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• Wil Cortés

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA   GUÍA DE APRENDIZAJE 

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN  Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral  Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral 

Versión: 02  Código: GFPI‐F‐019

 

GUÍA DE APRENDIZAJE Nº C280101095‐G05



1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE Programa de Formación:  Tecnólogo Electricidad Industrial.  Nombre del Proyecto:  Mantenimiento  de  las  instalaciones  y  equipos  eléctricos  industriales de los ambientes de electricidad del CDITI  Fase del proyecto:  3. Ejecución  Actividad (es) del Proyecto:  Diseñar y ajustar los parámetros eléctricos y elementos en las  instalaciones eléctricas  Resultados de Aprendizaje:  2.  Preparar  acciones  de  mantenimiento  en  la  instalación  eléctrica de acuerdo a la normatividad establecida  3. Comprobar la ejecución del mantenimiento de acuerdo con la  orden de trabajo.  Duración de la guía ( en horas):  8 horas 

Código:  821222 Versión: 3  Código: 722061

Ambiente de formación: Cualquier ambiente de electricidad  Actividad (es) de Aprendizaje:  Carga instalada, demanda, transformador  Competencia: 280101095: Ejecutar el mantenimiento de sistemas eléctricos de  distribución  y  potencia  en  baja  y  media  tensión  según  normatividad vigente  Materiales de formación: Consultar numeral 4 de esta guía. 

2. INTRODUCCIÓN Cuando hablamos de una instalación industrial  debemos  pensar  en  una  cantidad  de  factores  que  tienen  que  ver  con  un  correcto  dimensionamiento  de  los  componentes  eléctricos  de  la  distribución  en  baja  tensión.  Nosotros  como  tecnólogos  debemos  tener  el  concepto  de  cuanta  carga  en  demanda  se  tiene y por lo menos así determinar si la potencia del transformador es la adecuada o no. Igualmente los conductores de  los  circuitos  ramales  deben  estar  dimensionados  para  soportar  las  características  de  las  cargas  y  tener  una  regulación  mínima.  Las  protecciones  deben  estar  de  acuerdo  a  las  características  de  los cortocircuitos  responder coordinadamente  ante  un  cortocircuito  para  proteger  la  maquinaria.  La  seguridad  de  las  personas  tiene  que  ser  una  prioridad  y  debemos  saber cómo se protegen las personas ante una eventual descarga por contacto indirecto con una máquina energizada.   En esta guía trataremos de desarrollar algunos de estos temas pensando en una problemática real trasladándonos a una  planta  de  tratamiento  de  aguas  residuales.  Allí,  a  partir  de  las  necesidades  del  cliente  calcularemos  con  apoyo  del  instructor los elementos para la distribución en baja tensión necesarios. 

3. ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 3.1 Actividades de Reflexión inicial. ¿Cómo determinamos la potencia instalada y la demanda para una instalación?  ¿Cuáles son los criterios para seleccionar el transformador?           

ELECTRICIDAD INDUSTRIAL CDITI Dosquebradas.  

 

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3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje. A  estas  alturas  del  programa  de  formación  usted  ya  debe  saber  cómo  calcular  la  corriente  de  un  motor,  o  de  una  carga  monofásica  o  trifásica.  Comience  dando  un  chequeo  a  las  fórmulas  referentes  a  potencia  activa,  reactiva  y  aparente,  factor  de  potencia y regulación de voltaje. Así como a las definiciones de intensidad, tensión y de  impedancia usando fasores. Tenga en cuenta que esta guía es el punto de partida para  entender el proceso de cálculo de una instalación eléctrica industrial.    Calcular  la  corriente  para  un  motor  trifásico  de  3HP    ‐    220/380  V  Y/Δ  ‐  cos φ = 0,82  ‐  η = 0,85   Calcular la corriente para el circuito de iluminación del salón donde  estás y si es posible verifica el calibre de dicha instalación.   

EL PROBLEMA El  plan  de  urbanización  de  la  ciudad  de  Pereira  proyecta  un  aumento  importante  de  la  población.  Por  consecuencia  es  necesario aumentar la capacidad de producción de la planta de tratamiento del agua. AGUAS LIMPIAS DE PEREIRA S. A. ha  confiado el estudio a una empresa de TECNOLOGOS ELECTRICOS para realizar el proyecto de ampliación.  Actualmente,  en  caso  de  falla,  las  aguas  usadas  se  desbordan  a  proximidad  de  la  planta  con consecuencias para el  ecosistema.  Para  prevenir  el  aumento  previsto  del  caudal,  sin  alterar  la  calidad  del    servicio,    el    estudio    evidencia    la   necesidad  de  instalar  un  tercer  tornillo  de  Arquímedes.  La instalación existente no presenta modificaciones por obra  civil ya que el estudio inicial proyecto a medio plazo la posibilidad de instalar un tercer tornillo.  Los detalles de la planta y  videos consultar en la carpeta: “Guias de Aprendizaje\PROBLEMA Planta de Tratamiento” 

3.3

Actividades de apropiación del conocimiento.



1.

