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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE UN CENTRO DE CONTROL DE MOTORES PARA SISTEMA DE EXTRACTORES Realizado por: Jason José Quijada Márquez INFORME FINAL DE PASANTÍA Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Electricista Sartenejas, septiembre de 2006
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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE UN CENTRO DE CONTROL DE MOTORES PARA SISTEMA DE EXTRACTORES
Realizado por:
Jason José Quijada Márquez
INFORME FINAL DE PASANTÍA
Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Electricista
Sartenejas, septiembre de 2006
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE UN CENTRO DE CONTROL DE MOTORES PARA SISTEMA DE EXTRACTORES
PDVSA/INTEVEP
Realizado con la Asesoría de
Tutor Académico: Ing. Juan Gómez
Tutor Industrial: Ing. Pedro Salazar
Jurado evaluador: Ing. Oswaldo Ravelo
INFORME FINAL DE PASANTÍA
Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Electricista
Sartenejas, septiembre de 2006
DISEÑO Y ESPECIFICACIÓN DE UN CENTRO DE CONTROL DE MOTORES PARA SISTEMA DE EXTRACTORES
Elaborado por: Jasón José Quijada Márquez
RESUMEN En este trabajo se presentan las actividades relacionadas con el diseño de un centro de
control de motores en baja tensión, que controla 5 motores de 75Hp, 480V, tipo rotor jaula, para
los extractores de los laboratorios generales de PDVSA-INTEVEP. Este tema carece de libros
académicos de diseño y la información se halla directamente en las normas, la industria tablerista
y las empresas consultoras. Para lograr el objetivo inicialmente se obtuvo toda la data de la carga
y el sistema eléctrico mediante una inspección de los planos y el lugar de la instalación.
Seguidamente se seleccionó la normativa internacional NEMA para el diseño debido a la política
interna de la empresa y se realizó una revisión exhaustiva de las normas COVENIN sobre
tableros eléctricos. El diseño se inicia con la creación del diagrama unifilar, en el que se deciden
los esquemas de protección, tipo de arrancador, valor nominal de la barra principal y conductores
de entrada y salida. Luego se realizó el diagrama trifilar detallado a su vez con el diagrama de
control, en los cuales se ubican todos los equipos tal cual serán instalados en el tablero. Se
dimensionaron todos estos equipos y se realizó una lista exhaustiva de los equipos principales,
como lo son los contactores, interruptores magnéticos, relés térmicos y transformadores de
tensión y corriente, todos se seleccionaron de catálogos comerciales vía web para obtener sus
características operativas y dimensiones físicas. Después se escogen las envolventes y mediante
el método ensayo-error, se diseñan las dimensiones de las celdas, compartimientos y bandejas,
dibujando a escala la ubicación y distribución de los equipos en el tablero, hasta obtener un
diseño factible y estético; los criterios para lograrlo incluyen el conocimiento de la estructura
metalmecánica. Se finaliza con la selección de los accesorios del tablero. El resultado final es la
especificación técnica del centro de control de motores que será sometida a proceso de licitación
para la contratación del mismo que incluye suministro e instalación del tablero. Se recomienda a
la empresa la contratación del proyecto en la industria nacional, emplear el uso de calefactores de
espacio para minimizar el riesgo a condensación interna y si se da el caso, aceptar el modelo
análogo de normativa IEC bajo la supervisión del ingeniero del proyecto.
DEDICATORIA
Este trabajo esta dedicado a La Virgen Maria Auxiliadora que me ha llevado de la mano
en todo momento y se hizo presente en hechos tangibles, en los cuales sentí su presencia
animándome a trabajar cuando el fracaso estaba cerca y lo convirtió en éxito, la tristeza en
alegría, lo imposible en oportunidad. Me permites apreciar a diario lo mas bonito de la vida
cuando hay calma y cuando hay tempestad...
También lo dedico en la memoria de un gentilhombre y gran amigo, Octavio Scattolini
Andreetta, a menudo recuerdo nuestra última conversación, tu concepto de mi forma parte de
mis valores morales, de mi responsabilidad de vida.
AGRADECIMIENTOS Y/O RECONOCIMIENTO
Gracias a Dios y la virgen Maria Auxiliadora que siempre alimentan mi alma.
Gracias a mi madre Raiza Márquez por tanta dulzura, calor y confianza, a mi padre Luis
José Quijada por enseñarme a valorar el trabajo y mis hermanos Luis, Vianney, Vileiny y
Lolibeth por motivarme realizar los éxitos.
A las Familias Scattolini Andreetta y Almarza Arocha por brindarme ese invaluable
apoyo, calor humano, confianza y amor. Me abrieron las puertas de sus hogares y
corazones...Sra. Antonieta, Sra. Blanca, Ismael y Enzo mis respetos y gratitudes, fueron una
bendición en este trayecto (que siempre sea asì).
A un gran amigo, tío, padre y consejero Isaac Quijada, eres sinónimo de apoyo
incondicional.
A mis amigos que siempre me han apoyado con lealtad, Joel Gonzáles, Rafael Navarro,
Jonatan Pérez, Massimilliano Scattolini, Felipe Almarza, Israel Almarza, Jim olivero, Wilmer
Chirinos, Jonatan Gómez, César Espinosa, Elías Yépez, más que amigos, hermanos...
A la Srta. Maria Hernández por todos esos detalles que dieron color sobre el claroscuro,
ánimo ante la derrota y motivos para seguir adelante.
A Johan Blanco y Andrea Hernández de Blanco por su apoyo y confianza.
A Maria Jiménez por su consejo y su amor maternal.
A el Ing. Ede Botfalusi Stock por su asesoría y amistad.
A el Ing. Jorge Hernández y familia por su apoyo y consejo en todo este trayecto.
¨No hacen falta alas para hacer un sueño basta con las manos basta con el pecho
basta con las piernas y con el empeño…¨
Silvio Rodríguez
Pero sin la mano de cada uno de ustedes, este sueño no hubiese sido posible, por eso, por
el pasado y por el futuro, simplemente Gracias....
Índice General
Sección Página
Resumen ........................................................................................................................
Índice General ................................................................................................................
Lista de Figuras ..............................................................................................................
Lista de Tablas ...............................................................................................................
Lista de Símbolos y Abreviaturas ..................................................................................
Capítulo I: Introducción ............................................................................................... 1
Capítulo II: Marco Teórico .......................................................................................... 4
2.1 Definiciones básicas sobre tableros .................................................................... 4
2.2 Clasificación de los tableros ............................................................................... 8
2.2.1 Por su tensión ........................................................................................... 8
2.2.2 Por su función y/o aplicación .................................................................. 9
2.2.3 Por su forma constructiva ........................................................................ 9
2.2.4 Por su ubicación y grados de protección ................................................. 10
2.2.5 Por grupos de tableros eléctricos ............................................................. 10
2.3 Los componentes principales de un tablero eléctrico ........................................... 12
2.3.1 Las envolventes ....................................................................................... 12
2.3.2 Las celdas ................................................................................................. 12
2.3.3 Las cajas ................................................................................................... 14
2.3.4 Otros tipos de envolventes ....................................................................... 15
2.3.5 Los ductos ................................................................................................ 15
2.3.6 Los equipos y aparatos eléctricos .............................................................. 16
2.4 Centros de control de motores .......................................................................... 18
2.4.1 Clasificación de los CCM ........................................................................ 18
2.4.2 Cableado de un CCM ............................................................................... 19
2.6 Criterios para la selección de conductores ........................................................ 20
2.6.1 Criterio de caída de tensión ...................................................................... 20
2.6.2 Criterio de capacidad amperimétrica ................................................... 22
2.6.3 Criterio de cortocircuito ......................................................................... 23
2.7 Capacidad de carga de las barras de cobre ....................................................... 24
2.7.1 Método de estimación rápida .................................................................. 25
2.7.2 Calculaciones generales de las capacidades de carga ............................. 25
2.7.3 Efectos de la corriente alterna sobre las barras de cobre ........................ 27
2.8 Efectos de cortocircuitos en las barras .............................................................. 31
2.9 Selección de las barras de tierra ........................................................................ 32
2.10 Motor de inducción tipo rotor jaula de ardilla ................................................ 34
Capítulo III: Objetivos ................................................................................................. 38
Capítulo IV: Metodología de la Investigación ............................................................. 39
4.1 Dato básicos de diseño ......................................................................................... 39
4.1.1 Datos del sistema eléctrico ........................................................................... 39
4.1.2 Datos de la carga ......................................................................................... 39
4.1.3 Requisitos operativos funcionales y de servicios ....................................... 40
4.1.4 Características ambientales del sitio ........................................................... 41
4.2 Selección de la normativa a aplicar en el diseño ................................................ 41
4.3 Nivel de cortocircuito ......................................................................................... 42
4.4 Diseño elemental o básico .................................................................................. 43
4.4.1 Diagrama unifilar ....................................................................................... 43
4.4.1.1 Dimenisionamiento eléctrico de la barra Principal ........................... 43
4.4.1.2 Elección del tipo de arrancador ....................................................... 44
4.4.2 Diagrama trifilar ....................................................................................... 44
4.4.3 Esquemático de control ............................................................................. 45
4.5 Selección de los equipos y aparatos eléctricos ................................................... 46
4.5.1 Contactores de potencia ............................................................................. 47
4.5.2 Transformadores de medición y control .................................................... 48
4.5.3 Sistemas de protección .............................................................................. 51
4.5.3.1 Interruptor termomagnético principal ................................................. 53
4.5.3.2 Protección de los motores ................................................................... 53
4.5.3.3 Protección de falla a tierra .................................................................. 54
4.6 Selección de la envolvente ................................................................................ 55
4.7 Dimensionamiento de los conductores ............................................................. 59
4.7.1 Conductores del alimentador ................................................................... 59
4.7.2 Conductores para el ramal del motor ....................................................... 61
4.7.3 Cableado de control y medición .............................................................. 61
4.7.4 Dimensionamiento del juego de barras .................................................... 61
Capítulo V: Especificación técnica ............................................................................... 66
Capítulo VI: Conclusiones y Recomendaciones .......................................................... 81
Bibliografía ................................................................................................................... 83
Apéndice ........................................................................................................................ 85
Anexos ........................................................................................................................... 93
Índice de Figuras
Figura Nombre
Página
1 Circuito equivalente de un conductor alimentando una carga................................ 20
2 Diagrama fasorial para líneas cortas....................................................................... 21
3 Efectos de la configuración de barras múltiples sobre la capacidad de carga........ 30
4 Creación de una corriente inducida en una espira en cortocircuito........................ 35
5 Red trifásica alterna ............................................................................................... 35
6 Campos generados por las tres fases ..................................................................... 36
7 Principio de la máquina de inducción .................................................................... 37
8 Sistema de falla a tierra .......................................................................................... 55
9 Disposición de los equipos en la bandeja .............................................................. 58
10 Factor de ajuste para as temperaturas diferentes ................................................... 90
11 Curva de disparo del interruptor del interruptor de magnético de 100 A, ramal
del motor, Square d, clase 601 ..............................................................................
91
12 Detalle del disparo magnético del interruptor de 100 A, ramal del motor, Square
d, clase 601.............................................................................................................
91
13 Curva de disparo del interruptor termomagnético de 600 A, Square D, clase 601 92
14 Curva de disparo del interruptor termomagnético de 600 A, Square D, clase
601.Detalle del disparo magnético ......................................................................
92
Índice de tablas
Número Nombre
Página
1 Conductores de protección aislados no incorporados a los cables y desnudos
en contacto con los cables ................................................................................
33
2 Características del sistema eléctrico ................................................................. 39
3 Datos de placa de los motores de inducción tipo rotor jaula ............................ 40
4 Códigos de colores y funciones de las luces .................................................... 45
5 Clasificación de arrancadores y contactores sugún NEMA ............................. 47
6 Consumos en conductores normalizados. Selección del TC ............................ 49
7 Valores típicos de potencias consumidas. Selección del TC ............................ 49
8 Dimensiones de las envolventes de los diferentes tipos de tableros ................. 57
9 Factor de ajuste de la capacidad de carga en diferentes alturas sobre el nivel
del mar .............................................................................................................
63
10 Temperaturas máximas para las barras ante cortocircuito ............................... 64
11 Lista de equipos con dimensiones físicas para diseño de las bandejas ............ 86
12 Capacidad de distribución de Am con aislante TTU ........................................ 87
13 Capacidad Amperimétrica de los conductores ................................................. 87
14 Factores de corrección para sistemas distintos a 3x208/120 aplicables a
tablas de Am y KVAm .....................................................................................
88
15 Carga admisible en amperes para barras de cobre rectangulares ..................... 89
16 Carga admisible en amperes para barras de cobre rectangulares. Temp.. amb.
40 C, Temp.. 70 C. Continuación…………………………………………….
89
17 Carga admisible en amperes para barras de cobre rectangulares. Temp.. amb.
40 C, Temp.. 70 C. Continuación…………………………………………….
90
Lista de Símbolos y Abreviaturas
Símbolo y/o Abreviatura Significado
Relé
Temporización a la conexión
Indicador luminoso
Motor trifásico
Relé térmico de sobrecarga
Contacto normalmente abierto
Contacto normalmente cerrado
Interruptor con enclavamiento al térmico normalmente
cerrado
ANATAVE Asociación nacional de Industriales y fabricantes de
tableros y equipos eléctricos, electrónicos y afines.
CEN Código Eléctrico Nacional
JDB Juego de Barras
Sn Potencia nominal
UT Unidad de transporte
NCC Nivel de cortocircuito
CCM Centro de Control de Motores
NEMA National Electrical manufacturers association
IEC International
Electro technical Commission
1
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
La empresa PDVSA-INTEVEP, anfitriona de este proyecto de pasantía, es el centro de
investigación y apoyo tecnológico de PDVSA y sus empresas filiales, posee unos laboratorios
generales en los cuales se llevan a cabo diferentes actividades relacionadas con el estudio y
procesamiento del crudo. Estos laboratorios poseen un sistema de extracción de gases, absorbidos
por campanas y canalizados hasta el exterior. La succión de estos gases se materializa por un
sistema de extractores que consta de 6 extractores, 5 operativos y uno de emergencia,
motorizados a su vez por 6 máquinas de inducción rotor jaula de 75hp a una tensión de 480V.
Este sistema de extracción es de importancia primordial para las actividades de estos laboratorios,
de hecho, es de operación continua, quedando inoperativas las actividades de los laboratorios si
llegase a fallar este sistema. Esta sala de máquinas esta controlada actualmente por un CCM, de
ejecución extraíble, cuyas gavetas están presentando fallas constantemente en los respectivos
arrancadores como en los enchufes y conexiones de las mismas.
Este sistema de extractores presenta fallas críticas y se ha convertido en una de las de las
prioridades para el Gerencia de Servicios Generales, Logística y Mantenimiento de la empresa. El
proyecto planteado por la empresa consiste en el diseño de un CCM que sustituya al existente,
atendiendo a los requerimientos de operatividad y mantenimiento sugeridos por la empresa, pero
finalizando en la redacción de una especificación técnica de dicho CCM, que contemple el
suministro e instalación del mismo. Esta especificación técnica tendrá el formato empresarial
que PDVSA adopta para estos casos y se apegará a la normativa legal respectiva porque será
sometida a proceso de licitación para la contratación del servicio.
Este libro final de grado se apoyó en el formato y contenido encontrado en un trabajo
similar titulado Diseño y especificación del Centro de Control de Motores para una sala de
almacenamiento de producto, realizado por Diana E. Molano M., proyecto de pasantía llevado a
cabo en la empresa consultora VENIN Ingeniería, S.A., en el año 1990 y tutoriado por el Profesor
Juan Bermúdez .
2
A continuación presentaremos una descripción de cada capítulo en el orden en que está
estructurado el cuerpo del mismo.
El capítulo I, corresponde a la introducción en la que se presenta el planteamiento,
importancia y justificación del trabajo realizado, la empresa en el que fue realizada la pasantía y
el único antecedente de este trabajo en esta casa de estudio.
El capítulo II aborda el marco teórico, que comienza con las definiciones básicas
relacionadas a tableros eléctricos, sus distintas clasificaciones y una sección dedicada
especialmente a las definiciones alusivas a Centro de Control de Motores. Este proyecto incluye
la selección de todos los conductores relacionados al CCM, acometida, salida hacia los motores y
cableado interno del CCM, por ello, se dedica una sección a los criterios para la selección de los
mismos. Este capítulo cierra con una breve descripción del funcionamiento de los motores de
inducción tipo rotor Jaula de ardilla (carga del CCM) y un apartado que expone el diseño y
selección de los juegos de barras (principales, secundarias y barras de tierra), introduciendo el
concepto de capacidad de carga de las barras de cobre rectangulares y los efectos de la corriente
alterna sobre estas.
El capítulo III, corresponde a los objetivos generales y específicos que engloban todo el
trabajo realizado, que servirá de apoyo a futuros problemas similares.
El capítulo IV, es el más importante de este trabajo, corresponde a la metodología, en el
que se describen de manera ordenada las fases de diseño no solo de un CCM sino de cualquier
tablero en general. En este capítulo se conjugan dos perspectivas, la académica apoyada de los
cálculos y la perspectiva del fabricante que le da a este diseño inequívocamente factibilidad
técnico-económica, dado que el asesor de este diseño, reseñado en la bibliografía, proviene
directamente de la industria tablerista. Aquí se aborda a plenitud la ingeniería básica del proyecto
y se despliega sutilmente la ingeniería en detalle para darle a la especificación mayor sentido y
menos libertad a los licitantes, incurriendo en la disminución de los costos.
3
El capítulo V, en el que se despliega la especificación técnica, resultado final o producto
elaborado para la empresa. Esta especificación es una copia exacta de la entregada a la empresa
para el proceso de licitación, excluyendo los capítulos referentes a la documentación técnica y
aspectos administrativos. Este formato no solo es adoptado por PDVSA, es semejante a el usado
por las empresas consultoras que realizan trabajos similares, dejando de este, un material de
apoyo importante y netamente profesional.
El capítulo VI, finalmente esta constituido por las conclusiones y recomendaciones, en el
que se hace alusión a aspectos referentes a la contratación del proyecto y una conclusión final
sobre el diseño de los juegos de barras.
.
4
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 Definiciones básicas sobre tableros[1]
El punto de partida en este trabajo es aclarar, ¿Que es un tablero eléctrico?, la definición
oficial según la norma venezolana COVENIN 2783:1998, numeral 3.102, es: “Un tablero
eléctrico es un conjunto consistente de una o varias envolventes (cajas, armarios o gabinetes,
cuadros o celdas, ductos, etc.) conteniendo equipos eléctricos destinados a controlar y/o distribuir
la energía eléctrica.” [2]
Para comprender a plenitud el problema abordado por este trabajo, es necesario conocer
los conceptos básicos y las distintas clasificaciones que se le dan a los tableros eléctricos ya que
un CCM no es más que un tipo de tablero particular.
Partiendo de la definición anterior, se puede precisar:
un tablero eléctrico es un equipo eléctrico específico encerrado en una envolvente, a veces
también llamada cubierta, en la mayoría de los casos metálica, que lo protege contra el acceso de
personas y la penetración de cuerpos extraños y líquidos, así mismo contra las influencias del
medio ambiente que lo rodea.
