INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN TEMA I - INTRODUCCIÓN 1.- OBJETIVO Y ALCANCE DE LA ASIGNATURA El objetivo de esta asignatura es que el estudiante adquiera los conocimientos básicos necesarios para diseñar Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión. Para esto se desarrollan los temas relacionados con los problemas que deben resolverse durante el diseño de una Instalación Eléctrica: cálculos, selección de los componentes, verificaciones, etc.
Cronograma FECHA TEMA DOCENTE TEMA 06/08 Introducción G. Correa 1 08/08 Tipos de suministros e instalaciones de enlace N. Gregorio 3 13/08 15/08 Cargas eléctricas y estimación de la demanda A. Prieto 2 20/08 22/08 27/08 29/08 Cálculo de las corrientes de cortocircuito PRACTICO - Cortocircuito G. Correa N. Gregorio 4 03/09 05/09 Canalizaciones eléctricas J. Tokman 5 10/09 12/09 Protección contra sobrecorrientes J. Horta 6 17/09 PRACTICO - Protecciones y dimensionado de conductores N. Gregorio 19/09 PRACTICO - Protecciones y dimensionado de conductores N. Gregorio 28/09-7/10 Primeros parciales
Cronograma 08/10 10/10 Comando y protección de motores A. Prieto 7 15/10 17/10 Iluminación N. Rivero 8 22/10 PRACTICO - Iluminación y clase consulta iluminación A. Cardozo 24/10 29/10 Puesta a tierra y conductores de protección J. Tokman 9 31/10 05/11 Protección contra contactos eléctricos G. Correa 10 07/11 PRACTICO - Protección contra contactos eléctricos y PAT N. Gregorio 12/11 14/11 Compensación de la energía reactiva A. Prieto 11 19/11 PRACTICO - Compensación de energía reactiva N. Gregorio 23/11-5/12 Segundos parciales
Bibliografía Apuntes página web de la asignatura. Libros: Instalaciones Eléctricas, Editorial McGrawHill Autor: Ademaro Cotrim Tecnología Eléctrica, Editorial Sintesis Autores: J. Roger Folch, M. Riera Guasp, C. Roldán Porto Curso: teórico práctico, 15 semanas, 4 horas semanales. Evaluación: 2 parciales Aprobación curso: Mínimo 25% puntos en cada parcial Aprobación de curso y rendir examen: entre 25% y 59% puntos en la suma de ambos parciales Exoneración: mínimo 60% puntos en total
Docentes de la asignatura Responsable: Gonzalo Correa Teórico: Gonzalo Correa Adhemar Prieto Nicolás Gregorio José Tokman Juan Horta Nicolás Rivero Prácticos: Nicolás Gregorio Alfonso Gonzalez Juan Horta Andrés Cardozo
2.-SISTEMA ELÉCTRICO E INSTALACIÓN ELÉCTRICA SISTEMA ELÉCTRICO: Es conjunto de circuitos interconectados, cuya función es llevar la energía eléctrica generada en el sistema, o recibida de otros sistemas, o de fuentes autónomas de energía, hasta los puntos de utilización donde se conecta el equipamiento eléctrico. Un sistema eléctrico esta integrado esencialmente por componentes eléctricos que conducen o pueden conducir corriente. Este es un concepto muy amplio y puede aplicarse tanto a un sistema eléctrico de una ciudad como al sistema eléctrico de un predio. El sistema eléctrico nacional estáformado por un sistema de generación, un sistema de transmisión en alta tensión 500kV y 150kV, un sistema de subtransmisiónen media tensión 60kV, un sistema de distribución en media tensión 31.5kV, 15kV, 6.4kV y un sistema de distribución en baja tensión 230V/400V.
En el mapa se muestra en rojo la red de 500 kv, en azul la red de 150 kv, y en violeta la red de 60 kvdel Sistema Eléctrico Nacional.
TABLA DE LOS PRINCIPALES GENERADORES DEL SIN CENTRAL SALTO GRANDE HIDROELECTRICA CONSTITUCIÓN (PALMAR) HIDROELECTRICA BAYGORRIA HIDROELECTRICA GABRIEL TERRA HIDROELECTRICA LA TABLADA TERMICA CENTRAL BATLLE TERMICA PUNTA DEL TIGRE - TERMICA UPM - BIOMASA POTENCIA INSTALADA (MW) 945 333 108 152 212 335 300 161
INSTALACIÓN ELÉCTRICA: Es el conjunto de las partes eléctricas y no eléctricas necesarias para el funcionamiento de un sistema eléctrico o de una parte del mismo. Los componentes eléctricos están asociados y tienen características coordinadas entre si, para cumplir con una finalidad determinada. En resumen podemos decir que la instalación eléctrica de un predio estáformada por: conductores, interruptores, dispositivos de comando y demás componentes eléctricos y las partes no eléctricas necesarias para su funcionamiento como son: estructuras de soporte, locales, tableros, cámaras, canalizaciones (caños, bandejas, ductos, etc.