DETERMINAR LAS CARGA INSTALADA Y LA DEMANDA DE LA INSTALACION

El método de estimación de la potencia óptima de un transformador puede ser más o menos complicado. Generalmente  se procede de manera a obtener la carga instalada y la demanda, recordemos que la carga instalada refiere al valor neto  de la potencia de todas las cargas y la demanda al valor utilizado de esas cargas de forma real. En general: 

1°. Realizar  el  balance  des  potencias  para  determinar  la  potencia  absorbida  a  la  red, calculando de forma sucesiva:   La potencia instalada (Pi) (Suma de las potencias activas en kW de las cargas de la instalación),   La  potencia  demandada  (Pu)  o  también  llamada  potencia  utilizada  (Parte  de  la  potencia  Pi  en  kW  realmente  utilizada). Acá debemos tener en cuenta los coeficientes de utilización máximo (ku) de las cargas (cargas que no  están  generalmente  utilizados  a  plena  potencia)  y  los  coeficientes  de  simultaneidad  (ks)  por  grupos  de  cargas  (cargas que no funcionan generalmente todos a la vez)   La potencia aparente demandada Su corresponde a Pu de acuerdo a los factores de potencia y las eficiencias. 

2°. Se determina, de acuerdo con la jornada más cargada del año, el valor Pc en kW potencia máxima consumida y luego  convirtiéndola a una potencia aparente Sc. La comparación entre Sa y Sc  decide la potencia a escoger.  ELECTRICIDAD INDUSTRIAL CDITI Dosquebradas.  

 

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A  partir  de los  datos  que necesita la  instalación de la Planta de tratamiento  y  para  cada  circuito terminal (T1 á T6),  complete la tabla siguiente así:  Calcular  las  potencias  instaladas  Pi  correspondientes  ¿Cuál  es  la  potencia  instalada  total  (Σ Pi)?    Calcular  las  potencias  de  utilización    correspondientes.  ¿Cuál  es  la  potencia  demandada total (Σ Pu)?  

Deducir   las   potencias   aparentes utilizadas   Su    así:  



  y   las   corrientes   de   empleo o 

también llamada corriente básica  IB  correspondientes.   Para monofásicos: 

  



Para trifásico:      Circuito  terminal 

T 1  T 2  T 3  T 4  T 5  T 6 

   

  Coeficientes  utilización   ku  

Potencia  instalada   Pi (kW) 

Cargas 

Motores  Puente grúa  Tomas  Calefacción  Iluminación  Automatismo 

           

           



√

√

Coeficientes simultaneidad  ks           

 

Potencia  demanda   Pu (kW)           

Potencia  demanda  Su (kVA)             

Corriente  de empleo  IB (A)           

Se  considerara  para  el  estudio  siguiente  una  potencia  máxima  consumida  Pc  en  cualquier  día  es  igual  a  la  potencia  calculada  Pu  (observe  la  gráfica)  es  decir  consideremos (Sc = Su). La potencia máxima escogida  Pm corresponde  entonces  a  la  potencia utilizada (Pm = Pu y Sm = Su).     SI Pu y Pc tienen valores muy diferentes, es recomendable verificar desde el principio  las estimaciones realizadas…       

2.

SELECCIÓN DEL TRANSFORMADOR DE ALIMENTACION

En principio se escoge el transformador de potencia aparente en kVA normalizada según los fabricantes inmediatamente  superior a la potencia Sm determinada. Pero es importante tener en cuenta para la selección los elementos siguientes:   Seguridad de funcionamiento: si la instalación comporta un solo transformador, es prudente sobre calibrar Pm  de  un  20 %, pero depende de los criterios del diseñador,   Influencia  de  la  temperatura:  conforme  a  la  Norma,  el  método  de  cálculo  precedente  es  válido  cuando  la  temperatura ambiente no pasa de 30°C en promedia diaria y de 20°C en promedia anual con un máximo de 40°C  (más arriba es necesario buscar condiciones especiales para el transformador),   Extensión futura: si esta prevista, tenerlo en cuenta en la determinación de Pm,   Factor de potencia: según la CREG debe ser de 0,90 para evitar penalidades por el distribuidor de energía. ELECTRICIDAD INDUSTRIAL CDITI Dosquebradas.  

 

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 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS  Para una seguridad de funcionamiento, está previsto una aumento de la potencia utilizada Pu del 20%  (instalación compuesta de un transformador).  La temperatura ambiente no excede 30°C en promedia diaria.  Para  evitar  las  penalidades,  el  factor  de  potencia  de  la  instalación  está  previsto  a  0,90  ósea  una  tangente φ de 0,5.  Distribución 13.2kV: red subterránea, en corte de arteria (o bucle abierto).

A partir de las especificaciones técnicas y de la potencia utilizada total…   Calcular  la  potencia  aparente  mínima  del  transformador  necesario  para  asegurar  la alimentación  de la instalación en B.T. ¿Cuál es la intensidad de la corriente de empleo correspondiente?      A partir de la documentación técnica DT1 « Trafos DTR ABB »…   Escoger la potencia normalizada (Sn) para el transformador de alimentación.   Definir, para el transformador elegido, las características principales siguientes:  o tensiones primaria U1 y secundaria U20 entre fases,  o corrientes primaria I1 et secundaria I2,  o tensión de cortocircuito Ucc en % o conexión (primario/secundario) e índice horario.

En la selección del dieléctrico de refrigeración, se debe considerar varios parámetros:  - la  seguridad  de  las  personas,  a  nivel  del  transformador  o  de  su  proximidad  (ámbito),  seguridad que son objetos de  una reglamentación y de recomendaciones oficiales,  - el balance económico teniendo en cuenta las ventajas de la tecnología y de la gama de los materiales existentes. 

  Selección del dieléctrico  Actualmente, es posible escoger entre 2 tipos de dieléctrico: transformador sumergido en aceite mineral y transformador  seco tipo TRIHAL. En el caso de una subestación externa, el transformador sumergido conviene con ciertas precauciones  cuando la distancia hacia el edificio principal es inferior a 8 metros.    Distancia Subestación‐Edificio  D > 8m  4m > D > 8m  D