Aunque hay muchos aparatos eléctricos, tales como interruptores, arrancadores,
medidores, relés, pulsadores, suiches y muchos otros en envolventes individuales, que son
generalmente cajas, si es necesario combinar varios de estos aparatos en un conjunto, ya
estamos hablando de tableros.
Un tablero siempre consta de por lo menos dos componentes principales: un equipo
eléctrico y una envolvente. Si se trata de equipos de distribución o existen entradas y/o salidas
múltiples en la misma envolvente, se agrega un tercer componente principal, las barras. Además,
5
se pueden incorporar otras secciones adicionales, según los requerimientos del diseño eléctrico
y/o mecánico.
En vista de lo antes expuesto, un tablero nunca debe ser considerado y tratado desde un
punto de vista netamente eléctrico o metalmecánico, que es un error muy común de los
proyectistas, sino como un conjunto mixto, en el cual los dos conceptos principales, el equipo
eléctrico y la parte metalmecánica, deben recibir atención y trato iguales. Un tablero, aunque
tenga un equipo eléctrico excelente, pero en una envolvente, caja o celda, débil o no adecuada
para su uso y/o con barras mal dimensionadas no puede ser aceptado, igualmente como tampoco
es conveniente tener una buena estructura equipada con aparatos eléctricos mal aplicados o de
calidad dudosa.
“Los tableristas, deben ser toderos, electricistas y metalmecánicos a la vez, para poder
diseñar y fabricar tableros de alta calidad.”[2]
Después de haber establecido que es un tablero eléctrico, seguiremos a definir sus
componentes a base de la norma venezolana COVENIN 2783:1998
Envolvente.[3]
Una envolvente es una caja o una estructura cubierta por todos sus lados, construida para
proporcionar un grado de protección a personas contra contacto accidental con el equipo eléctrico
encerrado, así mismo, para proporcionar un grado de protección del equipo encerrado contra
ciertas condiciones ambientales.
Caja.[3]
Una envolvente diseñada para montaje superficial o empotrado y con un marco, en el
cual pueden ubicarse una o varias puertas.
Celda.[3]
Es la división básica de un tablero eléctrico que contiene tramos de entrada y/o salida de
energía eléctrica, para alimentar cargas. Un tablero puede estar compuesto de una o varias celdas.
6
La celda es también conocida como cuadro, columna, gabinete o armario. Un tablero se divide
en celdas, las celdas en secciones, compartimientos y cubículos.
Cónsola o pupitre de mando.[3]
Es un tablero de control compuesto de una o más celdas relativamente pequeñas, con la
parte superior horizontal o inclinada, montada en una altura tal, que los equipos instalados en ella
sean de fácil alcance para el operador.
Grados de protección. [3]
Son magnitudes normalizadas para establecer criterios uniformes de protección mecánica
y ambiental en tableros eléctricos.
Aparatos.[3]
Un aparato es un dispositivo eléctrico, electrónico o electromecánico, compuesto de una o
varias piezas, que sirve para una función específica, simple o compleja. Es sinónimo de equipo.
Equipo eléctrico.[3]
Es el término general que se utiliza para designar un conjunto de componentes eléctricos,
electromecánicos, electrónicos y/o mecánicos para una función determinada.
Barra o Barraje. [3]
Es un conductor o un grupo de conductores sólidos, que sirven como una conexión
común para dos o más circuitos.
Barra colectora o Barra principal. [3]
Es el grupo de conductores principales sólidos comunes en todo un tablero, destinado a
alimentar las barras de distribución secundarias, los circuitos secundarios y/o los aparatos de
corte y seccionamiento de los circuitos de potencia.
7
Barra de distribución o secundaria.[3]
Es el grupo de conductores sólidos secundarios destinado a alimentar los tramos de salida de un
tablero. Se alimenta desde la barra colectora.
Barra de neutro.[3]
Es el conductor sólido destinado para transportar la corriente de desbalance del sistema,
conectándose a él los neutros de los circuitos ramales.
.
Barra de tierra o barra de puesta a tierra.[3]
Es el conductor sólido colocado a lo largo del tablero, destinado a conectar a todas las
partes metalmecánicas del mismo tablero y el sistema de puesta a tierra externo, ofreciendo el
potencial de referencia.
Compartimiento.[3]
Es el espacio delimitado dentro de una celda, que se destina a alojar elementos de un
mismo tipo, función o naturaleza. Una celda puede estar dividida en varios compartimientos para
barras colectoras, barras de distribución, aparatos, cables u otros. Un compartimiento se divide en
cubículos.
Cubículo.[3]
Es la división básica de un compartimiento o sección de un tablero. Se aplica
principalmente en los Centros de Control de Motores (CCM), sin que se limite su uso en otros
tipos de tableros.
Gaveta.[3]
Es la unidad compacta para controlar y/o distribuir la energía eléctrica dentro de un CCM,
destinada a alimentar principalmente a un motor eléctrico. Se caracteriza por ser modular, con
facilidades para desincorporarla mecánica y eléctricamente tanto de la fuente de energía como de
la carga alimentada así como de las señales auxiliares que entran o salen de ella. Cada gaveta
puede estar insertada o extraída de una celda y ocupa un cubículo.
8
Fundación o base.[3]
Es el fundamento, zócalo o base, sobre la cual se erigirá un tablero.
Unidad de Transporte (UT). [3]
Es el grupo de una, dos o tres celdas de un mismo tablero, convenientemente acopladas
entre ellas, que constituye un grupo mecánicamente estable y que se puede envolver y
transportar individualmente. Su abreviatura es UT.
2.2 Clasificación de los tableros
Como no existe una clasificación universalmente aceptada y normalizada, durante la
elaboración de las normas venezolanas COVENIN para tableros eléctricos, se estableció un
sistema que cubre convenientemente los conceptos básicos. Un tablero eléctrico puede ser
clasificado por:
2.2.1 Por su tensión:
- De baja tensión: hasta 1000 (600*) V. c.a. y 1500 (1000*) V. c.c. (* valores
según las normas ANSI.)
- De media tensión: desde 2,4 hasta 36 (38*) KV.
Aunque técnicamente sería posible, no se fabrican tableros de tensiones superiores a 36
KV, principalmente debido al gran tamaño de los aparatos de corte involucrados y de las
distancias de seguridad requeridos, que resultarían en celdas de 3 a 4 metros de altura, de 1,5 a 2
m de ancho y de por lo menos 3 m profundos, prácticamente muy difíciles de maniobrar y
transportar. Para tensiones superiores a 36 (38*) KV se emplean equipos diseñados al uso a la
intemperie.
9
2.2.2 Por su función y/o aplicación:
- Centros de Potencia de baja tensión (CDP)
- Centros de Potencia en media tensión (ME, MC y SC)
- Centros de Fuerza y Distribución (CFD)
- Centros de Arrancadores y Control (CAC)
- Centros de Control de Motores (CCM)
- Tableros para corregir el factor de potencia.
- Tableros de Distribución Secundaria (TD)
- Tableros de Alumbrado y de Artefactos (TA)
- Tableros Residenciales (TR)
- Tableros Sinópticos (TS)
- Consolas y Pupitres de Mando (CPM)
- Celdas de Seccionamiento en media tensión (MEI)
- Subestaciones
- Ductos de Barras de Potencia
- Ductos de Barras de Distribución Prefabricados.
Esta lista no es exhaustiva, pueden existir otros tipos de tableros y ductos no
mencionados aquí.
2.2.3. Por su forma constructiva:
Celdas autosoportantes:
- De multiuso, fabricadas en serie,
- Gabinetes o armarios individuales,
- Blindadas (metalclad)
- De diseño especial.
Cajas o cofres:
- Individuales,
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- De multiuso, fabricadas en serie, para formar conjuntos.
Otras:
- Consolas y pupitres
- Tableros sinópticos
- Ductos de barras.
2.2.4 Por su ubicación y grados de protección:
- Tableros para uso en interiores de edificaciones,
- Tableros para uso a la intemperie,
Ambas versiones pueden ser fabricados según los grados de protección indicados en las
normas venezolanas COVENIN 540:1998 (grados de protección proporcionados por las
envolventes utilizados en media y baja tensión) y 3399:1998 (grados de protección
proporcionados por las envolventes contra las influencias del medio ambiente).
2.2.5 Clasificación por grupos de tableros eléctricos.
La clasificación por los conceptos antes indicados permite y en muchos casos requiere
combinaciones para poder identificar correctamente a un tablero. También puede ser conveniente
clasificar los tableros en grupos, a base de las semejanzas en su construcción y aplicación.
Tableros de distribución:
En media tensión:
- Tipo blindado (metal-clad)
- Tipo estación.
En baja tensión:
- CDP con interruptores automáticos de potencia.
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- CDP con interruptores automáticos en caja moldeada.
Celdas de seccionamiento en media tensión
Tableros de frente muerto en baja tensión:
- Centros de fuerza y distribución (CFD)
- Tableros de distribución (TD),
- Tableros de alumbrado y de artefactos (TA)
- Tableros residenciales (TR).
Arrancadores de motores:
- En media tensión.
- En baja tensión:
- Centros de Control de Motores (CCM) extraibles, enchufables o fijos,
- Centros de Arrancadores y Control (CAC),
- Arrancadores en cajas.
Tableros para corrección del factor de potencia en baja tensión
Tableros especiales: sinópticos, pupitres, de protecciones, etc.
Ductos de barras:
- En media tensión, especiales.
- En baja tensión, especiales,
- De distribución o de alumbrado, prefabricados.
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Las subestaciones generalmente están formadas de celdas de seccionamiento en media
tensión, de celdas con transformadores secos o ductos para los transformadores en aceite y celdas
de baja tensión tipo CDP y/o CFD, por lo tanto para el diseño es recomendable tomar en cuenta
los tipos de celdas individuales, de las cuales se compone el conjunto.
2.3 Los componentes principales de un tablero eléctrico.
Cada tablero eléctrico consiste de dos o más componentes principales, los cuales son:
- Las envolventes.
- Los equipos y aparatos eléctricos.
- Las barras, si aplica.
- El cableado, si aplica.
2.3.1 Las Envolventes.
Una envolvente es una caja o una estructura metálica cubierta por todos sus lados,
construida para proporcionar un grado de protección a las personas contra contactos accidentales
con el equipo eléctrico encerrado, así mismo, para proporcionar un grado de protección del
equipo encerrado contra ciertas condiciones ambientales. Una envolvente puede ser una celda
autosoportante de multiuso de fabricación en serie o un gabinete individual, una caja sola o cofres
de serie para formar conjuntos, una consola o un pupitre de mando, un ducto de barras, etc.
2.3.2 Las celdas.
Como hemos dicho anteriormente, una celda es la división básica de un tablero eléctrico
que contiene tramos de entrada y salida de energía eléctrica, para alimentar cargas. Un tablero
puede estar compuesto de una o varias celdas. La celda es también conocida como cuadro,
columna, gabinete o armario. Una celda se divide en secciones, compartimientos y cubículos.
Cada celda tiene una estructura metálica construida de láminas de acero plegadas o de
perfiles estructurales, que se encuentra cubierta por todos los lados con piezas envolventes, tales
13
como tapas, puertas, techo, etc. Se acostumbra usar una sola lámina lateral como divisor entre
dos celdas adyacentes de un tablero; estas divisiones pueden tener cortes para permitir el paso de
las barras principales horizontales. La estructura puede ser fabricada con cuatro columnas
individuales unidas entre si con un marco superior y una base o con dos piezas laterales
envolventes que sirven a la vez de columna y de división. Estos dos sistemas pueden ser
combinados en una misma celda, por ejemplo una envolvente lateral en un lado y dos columnas
en el otro lado. Una estructura puede ser soldada, atornillada y/o remachada a criterio del
fabricante; lo importante es, que tenga la resistencia mecánica requerida por el diseño.
Las piezas que cubren la estructura generalmente se montan con tornillos. Una puerta es
una tapa abisagrada con cierres, que facilita el acceso al interior de la celda, sin la necesidad de
usar herramientas. Las cerraduras o cierres de las puertas tienen que cumplir con los requisitos y
disposiciones de seguridad indicados en las especificaciones técnicas particulares del tablero o
del tipo de celda empleada.
Cada celda está dividida en secciones o compartimientos que cumplen con propósitos
específicos: secciones de barras principales y/o secundarios, de equipos eléctricos de potencia
(interruptores, arrancadores, seccionadores, etc.) y de mando, control, señalización, medición,
protección, etc. Hay celdas, en las cuales la división entre las secciones es mínima (por ejemplo
en los Centros de Arrancadores y Control – CAC), mientras en otras es una característica
fundamental (las celdas de distribución de media tensión, tipo blindado o metal-clad, en las
cuales cada sección debe estar separada de las otras secciones por medio de barreras metálicas de
cierto espesor especificado puestas a tierra individualmente). Se distinguen además las celdas
llamadas “compartimentadas”: en esas los equipos eléctricos se encuentran en compartimientos
(o cubículos) individuales, generalmente en montaje extraíble o enchufable ( Centros de
Distribución de Potencia – CDP) o en gavetas extraíbles (Centros de Control de Motores –
CCM). Esta modalidad ofrece al usuario mayor seguridad en la operación y mucho más facilidad
en el mantenimiento y/o reparación.
Salvo en casos específicos, las normas sobre tableros dejan al criterio de los fabricantes la
definición de las dimensiones de sus celdas, sin embargo, cada fabricante busca normalizar sus
14
productos, por razones obvias. La serie de normas internacionales IEC 439-1 al 4 promueve esta
normalización ofreciendo facilidades para la aceptación de celdas “de diseño normalizado,
fabricadas en serie”, estableciendo ensayos de tipo universalmente aplicables a cualquier modelo
de tablero. Dentro de este esquema, las celdas pueden ser clasificadas, como hemos dicho
anteriormente en los siguientes grupos principales:
- Celdas autosoportantes de diseño normalizado y fabricadas en serie, utilizadas
principalmente para formar conjuntos, tales como centros de potencia (CDP), centros de fuerza
(CFD), centros de control de motores (CCM) y las combinaciones de ellos, para baja tensión.
- Celdas, gabinetes o armarios autosoportantes, para uso individual.
- Celdas autosoportantes compartimentadas y blindadas (metal-clad) para media
tensión.
- Celdas de seccionamiento para media tensión.
- Celdas de diseño especial, como por ejemplo para transformadores que forman
parte de subestaciones.
2.3.3 Las cajas.
Una caja es una envolvente diseñada para montaje superficial o empotrado y contiene un
marco, en el cual pueden ubicarse una o varias puertas.
Si se habla de una caja, generalmente se trata de una envolvente individual, aunque, en casos
especiales, se pueden unir varias cajas en un conjunto. Ejemplos típicos de esta excepción son
las cajas de material aislante, fabricadas de resinas fenólicas o epóxicas o las cajas de hierro
colado. Ambos sistemas consisten en cajas de dimensiones normalizadas por su fabricante, para
formar tableros completos conteniendo equipos eléctricos relativamente pequeños y destinados
para ser usados en condiciones ambientales agresivos, como por ejemplo en la industria petrolera,
química y petroquímica y en refinerías de petróleo. Para diferenciar las cajas individuales en
general de las cajas modulares, estas últimas se llaman “cofres”. Las marcas más conocidas son
15
las de fabricación alemana (BBC/ABB, Klockner -Moeller, Siemens, AEG), de Hazemayer-
Hengelo, de Holanda y de Rayroll de Gran Bretaña.
Si un tablero consiste de una sola caja, tenemos dos (2) modelos básicos: los tableros de
distribución del tipo “frente muerto” (TD, TA y TR) y los demás, que contenienen arrancadores,
controles, medidores, relés, etc. Los del primer grupo siempre tienen barras principales y ramales
e interruptores automáticos en caja moldeada incorporados, mientras los del segundo grupo no
tienen barras sino equipos eléctricos de potencia, de control y/o de medición y están cableados
según esquemas normalizados o particulares.
Debido a las grandes dimensiones físicas de los equipos y aparatos de media tensión, las
cajas no encuentran aplicación en esta área, con excepción de algunas cajas de paso o de
empalmes.
2.3.4 Otros tipos de envolventes.
En este grupo podemos incluir los pupitres de mando, los tableros sinópticos, cuadros o
gabinetes para medidores de las empresas públicas del servicio eléctrico, gabinetes para los
equipos de protección y medición en subestaciones de alta y muy alta tensión, así mismo
cualquier otra envolvente de diseño especial para aplicaciones específicas.
2.3.5 Los ductos.
En este grupo pertenecen los ductos de barras, cuya definición es: conductores sólidos
sobre aisladores instalados dentro de una envolvente metálica. Las normas distinguen dos tipos
básicos: los ductos de distribución en baja tensión prefabricados y normalizados ( su aplicación
principal es de reemplazar cables de potencia en canalizaciones dentro de plantas industriales y/o
en edificios) y los ductos de diseño especial, de media y baja tensión, para alimentar cargas
grandes, como por ejemplo en la interconexión entre transformadores de potencia y
turbogeneradores en plantas eléctricas o como alimentadores entre transformadores y celdas con
interruptores de entrada en centros de distribución de potencia, de media y/o baja tensión.
16
2.3.6 Los equipos y aparatos eléctricos.
No es la intención de este informe entrar en detalles sobre la enorme cantidad y variedad
de aparatos eléctricos que pueden encontrar utilización en los tableros eléctricos, sin embargo
consideramos indispensable mencionar, aunque esquemáticamente, los componentes principales
de cualquier tablero:
Interruptores de potencia en media tensión.
Interruptores automáticos de potencia en baja tensión.
Interruptores automáticos en caja moldeada.
Seccionadores de media tensión.
Arrancadores de motores en baja tensión.
Cada arrancador consiste de un contactor, un relé térmico y de los equipos auxiliares de
control (un transformador con fusibles), mando (pulsadores, conmutador, etc.), y señalización, si
aplica. Aparte de estos elementos, debe tener protección contra cortocircuitos, que puede ser un
juego de fusibles o un interruptor automático, éste generalmente con disparador solo magnético.
Los contactores según las normas IEC 947-4 y COVENIN 821 se clasifican según su
categoría de uso (base : AC3) y su intensidad en servicio Ie
Los contactores según las normas norteamericanas ANSI/NEMA/UL se clasifican de
acuerdo a un número NEMA y en HP.
Una comparación entre las dos clasificaciones indica, que para una capacidad dada y bajo
las mismas condiciones de servicio un contactor NEMA es más grande que un contactor IEC o
COVENIN. En la protección contra sobrecargas la IEC emplea relés térmicos tripolares
17
ajustables, mientras NEMA usa calentadores (heaters) unipolares de valores fijos en bases
tripolares. En la selección de los arrancadores completos se recomienda estudiar bien las
condiciones y establecer los requerimientos reales, para no sobre – o sub-dimensionar los
equipos.
Arrancadores de motores en media tensión.
Las barras.
Todos los tableros destinados a la distribución de la energía eléctrica, los centros de
potencia (CDP), los centros de control de motores (CCM), los centros de fuerza y distribución
(CFD) y las combinaciones de ellos, siempre tienen sistemas de barras principales, segundarias y
ramales, los cuales pueden encontrarse en secciones o compartimientos separados o comunes.