INSTALACIÓN ELÉCTRICA INTERIOR DE BAJA TENSIÓN: Se entiende por instalación eléctrica de baja tensión a aquélla cuya tensión nominal es inferior o igual a 1000 V en corriente alterna o 1500 V en corriente continua. Se entiende por instalación eléctrica interior aquella que, alimentada por una Red de Distribución Pública y/o por una fuente de energía propia, tiene como finalidad principal permitir la utilización de la energía eléctrica. Dentro de este concepto se incluye toda instalación eléctrica interior, independientemente que en su totalidad o parcialmente estésituada a la intemperie.
LIMITES DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN: Los límites de las instalaciones eléctricas interiores de baja tensión son: Los bornes de salida del interruptor de control de potencia del tablero de medida del Distribuidor en el caso de instalaciones conectadas a la Red de Distribución Pública directamente en baja tensión o los bornes de baja tensión del transformador de potencia de la estación transformadora propia en el caso de instalaciones conectadas a la Red de Distribución Pública en media o alta tensión. Nota 1:Para las instalaciones alimentadas por una fuente autónoma de energía en baja tensión, la instalación eléctrica interior incluye dicha fuente. Los bornes de alimentación de los receptores conectados por medio de canalizaciones fijas y los tomacorrientes.
3.- REPRESENTACIÓN DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA Cuando realizamos el proyecto de una instalación eléctrica, o se nos presenta un plano de una instalación eléctrica existente, todos los componentes que la integran, son representados gráficamente a través de símbolos normalizados. El instituto de Normalización uruguayo es UNIT y la norma correspondiente a símbolos para la representación de instalaciones eléctricas es la norma nacional UNIT 24-48. También se utiliza la norma internacional IEC 60617-3. Dentro de los documentos que se elaboran para la representación de una instalación eléctrica, se distinguen básicamente los siguientes: Planos de planta Unifilares Planillas de cableado. Cortes y detalles Diagramas de comando.
Circuito eléctrico:equipamiento eléctrico de una instalación alimentado a partir del mismo origen y protegido contra sobrecorrientespor el o los mismos dispositivos de protección. Un circuito incluye los conductores activos, los conductores de protección, y la aparamentaasociada de protección, comando, etc. Circuito de comando:circuito que sirve para transmitir órdenes a partir de un dispositivo de maniobra (como ser llave, selectora, pulsador, etc.) hacia el dispositivo que asegura la apertura, el cierre o regulación de otro circuito. Circuito de distribución:circuito que alimenta uno o varios tableros de distribución.
Cables Componentes de una Instalación Eléctrica Conductores unipolares en cuerdas o alambres de cobre recocido, aislados en PVC ANTILLAMA. Usos: instalaciones fijas en caños o ductos PVC Clase: 750V Normas: IEC 60227 / UNIT IEC 227
Cables multipolares con conductores de cobre, aislación y vaina de PVC antillama
Cables unipolares o multipolares con conductores de cobre o aluminio, aislación de PVC o XLPE y vaina exterior de PVC Usos: Distribución de energía en instalaciones industriales de infraestructura eléctrica, alimentación de tableros o motores, tanto subterráneas, como en ductos o bandejas. Clase: 1000V Normas: IEC 60502
Canalizaciones en Bandejas Escalerillas Ducto Calado Ducto Ciego
Interruptores Interruptor de Riel Uso en circuitos terminales de iluminación, tomacorrientes, y en general en tablero secundarios. Normas: IEC 60947 (uso industrial) o 60898 (uso doméstico o similar).
Interruptores caja moldeada Uso en salidas de tableros generales y como interruptores generales de tableros de Distribución de Potencia. Norma: IEC 60947
Interruptores en aire Uso como interruptores generales de Tableros Generales o de salidas de gran potencia. Norma IEC 60947.
