Control mando y protección de motores AT

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En la industria y el gran sector terciario, la potencia unitaria de las máquinas rotativas excede a menudo de los 100 Kw.; cuando se da este caso y/o la longitud de la línea de alimentación es importante (caída de tensión, pérdidas) resulta conveniente utilizar motores de alta tensión.
El objetivo es dar una información actualizada sobre estos motores, sus sistemas de arranque y las distintas protecciones utilizables; todo ello con la finalidad de facilitar las técnicas a elegir.

Cuadro general BT inteligente

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Actualmente, la distribución de la energía eléctrica, en todos los edificios y sin importar la actividad que se desarrolle en ellos, ha de responder a exigencias cada vez mayores de seguridad y de eficacia.
La energía ha de estar disponible para la seguridad y el confort de los usuarios, pero también para evitar los costes que producen los cortes de energía. Por tanto, las instalaciones eléctricas deben de tener un sistema de supervisión y ser capaces de reaccionar automáticamente para optimizar la distribución de la energía, lo que es posible gracias al proceso de datos o tratamiento de la información.
Así, los sistemas digitales de mando y monitorización, utilizados ya en MT industrial y pública, se convierten en una realidad en las redes BT.
Este Cuaderno Técnico, a partir del análisis de las necesidades, tiene el objetivo de explicar qué es la gestión técnica de la distribución eléctrica BT y cómo funciona.
Se ha puesto un énfasis especial en la descentralización y la distribución de la inteligencia tanto en el propio cuadro general BT como en su entorno y elementos próximos y relacionados con él. Finalmente, se presentan algunos ejemplos de instalación.

Los dispositivos diferenciales de corriente residual en BT

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El dispositivo diferencial está reconocido actualmente en todo el mundo como un medio eficaz para asegurar, en BT, la protección de personas contra los riesgos eléctricos debidos a contactos directos o indirectos.
Su perfecta elección y utilización requieren un buen conocimiento de las instalaciones eléctricas, especialmente de los esquemas de conexión a tierra, de las tecnologías que se utilizan y de sus posibilidades.
Se abordan todos estos conocimientos enriquecidos con las respuestas de los servicios técnicos de Schneider a las múltiples cuestiones que se les plantean.

Interruptor automático Fluart SF6 y protección de motores MT

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Hasta finales de la década de los 70, los interruptores automáticos MT (media tensión) utilizaban principalmente las técnicas de ruptura en el aire y en baño de aceite.
Los interruptores automáticos en baño de aceite, a pequeño o gran volumen de aceite, eran en Europa la única alternativa tecnológica. La mayoría de constructores de interruptores automáticos, de calificación internacional, los presentaban en sus catálogos.
Por otra parte las cualidades de los interruptores automáticos a ruptura en el aire eran muy apreciados por sus usuarios en el dominio de la distribución industrial de 6,6 a 11 kV, en Asia y en Europa y de 5 a 15 kV en el continente Americano. Con los interruptores automáticos a ruptura en el aire, tanto para aplicaciones en BT como MT, los usuarios no se preocupaban de las sobretensiones y muy a menudo no eran conscientes de la resistencia de este fenómeno. En efecto, gracias al soplado magnético en el aire, el gran alargamiento del arco (función del valor de la corriente cortada) y su enfriamiento permiten una ruptura dulce, sin sobretensiones excesivas.
Las técnicas de ruptura en el gas exafluoruro de azufre -SF6 -, o en el vacío comenzaron a ser utilizadas en los años 70-75 (según el país) particularmente para los interruptores automáticos MT en los centros de transformación primarios.
El éxito de estas dos nuevas técnicas no tuvo que ser probado. Sus ventajas son:
- una duración de vida mucho mayor que la de los interruptores automáticos en aceite,
- un mejor comportamiento en los reenganches rápidos, corte de baterías de acumuladores, etc., en comparación a los de ruptura en aceite o en el aire,
- un reducido volumen, en relación a los interruptores a ruptura en el aire.
Para reemplazar los interruptores automáticos de ruptura en el aire, en las aplicaciones industriales y particularmente en la ruptura de las corrientes de arranque de motores, el interruptor automático SF6 es la solución, ofreciendo:
- las ventajas de un ruptura dulce,
- y un volumen mucho menor respecto a los interruptores automáticos de corte en el aire.
Por todas estas razones, después de haberse fabricado durante 35 años el interruptor automático a ruptura en el aire, tipo Solenarc, Merlin Gerin optó a partir del año 1970 por la tecnología de ruptura en el SF6, en el sector de la media tensión.