Las barras (o barraje) se distinguen en:
- Barras colectoras o principales;
- Barras secundarias y/o ramales;
- Barras de neutro, si aplica, y
- Barras de tierra.
El cableado.
Bajo la expresión “cableado” se entienden todas las conexiones efectuadas mediante
cables aislados dentro de un tablero, incluyendo las conexiones de potencia (o primarias) y de
control, mando, medición, señalización, etc. (secundarias). Sin embargo, no todos los tableros
tienen cableado: los tableros de distribución en baja tensión TD, TA, TR y hasta los CFD tienen
todas sus conexiones con barras, salvo en los casos cuando el diseño requiere puntos de medición
y protección contra fallas a tierra.
Después de haber tratado el tema de los tableros, en su definición y clasificaciones, vamos
a hablar específicamente sobre los Centros de control de motores (CCM).
18
2.4 Centros de control de motores
El centro de control de motores “Es el conjunto de equipos electromecánicos
configurados dentro de celdas o columnas divididos en compartimientos, destinados a distribuir
energía eléctrica en forma controlada, desde una o varias acometidas, a cargas que son
principalmente motores eléctricos.”[3]
2.4.1 Clasificación de los CCM[9]
Los CCM se clasifican de acuerdo a su tipo de construcción y su tipo de ejecución. El
cableado de los se conocen por su clase y tipo.
Según su tipo de construcción
- Un frente: Son aquellos en los que las gavetas o bandejas se encuentran ubicadas
en un solo frente, teniendo acceso a las partes activas desde el frente, pero las barras, el cableado
y las partes activas desde la parte posterior.
- Tipo de dos frentes (Back to back): Son aquellos donde las gavetas o bandejas se
encuentran ubicadas en los dos frentes, el anterior y el posterior. Las partes activas tienen acceso
desde los dos frentes, pero a las barras secundarias y el cableado interno se llega solamente
desmontando tabiques y soportes desde cualquiera de los frentes.
Según su tipo de ejecución:
- Extraíble: Son aquellos que se caracterizan por tener sus gavetas totalmente
extraíbles, con la posibilidad de alcanzar las posiciones insertada, extraída y prueba; en esta el
circuito de control está activado y el circuito de potencia está desacoplado mecánicamente de las
barras de fuerza. Los circuitos de fuerza, control y carga se desconectan automáticamente al
extraer la gaveta. El concepto extraíble corresponde a la expresión “Draw-out” usada en las
normas en idioma inglés.
19
- Enchufable: Son aquellos que se caracterizan por tener sus gavetas enchufables,
con la posibilidad de alcanzar las posiciones insertada y extraída en los cuales el circuito de
fuerza se desconecta automáticamente al extraer la gaveta, pero los cuircuitos de control y carga
deben ser desconectados manualmente. El concepto enchufable corresponde a la expresión “plug-
in” usadas en las normas del idioma inglés.
- Fijo: Son aquellos que se caracterizan por tener sus gavetas o bandejas integradas
a la celda en forma fija. Todos los circuitos de fuerza, control y carga se desconectan
manualmente.
2.4.2 Cableado de un CCM[9]
Clase
- Clase 1: Cada una de las gavetas o bandejas del CCM posee un cableado
individual y no incluye interconexión entre las diferentes gavetas ni enclavamientos con sistema
de control externo.
- Clase 2: Cada una de las gavetas o bandejas dentro del centro de control de
motores posee un cableado individual, así como interconexiones entre ellas y enclavamientos con
control externo.
Tipo
- Tipo A: Son aquellos CCM en los que no existen bornes terminales ni para la
carga ni para el control.
- Tipo B: Son aquellos CCM en los cuales existen bornes terminales de control para
cada compartimiento, montado sobre o anexo a cada gaveta o bandeja individual.
20
- Tipo C: son aquellos CCM en los cuales existen: Una bornera terminal de los
circuitos de control individual para compartimiento o común para cada celda. Bornes de potencia
para salida de los arrancadores hasta un máximo de 100 A, montados en la sección vertical para
cables y fijados a la estructura. No será requerido usar bornes de potencia para las salidas de
interruptores termo-magnéticos y seccionadores con fusible.
La carga de que controla un CCM principalmente son motores de inducción,
presentaremos una breve exposición de los principios de los motores de inducción tipo rotor Jaula
de ardilla.
2.6 Criterios para la selección de conductores[14]
2.6.1 Criterio de caída de tensión
En la figura se muestra el circuito equivalente de un conductor que alimenta a una carga:
Fig. 1: Circuito equivalente de un conductor alimentando una carga
10 VVV −=Δ , en donde V0 es la tensión de salida y V1 la tensión de llega da a la carga.
Considerando que en las líneas cortas se desprecia como es el caso se desprecia la
capacitancia, el diagrama vectorial que se indica a continuación nos permite deducir que:
( ) ( )2210 coscos αααα IRsenIXIXsenIRVV −+++= (1)
21
Fig. 2: Diagrama fasorial para líneas cortas.
El segundo término de V0, o sea la componente reactiva se puede despreciar cuando IR e
IX no exceden el 10%, como sucede en este tipo de circuitos en baja tensión, por lo tanto la
ecuación queda en:
αα IXsenIRVVV +=−=Δ cos10 (2)
La magnitud del error asumido es igual a 2
2 20
βsenV , donde beta es el ángulo entre la
tensión de salida y de llegada, en la práctica es menor al 5%, por lo cual significa que el error no
excederá el 1%, de la caída de tensión, por consiguiente se considera despreciable. Tomando en
cuenta que R y X son funciones de la longitud, R=rL y X=xL, estableciendo que r es la
resistencia en ohmios por unidad de longitud y x la reactancia por unidad de longitud. El primero
depende de la resistencia del conductor y del área. En el caso de x depende de la inductancia
unitaria, la geometría de los conductores y otras constantes, reemplazando queda:
( )αα xsenrILV +=Δ cos , expresando en tanto por ciento de V0 resulta:
( ) 2
0
10cos% αα xsenrVILV +=Δ o en su defecto ( ) 2
20
0 10cos% αα xsenrV
ILVV +=Δ ,
introduciendo los conceptos de kVA y kV en la anterior queda:
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ +××=Δ 2
010cos%
kVxsenrLkVAV αα , si
( )2010
coskV
xsenrK αα += y reemplazamos encontramos:
KLkVAV ××=Δ % y su equivalente en corriente haciendo la variación de K
KLIV ××=Δ % .
Se define como la capacidad de distribución : KVLkVACD %Δ
=×= . Su equivalente en
corriente: KVLICD %Δ
=×= .
22
Calculando la correspondiente CD, conforme venga expresada la carga considerada, ya
sea en kVA o en Amperios, se logra seleccionar el calibre según las tablas correspondiente. Es
necesario definir el factor de potencia, tipo de conductor (cobre o aluminio), tipo de tubería
(magnética o de plástico). Habrá que tomar en cuenta si el conductor es de aislante TW o THW
cuyo comportamiento es similar al TTU. Las tablas que se hallan en el apéndice B han sido
elaboradas para un sistema trifásico 120/208V, 60Hz. Para otros sistemas habrá que aplicar un
factor de corrección que está también en apéndice B. Lo mismo si la caída de tensión es diferente
al 2%, se aplicará el factor correspondiente a la CD calculada.
2.6.2 Criterio de capacidad amperimétrica[14]
Los conductores poseen una capacidad de transportar corriente eléctrica, esta se ve
limitada por la conductividad del material conductor, cuando este es desnudo solo afectará al
mismo conductor pero cuando este es aislado también limita el paso de la corriente la capacidad
térmica del material aislante. Como el conductor posee resistencia eléctrica al paso de la corriente
por él, se presenta el efecto Joule. W=I2R, donde se sabe que R=ρL/A. Donde ρ es la resistividad
del material conductor, L la longitud y A el área transversal del conductor. Con el paso de la
corriente según los valores que esta alcance, se presenta un aumento de la temperatura con
respecto al ambiente. En el caso de conductores desnudos si no se llega a la temperatura de fusión
del metal, no afecta tanto ya que en la práctica esto casi nunca sucede y el calor es disipado
fácilmente en el aire. En el caso de los conductores aislados el efecto Joule deberá producir una
temperatura que esté por debajo de la temperatura de fusión del aislante para no dañarlo ni
acortar su vida útil. Cuando el conductor se halla en una canalización será más difícil la
disipación provocando calentamiento mutuo. Si existen múltiples conductores el efecto será
acumulativo. La capacidad de corriente de un conductor aislado se ve afectado también si los
valores de la temperatura ambiente excede los valores previsto por el fabricante. Para preservar el
aislante se reduce el valor de la corriente a transportar, según un factor que se indica en el CEN.
Para seleccionar el calibre de un conductor el área de este juega un papel importante, por
esta causa se han elaborado tablas y gráficas donde se indica la capacidad de corriente que tendrá
un conductor en los distintos casos que se indican a continuación:
23
Capacidad de corriente para conductores desnudos.
Capacidad de corriente para cables aislados al aire.
Capacidad de corriente para cables aislados en tuberías o directamente enterrados.
Capacidad de corriente para más de tres conductores en ducto.
Capacidad de corriente para conductores en ductos dispuestos en bancadas de más de 4
tubos.
Capacidad de corriente para el caso de temperaturas ambientes mayor de 30%.
2.6.3 Criterio de capacidad de cortocircuito[15]
Durante el transcurso de la corriente de cortocircuito se generan temperaturas elevadas en
los conductores que no siempre son toleradas por el aislamiento del cable en contacto con el
conductor, en consecuencia es necesario calcular el tamaño mínimo del conductor que es
aplicable en condiciones de régimen de cortocircuito y tiempo de operación de la protección.
El aislamiento tolera aumentos de temperatura de índole transitoria más elevada de la
normal. Estos límites son fijados por las normas.
En régimen de cortocircuito se considera que todo el calor generado por el efecto Joule se
emplea para elevar la temperatura del conductor.
Si se toma como referencia una temperatura 0θ en ºC la resistencia ohmica a cualquier
temperatura esθ es como se sabe:
)234()234(
234234
0
0
00 θ
θρθθ
θ ++
=++
×=A
RR [ohms/cm]
La expresión que relaciona el área del conductor (cm2) de cobre, el tiempo (seg.) del
cortocircuito, la intensidad del cortocircuito (A) y las temperaturas inicial (ºC) y final es:
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
++
×=×⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
12342234100208.5 8
2
ttLnt
AI Introduciendo el cambio de unidades siguientes:
3.210 ×= LLn Y ( ) ( )197239
.2 milscirAcmA = la formula anterior para el cobre se convierte en:
24
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
++
×=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
123422340297.0 10
2
TTLt
CMI y su equivalente para el aluminio
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
++
×=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
123422340125.0 10
2
TTLt
CMI , en resumen el área mínima de conductor requerida por
cortocircuito en el caso de conductores de cobre se calcula como:
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
++
××=
123422340297.0 10 T
TL
tICM , cuyas unidades son respectivamente Circular mils,
seg., Amperes y ºC.
La ecuación anterior debe considerarse para el ajuste del relay instantáneo de la
protección y la corriente máxima de cortocircuito en la barra. La condición de cortocircuito debe
evaluarse en todo proyecto ya que el régimen de cortocircuito en la barra del alimentador puede
ser el factor determinante en la elección del calibre requerido.
2.7 Capacidad de carga de las barras de cobre[4]
Esta sección solo pretende promover el contenido profundizado en la norma COVENIN
3668:2001 Tableros de media y baja tensión. Capacidad de carga de las barras de cobre.,
además de ilustrar el procedimiento para seleccionar las barras de cobre del diseño presentado en
este trabajo. Concretamente está limitada a la selección de un juego de barras de cobre cuando se
selecciona una barra por fase en corriente alterna.
“La capacidad de carga de las barras de cobre se determina usualmente por la
temperatura máxima admisible en operación continua, según la definición en las normas
nacionales e internacionales para tableros y equipos eléctricos específicos.”[4]
Para establecer los límites de temperatura máxima de las barras de cobre se consideran
los siguientes conceptos:
25
- La oxidación de la superficie de las barras se incrementa considerablemente con
una temperatura de operación más alta, que a la vez puede causar el deterioro de la calidad de los
empalmes y formar puntos calientes indeseables.
- El aumento de temperatura en las barras afecta la rigidez mecánica del material.
- Una temperatura alta en las barras afecta negativamente el funcionamiento de los
equipos adyacentes, debilita el material de los aisladores y transmite calor inadmisible a los
aparatos eléctricos conectados.
- En caso de cortocircuitos, el aumento de temperatura no debe sobrepasar los
límites de seguridad establecidos.
2.7.1 Método de estimación rápida
El método consiste en asumir una densidad de corriente de 2 A/mm2 (1250 A/inch2), en
aire inmóvil. Este método debe ser solo usado para estimaciones, para buscar la sección
aproximada, La selección final de las barras debe hacerse a través de las tablas de capacidad de
carga de las barras de cobre halladas en el apéndice B.
2.7.2 Calculaciones generales de las capacidades de carga
El calor generado por unidad de longitud por una barra en corriente directa es el producto
de I2R Watts, donde I es la corriente y R la resistencia de la barra por unidad de longitud. Este
valor de resistencia puede ser calculado directamente de la resistividad del material cuando se
trata de corriente directa, pero se incrementa con la frecuencia y las dimensiones físicas de de los
conductores para corriente alterna, debido a la tendencia de la corriente a fluir en la superficie
externa del conductor. La relación entre la resistencia en c.a. y la resistencia en c.d. se llama
efecto piel (Skin effect) y será tratado más adelante. La cantidad de calor generada por un
conductor es: W/mm=I2R0S en donde
I es la corriente que fluye por el conductor
26
R0 Resistencia en c.d. por unidad de longitud en Ω/mm
S factor de efecto pelicular, expresado: S=Rf/ R0 en donde Rf Es la resistencia real c.a. del
conductor en Ω (ohms).
La corriente, que eleva la temperatura hasta alcanzar el equilibrio termal de la barra,
depende del balance entre calor producido y calor perdido en la barra. El calor que se genera en
una barra solo puede ser disipado por medio de:
- Convección
- Radiación
- conducción
“En la gran mayoría de los casos las pérdidas de calor por convección y radiación son
las determinantes de la capacidad de carga de las barras. La conducción puede ser aplicable
solamente cuando una cantidad conocida de calor puede fluir a un intercambiador externo o
cuando las partes adyacentes del sistema tienen diferentes capacidades de enfriamiento. La
proporción de la pérdida de calor por radiación y por convección depende del tamaño del
conductor; la porción correspondiente a convección se incrementa en conductores pequeños y
disminuye en conductores grandes.”[4]
El calor disipado por convección por unidad de área depende de la forma y dimensiones
de la barra y su aumento de temperatura. En la norma 3668, se describen una serie de ecuaciones
para los cálculos de pérdidas por convección para los dos casos posibles, que son aire inmóvil y
ventilación forzada.
La magnitud de calor radiado por un cuerpo es proporcional a la diferencia entre el cuarto
potencial de las temperaturas de este cuerpo y su ambiente circundante. Así mismo es
proporcional a la emisividad relativa de su ambiente circundante.
27
Si se usan varias barras en paralelo par cada fase, la capacidad de carga total es menor que
la suma de las cargas individuales multiplicadas por la cantidad de barras por fase. Eso debido a
la obstrucción de las pérdidas de calor por convección y radiación de los conductores interiores.
Los efectos de montar varias barras por fase son complicados pero están debidamente
tratados en la norma 3668 para diseñar en todos casos posibles. El caso que compete a este
trabajo es el uso de una sola barra por fase, el más sencillo de todos y no por facilidad, porque
siempre que se manejen corrientes menores a 2000 A, la solución usual es una barra por fase sin
problema alguno.
2.7.3 Efectos de la corriente alterna sobre las barras de cobre[4]
Efecto pelicular
La resistencia aparente de un conductor es siempre más alta para corriente alterna que
para corriente continua. El flujo magnético alternante creado por la corriente alterna interactúa
con el conductor, generando una fuerza electromagnética opuesta que tiende a reducir la corriente
del conductor. Las partes centrales del conductor son afectadas por el mayor número de líneas de
fuerza, con el número de enlaces de líneas decreciendo al acercarse a los bordes. La fuerza
electromagnética producida de esta forma por autoinducción varía en magnitud y fase a través de
la sección transversal del conductor, siendo más grande en el centro y más pequeña en el exterior.
La corriente por lo tanto, tiende a acomodarse en aquellas partes del conductor donde la fuerza
electromagnética es mínima; eso es en la superficie o piel de un conductor circular o en los
bordes de una pletina o barra rectangular, produciendo lo que se llama el “efecto pelicular”. La
densidad de corriente no uniforme tiene el efecto de incrementar la resistencia aparente de un
conductor y proporciona pérdidas mayores. Su expresión antes descrita es: S=Rf/ R0 .
La magnitud e importancia de este efecto se incrementan con la frecuencia, tamaño, forma
y espesor del conductor, pero es independiente de la magnitud de la intensidad que fluye a través
de el.
28
El efecto pelicular en barras de cobre rectangulares es una función de su espesor y altura.
Con conductores de mayores tamaños, efecto pelicular, para una sección de cobre dada, es
generalmente menor en una barra o pletina delgada que en una barra redonda y es mayor que en
un tubo delgado. Se incrementa con el espesor de la barra, por eso una barra delgada es más
eficiente.
Efecto de proximidad
En la consideración anterior sobre el efecto pelicular se asumió que el conductor es
separado del conductor adyacente de retorno en una distancia tal que, que el efecto de la corriente
en el puede ser ignorado, pero si los conductores se encuentran uno al lado del otro,
particularmente en los equipos en baja tensión, se resulta en otra distorsión de la densidad de la
corriente, debido a la intensidad de los campos magnéticos de los otros conductores. En la misma
forma como una fuerza magnética puede ser inducida por su propio flujo magnético, igualmente
el flujo magnético de un conductor puede inducir una fuerza electromagnética en cualquier otro
conductor lo suficientemente cercano para que el efecto sea significativo, si tales conductores
conducen corriente en direcciones opuestas, sus campos electromagnéticos están opuestos el uno
al otro y tienden a apartar uno al otro. Eso resulta en reducción de enlaces de flujo en las partes
adyacentes del conductor y en incremento en las partes más remotas; eso lleva a una
concentración de corriente en las partes adyacentes en las cuales la fuerza electromagnética
opuesta es mínima. Si las corrientes van en la misma dirección, la acción es al revés y las fuerzas
tienden a agruparse en las partes más remotas del conductor.
Este efecto de proximidad, tiende usualmente a incrementar la resistencia c.a. aparente.
Sin embargo, en algunos casos, el efecto proximidad tiende a neutralizar el efecto pelicular y
produce una mejor distribución de la corriente, como el caso de los conductores consistentes de
cintas de cobre acomodados con sus lados pegados cerca o pegadas una de otra.
