

motor para el sentirlo de rotacirxr especificarkr. su¡xrnieudo que se conooe la secuencia

de srrministro. Si la seorencia en la hnea es A-lJ-(], los conductores terrninales se

couectan como se indic¿r eu la placa. Si la secuencia es A-C-B, se conectan en sentido

invelso al alf seffalado.

Conrúrrneute l¿s conexio¡¡es exlenras no aparecen en las placas de identificación de

motores de una veltrcidad -y rle lres couductores. Sitr emtrargo, en ftrototes c¡rn rnás de

t¡es conductores si aparecen dichas conexiones. En la placa de motores de doble

velocid¿cl se indican las conexiones para alta y baja. Para firncionamiento a baja

velocid¿d la linea I debe coaectarse al conductor Tl, la linea 2 alT2, y la ltnea 3 al'I3. los conduclores T4, l'5 Y Tb del motor p€rmaüece sin conexión (abiertos). Para

funcionanriento a alta velocidad,la llnea 1 se conect¿ al T6, la line¿ 2 alT4,y la linea

3 al T5; entonces Tl, T2 y T3 se ponen en cortocircuito.

19. Eficierlr:ia [EF]]: Eu este espacio figura la eficiencia nominal NEMA del motor,

iornaria de la tahla 1?-4 de la N4Gl-12 5ih llste valor de eficiencia se aplicn a los

rnotores cle ti¡xr estándar asi conro a los cle eficiencia superior. Para los de alta

eficiencia (Encrgr-effrcient) se indicara este dato.

2A. Bajo nivel de ntido ISD PRI.]SS]: "Algunos motores se constnryen para bajas

ernisiones dc ruiilo. Por ello cl nivcd o inicnsidad de nrido se indica en la t¿bl¿

expresado como lrctencia de sonido v cotüo presiou de sonido, que se r¡ritleu en las

rmidades "dBA"'. esto significa que el nlido producido por el motor ha pasado por una

red pondcradora de ñltros "An, cn la c.ual la sensibilidad se aprorinra a la del sorürlo

audible para el oiclo humalro. Dailo que la presión del souirJo ,¿s dil'ecciorr,al, dcbe

es¡recificarse l¿ distancia a la que se hizo la meclición. La norma aceptada es lrn (uu

metro). Estas designaciones ¡nra el ruido significan c¡re el valor gravado en la placa

es el nivel promedio de ruido medido en un hemisfbrio cuyo radio es igual a ladimensión mayor del motor (por lo general paralela al eje) más un metro, después de

pasar pxrr la red de filtros "A".

21. Potenc'ia de sonido [SIi PWR]: Hs una medida de la energia acústica total e.mitida

1>or la fuente. Se prefiere para los análisis de ruido porque es pnsible hacer una

28ó

c¡mbLración rn¿temática con otras fuentes sonoras a iur de detenrunar las intensiclades

o niveles totales.

22. Emisión de ruido: Fs olra fomra de expresar la potencia acústica (de sonido) en

las unidades establecidas en la nolrna 5-1976 de la Acoustic¿l Sociefy of America,

refericla t¿¡nbién ala es¡reoiñcaciou 51.23-1976 del Amercan National Standards

Instihrte (ANSI).

287

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(b)

Figura No. 3. Dos placas dc identülc¿ción tipicas, cada r¡r¡a para un ü¡rc diferentemolor de inducción. En la placa (a) se indica qlle se kata de un motor de doble

'i'elocidad )'la plac¿ (b) es para rm motor silencioso.

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Diagnostico y recomendaciones técnicas para el sistema...

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