Luminarias Artefacto tubos fluorescentes Estancos de adosar Artefacto tubos fluorescentes de embutir
Luminarias Reflector de suspensión lámpara descarga Proyector lámpara descarga Uso exterior
Transformador de Potencia 31.5/0.4 kv
Vista de salida de Ducto de Barras de bornes de BT de un Transformador de Potencia
Tablero General de Baja Tensión (TGBT)
Generador de Baja Tensión
Vista del interruptor general y una Doble Vía automática de un Tablero General de BT
Vista interior de un módulo de un Tablero General de BT
Vista interior de un Tablero de Reactiva Automático de BT
Vista interior de un Tablero de Arranque de motor con Sofstartde BT
Vista frente muerto de un Tablero de Distribución Secundario
Vista de un Tablero de Distribución Secundario
Componentes de una instalación eléctrica de Baja Tensión
Vista de una Pasarela Técnica donde se ven las Bandejas de tendido de cables de BT
Vista de detalle de Bandejas de tendido de Cables de Baja Tensión
Vista de arriba un cielorraso -Conexión de una Luminaria
Vista de arriba de un cielorraso Conexión de una Luminaria
Vista de un Tablero General de una fábrica y las canalizaciones eléctricas
Vista de un Centro de Control de Motores (CCM)
4.- ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN NORMAS NACIONALES Institutos de Normalización de cada país: UNIT Instituto Uruguayo de Normas Técnicas IRAM Argentina ABNT - Brasil VDE - Alemania UNE -España NFC - Francia BS Gran Bretaña ANSI/UL Estados Unidos JIS -Japón
Norma Internacional IEC ComitéElectrotécnico Internacional(representación mundial) CENELEC( ComitéEuropeo de Normalización Electrotécnica) BS Reino Unido BritishStandard UNE España NFC Francia French Standard VDE/DIN Alemania CEI - Italia AS Australia SABS África del Sur
5.-REGLAMENTOS NACIONALES Y NORMAS NACIONALES E INTERNACIONALES El dimensionado y la selección de los componentes de una instalación eléctrica de baja tensión, debe hacerse de forma que la instalación cumpla con las prescripciones establecidas en los reglamentos nacionales que dictan las autoridades competentes; y siempre que sean compatibles con el mismo, siguiendo las directivas de la norma Nacional UNIT o UNIT-IEC correspondiente, o de la norma internacional IEC, aplicables a cada componente de la instalación. Existe una clasificación básica de las normas, según se refiera específicamente a un componente de la instalación eléctrica, o a la selección y/o instalación de un conjunto de componentes o de uno de ellos en particular. Las normas UNIT referentes a componentes eléctricos, son solo normas de producto.
Normas de producto: Existen normas de producto para cada uno de los materiales y receptores que componen la instalación eléctrica, y la conformidad de un producto con dicha norma, es una garantía de calidad y confiabilidad para el usuario. Entre el equipamiento eléctrico que compone una instalación eléctrica, podemos citar: Transformadores, generadores. Tableros. Interruptores, fusibles, contactores, guardamotores Cables, bandejas, caños, etc. Luminarias, tomacorrientes, etc. Condensadores. Motores. La norma correspondiente a cada componente que se estudie en el curso, será citada en su oportunidad.
Normas de instalación: Estas agrupan el conjunto de reglas a respetar en el proyecto, ejecución y explotación de una instalación eléctrica o parte de la misma, con el fin de asegurar: La alimentación de los receptores en correctas condiciones (tensión, frecuencia, continuidad del servicio). La seguridad de las personas y los bienes. La conservación en el tiempo de sus características. Como norma general de instalaciones eléctricas de baja tensión, nos referiremos a lo largo del curso a la norma IEC 60364 -Instalaciones Eléctricas de baja tensión en las Edificaciones.
Es claro entonces, que el cumplimiento de reglamentos y normas ayuda fuertemente a que se proyecte una instalación segura, esto implica: Protección de las personas Protección del entorno Protección de los equipos alimentados Protección de los componentes de la instalación
6.-RESUMEN DE LA SITUACIÓN ACTUAL, CON RESPECTO A LA REGULACIÓN Y CONTROL DE LOS ASPECTOS RELACIONADOS CON LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS Con respecto a los Organismos Competentes para regular los aspectos relacionados a las instalaciones eléctricas de baja tensión, haremos una breve reseña de la situación previa y la situación posterior a la Ley de Marco Regulatorio del Sector Eléctricoy su Reglamento, ya que se supone que estamos en una etapa de transición entre la situación de monopolio de UTE, y el funcionamiento de un Mercado Mayorista de Energía Eléctrica, habiendo comenzado esta transición con la promulgación de la citada Ley. Nos referiremos sólo a las reglamentaciones correspondientes a las instalaciones eléctricas de baja tensión, y en forma general a los organismos frente a los que se deben realizar los trámites para la conexión de una instalación eléctrica.