La magnitud del efecto proximidad depende entre otras cosas, de la frecuencia, distancias
entre conductores y su configuración. Las corrientes en las partes diferentes de un conductor
expuesto a los efectos de proximidad y pelicular pueden variarse considerablemente en cada fase
29
y las corrientes circulantes resultantes incrementan el aumento de las pérdidas. Este fenómeno
puede atenuarse solamente con la selección apropiada de los tipos de conductores y sus
configuraciones en el espacio.
Efectos de la configuración de las barras sobre la capacidad de carga
La eficiencia de las barras conductoras, especialmente de las grandes intensidades,
depende de un diseño cuidadoso, cuyos factores principales son los siguientes:
- La provisión de áreas superficiales máximas, para facilitar la disipación del calor.
- La disposición de las barras que ocasione una interferencia mínima con los
movimientos naturales de aire.
- Mantener una densidad de corriente aproximadamente uniforme en todas las partes
de los conductores. Eso se obtiene teniendo tanto como cobre como posible equidistante del
centro magnético de cada paquete de barras.
- Bajos efectos de proximidad y piel en sistemas de barras de c.a.
Para cumplir con estos requisitos, hay muchas configuraciones de barras, utilizando barras
múltiples y perfiles de cobre formados por extrusión de secciones diferentes. La figura 7 presenta
las configuraciones más comunes de barras múltiples.
La configuración a) generalmente satisface los requisitos hasta aproximadamente 3000 A,
usando no más de tres barras por fase. En caso de cuatro de barras por fases se puede obtener un
incremento de la carga, dividiendo las cuatro barras en grupos de dos, con una distancia de 50mm
como mínimo entre los grupos de dos. En vista de las facilidades del montaje la configuración
más usual es la a. Nótese que la distancia que las distancias entre las barras es su mismo espesor.
La configuración b encuentra aplicación en las barras en baja tensión largas, ya que en esta forma
30
de intercalar las fases se reduce la caída de tensión inductiva, sin embargo dificulta las
derivaciones.
Fig3: Efectos de la configuración en la disposición de las barras múltiples sobre la capacidad de carga
Consideraciones para el diseño
- Barras de cobre encerradas en envolventes metálicas: Tratándose de tableros y
ductos eléctricos, las barras generalmente están encerradas en envolventes casi siempre metálicas.
Eso implica la reducción de la disipación del calor debido a la disminución del flujo de aire
refrigerante y las pérdidas por radiación, por la tanto la capacidad de carga de las barras se reduce
en comparación a las barras al aire libre. Las envolventes con ventilación proveen a las barras
protección mecánica y el flujo de aire necesario para el enfriamiento de las barras. En las
envolventes sin ventilación o expuestos a la radiación solar, el diseño debe prever volúmenes con
espacios con volúmenes de aire libre adecuados para que las barras encerradas tengan la
posibilidad de emitir calor al aire circundante por convección.
- Barras aisladas por resinas: Se asume que las barras aisladas tienen menor
capacidad de carga porque la disipación de calor se ve reducida de una forma u otra. Las barras
aisladas generalmente están más cercanas unas de otras aprovechando la posibilidad de reducir
las distancias entre fases en tableros y ductos en media tensión, por lo tanto el efecto proximidad
31
gana más importancia. No se pueden indicar factores de reducción entonces se recomienda
comprobar las capacidades de carga por medio de ensayos de la temperatura de régimen
permanente sobre prototipos según el capítulo 5.5 de la norma COVENIN 2941.
- Barras aisladas con mangas de PVC termocontraibles: Las mismas ofrecen alta
seguridad a los sistemas de barras y con respecto a las capacidades de carga se considera como
que la barra estuviese pintada. Su uso es muy frecuente en juegos de barras.
- Expansión térmica: Si ocurren variaciones en la longitud de un conductor, cuando
este se expande o contrae debido a las posibles variaciones de la temperatura, se producen fuerzas
excesivas que pueden dañar los aisladores y sus soportes. En los diseños de los sistemas de barras
deben ser tomadas las previsiones correspondientes, las cuales pueden ser la inserción de juntas
flexibles o dispositivos de fijación de las barras a los aisladores que permitan cierto movimiento
longitudinal.
2.8 Efectos de cortocircuitos en las barras[4]
Las barras de cobre para tableros y ductos de barras deben ser diseñadas por capacidad de
carga pero también deben soportar las solicitaciones de cortocircuito, sobretodo cuando los
valores de los niveles de cortocircuito toman valores apreciables.
Es un estándar para los tableristas nacionales diseñar los juegos de barras principales y
secundarias para soportar el cortocircuito y los esfuerzos electrodinámicos que estos crean
durante un segundo (1 seg.), a pesar de que pueda pensarse que deberían usarse valores de tiempo
en los que actúan las protecciones.
Para calcular el aumento de temperatura de un conductor durante un cortocircuito, se
asume que el calor generado es absorbido completamente por las barras, sin ninguna pérdida por
radiación o convección, por lo tanto el aumento depende solamente del calor específico del
material conductor (cobre) y de su masa. El calor específico del cobre varía con la temperatura,
incrementando cuando la temperatura aumenta: es aproximadamente 385J/Kg*K a temperatura
32
normal de ambiente y aproximadamente 410J/Kg*K a 300ºC . Las características precisas del
calentamiento en cortocircuitos son difíciles de calcular debido a efectos complejos de las
corrientes en c.d. y c.a., pero para aplicaciones en generales las formulas siguientes podrán dar
resultados satisfactorios:
( )( )10076,0151,02
−×+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= θ
IAt en la cual
t tiempo máximo del cortocircuito en segundos.
A Sección transversal del conductor en mm2
I Intensidad del cortocircuito en KA
θ Aumento de la temperatura del conductor, sobre ambiente de 40ºC en K
Si la temperatura final es de 300ºC entonces 102,52
×⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
AIt el tiempo obtenido en esta
ecuación siempre debe ser mayor que el tiempo requerido que las barras deben soportar,
generalmente en 0,5 y 3 segundos. Finalmente el aumento de la temperatura por un segundo para
una corriente “I” se puede obtener de 32
102,5 ×⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
AIθ .
2.9 Selección de las barras de tierra[20]
La barra de tierra por ser un conductor de protección se diseña solo para las contingencias
de cortocircuito, con la diferencia en el caso anterior que estas toman tiempos de duración según
las protecciones (relé de falla a tierra).
33
Para ello la norma europea EN 60439-1:1990: Método para calcular la sección de los
conductores de protección bajo el aspecto de las solicitaciones térmicas causadas por las
corrientes de corta duración, nos dice que para calcular los conductores de protección necesarios
para soportar las solicitaciones térmicas ocasionadas por corrientes de duraciones entre 0,2-0,5
segundos, deberá usarse la formula siguiente:
KtIS p
2
= en donde
Sp Sección del conductor de protección en mm2
I Valor eficaz de la corriente de defecto que puede atravesar el dispositivo en
amperios
K Constante que depende de la naturaleza del metal del conductor de protección, de
los aislamientos y otras partes y de las temperaturas inicial y final.
Tabla 1: Conductores de protección aislados no incorporados a los cables y desnudos en contacto con los cables (Basada en una temperatura inicial de 30ºC).
Naturaleza del aislante del material conductor y el revestimiento de los cables
PVC PRC, EPR y conductores
desnudos
Caucho butílico
Temperatura final 160°C 250°C 220°C
Material del conductor K
cobre 143 176 166
aluminio 95 116 110
acero 52 64 60
Para el diseño de la barra de tierra se utiliza el nivel de cortocircuito en amperios.
34
2.10 Motor de inducción tipo rotor jaula[19]
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de un motor asíncrono se basa en la creación de corriente
inducida en un conductor cuando éste corta las líneas de fuerza de un campo magnético, de donde
proviene el nombre “motor de inducción”. Imagine una espira ABCD en cortocircuito situada en
un campo magnético B y móvil alrededor de un eje xy. Si se hace girar el campo magnético en el
sentido de las agujas del reloj, la espira queda sometida a un flujo variable y se convierte en el
soporte de una fuerza electromotriz inducida que origina una corriente inducida i (ley de
Faraday).
Es posible definir el sentido de la corriente de los conductores activos AB y CD mediante
la aplicación de la regla de los tres dedos de la mano izquierda. La corriente inducida circula de A
a B en el conductor AB y de C a D en el conductor CD.
Según la ley de Lenz, el sentido de la corriente es tal que se opone por su acción
electromagnética a su causa de origen. Cada uno de los dos conductores se somete por tanto a una
fuerza F, en sentido opuesto a su desplazamiento relativo con respecto al campo inductor. La
regla de los tres dedos de la mano derecha (acción del campo sobre una corriente) permite definir
fácilmente el sentido de la fuerza F que se aplica a cada conductor. El pulgar se sitúa en el
sentido del campo del inductor. El índice indica el sentido de la fuerza. El dedo del corazón se
sitúa en el sentido de la corriente inducida.
Por tanto, la espira se somete a un par que provoca su rotación en el mismo sentido que el
campo inductor, denominado campo giratorio. La creación del campo giratorio Tres devanados,
con un decalado geométrico de 120°, se alimentan de sendas fases de una red trifásica alterna.
Los devanados reciben corrientes alternas de idéntico decalado eléctrico que producen un campo
magnético alterno sinusoidal. Dicho campo, siempre dirigido en base al mismo eje, alcanza el
máximo cuando la corriente del devanado es máxima. El campo que genera cada devanado es el
resultado de dos campos que giran en sentido inverso y cuyo valor constante
35
Fig. 4: Creación de una corriente inducida en una espira en cortocircuito
Fig. 5: Red trifásica alterna
equivale a la mitad del valor del campo máximo. En un momento dado t1 del período, los
campos que produce cada devanado pueden representarse de la siguiente manera:
– el campo H1 disminuye. Los 2 campos que lo componen tienden a alejarse del eje OH1,
– el campo H2 aumenta. Los 2 campos que lo componen tienden a aproximarse al eje
OH2,
– el campo H3 aumenta. Los dos campos que lo componen tienden a aproximarse al eje
OH3.
El flujo correspondiente a la fase 3 es negativo. Por tanto, el sentido del campo es opuesto
al de la bobina. La superposición de los tres diagramas permite constatar lo siguiente:
– los tres campos que giran en el sentido inverso al de las agujas del reloj están decalados
de 120° y se anulan.
36
– los tres campos que giran en el sentido de las agujas del reloj se superponen. Estos
campos se suman y forman el campo giratorio de amplitud constante 3Hmax/2 de 2 polos. Este
campo completa una vuelta por cada período de corriente de alimentación. Su velocidad es una
función de la frecuencia de la red (f) y del número de pares de polos (p). Se denomina “velocidad
de sincronización” y se obtiene mediante la fórmula: Ns = 60 f/p en vueltas por minuto.
Fig. 6: Campos generados por las tres fases
Deslizamiento
El par motor sólo puede existir cuando una corriente inducida circula por la espira. Para
ello es necesario que exista un movimiento relativo entre los conductores activos y el campo gira-
Fig. 7: Principio de la máquina de inducción
torio. Por tanto, la espira debe girar a una velocidad inferior a la de sincronización, lo que explica
que un motor eléctrico basado en el principio anteriormente descrito se denomine “motor
37
asíncrono”. La diferencia entre la velocidad de sincronización y la de la espira se denomina
“deslizamiento” y se expresa en % 100×−
=s
s
nnn
S . El deslizamiento en régimen estable varía
en función de la carga del motor. Su fuerza disminuye o aumenta cuando el motor está
subcargado o sobrecargado. El deslizamiento en régimen estable varía en función de la carga del
motor. Su fuerza disminuye o aumenta cuando el motor está subcargado o sobrecargado.
Composición
Un motor asíncrono trifásico consta de dos partes principales:
– un inductor, o estator,
– un inducido, o rotor.
38
CAPÍTULO III
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
- Diseñar y especificar un CCM para los extractores de los laboratorios Generales de
PDVSA –INTEVEP.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Obtención y revisión de la normativa nacional sobre tableros y control de motores
- Obtención de la datos nominales del sistema y la carga.
- Seleccionar la normativa internacional para el diseño
- Comprender y evaluar las necesidades y restricciones operativas del sistema a
controlar.
- Realizar el diseño elemental tomando en cuenta solo aspectos eléctricos, mediante la
creación de los diagramas unifilar, trifilar y de control.
- Seleccionar el equipamiento eléctrico de catálogos comerciales según la normativa
seleccionada.
- Diseñar las dimensiones básicas y la distribución de los compartimientos de la
estructura metal-mecánica u envolvente del CCM.
- Puntualizar la disposición física de los equipos en las celdas y compartimientos.
- Dimensionar todos los conductores y los JDB del CCM.
- Redactar una especificación técnica del CCM diseñado según el formato utilizado por
la empresa para estos casos.
- Obtener un estimado de costos para la ejecución del proyecto (presupuesto).
39
CAPÍTULO IV
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN[1]
El punto de partida para realizar el diseño y la especificación fue recolectar las
características eléctricas del sistema en el cual se instalará el CCM, descripción de la carga del
CCM y una lista de los requerimientos funcionales y de servicios con las que debe cumplir el
diseño del CCM.
4.1 Datos básicos de diseño
4.1.1 Datos del sistema eléctrico
El sistema eléctrico presenta una serie de características las cuales se hallan en la tabla 2.
El diagrama unifilar dado por la empresa no puede ser incluido en los anexos por política
interna, en el mismo se muestra que el CCM será alimentado directamente por una barra de la
subestación de la empresa mediante un conductor cuya longitud es de 30-35mts
aproximadamente, de hecho el CCM se instalará en un sótano justamente debajo de la
subestación y en el mismo edificio. El CCM sustituirá uno instalado cuyo tipo de ejecución es
con gavetas extraíbles.
Tabla 2: Características del Sistema Eléctrico
Característica del Sistema Tensión de Operación 480 V
Configuración del Sistema 4 hilos, tres fases y tierra
Nivel de cortocircuito(estimado) 50 KA
Ambiente del CCM Uso interior, ambiente industrial
4.1.2 Datos de la carga
El CCM evidentemente controlará un conjunto de motores, en este caso cinco motores
idénticos del tipo rotor jaula cuyos datos de placa se presentan en la tabla 3 donde se especifican
las características nominales.
40
Tabla 3: Datos de placa de los motores tipo rotor jaula Características Nominales
Corriente 86,9 A
Potencia 75 Hp
Tensión 480 V
Velocidad 1185 rpm
Tipo (NEMA) T
Con acceso a cada uno de los devanados principales, mediante seis terminales. La inercia
en el eje de cada máquina viene dado por el aspa de extracción y cuando se dé el caso, la
succión de los extractores que ya estén operativos que generan par de freno.
4.1.3 Requisitos operativos funcionales y de servicios
Estos son los requisitos que la empresa exige que debe cumplir el diseño del CCM. Se
describen a continuación:
-Sistema de servicio continuo: los principios de confiabilidad aplicados por la empresa,
planifican que la operación de los extractores será sin interrupciones hasta que algún tipo de
mantenimiento en el arrancador o en el sistema mecánico se lleve a cabo, es decir, pueden pasar
semanas sin que se arranque o desenergize algún extractor.
-Arranque consecutivo temporizado a 5 minutos: el arranque debe permitir que los
motores no enciendan simultáneamente permitiendo la libertad de graduar el tiempo en arranques
consecutivos, por ejemplo si se activan los motores a la vez, enciende el motor 1 en t=0, el motor
2 en t=5min., el motor 3 en t=10min., el motor 4 en t=15min., el motor 5 en t=20min.. Sabiendo
que en t=0 se coloca el mando de arranque en posición encendido de todos los motores a la vez.
-Eliminación de los problemas y fallas relacionados a los enchufes del CCM a sustituir.
-Monitoreo de las variables eléctricas del sistema mediante PC, implementando el uso de
un software diseñado para dicho fin llamado POWERNET de Cutler Hammer.
41
-Arranque automático bajo condiciones de pérdida y reconexión del servicio: en casos de
interrupciones del servio eléctrico no hará falta la presencia de un técnico que arranque los
extractores, el sistema debe ser capaz de iniciar la secuencia de arranque temporizada
automáticamente con la reconexión del servicio.
-Barras, cableado de salida, cableado de medición y de control separado físicamente, con
barreras de seguridad que facilitarán la manipulación de alguna falla si se da el caso y espacio de
reserva contra inundaciones mayor a 20 cm.
4.1.4 Características ambientales del sitio
Para el diseño de cualquier tablero eléctrico es necesario conocer las características
ambientales y una descripción del lugar de la instalación, incluso nunca está de más conocer las
dimensiones de los accesos por los cuales se transportará el tablero al lugar de la instalación, para
evitar inconvenientes en el momento del traslado del mismo. Las características ambientales
como temperatura, humedad relativa, contaminación de la atmósfera, radiación solar, etc. se
abordan en el capítulo V, en la especificación técnica.
4.2 Selección de la normativa a aplicar en el diseño[1] , [18]
Es indispensable antes de tomar cualquier decisión en el diseño escoger bajo que
normativa se trabajará, si NEMA/ANSI (Americana) o la normativa IEC (Europea). La empresa
tiene su propia normativa que se alinea preferencialmente por el sistema americano
NEMA/ANSI, además la subestación y todas las cargas de este edificio se alinean bajo la
normativa NEMA, por esta causa la normativa seleccionada es esta. Este punto es tan importante
que los catálogos de productos indican si fueron diseñados bajo una u otra normativa. El primer
paso es recolectar todas las normas COVENIN sobre tableros eléctricos y realizar una lectura
exhaustiva antes de diseñar o especificar, ya que aquí se dan las exigencias mínimas de
seguridad. También se debe dar una revisión completa al CEN en su apartado 430. Motores,
Circuitos y controladores de Motores y la normativa interna de la empresa a la que se le está
42
realizando el diseño. En el momento de seleccionar los equipos se tendrán métodos distintos
dependiendo si se escogió la norma NEMA o norma IEC.
4.3 Nivel de cortocircuito[17]
El cálculo del nivel de cortocircuito es procedimiento básico y sumamente importante en
todo diseño eléctrico, la aplicación más importante es la selección de la capacidad de interrupción
de los equipos de protección, también es necesario saber su valor para el dimensionamiento del
cableado y el los juegos de barras del CCM, tanto por criterios térmicos como por esfuerzos
electrodinámicos.
En nuestro caso solo se hicieron estimaciones por falta de la data en el diagrama unifilar.
En lo sucesivo se explicará el criterio utilizado. El cálculo del nivel de cortocircuito en la barra
principal se debe realizar por los métodos usuales y se suma la contribución de los motores a la
falla, que no es más que cuatro veces la corriente nominal de cada motor(inducción), o lo que es
lo mismo, cuatro veces la suma neta de todas las corrientes nominales. Todo lo anterior se reduce
a:
El problema se halla en el cálculo de la Iccsistema , solo se sabe que aguas arriba tenemos
la barra dentro de subestación con un nivel de cortocircuito de 50KA vinculada por un conductor
calibre 350MCM, dos por fase, resultando un conductor equivalente de 700MCM, con una
longitud aproximada de 30mts.
