Instalaciones eléctricas en media y baja tensión

instalaciones electricas

El alcance de una instalación eléctrica industrial inicia con la construcción de la acometida eléctrica que puede ser de media, alta o baja tensión.

Para hacer una instalación eléctrica industrial, se tienen que tomar en cuenta desde un principio, la totalidad de los circuitos de fuerza, de iluminación y de sistemas especiales tanto en nuevas construcciones como remodelaciones.
Remodelaciones de Instalaciones Eléctricas Industriales

Para hacer una remodelación en un edificio o una estructura por que se requieren ampliar, las instalaciones eléctricas necesitan un análisis de cargas para proveer racionalmente los requerimientos crecientes de estos nuevos equipos, haciendo modificaciones a la subestación o grupos motor generador.

También se deben planear el servicio de mantenimiento de la instalación eléctrica así como de todos los equipos eléctricos utilizados.
Subestaciones eléctricas

Las subestaciones eléctricas son una parte distintiva de toda instalación eléctrica industrial, ya que las empresas suministradoras de energía abastecen a los grandes consumidores en media y alta tensión.

En las instalaciones eléctricas industriales con una subestación eléctrica, es el cliente el propietario del transformador reductor y el equipo de switcheo necesario para operar los circuitos de la instalación eléctrica y son alojados en la subestación eléctrica.

Las subestaciones eléctricas  están conformadas por tres secciones ó compartimentos a saber: el de alta tensión, el transformador reductor y el de baja tensión. Esta es la parte principal de una instalación eléctrica industrial.
Alta tensión
Instalaciones eléctricas industriales de alta tension

La sección de alta tensión en primer término, recibe los conductores de la instalación eléctrica de la acometida principal mediante terminales adecuadas, las cuales están sujetas a la estructura del compartimento por un yugo de madera.

Es en esta sección donde se instalan cuchillas desconectadoras de operación sin carga que invariablemente tienen un bloqueo mecánico que impide que sean abiertas con el interruptor principal en posición de cerrado, brindando así seguridad al operario de la instalación eléctrica.
Apartarrayos

Otro de los componentes principales de las instalaciones eléctricas industriales es el apartarrayo que se conecta al bus principal en las terminales de las cuchillas desconectadoras y brinda a la instalación eléctrica la protección contra voltajes transitorios y voltajes elevados sostenidos.

Para toda instalación eléctrica de acometida de media tensión, se debe de instalar un apartarrayo en cada conductor no puesto a tierra de la acometida aérea ó subterránea. Los conductores entre el apartarrayos y la red y entre el pararrayos y la conexión de puesta a tierra no deben ser de un calibre inferior a 13,3 mm2  en cobre ó 21,2 mm2 en aluminio (equivalente a 6 AWG y 4 AWG respectivamente).
Fusibles limitadores de corriente

En cualquier instalación eléctrica de subestación industrial se utilizan fusibles limitadores de corriente para media tensión, los cuales son utilizados como dispositivos de protección contra sobrecorriente en la instalación eléctrica. La selección adecuada de un fusible se basa en varios factores incluyendo entre otros la corriente nominal del circuito a proteger, el voltaje de operación, la frecuencia del sistema, la capacidad interruptiva y la necesidad de una adecuada coordinación con otros dispositivos de protección contra sobrecorriente de la misma instalación eléctrica.
Fusibles de Potencia Tipo limitadores de corriente
Fusibles de potencia tipo bayoneta contra altas corrientes

En la instalación eléctrica de una planta industrial se utilizan los fusibles limitadores de corriente para media tensión, son usados como dispositivos de protección contra sobrecorriente dentro de la subestación compacta de acometida y dentro de las subestaciones compactas unitarias para la protección de circuitos alimentadores, motores, transformadores y capacitores.

Los factores que determinan la selección del fusible limitador adecuado son:

El voltaje máximo de operación del circuito
La corriente nominal de la carga alimentada
La frecuencia del sistema
La capacidad interruptiva necesaria
La necesidad de coordinación de las protecciones de la propia instalación eléctrica

Criterios de selección de Fusibles de Potencia

Cuando se trata de la protección de un transformador de la instalación eléctrica por medio de fusibles de potencia del tipo limitador de corriente, las recomendaciones son las siguientes:

Seleccione el fusible de menor tamaño que soporte con un tiempo mínimo de fusión de 0,1 seg una corriente 12 veces la nominal del transformador a proteger.
Selecciona un fusible que soporte de forma continua 1,6 veces la corriente nominal del transformador a proteger.
Cumpla siempre los criterios de la sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005

En una instalación eléctrica industrial son generalmente preferidos los fusibles limitadores de corriente, sobre los interruptores de potencia en vacío o en SF6 por su precio y su bajo costo de mantenimiento y por ser extremadamente confiables en su operación.
Finalmente hay que acotar que la mínima capacidad interruptiva permitida del fusible es la máxima potencia disponible de corto circuito en la instalación eléctrica y se expresa en Amperes Simétricos.
Protección contra sobrecorriente de transformadores
Transformadores de corriente

El ajuste máximo de un dispositivo de protección contra sobrecorriente para un transformador de más de 600 V se establece en la Sección 450 – 3 (a) (1) de la NOM-001-SEDE-2005

Para la utilización de esta tabla se requiere conocer el %Z del transformador a proteger, el dato viene en la placa de características de todos los transformadores de una potencia igual ó  mayor a 25 kVA.

La impedancia de un transformador es un factor determinante para predecir en una instalación eléctrica el comportamiento del voltaje entre terminales bajo condiciones de carga plena y no carga así como para conocer la corriente en condiciones de corto circuito.