Situación previa (aún vigente en algunos aspectos), a la promulgación de la Ley En la situación previa, UTE elaboraba y controlaba el cumplimiento de los siguientes documentos: Reglamento de Instalaciones Eléctricas: Este especifica las condiciones que deben cumplir los materialesy su instalación, para cumplir con los objetivos establecidos en dicho Reglamento, asícomo los trámites que deben realizarse para solicitar la conexión de una instalación eléctrica a la red de servicio público de electricidad, y las responsabilidades de cada una de las partes involucradas. Norma de Instalaciones de enlace: Esta especifica las condiciones que deben cumplir los materiales y su instalación, para la ejecución de las instalaciones de enlace entre la red de servicio público de electricidad y la instalación interior. Los distintos tipos de instalaciones de enlace, y su definición, serán presentados en el próximo tema.
Trámites y Responsabilidades: En la etapa de proyecto de una instalación eléctrica, debe presentarse ante UTE la solicitud del presupuesto estimativo (oficina comercial), a los efectos de que UTE defina la forma de conexión a la red de distribución pública y el costo que tendrá para el cliente la conexión y la contratación de la carga. Para esto debe disponerse de los siguientes datos: Potencia a contratar Tensión del suministro Ubicación del predio Datos de propietario Para obtener efectivamente la conexión a la red de UTE, debe realizarse la solicitud del presupuesto definitivo, el pago correspondiente y presentar el documento de asunción de responsabilidad suscrito entre la firma instaladora y el Cliente.
Estos trámites deben realizarse a través de una empresa instaladora y un técnico responsable, quienes asumen frente a UTE y frente al usuario la responsabilidad por la instalación eléctrica realizada. UTE ha definido distintas categorías que dependen de la formación del técnico que asume la responsabilidad frente a UTE. Esta calificación y registro de empresas instaladoras y técnicos también está a cargo de UTE. En este esquema, no aparece como responsable frente a UTE el profesional que elaboróel proyecto de la instalación eléctrica, sino el responsable técnico de la empresa que lo ejecuto, no obstante esto no implica que no tenga la responsabilidad profesional y civil correspondiente. Estas reglamentaciones y normas están disponibles en la página web de UTE: www.ute.com.uy
Situación posterior a la promulgación de la Ley La Ley de Marco Regulatorio del Sector Eléctricoy su Reglamento, regulan las actividades de la industria de energía eléctrica constituidas por la generación, transformación, transmisión, distribución, exportación, importación y comercialización de energía eléctrica, y sus disposiciones son aplicables a todas las personas que desarrollen las actividades mencionadas. La misma Ley crea un Mercado Mayorista de Energía Eléctrica que funcionaráen las etapas de generación y de consumo, con uso compartido del sistema de transmisión y régimen de libre acceso y de competencia para el suministro a los distribuidores y grandes consumidores. Define como agentes de dicho mercado a los generadores, transmisores, distribuidores y grandes consumidores.
Se crean a través de dicha Ley, los siguientes organismos: URSEA - Unidad Reguladora de Servicios de Energía y Agua Esta unidad depende directamente del Poder Ejecutivo, y sus competencias iniciales fueron: Controlar el cumplimiento de la Ley Marco Regulatorio y su Reglamentación. Dictar reglamentos en materia de seguridad y calidad de los servicios prestados, de los materiales y de los dispositivos eléctricos a utilizar. Dictar normas y procedimientos técnicos de medición y facturación de los consumos. Asesorar al poder ejecutivo en materias como la fijación de tarifas de venta de energía eléctrica a terceros por parte de los suministradores del servicio público de electricidad. Otras que no competen a las instalaciones de BT.
ADME - Administración del Mercado Eléctrica Este organismo es un organismo público no estatal, en el que tiene participación el Poder Ejecutivo, la UTE, la Comisión Técnica Mixta de Salto Grande y los agentes del mercado. El cometido de la ADME es administrar el Mercado Mayorista de Energía Eléctrica.
Reglamentos En este marco, la UTE pasa a ser un actor mas del Mercado de Energía Eléctrica, y queda en la órbita del Regulador la elaboración de los siguientes reglamentos que regulan las distintas actividades permitidas, citamos a continuación los reglamentos vinculados a las instalaciones eléctricas de baja tensión. Reglamento de Instalaciones de Baja Tensión. Reglamento de Seguridad del equipamiento Eléctrico. Reglamento de Calidad de servicio. Trámites y responsabilidades Asímismo la URSEA definirálos requisitos básicos para la habilitación de las instalaciones eléctricas y para la acreditación de los instaladores y firmas instaladoras. Estos reglamentos están siendo publicados a través de la página webde la URSEA.