En un sistema similar de 480V, un CCM conectado directamente en la barra de la
subestación con un conductor de 300MCM pero con longitud de cien metros(100Mts), el nivel
de cortocircuito disminuye en un 33%, este calculo es un ejemplo encontrado en la publicación
IEEE Recommended Practice for Protection and coordination of Industrial and Comercial
Power Systems. En nuestro caso decir que el nivel de cortocircuito en 30Mts disminuye en un
20% es una aproximación exagerada, de hecho es muy difícil que el nivel de cortocircuito
AInetaCCMAInetaCCM
InetaCCMIccsistemaIcc
6,20859.8664
4
=××=
+=
43
disminuya en 10KA en tan solo en 30mts. Tomando en cuenta el aporte de los motores es de
2.085KA, podemos esperar que estaremos por encima de 42KA, lo que lleva a la conclusión de
que la capacidad de interrupción de los equipos de protección será de 65KA indiferentemente del
valor exacto del nivel de cortocircuito. Debido a esto se asume que el nivel de cortocircuito
permanece igual que la barra aguas arriba 50KA ya que bajo los parámetros de la normativa
NEMA/ANSI el dimensionamiento de los equipos será el mismo. Suponer barra infinita sería una
sobreestimación exagerada, que arroja valores de casi 100KA.
4.4 Diseño elemental o básico [1]
Después de tener todos los datos básicos disponibles se procede a la elaboración de un
diagrama unifilar que debe incluir las propiedades eléctricas: tensiones, intensidades y niveles de
cortocircuito,. Al preparar el unifilar, se estableció de una vez una secuencia de los equipos, la
ubicación de los interruptores de acometida, acople y salida, los arrancadores, controles, etc..
4.4.1 Diagrama unifilar
El diagrama unifilar elaborado se halla en los anexos, del que se puede inferir la corriente
nominal de la barra principal del CCM. También se nota la implementación de arranque a tensión
reducida estrella-delta. Usualmente el diseñador solo conoce las características mecánicas de la
carga acoplada al eje del motor y está en el escoger el arranque con los criterios que disponga. A
continuación el cálculo de la corriente nominal de la barra principal y la elección del arranque
para el CCM.
4.4.1.1 Dimensionamiento eléctrico de la barra principal [13] , [14]
No es más que calcular la corriente nominal del juego de barras principales del CCM y el
procedimiento consiste en sumar las corrientes de todos los motores a plena carga más el 25% del
motor más de mayor potencia(CEN 430-22,23 y 24), en este caso los motores son iguales
resultando:
44
AIbarraAAIbarra
rpotenciaIMOTORmayoInmotoresIbarra
225.4569.8625,09.865
25,0
=×+×=
×+= ∑
Pero según la norma PDVSA n-90619.1.054: Control de Motores, las corrientes
nominales de los CCM en baja tensión toman valores: de 200 A, 400 A, 600 A, etc., en pasos de
200 A. La capacidad nominal de la barra debe ser de 600 A, tal como se muestra en el diagrama
unifilar.
4.4.1.2 Elección del tipo de arrancador
El sistema de extractores no arranca en vacío porque tiene el aspa acoplada al eje, cuando
el motor que inicia el arranque entra al sistema después que otros ya están en marcha, aparece un
par de freno adicional, debido al flujo del aire extraído, pero dicho par es manejable dentro de
los límites de 33% del par a plena tensión, por ello seleccionamos arranque estrella triángulo. El
arranque de estos motores es forzado y logra la velocidad de operación con cierta dificultad, pero
como el sistema es de servicio continuo no se amerita una inversión en otro tipo de arrancador
mucho más costoso. Las perturbaciones en la red de este sistema no son nada importantes porque
está alimentado directamente por la subestación (13,8KV/480V).
Después de esto no queda más que realizar un diagrama trifilar para ir a los detalles que
evidentemente no se observan en el diagrama unifilar.
4.4.2 Diagrama trifilar
Para afinar los detalles del equipamiento eléctrico se procede a realizar un diagrama
trifilar detallado con el sistema de medición y la toma del sistema de control. Como los motores a
controlar son idénticos se dibuja un solo ramal del motor. Este diagrama se halla en los anexos,
el mismo incluye las características principales de los aparatos eléctricos empleados y de los
demás equipos tales como transformadores de tensión, transformadores de corriente y las
protecciones. Mientras se realiza el mismo se concreta las secuencia de los equipos, los esquemas
del ramal de los motores, en este caso se usó interruptor de disparo magnético y protección de
45
sobrecarga separados. Estos esquemas ya son configuraciones típicas una vez seleccionadas se
está listo para escoger estos equipos de catálogos comerciales. El diagrama trifilar presentado es
el producto de múltiples propuestas, en la configuración del circuito de fuerza, el esquema de
protecciones, la ubicación del sistema de medición y la toma para el transformador de control.
Al realizar el diagrama unifilar y el trifilar, se está realizando la base insustituible del
proyecto.
4.4.3 Esquemático de control
El esquemático de control fue diseñado básicamente bajo el esquema usual para arranque
estrella-delta, véase en los anexos, en el que se sustituyeron los pulsadores de arranque y parada
por un selector on-off, para poder cumplir con uno de los requerimientos funcionales, en el cual,
bajo pérdida y reconexión del servicio eléctrico los motores deben arrancar automáticamente con
la reconexión del mismo, claro con la desconexión del servicio en el sistema, no se rearma el
circuito de control, sino más bien se energiza automáticamente con la reconexión y se inicia la
secuencia de arranque. Por otro lado, se instaló en serie con el esquema de arranque un
temporizador que evita el arranque automático al colocar el selector en posición on. Este
temporizador debe permitir un ajuste entre 0-30min, para cumplir con el requerimiento que
obliga el arranque temporizado a cada 5 min. Entre arranques consecutivos. La idea es que el
operador pueda colocar todos los selectores en posición on y abandonar la instalación mientras se
lleva a cabo la secuencia de arranque de los 5 motores .Sumado a ello se interconectaron
cuatro(4) luces pilotos o indicadores de estado del circuito de control, cuyas funciones y código
de colores se indican en la tabla 4:
Tabla 4: Códigos de colores y funciones de las luces pilotos.
Código de colores Función de la luz piloto rojo Indica que el motor esta parado
verde Indica que el motor está encendido
amarillo Indica que se disparó la protección de sobrecara
azul Indica que el selector está en posición on y el temporizador está contando (5min.)
46
Las mismas estarán instaladas en las puertas del CCM, en conjunto con el selector on-off,
como se muestra en los anexos.
4.5 La selección de los equipos y aparatos eléctricos.[18]
Aunque el diseño elemental anterior ya debe incluir los componentes principales del
tablero implícitamente, es indispensable elaborar una lista de materiales detallada que debe
describir e identificar renglón por renglón cada uno los equipos y aparatos eléctricos
seleccionados, mencionando la marca, el tipo o modelo, las características eléctricas y si procede,
los accesorios a incluir en cada uno de ellos. Esta lista puede ser genérica si se trata del usuario o
del ingeniero proyectista, pero es de suma importancia que sea la más precisa posible en el caso
del fabricante, ya que esta lista servirá para dimensionar los diferentes compartimientos,
secciones, gavetas, módulos, etc. de la envolvente y a la vez puede ser la base para la compra de
los equipos.
El caso de este trabajo incluye ambas perspectivas porque está en el alcance del presente,
la ubicación de los equipos dentro del tablero, las dimensiones de las bandejas, compartimientos
y por supuesto la envolventes del CCM.
Para dimensionar una gaveta, bandeja o compartimiento para cualquier CCM partimos de
los elementos más voluminosos, que son los de fuerza, los contactores que constituyen el
arrancador estrella-delta, un (1) interruptor principal y muy importante las dimensiones del
toroide de los transformadores de corriente. En realidad el procedimiento práctico seguido fue la
obtención de todos los catálogos posibles de los elementos nombrados anteriormente, bajo
normativa NEMA. Los fabricantes solicitados fueron General Electric, Cutler Hammer y Square
D, que son los únicos en el mercado que ofrecen línea NEMA, cada una de ellas vía web. Se
consiguieron todos los catálogos de los equipos de cada una de las marcas anteriores y se notó
que de las tres marcas los equipos más voluminosos eran los de marca Square D. Estos últimos
fueron los escogidos para el diseño, bajo la premisa de que cualquier otra marca ocuparía el
mismo lugar en la bandeja con mayor holgura. Este criterio deja a un lado los tópicos técnicos y
económicos pero no puede perderse de vista que la intención de este trabajo es presentar una
47
especificación técnica que será sometida a proceso de licitación, en la que las distintas empresas
ofrecerán ofertas y marcas de quipos de acuerdo a su experiencia. Se presentará a continuación la
selección de los equipos mencionados. En el apéndice A se halla una lista donde se incluye la
marca, modelo y dimensiones físicas ya que estos son los que definen las dimensiones de la
bandeja en los cuales serán alojados. En lo sucesivo presentamos la selección de estos equipos
mencionados.
4.5.1 Contactores de potencia.[1]
La selección de los contactores NEMA para arrancadores es sencilla, están clasificados
por tamaños, tal cual se presenta en la tabla 5. Para escoger el tamaño del contactor, se entra a la
tabla con la potencia nominal de la máquina y la tensión de operación que tendrá el contactor. La
corriente que aparece en la tabla es la capacidad máxima en régimen continuo que censarán los
contactos del equipo.
Tabla 5: Clasificación de arrancadores y contactores según NEMA
Tamaño NEMA Amperios Tensión del motor Potencia en Hp 200-230 1 1/2 00 9 460-575 2 200-230 3 0
18 460-575 5
200-230 7 1/2 1 27 460-575 10
200 10 230 15 2 45
460-575 25 200 25 230 30 3 90
460-575 50 200 40 230 50 4 135
460-575 100 200 75 230 100
5 270
460-575 200 200 150 6 540 230 200
460-575 400 230 300 7 810
460-575 600
48
La elección de los contactores para el CCM es NEMA 4 para el contactor principal y el
contactor de la delta, en el diagrama trifilar C1 y C2 respectivamente. Es notorio que la corriente
que los contactores manejaran está por debajo de los 135 A nominales de los mismos, de hecho
cada contacto censará 50,402 A (58%In).
Para el contactor de la estrella como este trabaja durante en el arranque únicamente el
criterio en la práctica es escogerlo un tamaño menos que los otros dos, quedando así NEMA 3
para el contactor C3. Como todos los arrancadores son iguales ya están seleccionados todos los
contactores. Es importante mencionar que por comodidad y practicidad puede seleccionarse un
contactor principal que disponga de la protección de sobrecarga, ambos como un solo equipo, es
decir, el contactor en su base lleva enchufado el relé de sobrecarga y a la salida de este tenemos
la toma tripolar. En el mercado este dispositivo se conoce como arrancador y los catálogos
incluyen las características de ambos elementos y sus múltiples combinaciones.
Para la selección de los contactores se debe incluir la especificación de la tensión de
control de las bobinas y los contactos auxiliares, en el mercado usualmente se encuentran tres
tensiones normalizadas, 220Vac, 120Vac y 24Vdc. La selección de la tensión en el proyecto
como se nota en los planos es 120Vac.
4.5.2 Transformadores de medición y control [18]
Los transformadores de medición instalados en cualquier sistema se seleccionan
estimando la corriente de línea que ellos estarán censando cuando el sistema opera a plena carga,
según el diagrama trifilar censan 86,9 A que es la corriente nominal del motor. Con este Valor de
corriente entramos a una tabla estandarizada de intensidades en el primario (toroide), encontradas
en cualquier catálogo comercial, del que seleccionamos la relación de transformación 100:5.
Para el cálculo de la potencia consumida por la carga a conectar en el secundario del TC,
existen tablas de valores típicos. La tabla 6 de consumos en VA por conductores normalizados en
10Mts y la tabla 7 de Valores típicos de potencias consumidas por los distintos equipos de
medición, se presentan a continuación:
49
Tabla 6: Consumos en conductores normalizados. Selección del TC Conductores
Normalizados I secundario = 5 A I Secundario = 1 A
2*1,5 mm^2 7,25VA 0,29VA
2*2,5 mm^2 4,5VA 0,18VA
2*4 mm^2 2,75VA 0,11VA
2*6 mm^2 1,88VA 0,08VA
2*10 mm^2 1,13VA 0,05VA
Tabla 7: Valores típicos de potencias consumidas. Selección del TC
Instrumentos Consumo(VA) AMPERÍMETROS
Electromagnéticos O,5 a 1,5
Electrodinámicos 2 a 3
Hierro Móvil con rectificador 0,3 a 0,5
Bimetálicos 2 a 3
VATÍMETROS
Electrodinámicos 1,5 a 3
Ferrodinámico de inducción 2 a 4
MEDIDORES DE ENERGÍA
Por cada sistema 1 a 5
FASÍMETROS
Inducción 2 a 3,5
Electrónico 1
En el sistema de medición del CCM se utilizarán medidores de energía electrónicos,
mencionados en la especificación técnica, tomaremos su consumo como 2.5VA, dichos
medidores irán instalados en las puertas del CCM, a la que se llega con 5mts de conductor
aproximadamente, resultando las cuentas finales en:
VATotalVAMedidor
VACablemmVACable
75,45,2
25,21055,4
=
==
÷×=
∑
50
La potencia del TC puede ser mayor o igual a 4,75VA. En el mercado se consiguen
transformadores de corriente justamente de 5VA.
Los transformadores de control se diseñan para entregar un voltaje de control bajo y
seguro para el eficiente desempeño de los aparatos electrodinámicos tales como: contactores,
relés y otras cargas que requieren una regulación de voltaje por encima de lo normal, cuando son
energizados.
Estos transformadores, son de aislamiento tipo seco con voltajes en el devanado primario
que varían entre 480V y 120V, el voltaje en secundario es usualmente 120V y la potencia puede
variar desde 40VA a 5KVA.
Los transformadores de control son diseñados para soportar grandes valores momentáneos
de corriente que se presentan cuando se energizan los componentes electromagnéticos, es decir,
el Inrush de las bobinas de los contactores, sin sacrificar la estabilidad del voltaje en el
secundario por debajo del 85% del valor nominal, que a su vez es el valor mínimo obligatorio
para el eficiente accionamiento de los contactores según la norma NEMA ICS-2-212.[18]
No deben usarse transformadores de distribución convencionales para alimentar
contactores, las altas corrientes de Inrush causarían caídas de tensión por debajo del 85% mínimo
requerido para cerrar los contactos. Cuando esto pasa, los contactores intentan cerrarse y no lo
logran o se quedan vibrando, resultando en mal funcionamiento del equipo, si el caso se da en la
transición del arranque estrella-delta resultaría en cortocircuito en el circuito de fuerza y daños en
el contactor.
“Los transformadores de control se fabrican con conductores de mayor sección, mayor
números de vueltas y núcleos más grandes que los transformadores convencionales. Gracias al
diseño interno de regulación de voltaje, los transformadores de control mantienen eficientemente
un 90% de su tensión de salida con sobrecargas de 5 a 10 veces sus valores nominales.”[18]
51
El transformador en cuestión alimenta el circuito de control ya mencionado, en el que
encontramos 3 bobinas de contactores, dos NEMA 4 y una NEMA 3, dos temporizadores
electrónicos de bajo consumo y cuatro(4) luces pilotos que nunca encienden simultáneamente, de
hecho enciende una a la vez, pero para estimar el transformador asumiremos todos prendidos a la
vez. En los catálogos de los contactores seleccionados encontramos los consumos de las bobinas
(coil burden), en el que se observa 81VA para los contactores NEMA 4 y 46VA para el contactor
NEMA 3, esos valores cambian según los fabricantes. Para las luces pilotos tomamos 7VA como
valor típico.
Los contactores nunca están energizados los tres a la vez, solo dos a la vez, entonces
tomamos evidentemente los de tamaño nema 4, que son C1 y C2 coincidentemente después del
arranque. En el cálculo despreciamos los temporizadores (electrónicos), resultando el cálculo de
la potencia del transformador como sigue:
Equipo consumo
2 contactores 162VA
Luz piloto(4*7VA) 28VA
Total 190VA
En los catálogos comerciales se encuentran transformadores de 150 VA y un salto a
200VA, resultando el de 200VA como elección final. Luego la especificación del transformador
de control se reduce a 480:120 V y 200VA.
La corriente de Inrush, de las bobinas de los contactores está por el orden de los 973VA,
mientas el transformador es de regulación robusta ante picos de hasta 1400VA (7Sn), entregando
tensión nominal.
4.5.3 Sistemas de protección [17] , [18]
Los sistemas de protección son equipos de gran importancia sobre la aparamenta en
general que equipa al CCM. Su función es que los demás equipos del CCM operen con
52
seguridad, minimizando los riesgos de daño o stress electromecánico al presentarse una falla. A
su vez proporcionan un medio de desconexión para la alimentación del CCM, entre los ramales
de cada motor y las barras principales.
Las protecciones seleccionadas en el diseño del CCM son las siguientes:
-Interruptor Termo-magnético en caja moldeada como protección principal del CCM.
-Protección para el ramal del motor:
-Interruptor de disparo magnético en caja moldeada
-Relé de sobrecarga
-Relé de falla a tierra.
-Fusibles para la protección del circuito de control.
Las consideraciones para la selección de los interruptores involucra los siguientes
parámetros:
1-Tensión del circuito: Los interruptores operaran a la tensión del sistema, la cual no
podrá ser mayor que la tensión nominal de cada uno de los interruptores.
2-Capacidad de interrupción: Siempre debe ser igual o mayor que la corriente de
cortocircuito calculada o estimada, que puede desarrollarse en el punto de instalación del
interruptor.
3-Corriente de operación: Es la máxima corriente en régimen continuo, con la cual el
interruptor funciona sin dispararse, los interruptores son calibrados para trabajar hasta una
temperatura de 40°C., para temperaturas superiores, es necesario compensar los interruptores.
4-Número de polos: Son las fases activas del sistema a utilizar.
53
5-Frecuencia: Los interruptores son diseñados para operar a 60Hz, 50Hz y en corriente
continua.
La marca de los interruptores seleccionados fue Square D y los criterios utilizados para
seleccionarlos se describen a continuación.
4.5.3.1 Interruptor termo-magnético principal [18]
La corriente máxima de diseño que debería manejar el CCM, es de 456.225 A cuando
todos los motores funcionan simultáneamente, evento que nunca pasa dado que tres motores
están en servicio mientras los otros dos son de reserva. La corriente nominal de diseño de la barra
principal es de 600 A. El interruptor cumple con las siguientes especificaciones:
Interruptor tripolar, para un voltaje de operación de 480V, una frecuencia de 60Hz, con
capacidad de interrupción mayor a 50KA y corriente nominal de al menos 456.225 A.
El interruptor seleccionado fue un interruptor tripolar en caja moldeada Square D clase
601 de 600 A y 65KA.
Las características tiempo corriente se hallan en el apéndice d. A pesar de que este
dispositivo es una protección contra cortocircuito, se solicita previsto del dispositivo térmico
porque es más económico y fácil de conseguir en el mercado, contradictoriamente el de disparo
magnético es más costoso porque necesita procesos de fabricación más embrollosos.
4.5.3.2 Protección de los motores
La protección de los motores consta de un interruptor magnético y su respectiva
protección de sobrecarga, para la selección del interruptor se llevó a cabo el procedimiento antes
mencionado.