Los interruptores automáticos BT frente a las corrientes armónicas transitorias y cíclicas

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La evolución de los receptores, resultado de los avances tecnológicos de esta última década, ha supuesto mayores exigencias para la distribución eléctrica. Por esto, las protecciones se han de adaptar a la nueva situación, especialmente por tres motivos:
- corrientes armónicas importantes debidas a la multiplicación de cargas no lineales que utilizan la electrónica de potencia (rectificadores, fuentes conmutadas...),
- corrientes transitorias provocadas por la conexión de receptores de gran intensidad de arranque, como son: cargas capacitivas, transformadores BT/BT,
- corrientes cíclicas originadas por la automatización, cada vez mayor, de cargas que desarrollan ciclos repetitivos (robots de soldadura, caldeo por trenes de ondas).
El propósito es mostrar cómo los relés electrónicos responden a las exigencias creadas por estas nuevas circunstancias, sustituyendo progresivamente a los relés electromagnéticos, y cómo, gracias a las posibilidades de la tecnología digital, se han convertido a la vez en captadores y actuadores «inteligentes y comunicantes».

Selectividad con los interruptores automáticos de potencia BT

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El objetivo de es presentar las técnicas de selectividad específicas de los interruptores automáticos de potencia BT.
Estos aparatos se caracterizan por su gran calibre (800 A a 6.300 A) y su situación en cabeza de la instalación BT, instalados generalmente a continuación de un transformador MT/BT.
Esta situación justifica las exigencias de selectividad que se le aplican. Después de repasar las técnicas de selectividad se citará la estrecha relación que existe entre la selectividad y las características generales de los interruptores automáticos y por último se darán algunos ejemplos prácticos sobre la elección de los aparatos a instalar.

Protección de transformadores de los centros MT/BT

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La elección de las protecciones de transformadores MT/BT puede parecer simple porque normalmente su determinación es fruto de las costumbres tradicionales de los diseñadores de redes eléctricas e incluso de exigencias y consideraciones técnico-económicas. De hecho, la elección se hace en función de la tecnología de los transformadores, de los tipos ce cargas que alimentan y, sobre todo, del entorno en el que trabajan.
Se enumeran los sobreesfuerzos a los que están sometidos los transformadores durante su uso y valora sus consecuencias, explicando las diversas protecciones que pueden utilizarse. El desarrollo del mismo se ha tenido que simplificar necesariamente debido a los muchos criterios y soluciones que existen. Sin embargo, el técnico eléctrico encontrará en este cuaderno las principales informaciones para hacer una buena elección.

Las protecciones direccionales

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Se explican las protecciones más útiles de redes y máquinas de MT: las «direccionales». Usadas junto a la selectividad lógica han conseguido, con su actual desarrollo digital, un gran avance en cuanto a fiabilidad y simplicidad de instalación, además de una reducción de su coste.
Contribuyen de forma importante a la elección de arquitecturas de la red y de los sistemas de selectividad que mejoran la disponibilidad de la energía eléctrica.
Después de una somera explicación del principio de funcionamiento, el autor presenta sus numerosas aplicaciones y da algunas informaciones útiles sobre su instalación.

Protección de redes de AT industriales y terciarias

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La protección de redes eléctricas necesita la utilización de numerosas y diferentes técnicas de organización, o un plan de protección: necesita los conocimientos de un especialista.
En efecto, este trabajo obliga a conocer los reglamentos y normas, pero también a equilibrar los aspectos técnicos y económicos, que a veces son opuestos. Este especialista debe de satisfacer las necesidades de utilización en términos de seguridad y disponibilidad de la energía eléctrica.
Conseguir este objetivo de seguridad depende, en su mayor parte, de la selectividad entre los dispositivos de protección. Para permitir a un no-especialista hablar de forma útil con el diseñador de una instalación eléctrica AT, se abordan simplemente estas técnicas de protección y de selectividad. Un lector ya informado podrá empezar su lectura a partir del segundo capítulo, y una persona experimentada podrá irse directamente al capítulo tercero.