54
La corriente nominal de los motores a proteger es de 86.9 A, el criterio es dejar en el
dispositivo un 10% de reserva en la elección de la corriente nominal del interruptor quedando:
AInIn
59.95Im1.1
≥×≥
Al entrar en los catálogos de interruptores NEMA, encontramos que el de 100 A es el de
corriente nominal menor.
El interruptor seleccionado tiene las siguientes características: interruptor tripolar de
disparo magnético en caja moldeada, marca Square D, clase 601,100 A, 65KA. Las curvas del
dispositivo se hallan anexadas en este trabajo.
Para la elección de la protección contra sobrecargas, el punto critico a tomar en cuenta fue
que el arranque de los extractores es prolongado, generando la selección de una curva de disparo
clase 20.El otro tópico que hay tomar en cuenta es si el dispositivo es de reposición manual o
automática, en este diseñó se especifica reposición manual. Por último y muy importante es que
este dispositivo debe estar combinado con el contactor principal como se mencionó
anteriormente.
Existen relés que permitan la reposición manual y automática a la vez, por medio de una
palanca. La tecnología de los heaters o unidades térmicas solo tienen la opción de reposición
manual, los Bimetálicos y Melting alloy disponen de ambas modalidades.
4.5.3.3 Protección de falla a tierra [13]
La protección diferencial de falla a tierra consiste en medir la corriente de fuga a tierra y
en provocar el corte de la alimentación cuando esta corriente resulta peligrosa para las personas o
para el CCM.
55
Consiste en un toroidal que detecta la corriente diferencial residual, enviando esta
información al relé que maniobra la apertura del interruptor principal del CCM o simplemente
dar una alarma indicando que existe una fuga peligrosa. El esquema de operación es el siguiente:
relé Figura 8: Sistema de falla a tierra
El interruptor principal debe estar provisto de la bobina de disparo para falla a tierra,
accesorio disponible en casi todas las líneas de interruptores.
Después de haber seleccionado los equipos y finalizado el diseño eléctrico, no queda más
que realizar una lista con los equipos más voluminosos en la que se señalan las dimensiones
físicas de cada uno de ellos, seleccionar las envolventes y distribuir los equipos dentro de los
compartimientos. Esta lista se halla en el apéndice A y en base a ella se diseñó el tamaño de las
bandejas y la configuración final del CCM.
4.6 Selección de las envolventes [1] , [2]
Al tener definidos los componentes eléctricos incluyendo sus características mecánicas y
dimensiones, se puede proceder con la selección de las envolventes apropiadas. Cada fabricante
debe tener sus envolventes normalizadas para los diferentes tipos de tableros, como son las celdas
para media y baja tensión, centros de control de motores y las cajas para los tableros de
distribución de frente muerto y para arrancadores. Cada envolvente, celda o caja, debe tener los
espacios normalizados disponibles para ubicar y montar los diferentes equipos eléctricos y otros
56
componentes, por lo tanto la colocación teórica de los equipos en los módulos disponibles no es
una tarea muy difícil, aunque delicada.
Conociendo las perspectivas de los fabricantes con respecto a la normalización de las
celdas, el primer paso fue investigar cuales eran las dimensiones estandarizadas más usadas para
los CCM en la industria nacional, ya que resulta muy difícil para los fabricantes tener que diseñar
un tablero con medidas particulares que ellos no trabajen en serie, ya que son sumamente
costosas las pruebas de fábrica que de hecho se realizan en el exterior, por lo tanto resulta poco
factible técnica y económicamente, la especificación de una envolvente que salga de los
estándares comerciales. El método básicamente fue el ensayo y error, primero se seleccionó la
envolvente, se trataba de distribuir la aparamenta en los compartimientos (Barras, arrancadores,
cableado y reserva contra inundaciones) según los requisitos fijados por la empresa (usuario), si
no cumplía con todos los requisitos se iba alterando hasta lograr el diseño presentado en la
especificación técnica.
Aunque ninguna de las normas conocidas (COVENIN, IEC, ANSI/NEMA/IEEE)
prescribe dimensiones para las envolventes de los diferentes tipos de tableros, hay conceptos y
costumbres universales para permitir decir razonablemente, que un tipo o modelo de tablero
específico tiene las dimensiones de sus envolventes parecidas, independientemente del fabricante,
con una diferencia que no sobrepasa los 20% (+10% y -10%) en cualquier dimensión de su frente
(ancho o largo), profundidad o altura. [1], [2]
Con esta suposición podemos determinar las dimensiones nominales aproximadas de los
diferentes grupos de tableros, las cuales presentamos en la tabla 8 Dimensiones promedio de
diferentes tipos de tableros, donde se incluyen los tableros de distribución de media tensión
blindados (metalclad), y no compartimentedo, los tableros de distribución de baja tensión, las
celdas de seccionamiento en media tensión, centros de fuerza y distribución, CCM y en fin los
tipos de tableros más comerciales. [1], [2]
57
Tabla 8: Dimensiones de los diferentes tipos de tableros[1]
DIMENSIONES (promedio) en milímetros (mm) GRUPO, TIPO O MODELO DE TABLERO
Frente o ancho Profundidad Altura Tableros de distribución en media tensión Blindado (metalclad) y no compartimentado (metalenclosed)
800 y 1000
1800 a 2400
2000 a 2200
Tableros de distribución en baja tensión (CDP): --con interruptores de potencia --con interruptores en caja moldeada
600,800 y 1000 400,600 y 800
800 a 1000 500 a 1000
2000 a 2200 2000 a 2200
Celdas de Seccionamiento en media tensión 600 a 1000 800 a 1200 1600 a 2200 Centros de Fuerza y Distribución CFD (celdas) 800 a 1100 600 a 1000 2000 a 2200 Tableros de frente muerto en baja tensión (cajas): ---de Distribución tipo TD (hasta 600V) ---de Alumbrado y Artefactos tipo TA (240V) ---Residenciales tipo TR (240V)
500 a 1000 300 a 500 250 a 350
120 a 150
90 a 130 80 a 120
600 a 1800 400 a 1600 250 a 1000
Arrancadores de motores en media tensión 700 a 1000 1000 a 1800 2000 a 2400 Centros de Control de Motores CCM hasta 600V 450 a 1000 450 a 1000 1800 a 2300 Centros de Arrancadores y Control CAC (600V) 450 a 1100 450 a 1000 1800 a 2300 Arrancadores en cajas industriales (hasta 600V) 400 a 1200 250 a 600 400 a 1200
Las dimensiones finales de las envolventes se presentan en la especificación Técnica con
detalle, en general las dimensiones de las celdas son 81´´ x 24´´ ancho x 24´´ de profundidad. En
los planos se presentan los detalles físicos del CCM.
Para dimensionar los compartimientos internos de cada celda, en primer lugar partimos
del compartimiento de las barras, que cómodamente se alojan en todos los CCM de baja tensión
entre 25-30 centímetros. Luego escogemos la base, que incluye un espacio de reserva contra
inundaciones, según descripción del usuario, que puede llegar hasta 20centímetros de nivel de
agua. Pensando en ello se escogió la sección inferior de 35 centímetros. El espacio intermedio
restante de dividió para las bandejas de los arrancadores. Se dibujó a escala el cubículo de la
bandeja, se considero una holgura de 5 centímetros entre el cubículo y la bandeja sabiendo que
este espacio es necesario para la estructura metalmecánica.
El último paso fue dibujar a escala el arrancador sobre la bandeja ayudado de la lista de
los equipos más voluminosos. Evidentemente la distribución de los equipos sobre la bandeja no
es a capricho del diseñador, sino que responde a la distribución lógica que facilitará el cableado y
la operación del arrancador.
58
La siguiente figura es el cubículo con la bandeja atornillada y la distribución final de los
equipos, incluyendo el cableado del arrancador estrella-delta, tal cual se haría en la práctica. No
se involucran las dimensiones en esta figura ya que serán debidamente abordadas en la
especificación técnica.
Fig. 9: Disposición de los equipos en la bandeja
Cuando seleccionamos las envolventes debemos seleccionar el grado de protección, según
las condiciones del proyecto se seleccionó la envolvente NEMA 12, porque protege del polvo,
pelusas, fibras y partículas flotantes en el ambiente. Protege de líquidos que caen y pequeñas
salpicaduras, fugas de aceite y refrigerantes.
Forma parte integral de este diseño la selección de los conductores, tanto del alimentador
del CCM como el cableado interno y el cableado de salida a pesar que el cableado de salida y el
alimentador ya están instalados, porque el proyecto inicialmente contemplaba la instalación
completa. En el dimensionamiento de los conductores se incluye el juego de barras del CCM.
59
4.7 Dimensionamiento de los conductores
4.7.1 Conductores del alimentador [14]
Como se mencionó anteriormente, el CCM se alimenta directamente de una subestación
13,8vK/480V, a una distancia aproximadamente de 30 metros, a través de ductos de 4´´.
Criterio de capacidad amperimétrica
El sistema está compuesto por 5 motores de corriente nominal 89.9 A. Se diseña para
plena carga del sistema más el 28% del motor de mayor potencia, en este caso son iguales.
AIdiseñoInmotorInmotorIdiseño
AInmotor
832.45828.05
9.86
=×+×=
=
Esta intensidad genera un conductor de calibre 700MCM o dos conductores por fase
calibre 350MCM THW (75°C). Las tablas para seleccionar estos conductores están en el
apéndice A.
Criterio de caída de tensión
La capacidad de distribución es:
AMCDlIdiseñoCD
ml
410*376.1
30
=
×==
Dado que las tablas de selección por caída de tensión para ducto magnético están
calculadas para 208/120, usamos el factor de corrección K=2.03 que corresponde a la
configuración del sistema, quedando así una capacidad de distribución del sistema de:
60
AMCDCDCD
K
410*794.2'03.2'
03.2
=
×==
Esta capacidad de distribución para una capacidad del 5%, genera dos conductores por
fase de calibre 0000 THW.
De antemano se esperaba que el criterio de ampacidad, seleccionara el conductor pero de
igual manera verificamos con el criterio de cortocircuito. Como no tenemos el ajuste final del
breaker, verificamos con el tiempo máximo de despeje del breaker seleccionado.
Criterio de cortocircuito [15]
El tiempo máximo de despeje en las curvas del interruptor Square D para 600 A es de
0.009seg. podemos usar 0.01seg. .
t=0.01 tiempo en seg.
t1= 75 Temperatura de operación a plena carga en °C.
t2=200 Temperatura de daño de los conductores THW en °C.
I=50000 Valor efectivo de cortocircuito en Amperes.
410*554.7
))23412342log(0297.0(
=
++
××=
Cm
tt
ttICm
Área mínima requerida en circular mils
Genera un conductor equivalente de 75MCM, quedando seleccionado el conductor por el
criterio de ampacidad, dos conductores por fase de 350MCM.
61
4.7.2 Conductores para el ramal del motor [13] , [14]
El ramal del motor que se observa en el diagrama unifilar está dentro del CCM y las
distancias son muy pequeñas, se asume entonces que no hay caída de tensión y se seleccionan los
motores por el criterio de ampacidad.
El conductor que va desde el interruptor del arrancador hasta el contactor principal maneja
una corriente de 86.9 A generado por capacidad amperimétrica un conductor calibre 2 y
adicionalmente escogemos aislante tipo V(85°C).
Las conexiones entre los contactores y los conductores de salida están dentro de la delta
del arrancador y manejan el 58% de la corriente nominal del motor, asumimos 60% y la
intensidad resulta en Icond.salida=0.6*86.9 A, Icond.salida=52.14 A, seleccionando entonces un
conductor calibre 6 THW.
4.7.3 Cableado de control y medición [1] , [13]
El cableado de control recomendado para tableros es mínimo calibre 14 THW, incluso
aprobado por la normativa PDVSA, sobredimensionamos a calibre 12 y aislate para 105°C.
4.7.4 Dimensionamiento del juego de barras [4]
Criterio de capacidad amperimétrica
Antes de dimensionar las barras debemos establecer su configuración final dentro del
tablero para así estimar las longitudes de las mismas. El CCM será provisto de tres barras
verticales alojadas en la sección superior y tres juegos de barras verticales, un o por celda. Como
se observa en el unifilar la acometida llega al interruptor principal y luego este alimenta las
barras, como este se aloja en la celda central superior, está claro que las barras de la celda central
alimentan al arrancador ubicado bajo el interruptor principal y al juego de barras horizontales,
estas últimas que alimentan a los arrancadores laterales. El juego de barras principal está
62
compuesto por las barras verticales de la celda central y las barras horizontales, que se diseñan
para 600 A. El juego de barras secundarias está compuesto por los juegos de barra verticales
laterales que se diseñan para 173,8 A (dos arrancadores) y por último el juego de barra de
tierra(protección) que diseña solo por cortocircuito.
Para dimensionar el juego de barras principales del CCM se empleara el criterio de
ampacidad y efectos de cortocircuito, resultando de ambos las barras seleccionadas. Para el
diseño por ampacidad acudiremos a las tablas de capacidad de carga admisible en amperes para
barras rectangulares del apéndice c, tomando en cuenta que se deben aplicar los siguientes
factores de ajuste:
-Factor de ajuste para temperaturas diferentes: Las tablas se basan en temperatura
ambiente de 40°C y un aumento de 30°C. La temperatura ambiente máxima en el sitio de la
instalación es de 40°C, por lo tanto este factor es K=1, se lee del apéndice c.
-Factor de ajuste por efecto de proximidad: La magnitud de este factor depende de la
frecuencia de operación, corriente, y distancias entre conductores entre otras. No es necesario
aplicar este factor cuando una o varias derivaciones en tramos rectos menores de dos metros. En
nuestro caso el CCM tiene aproximadamente 1.8 metros de longitud y tres derivaciones, una por
celda, entonces el efecto proximidad se desprecia.
-Factor de variación de la conductividad del cobre: Las tablas se basan en cobre de alta
pureza (99.9%), una conductividad de 58ohm*mm2 /m el mismo que se especifica para las barras
del CCM.
-Factor de reducción de carga en casos de barras múltiples: La capacidad de carga de
barras múltiples montadas horizontalmente se reduce por el impedimento parcial de la libre
circulación de aire entre las barras. En nuestro caso no aplica porque se seleccionó una barra por
fase, ya que la corriente nominal del CCM es de 600 A, en casos de corrientes nominales de 2000
A o más se usarían juegos de barras múltiples por fase.
63
-Factor de ajuste para alturas diferentes sobre el nivel del mar: Las tablas de capacidad de
carga se están diseñadas para tableros y ductos de barra que estén instalados hasta 1000 metros
sobre el nivel del mar, Aplicamos el factor correspondiente de la siguiente tabla:
Tabla 9: Factor de ajuste de la capacidad de carga en diferentes alturas sobre el nivel del mar[4]
Factor de ajuste Altura sobre el nivel del mar en metros
Ambientes interiores Ambientes a la intemperie
Hasta 1000 1,0 1,0
Entre 1000 y 2000 0.,99 0,94
Entre 2001 y 3000 0,96 0,89
Más de 3001 0,9 0,83
El factor en k2=0,99, implicando que las capacidades de carga de las barras disminuyen
en 1%.
Habiendo calculado de antemano la carga nominal de la barra de 600 A , entramos a la
tabla de capacidades de carga y seleccionamos la barra de 2´´ X ¼´´.
El juego de barras verticales se diseña para alimentar dos arrancadores Itotal =86.9*2 A
Itotal=173,8 A, directamente entramos a la tabla de capacidades de carga y se selecciona un rea
transversal de 1´´ X 1/16´´. Ahora procedemos a calcular la sección transversal que soporta el
cortocircuito.
Criterio de cortocircuito [1] ,[4]
Para dimensionar el juego de barras secundarios por cortocircuito acudimos a aplicación
de la ecuación explicada ya en el marco teórico. Estableciendo que las barras principales y
secundarias de los CCM se diseñan para soportar ala corriente cortocircuito por un segundo a
pesar de que las protecciones contra cortocircuitos se disparan en tiempos por el orden de los
milisegundos.
64
La temperatura máxima a la que llegaran las barras depende del revestimiento y de los
aisladores de las mismas como se observa en la tabla 11:
Tabla 10: Temperaturas máximas para las barras ante cortocircuitos[2]
Revestimiento y aisladores de la barra Temperatura máxima para corto circuito Cobre desnudo 210°C
Mangas de PVC termocontraible 105°C
Aisladores de Resinas epoxicas 105°C
Aisladores de porcelana Más de 200°C
Procedemos al cálculo de la sección transversal de la barra por corto circuito.
)1(0076.01051.0 −×+×=
dtIcarea Sección transversal de la barra Por
cortocircuito en mm2.
t =1 Tiempo máximo del corto circuito en segundos
Ic=50 Intensidad del cortocircuito en KA
D=443,15 Aumento de la temperatura del conductor sobre el ambiente
de 40°C en °K, nuestro caso un aumento de 170°C=443,15°K.
Area= 153,216 área obtenida evaluando la ecuación.
La barra que dispone un área superior inmediata es con 161.29mm2 es la de 1´´ X ¼´´. En
el caso do las barras principales quedan seleccionadas por ampacidad y serán finalmente de 2´´ X
¼´´, pero las barras secundarias quedan seleccionadas por el método de cortocircuito y serán de
1´´ X ¼´.
65
Selección de la barra de tierra [20]
Para seleccionar la barra de tierra por ser un conductor de protección se toman en cuenta
solo las solicitaciones térmicas causadas por las corrientes de corta duración, es decir, duraciones
restringidas por los disparos de las protecciones.
La sección de la barra de tierra se calcula acudiendo a la ecuación K
tIccSp ×=
2
en
donde Icc es la corriente de corto circuito, t la duración del mismo, el cual usará valores entre
0.2seg. y 0.5seg., en este caso usaremos 0.2seg, porque debemos recordar que el relé de falla a
tierra recibe una sobrecorriente del toroide, la detecta y emite un pulso de disparo a una bobina
que acciona el disparo interruptor. En esta última parte del proceso está asociada a un retardo
mecánico. Es por ello que aunque los disparos instantáneos en interruptores de 600 A están entre
0.015seg. y 0.02 se sobreestima a 0.2 seg. sugerido por la norma.
50000=Icc Valor eficaz de la corriente de cortocircuito en Amperios
2,0=t Tiempo de funcionamiento del dispositivo de corte en segundos
143=k Factor que depende de la naturaleza del metal conductor de protección, los
aislamientos, la temperatura inicial y final.
Evaluando la ecuación con estos valores obtenemos un conductor de protección mínimo
con un área igual o mayor que 368.156≥Sp mm2. Así queda selecciona la barra de tierra y todo
el juego de barras principales y secundarias del CCM.
El factor k utilizado está normalizado y precalculado lo seleccionamos de la tabla 1.
66
CAPÍTULO V
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA [1], [18]
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA PARA EL SUMINISTRO E INSTALACIÓN DEL CCM
1 ALCANCE
Esta especificación cubre los requerimientos mínimos y obligatorios necesarios para el
diseño, fabricación, pruebas de fábrica, pruebas de sitio, entrega e instalación de un Centro de
Control de Motores (CCM) a tensión de 480V, incluyendo todos los accesorios para su
operación satisfactoria. Dicho CCM será utilizado para el monitoreo y control de los extractores
de los Laboratorios Generales de PDVSA-INTEVEP, empresa ubicada en la Urb. Santa Rosa
sector El Tambor, Los Teques Edo. Miranda.
Todo el equipamiento y accesorios descritos en esta especificación deberán ser diseñados
para las condiciones ambientales y operacionales descritas en esta especificación.
Forman parte integral de esta especificación los planos: Diagrama unifilar, diagrama
trifilar, esquemáticos de control, planos de distribución de las barras principales (fases),
distribución del equipamiento en el CCM y canalización del cableado de salida.
2 LÍMITES DEL SUMINISTRO
El suministro incluirá, pero no estará limitado a:
Ingeniería de detalle completa incluyendo listas de materiales, planos constructivos y
diagramas esquemáticos.
a) Construcción del equipo, ensamblado con todos los accesorios, dispositivos de
potencia, control y protección requeridos para su operación satisfactoria y seguridad personal.
67
Suministro de perfiles, rieles, pernos, nivelación, demás elementos de anclaje y alineación de las
celdas.
b) Ensayos en fábrica.
c) Transporte desde la fábrica hasta el sitio indicado por El Cliente.
d) Reportes de inspección, planos, manuales de operación y mantenimiento, así como
los demás documentos descritos en estas Especificaciones Técnicas.
e) Instalación completa y asistencia técnica durante la ejecución de los ensayos y
pruebas hasta el momento de la aceptación y puesta en marcha.
3 NORMAS APLICABLES
COVENIN 0540:1998 Grados de protección proporcionados por las
envolventes utilizados en media y baja tensión (código IP)
COVENIN 2783:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Definiciones.
COVENIN 2784:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Empaque, carga,
transporte y almacenamiento.
COVENIN 2800:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Instalación y puesta
en servicio.
COVENIN 2811:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Documentación
técnica.
COVENIN 2942:1998 Centro de Control de motores hasta 600 Voltios c.a. Requisitos.
68
COVENIN 3668:2001 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Capacidad de carga
de las barras de cobre.
COVENIN 3399:1998 Grados de protección proporcionados por las envolventes (cajas y
gabinetes) utilizados en media y baja tensión contra las influencias del medio ambiente.
COVENIN 2941:2005 Métodos de ensayo.
PSVSA n-201: Obras Eléctricas.
PDVSA n-90619.1.054: Control de Motores.
Los criterios y definiciones aplican con las siguientes normas internacionales:
NEMA(National Electrical Manufacturer Association), ANSI(American National Standard
Institute), OSHA(Occupational Safety and Health Act) y UL( Underwriters Laboratories Inc)
4 CONDICIONES AMBIENTALES
El equipo será instalado en un sótano en el cual se hallan los extractores (carga a
controlar). Dicho sótano está sujeto a inundaciones.
El equipo deberá ser capaz de operar eficientemente bajo las siguientes condiciones
ambientales:
Temperatura ambiente máxima 40°C
Temperatura ambiente promedio en 24h 25°C
Temperatura ambiente mínima 21.1°C
Humedad relativa máxima 98%
Elevación sobre el nivel del mar 1015m
Atmósfera Industrial
69
El fabricante debe tomar en cuenta estas condiciones para seleccionar el tratamiento
superficial, pintura y acabado final del CCM. El tipo de envolvente será especificada en capítulos
sucesivos.
5 REQUERIMIENTOS FUNCIONALES Y DE SERVICIOS
5.1 Generalidades:
El Centro de Control de Motores será diseñado para operar en un sistema trifásico de 480
Voltios, 4H, 60Hz, cuyo nivel de cortocircuito en la barra principal es 50KA.
El CCM controlará a 5 motores cuyos datos de placa son los siguientes:
75HP, 96.9 A, 480V, NEMA tipo T, 1185RPM, trifásico, 60Hz.
La protección principal será proporcionada por un interruptor termo-magnético.
El arranque de los motores será a tensión reducida, estrella-triángulo. Las protecciones del
ramal serán combinación de interruptor magnético y relé de sobrecarga.
El CCM dispondrá de barras verticales de tierra así como la barra horizontal de tierra
instalada cerca del fondo de la estructura y a en toda su longitud.
El control no usará pulsadores de arranque y parada, solo un selector on-off, tal cual se
muestra en el diagrama de control.
El sistema de control debe prever que el arranque de los motores no sea simultáneo, pero
si la activación de los motores que estarán en marcha, El ajuste debe contemplar arranque de uno
de los motores por lo menos cada 5min entre arranques consecutivos, Para esto se incorpora un
temporizador en el sistema de control (ver diagrama de control) en serie con el esquema de
control del arranque estrella-delta.
70
El sistema de medición contemplará el monitoreo a través de un PC mediante el software
PowerNet (Cutler Hammer), dado que INTEVEP posee el mismo para el monitoreo de las distintas
cargas. Para ello se instalará el cableado de un par telefónico con las indicaciones aclaradas en las
reuniones respectivas. El equipo de medición deberá trabajar bajo protocolo de adquisición de datos
MODBUS.
Las barreras separadoras de los compartimientos entre dispositivos, barras y cables deberá
prever lo siguiente:
-Permitir que los cables sean halados en forma segura dentro del CCM, llevándolos hasta los
compartimientos de las bandejas.
-Evitar la propagación de arcos y retardar que los elementos productos de arcos originados
en los compartimientos penetren a las barras.
-Prevenir la transmisión de arcos y retardar la migración de productos de arcos entre
compartimientos, aun cuando se halla removido un dispositivo de ensamblaje.
-Las fases, tierra y conexiones soportarán una corriente de cortocircuito simétrico de 50 KA.
Se suministrará un reporte de la prueba, certificando que las barras y las conexiones de un centro
prototipo han sido probadas con éxito, a un valor igual o mayor que este.
-El CCM será de ejecución tipo fijo, para ello se plantea una bandeja integrada a una
celda en donde los circuitos de fuerza, control y carga se desconectan manualmente. En los
anexos se incluyen diagramas: unifilar, trifilar y de control en los cuales se muestran todas las
conexiones de fuerza control y salida. El ramal del motor es el mismo esquema para todos, por
ello se presenta un solo trifilar del ramal.
71
-El proyecto incluye la remoción completa del CCM actual y el empalme de la
alimentación y el cableado de salida de forma tal, que el servicio de los extractores se suspenda
solo por un día acordado oportunamente con la empresa.
6 ESTRUCTURA Y BANDEJAS [1], [2]
El Tipo de tablero a utilizar esta conformado por columnas o celdas verticales auto-
soportables que se acoplan lateralmente, esto para obtener modularidad eléctrica y mecánica
dentro del panel.
Las dimensiones externas de dichas celdas son 81’’ de altura, 24’’ de ancho y 24’’ de
profundidad, tal como se muestra en los planos anexos, cada una con una sección superior fija de
9" para las barras y dos secciones inferiores de 29’’ para los arrancadores, el restante de 14’’ para
la base y una sección vacía de reserva contra inundaciones. Las bandejas interiores tendrán
aproximadamente 20’’ de ancho por 28.5’’ de alto. Sobre dicha bandeja atornillada en el panel se
instalaran los arrancadores, protecciones Y equipos de control. El equipo de medición será
instalado en la puerta respectiva de cada cubículo como se observa en los planos. De las medidas
anteriores, las exteriores de las celdas son de estricta obligatoriedad, por el contrario las bandejas
y los compartimientos pueden variar sutilmente por detalles constructivos del fabricante.
Las celdas serán de doble fondo, el primero removible desde la parte frontal a una
profundidad de 15’’ en el que solo estarán los arrancadores tal como lo muestra el plano de vista
frontal sin puertas, las otras 9’’ para un compartimiento que transversalmente se divide a la mitad
para cableado de salida y las barras verticales. Nótese que las barras verticales están distanciadas del
piso aproximadamente 32’’ dado que el interruptor automático del arrancador más bajo estará por
encima de esta cota tal como se muestra en el plano de la disposición de los equipos. Para acceder al
segundo fondo en el que se hallan las barras y los moños de cables de salida se procede por la parte
trasera del panel, en el que se encontraran las tapas removibles del compartimiento de los cables y
las tapas removibles del compartimiento de las barras verticales.
72
Cada cubículo tendrá una puerta de acceso sin exponer a los circuitos de los
compartimientos adyacentes cuando estas sean abiertas. Las puertas cubrirán todo el ancho y
largo del cubículo y serán equipadas con bisagras desmontables para facilitar operaciones de
montaje.[4]
“La estructura de la celda debe estar compuesta por partes y piezas fabricadas en chapa
de acero con un espesor no menor de 2.5mm o calibre 12, las cuales son ensambladas para
formar una estructura auto-soportable. En aquellos casos donde la estructura no forma parte del
revestimiento externo completo o una porción igual o menor a 100mm, las piezas pueden ser
fabricadas de chapas con un espesor de 1.9mm o calibre 14, como es el caso de las puertas.”[9]
Las láminas internas de separación serán de chapas con un espesor no menor de 1.9mm o
calibre 14 y este será el calibre mínimo aceptado en todas las celdas, excepto los detalles que no
tengan que ver con la rigidez de la estructura como la chapa de los controles presentado en los
planos anexos, que puede ser de calibre 16 o espesor 1.5mm. [9]
Toda pieza de material ferroso debe tener una protección contra la corrosión de acuerdo a
las condiciones ambientales dadas anteriormente. El tratamiento anticorrosivo debe ser por medio
de la aplicación de un recubrimiento externo que garantice su protección. Todas las piezas
metálicas y partes unitarias deberán ser totalmente pintadas usando un proceso de Electro-
deposición para que las caras interior y exterior de las superficies tengan un recubrimiento final
completo en y entre ellas. [9]
Todos los bordes y esquinas deberán tener un tratamiento que permita protección
adecuada contra la corrosión. [9]
Los espárragos, tuercas, tornillos y arandelas de acero usados para efectuar conexiones
estructurales, de los cables y de las barras colectoras, deben ser galvanizados o con baño de
cadmio. [10]
Cada celda será fijada con tornillos de sujeción al piso que permitan la instalación o
remoción de frente. [7], [12]
73
El cableado de salida tiene una sección independiente en el segundo fondo de la
estructura, las barras vertical también tiene su sección independiente, para facilitar su
comprensión se dispone de un plano en isometría.
Los cables, conexiones de alimentación y salida entraran a los equipos a través de
agujeros en la bandeja de cada arrancador en el primer fondo del panel.
Tanto la acometida como las salidas entrarán a la estructura por el techo canalizadas a
través de bandejas porta-cables. En los planos está una vista superior de la instalación en el que
se fija el lugar donde se instalará el nuevo CCM que reemplazará al existente. La acometida y el
cableado de salida se encuentran aproximadamente a 205m de altura, exactamente en el techo del
CCM instalado. La canalización con bandejas porta-cables recogerá el cableado desde su
posición actual y la llevará hasta el techo del nuevo CCM.
El tipo de envolvente será NEMA 12, tableros antipolvo de uso interior sin condensación
interna, no se requieren calefactores de espacio. [1] , [10]
7 BARRAS
Todas las barras serán de cobre electrolítico de alta conductividad (99.9%) y estarán
fijadas rígidamente a la estructura mediante aisladores y encerradas dentro de un compartimiento
metálico puesto a tierra. Las barras irán instaladas al canto como se muestra en los planos y el
fabricante determinará el distanciamiento de los puntos de sujeción, distanciamiento entre las
barras y todo lo relativo, de forma tal que el sistema sea robusto ante esfuerzos electrodinámicos
y mecánicos, ya que los planos solo muestran la configuración espacial dentro del CCM, el tipo
de sujeción que se especifica esta en los planos, cualquier cambio en este respecto el fabricante
deberá consultar oportunamente. [4]
El compartimiento de las barras debe ser puesto a tierra y no ventilado, si el fabricante
determina que se requiere ventilación, las aberturas deben ser tales que no permitan la entrada de
74
una punta de prueba de 6 mm de diámetro, y no deberán estar localizadas en la parte superior del
compartimiento(techo).[5]
Las barras y uniones estarán soportadas con suficiente separación y rigidez, que permita
soportar la capacidad de cortocircuito especificada. Todos los soportes serán de material
aislantes, autoextingible, resistente al alto impacto, alto esfuerzo dieléctrico y a la absorción de
humedad. [9]
Las uniones entre barras deben ser enchapadas en plata o estaño, para asegurar una mejor
superficie de contacto. El fabricante debe garantizar que la conductividad de las uniones sea igual
o mayor que la propia de la barra [9]
Las uniones y empalmes de barras y derivaciones se asegurarán rígidamente con pernos y
arandelas de presión, para garantizar que la presión de contacto se mantenga inalterable con los
cambios de temperatura especificados. [1]
“Las barras deberán estar diseñadas de manera de poder expandirse o contraerse, al
cambiar la temperatura, sin someter a esfuerzos los aisladores y soportes.”[2]
Las barras que alimentan los compartimientos de las bandejas serán firmemente
atornilladas a la barra principal. Las barras principales serán de 2´´ x 1/4´´ incluyendo las barras
verticales de la celda central, ya que allí está el interruptor principal. Las barras verticales de las
celdas laterales serán de 1´´ x 1/4´´.
El CCM tendrá barras verticales de tierra en cada celda así como una barra continua de
tierra, que irá montada en la parte inferior a todo lo largo del CCM. La sección transversal de
estas barras no será menor de 156.368 milímetros cuadrados.
Cada barra vertical por fase será una sola pieza como se muestra en los anexos y llegará
hasta la cota especificada en el mismo (32 Inch del piso).
75
8 UNIDADES DE ARRANQUE DE LOS MOTORES
Las unidades de arranque serán a tensión reducida, estrella-triángulo, una combinación de
interruptor magnético en caja moldeada y relé de sobrecarga con sus respectivos contactores:
principal, delta y estrella. El arrancador estrella-triángulo es de transición abierta. Las
especificaciones de los equipos están indicadas en el diagrama trifilar. Todas las unidades
arrancadoras son idénticas.
El control se llevará a cabo solo con un selector on-off según se muestra en diagrama de
control y físicamente será instalado con las luces pilotos tal como aparece en los planos de vista
frontal del CCM con puertas.
Cada unidad arrancadora deberá ser provista de los contactos NA y NC necesarios para
cumplir con el diagrama de control especificado en los anexos.
La tensión de control de cada arrancador será obtenida mediante un transformador de
control de 480/120V, 200VA, instalado en la bandeja y aguas abajo del interruptor principal. El
transformador será monofásico y protegido mediante dos fusibles limitadores seleccionados por
el fabricante. Uno de los terminales secundarios será solidamente puesto a tierra. Las otras
características aparecen en los planos.
El primario del transformador se conectará el lado de carga del interruptor.
El sistema de medición utiliza 3 Transformadores de corriente de relación 100/5 y 5VA.
Para la protección de los motores los relés de sobrecarga Irán enchufados directamente en
el contactor principal y su curva de disparo será clase 20 y sus características particulares se
hallan en los planos.
Los temporizadores indicados en el diagrama de control serán electrónicos, uno de ellos
es el del arranque estrella-delta y el otro tiene la particularidad de permitir un rango de
temporización entre 0-30 minutos, sus características se hallan en los planos.
76
9 SISTEMA DE PROTECCIÓN DE FALLA A TIERRA
El sistema de protección consistirá de lo siguiente:
Un transformador de corriente toroidal (sensor).
Un relé de estado sólido con ajuste de corriente y de tiempo de operación. También
dispondrá de una alarma preaviso de fuga. Este equipo será instalado en el mismo cubículo en el que
está el interruptor termo-magnético principal (celda central cubículo superior).
10 CABLES
El alimentador saldrá con una longitud suficiente para ser empalmado en la bandeja por la
cual se canalizará todo el cableado. En el plano de vista superior del sitio de la instalación se
muestra exactamente donde está la acometida y los ductos de salida que seguirán en el mismo
lugar actual y con la bandeja mencionada se conectará el CCM con el sistema.
El calibre de los cables y tipo de aislante se especifican en los planos con detalles, las
distancias evidentemente forman parte de los detalles constructivos del fabricante. El cableado de
medición y control usará aislantes para105°C.
11 PUESTA A TIERRA
Todas las partes metálicas expuestas (no portadoras de corriente) estarán permanentemente
puestas a tierra. Todos los miembros de la estructura tendrán la continuidad eléctrica necesaria para
lograr una buena puesta a tierra.[5]
En cada extremo de la barra de tierra, se suministrará un conector adecuado para un
conductor de cobre trenzado desde el calibre 00 AWG hasta 0000 AWG. [12]
La estructura de cada cubículo estará conectada a la barra de tierra. Las conexiones internas a
la barra se harán con conductores no menores al calibre 8 AWG. 12]
77
“Las puertas deberán ser puestas a tierra mediante conductores de cobre extraflexibles de
calibre Nº 8 AWG.”[2]
12 PLACAS DE IDENTIFICACIÓN [9]
Cada una de las bandejas de cada cubículo será provista con una placa de identificación
hecha de material resistente a la corrosión y con inscripción indeleble y la cual contendrá la informa-
ción referente al equipo que corresponda, la bandeja del arrancador o el interruptor principal y relé
de protección de falla a tierra.
El tamaño de estas placas será suficiente para identificar claramente cada componente. Las
Bandejas deberán llevar placas de identificación tanto en la estructura de la misma como en la parte
frontal de la puerta del Centro de Control de Motores.
El CCM Tendrá una placa principal en su frente con las características generales.
El material de las placas debe ser resistente a las condiciones del ambiente y no debe
deteriorarse con el tiempo. El texto puede ser grabado, impreso, fotograbado, etc., pero debe quedar
inalterable.
Las placas deben ser atornilladas o remachadas; no está permitido usar pegamentos. Para
identificar los diferentes componentes se pueden usar placas grabadas pegadas o etiquetas
autoadhesivas.
78
13 REQUISITOS DE INTALACIÓN
La ubicación física del CCM se muestra en un croquis de vista superior, en el cual aparece la
posición de la acometida actual, el CCM instalado que será reemplazado y la posición del nuevo
CCM a instalar.
La instalación contempla la remoción completa del CCM instalado y la instalación de un par
telefónico para permitir el monitoreo a través del equipo de PC.
14 INSPECCIÓN Y PRUEBAS [11]
General
Cada una de las celdas será inspeccionada y aprobada de acuerdo con las normas estable-
cidas en esta especificación.
INTEVEP designará personal que actuarán como sus representantes en la ejecución de las
pruebas a que sean sometidos los equipos.
Los inspectores tendrán autoridad para:
Presenciar las pruebas y aceptar o rechazar los procedimientos y resultados si éstos no están
de acuerdo con las normas y especificaciones, o cuando en casos de duda, el fabricante no pueda
demostrar a la satisfacción del inspector, la confiabilidad de los procedimientos y de los resultados.
El fabricante realizará las pruebas especificadas utilizando sus propios equipos o los
alquilará en caso de ser necesario. El fabricante preparará con suficiente anticipación, un
programa completo que indique las fechas en las cuales se realizarán las pruebas y en las que se
completarán las etapas principales del ensamblaje de los equipos. Este programa será presentado
a INTEVEP para su aprobación.
79
Los resultados de las pruebas serán registradas en Informes de Pruebas, de los cuales se
enviarán tres (3) copias a INTEVEP, debidamente firmadas.
Las pruebas a las cuales serán sometidos los equipos serán principalmente las siguientes:
-Pruebas en fábrica.
-Pruebas en sitio.
15 PRUEBAS EN FÁBRICA [10]
Las inspecciones y pruebas serán llevadas a cabo en el equipo totalmente ensamblado con
las unidades de transporte conectadas entre sí, aplicando los capítulos correspondientes de la
norma COVENIN 2941-2005 Métodos de ensayo.
El equipo será inspeccionado para verificar conformidad con los planos de disposición
aprobados, así como de la identificación y capacidad de interruptores, arrancadores, fusibles,
medidores, etc.
Se harán inspecciones con el fin de verificar:
-Confiabilidad del mecanismo de operación de interruptores y en compuertas o barreras.
-El aislamiento del sistema de barras y distancias de seguridad.
-El montaje apropiado de componentes y la buena ejecución del cableado interno.
-La intercambiabilidad de elementos removibles idénticos.
80
Los circuitos principales y auxiliares serán inspeccionados para verificar que
correspondan a los diagramas esquemáticos aprobados. A tal efecto, se realizarán pruebas
funcionales, simulando la operación con el equipo en servicio. Esto incluye la operación de los -
arrancadores.
Todos los componentes eléctricos serán sometidos a pruebas dieléctricas por un minuto, con
tensión de acuerdo a las normas NEMA. Las pruebas se llevarán a cabo entre todos los polos
conectados juntos y la estructura y también entre cada polo y los demás conectados a la estructura.
Se efectuarán pruebas del dieléctrico con 2200 V, 60 Hz, durante 60 segundos.
Deberán realizarse así mismo, pruebas de inyección primaria de tensión y corriente.
Se efectuarán pruebas de resistencia del aislamiento con un Megger de C.C. La resistencia
deberá ser por lo menos de 50 Meghoms.
Verificación del funcionamiento de todos los sistemas de falla a tierra por simulación de
fallas en cada línea.
16 PRUEBAS EN SITIO
Las pruebas en sitio incluirán, sin estar limitadas a lo siguiente:
-Medición de resistencia de aislamiento del sistema de barras.
-Prueba del Dieléctrico (2200 V, 60 Hz, durante 60 segundos).
-Medición de resistencia de aislamiento del cableado.
-Medición de resistencia de Puesta a Tierra.
81
-Correcto funcionamiento de dispositivos de control, protección y la correcta polaridad de
los transformadores de instrumentos.
82
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- Se recomienda la contratación del proyecto con la industria nacional o en su
defecto, industrias trasnacionales que posean sus plantas metal-mecánicas en el país. En primer
lugar, los mejores precios en el proceso de licitación serán de las empresas nacionales por
razones obvias. Estas empresas nacionales usualmente trabajan en contacto directo con el cliente
en todas las fases de construcción de los tableros y el cliente se entera oportunamente de los
cambios en el diseño especificado, con la potestad de aceptarlo o exigir el diseño original. En
segundo lugar, la mayoría de las empresas trasnacionales cuyas plantas de fabricación no se
hallan en el país, poseen modelos estandarizados que ofrecen a sus clientes en sustitución de sus
diseños especificados originalmente, que se ajustas a grosso modo con las especificaciones
técnicas y cualquier cambio en el diseño implica retardos en el tiempo de ejecución de la obra e
incrementos excesivos de los costos después de contratada la obra. A pesar de las
estandarizaciones necesarias para los procesos de fabricación en serie de los tableros, la filosofía
de la industria nacional concluye que un tablero es un traje a la medida, por el contrario según la
experiencia adquirida en el desarrollo de este trabajo, la filosofía de la industria trasnacional de
importación, un tablero es una necesidad que se satisface con un estándar versátil y de múltiples
aplicaciones. Operativamente un tablero puede ser igual a otro, pero sus características para el
mantenimiento, ejecución y desempeño ante las condiciones específicas del sitio de instalación
son las que lo hacen particular.
- Se recomienda la utilización de calefactores de espacio, aunque la norma NEMA no toca
este tópico en sus grados de protección, para minimizar el riesgo de condensación interna.
- Si se da el caso de que alguna de las empresas licitantes propone un modelo
análogo IEC que se adapte eficientemente a las especificaciones y por supuesto con costos
atractivos, puede aceptarse el modelo bajo la respectiva supervisión del ingeniero a cargo.
83
- Como puede notarse, en la tabla 15 de este trabajo Capacidad de carga admisible
para barras rectangulares de cobre, cuando una barra de sección dada es recubierta por mangas
de PVC termocontraible o es pintada de negro mate, su capacidad de carga se incrementa, es
decir, puede soportar mayores amperajes a menores temperaturas de operación. No se
recomienda el uso de este criterio para fijar la capacidad de carga de un JDB en fase de diseño, se
recomienda este criterio solo para mantener un ambiente más fresco en el compartimiento del
JDB.
84
Bibliografía
[1] ANATAVE: Curso de tableros eléctricos. Modulo I.
[2] Comentarios textuales del Ing. Ede Botfalusi Stock, asesor de este trabajo. Se destaca
actualmente como asesor técnico independiente de ANATAVE, contratado por
CODELECTRA, creador del primer curso sobre tableros en el país, Elaborador de varias
normas COVENIN sobre tableros y colaborador en la edición de las otras. Fue gerente de la
planta de tableros de la empresa TEMI en tocuyito Edo. Carabobo, gerente de su propia
fábrica de tableros y coordinador técnico y miembro del comité permanente para la revisión
del Código Eléctrico Nacional, entre otras actividades.
[3] COVENIN 2783:1998: Tableros eléctricos de media y baja tensión. Definiciones.
[4] COVENIN 3668:2001: Tableros eléctricos de media y baja tensión. Capacidad carga de
las barras de cobre.
[5] COVENIN 0540:1998 Grados de protección proporcionados por las
envolventes utilizados en media y baja tensión (código IP)
[6] COVENIN 2784:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Empaque, carga,
transporte y almacenamiento.
[7]COVENIN 2800:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Instalación y puesta en
servicio.
[8] COVENIN 2811:1998 Tableros Eléctricos de media y baja tensión. Documentación
técnica.
[9] COVENIN 2942:1998 Centro de Control de motores hasta 600 Voltios c.a. Requisitos. [10] COVENIN 3399:1998 Grados de protección proporcionados por las envolventes(cajas y
gabinetes) utilizados en media y baja tensión contra las influencias del medio ambiente. [11] COVENIN 2941:2005 Métodos de ensayo.
[12] PSVSA n-201: Obras Eléctricas.
[13] PDVSA n-90619.1.054: Control de Motores.
85
[14] Penissi Oswaldo., “Canalizaciones Eléctricas Residenciales” 9ª edición, Limesama,
Caracas, Venezuela, 2005, Pág. 83-103.
[15] Naranjo Alberto, “Apuntes de Sistemas de Distribución”, Universidad Simón Bolívar,
1983, Pág. 68-73.
[16] IEEE: Recommended practice for Electric Power Distribution for industrial Plants. Std
141-1976.
[17] IEEE: Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and
Commercial Power Systems. Std 242-1986.
[18] Molano Diana, “Diseño y Especificación del Centro de Control de Motores para una
Sala de Almacenamiento de Producto”, Informe final de pasantia, Diciembre 1990.
[19] Smeaton W. Robert, “Motores eléctricos”, 2da Edición, Mc Graw Hill, México 1991,
Pág. 47-52.
[20] EN 60439-1:1990: Método para calcular la sección de los conductores de protección
bajo el aspecto de las solicitaciones térmicas causadas por las corrientes de corta duración.
86
Apéndice A
Tabla 11: Lista de equipos con dimensiones físicas para diseño de la bandeja Equipo Modelo y marca Alto ancho Profundidad
Interruptor principal
Square D, tripolar, en caja moldeada,
600 A y 65KA, 480V clase 601
356mm 228mm 166mm
Interruptor magnético
Square D, tripolar, en caja moldeada,
100 A, 65KA, 480V, clase 601
152mm 114mm 106mm
Contactor principal
Con relé de sobrecarga incluido,
bimetálico no compensado, Square D clase 8536, tipo
sfo, NEMA 4.
327mm 152mm 165mm
Contactor delta Square D clase 8502, tipo sfo,
NEMA 4. 208mm 152mm 165mm
Contactor estrella Square D clase 8502, tipo seo,
NEMA 3. 180mm 139mm 165mm
Transformadores de corriente. SACI, TU40-100/5 66mm 71mm 96mm
Transformador de tensión
ARC, serie TRC-200, 480/120V,
200VA. 108mm 92mm 101mm
87
Apéndice B.
Tabla 12: Capacidad de distribución en Am con aislante TTU[14]
ΔV=2% AWG o MCM FP=0.8
14 278 12 439 10 687 8 1076 6 1616 4 2481 2 3762
1/0 5470 2/0 6411 3/0 7665 4/0 9095 250 10163 300 10740 350 11781 400 12770 500 14182 600 14852 700 15893 750 16149
Calculada en base a la fórmula ( )αα XsenR
KVVAm+
Δ=
cos3%10 , para otros valores de ΔV
diferentes, multiplicar por 2
VNuevoΔ . Estas tablas son extraídas de [2].
Tabla 13: Capacidad amperimétrica de los conductores[14]
No más de tres conductores en canalización o cables directamente enterrados. Temperatura ambiente 30ºC
88
Apéndice B
Tabla 14: Factores de corrección para sistemas distintos a 3*208/120V
aplicables a tablas de Am y KVAm[14]
89
Apéndice C
Tabla 15: Carga admisible en amperes para barras de cobre rectangulares. Temp. Amb. 40ºC, temperatura máxima 70ºC[4]
Tabla 16:Carga admisible en amperes para barras de cobre rectangulares. Temp. Amb. 40ºC, temperatura máxima 70ºC. (continuación).[4]
90
Apéndice C
Tabla 17: Carga admisible en amperes para barras de cobre rectangulares. Temp. Amb. 40ºC, temperatura máxima
70ºC (continuación).[4]
Fig. 9: Factor de ajuste a para temperaturas diferentes (temperatura final)[4]
91
Apéndice D
Fig. 10: Curva de disparo del interruptor magnético de 100 A, Ramal del motor, Square d, clase 601
Fig. 11: Detalle del disparo magnético del Interruptor de 100 A, Square d, clase 601
92
Apéndice D
Fig. 12: Curva de disparo del interruptor termomagnético de 600 A, Square d, clase 601.
Fig. 13: Curva de disparo del interruptor termomagnético de 600 A, Square d, clase 601. detalle del disparo
magnético
93
Anexos
Cotización: TC-06-08-XX1-P
Proyecto: SUMINISTRO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES
1 Rev. 0
PRESUPUESTO
Cliente: PDVSA-INTEVEP Atención: JASON QUIJADA
Proyecto: SUMINISTRO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES 480 V
Fecha de la Cotización: 10/08/2006
Técnico Comercial: Ing. Enrique TREVISAN.
Responsable Comercial: Ing. Luís Carlos ALVAREZ
TÉRMINOS Y CONDICIONES:
1. Condiciones de pago:
• 50% con la orden de compra • 50% con la entrega del equipo
2. Validez: 30 días 3. Sitio de entrega: En sus almacenes 4. Tiempo de entrega: De 14 a 16 semanas. (Una vez aclarado el pedido técnica y comercialmente)
LIMITES DEL SUMINISTRO:
Para la presente presupuesto no se han considerado los siguientes puntos, pero a su juicio podemos entrar a discutir como adicionales las que consideren convenientes:
1. Suministro de cables de potencia. 2. Interconexiones y sistema de enclavamiento entre tableros físicamente separados. 3. Nuestra cotización no contempla estudio de coordinación de protecciones, solo incluye la
parametrización con los datos que debe suministrar el cliente. 4. Instalación y/o puesta en marcha.
Cotización: TC-06-08-XX-P Rev. 0
Cotización: TC-06-08-XX1-P
Proyecto: SUMINISTRO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES
2 Rev. 0
NOTAS:
1. Los equipos son garantizados por un periodo de un (01) año a partir de la puesta en servicio o (18) meses a partir de la entrega al cliente, cualquiera que ocurra primero, contra cualquier defecto de fabricación u operación consecuencia de un defecto en el diseño, los materiales o la ejecución.
2. Nuestros precios están basados en Dólares Americanos, no obstante los Pagos podrán ser cancelados en bolívares a la tasa de cambio oficial vigente al momento de la facturación, 30 días a la emisión de nuestra factura, mediante transferencia bancaria al banco local y cuenta que SCHNEIDER ELECTRIC VENEZUELA. S.A., indique en factura.
Cotización: TC-06-08-XX1-P
Proyecto: SUMINISTRO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES
3 Rev. 0
TABLA DE PRECIOS
Item Cantidad Descripción Precio Unitario (US$)
Total Precio (US$)
Tiempo De Entrega
1 1
CENTRO CONTROL DE MOTORES, 480 V, 600 A, TIPO ESTRELLA-TRIANGULO CON PROTECCION CONTRA SOBRECARGA POR RELE TERMICO SEPARADO
44.754,25 44.754,25 De 14 a 16 semanas
Total de la Oferta (US$): 44.754,25
ESPECIFICACION TECNICA LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS
ACOMETIDA, MEDICION Y METALMECANICA CANT DESCRIPCION REFERENCIA FABRICANTE
INTERRUPTOR PRINCIPAL 1 INTERRUPTOR MAGNETICO C MOLDEADA 36400 SQUARE D 1 CHASIS 48391 MERLIN GERIN 1 JUEGOS DE TERMINALES SUPERIORES 48133 MERLIN GERIN 1 JUEGOS DE TERMINALES INFERIORES 48138 MERLIN GERIN 1 ENCLAVAMIENTO CHASIS 48568 MERLIN GERIN 1 ENCLAVAMIENTO PUERTA 48579 MERLIN GERIN 1 DESCARGA DEL RESORTE 48530 MERLIN GERIN
1 JUEGOS DE SWITCHES POSICION 33751 , 33752 ,
33753 MERLIN GERIN 1 MOTOR-REDUCTOR 48530 MERLIN GERIN 1 BOBINAS DE CIERRE XF 48484 MERLIN GERIN 1 BOBINAS DE APERTURA MX 48494 MERLIN GERIN 1 BOTONES DE CIERRE ELECTRICO 48534 MERLIN GERIN 1 PADLOCKING PARA BOTONES 48536 MERLIN GERIN 1 MARCO EMBELLECEDOR 48603 MERLIN GERIN 1 MODULO AD 54444 MERLIN GERIN 1 MODULO MODBUS 48188 MERLIN GERIN SISTEMA DE MEDICION
5 POWER METER PM800 PM820RD SQUARE D 5 DISPLAY PARA POWER METER PM8RD SQUARE D 5 CABLE DISPLAY POWER METER 3020SC112 SQUARE D
15 TC 600/5 TCFT5T107 NACIONAL METALMECANICA 3 COLUMNAS HIMEL S ELECTRIC
15 BARRA DE COBRE 120x10 BAR120 10 METALEX
Cotización: TC-06-08-XX1-P
Proyecto: SUMINISTRO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES
4 Rev. 0
SISTEMA DE CALEFACCION 3 RESISTENCIA DE CALEFACCION 150W-120VAC RES-150-120 WATLOW 3 TERMOSTATO 5º - 30A 07999 MERLIN GERIN 3 RELE AUXILIAR 2NA+2NC 220V CA3DN22MD TELEMECANIQUE3 INTERRUPTOR MULTI9 C60N-2P-3A 24333 MERLIN GERIN
3 BLOQUES DE CONTACTOS AUXILIARES MULTI9 26924 MERLIN GERIN
CADA CCM DE UN TOTAL DE CINCO (5) CONTIENE LO SIGUIENTE: CANT DESCRIPCION REFERENCIA FABRICANTE
ARRANCADORES 75 HP 1 INTERRUPTOR MAGNETICO C MOLDEADA MHL36400 SQUARE D CONTACTOR 1 CONTACTOR LC1F185 MERLIN GERIN 1 TRANSFORMADOR DE CONTROL 480/120 VAC TT-FT-4T-080 CADIEM 3 FUSIBLE 10x38 .. AMP DF2CN.. TELEMECANIQUE1 BASE PORTAFUSIBLE DF6AB10 TELEMECANIQUE1 EJE PROLONGADOR DEL RESET ZA2-BA-639 TELEMECANIQUE RELE TERMINO 1 RELE TERMINO LT6 LT6-P0M025FM TELEMECANIQUE1 PULSADOR RESET DEL TERMICO ZA2-BZ13 TELEMECANIQUE1 TRANSFORMADOR DE CORRIENTE LT6-CT1001 TELEMECANIQUE1 CABLE DE CONEXIÓN MODULO MODBUS… TSXCSA100 TELEMECANIQUE1 MODULO MODBUS LU9 GC3 TELEMECANIQUE1 CABLE DE CONEXIÓN LT6 MODULO VW3A8306D30 TELEMECANIQUE3 BORNERA PARA RELÉ TERMICO LAD7B10 TELEMECANIQUE SEÑALIZACION 1 PILOTO ROJO XB4BV34 TELEMECANIQUE1 PILOTO VERDE XB4BV33 TELEMECANIQUE1 PILOTO AMARILLO XB4BV35 TELEMECANIQUE1 PILOTO AZUL XB4BV36 TELEMECANIQUE1 PUSH BUTTON START XB4BA14 TELEMECANIQUE1 PUSH BUTTON STOP XB4BA42 TELEMECANIQUE1 SELECTOR 3 POS. LOC-OFF-REMOTE XB4BJ33 TELEMECANIQUE ACCESORIOS
40 BORNES DE CONTROL AB1VV435U TELEMECANIQUE10 TOPES AB1AB8P35 TELEMECANIQUE100 ETIQUETA ZB2-BY2101 TELEMECANIQUE1 CONTACTOS AUXILIARES (1NA + 1NC) LAD-8N11 TELEMECANIQUE1 CONTACTOS AUXILIARES (2NA) LAD-N20 TELEMECANIQUE1 INTERR. AUTOMATICO MULTI9 C60N 2P, 2A 24332 MERLIN GERIN 1 INTERR. AUTOMATICO MULTI9 C60N 1P, 2A 24396 MERLIN GERIN
Cotización: TC-06-08-XX1-P
Proyecto: SUMINISTRO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES
5 Rev. 0
1. FUERA DE SUMINISTRO Esta oferta está totalmente limitada al material y tiene la documentación descrito anteriormente. Todos los equipos ó servicios no mencionados en esa oferta no serán incluidos, como :
Cables/conexiones entre celdas y los equipos a distancia. Las partes móviles enchufables BT. Los prensaestopas. Los servicios al sitio como: instalación, puesta en marcha, ensayos. La repetición de los ensayos de rutina. Los ensayos de tipo y especiales.
