República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada Nacional BolivarianaUNEFA

Núcleo Anzoátegui – Extensión Puerto Píritu.Cátedra: Instalaciones Eléctricas.

Prof.: Odalys Triana.VI Semestre de Ingeniería CivilSección 1

Puerto Píritu, Septiembre de 2015

Instalacion

es Resid

Bachilleres:

Solimar Mongua V-23.653.639Magno Rodríguez V-24.707.333

Andrés García V-23.966.557Juan ItriagoV-25.272.905

INDICE

INTRODUCCIÓN

INSTALACIÓN ELÉCTRICA

INSTALACIÓN RESIDENCIAL

ACOMETIDA-Forma de acometida

CONTADOR

TABLERO PRINCIPAL DE DISTRIBUCIÓN

INTERRUPTOR PRINCIPAL

SISTEMA AWG

SUBTABLEROS Y ALIMENTADORES.

CIRCUITOS RAMALES

INSTALACIÓN INDUSTRIAL

SUBESTACIÓN ELÉCTRICA-Subestaciones de las plantas generadoras o centrales eléctricas.-Subestaciones receptoras primarias.-Subestaciones receptoras secundarias.

DUCTOS-Ductos cuadrados-Ducto Metálico

¿QUÉ ES EL FACTOR DE POTENCIA?-¿Cómo mejorar la calidad de la energía a través de la corrección del factor de potencia?

SISTEMAS DE REDES DE TIERRAS-Objetivos de la Red de Tierras-Clasificación de un Sistema de Tierras, según su función-Sistemas de Tierras de Protección-Sistemas de Tierra de Funcionamiento

-Sistemas de Tierra de Trabajo-Configuraciones básicas en sistemas de Tierras>Sistema Radial>Sistema en Anillo>Sistema de Red

TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN

UPS

CONCLUSION

INTRODUCCION

En el presente trabajo se muestra la gran importancia de las instalaciones eléctricas, pues es de gran ayuda en la actualidad conocer cómo es que se lleva a cabo una instalación y conocer cada uno de sus elementos, como el relevador, elemento sumamente importante el cual cierra o abre independientemente los circuitos y de igual manera el principio de funcionamiento de cada uno de los elementos que componen una instalación eléctrica, de igual forma es interesante tener muy en cuenta cuales son los tipos que existen en la actualidad de las instalaciones, así como el riesgo que tenga cada una.

Las instalaciones eléctricas por muy sencillas o complejas que parezcan, es el medio mediante el cual los hogares y las industrias se abastecen de energía eléctrica para el funcionamiento de los aparatos domésticos o industriales requeridos.

Es importante tener en cuenta la aplicación de los reglamentos para garantizar un buen y duradero funcionamiento, además en caso de diversas circunstancias sepamos actuar adecuadamente y cuidar nuestra integridad física mediante el uso de protecciones.

INSTALACIÓN ELÉCTRICA

Es el conjunto de equipos y materiales que permiten distribuir la energía eléctrica partiendo desde el punto de conexión de la compañía suministro hasta cada uno de los equipos conectados, de una manera eficiente y segura, garantizando al usuario flexibilidad, comodidad y economía en la instalación. En Venezuela todo lo concerniente al diseño de Instalaciones Eléctricas en cualquier edificación residencial, comercial institucional y en lugares clasificados, se rige por la Norma Covenín 200: Código Eléctrico Nacional (CEN), el cual es un documento que establece los criterios técnicos para que la instalación a proyectar sea la más segura, sin embargo, no es un Manual de Diseño, pero su uso dentro del territorio nacional es de carácter obligatorio.

INSTALACIÓN RESIDENCIAL

Destinada a permitir solo la utilización de artefactos y equipos eléctricos domésticos o del hogar (lámparas, radio, Televisión, plancha, entre otros)

Partes de una instalación eléctrica

ACOMETIDA

Las acometida eléctrica es el punto de conexión entre la red de distribución, propiedad de la empresa distribuidora, con el punto de suministro del cliente. Una acometida

eléctrica es el trabajo necesario para llevar la energía eléctrica a un nuevo punto de suministro.

Las acometidas eléctricas se clasifican por dos criterios básicos:Según la Tensión:

Baja Tensión; 127 V, 200 V, 550 V, en general se consideran los límites superiores en 600 o 1000 V dependiendo del país y su normatividad interna.

Alta Tensión; 5 kV, 25 kV 40 kV, en general se considera el límite inferior en mayor a 600 o 1000 V según la normatividad del país.

Forma de acometida.

Acometida aérea, cuando la entrada de cables del suministrador se da por lo alto de la construcción, normalmente por medio de una mufa y tubo, desde un poste de la red de suministro, en alta tensión los cables del suministro suelen ser llevados al usuario por tuberías enterradas para minimizar los peligros desde las redes aéreas de la empresa suministradora, pero cuando son aéreas es usual el uso de pórticos o torres.

Acometida subterránea, cuando la entrada de cables del suministrador se da por debajo de la construcción, desde un registro o pozo de visita de la red de suministro.

CONTADOR

Es un equipo de medida que registra el consumo de energía eléctrica del usuario a través de un contómetro o numerador. Por antigüedad y por manipulación puede producir fallas. En estos casos, el usuario deberá asumir el pago del mismo, salvo que el cambio obedezca a causas atribuibles a fallas del concesionario o al deterioro normal ocasionado por el transcurso del tiempo.

TABLERO PRINCIPAL DE DISTRIBUCIÓN

En toda instalación eléctrica han de existir, uno o varios tableros principales, punto central de la instalación, el cual tiene tres funciones:

o Distribuir la energía eléctrica a varios circuitos ramales.

o Proteger cada circuito ramal de fallas (cortocircuitos o sobre corrientes).

o Proveer la posibilidad desconectar de la instalación cada uno de los circuitos. El tablero principal contiene una serie de elementos que garantizan el cumplimiento de las tres funciones antes mencionadas tales como: interruptores automáticos o manuales, fusibles, etc. El CEN en su sección 100 establece que un tablero es "…un panel o grupo de paneles individuales diseñados para constituir un solo panel: incluye barras, dispositivos de protección, y puede tener o no swiches para controlar los circuitos

INTERRUPTOR PRINCIPAL

Un interruptor principal es un interruptor de circuito en la entrada o la salida del autobús, a través del cual toda la potencia de autobús debe fluir. Interruptores principales prevén toda la energía en un panel de control o dispositivo de protección contra sobre corriente y un punto de desconexión individual.

SISTEMA AWG

(American Wire Gauge), en el cual los calibres son definidos por una escala numérica que obedece a una progresión geométrica. Se tienen 40 calibres diferentes partiendo del número 36 (diámetro de 0,005 pulgada) hasta llegar al calibre 1/0, 2/0, 3/0 y 4/0 (este último de diámetro de 0,46 pulgadas). Para instalaciones eléctricas el calibre mínimo a utilizar es el número 14, el cual tiene un diámetro de 0,157 pulgadas). Los fabricantes de conductores nacionales expresan los conductores por sus calibres e indican los diámetros en mm.

SUBTABLEROS Y ALIMENTADORES.

En aquellas instalaciones eléctricas de una extensión considerable, es común utilizar varios tableros como apoyo al principal, cumpliendo las mismas funciones de distribución, maniobra y protección de los circuitos. Estos subtableros se suelen ubicar a una distancia equilibrada de cada una a las cargas que sirven (centro de cargas o área de distribución), los conductores con lo cual son alimentados estos subtableros desde el tablero principal recibe el nombre de alimentadores (feeder).

ALIMENTADOR PRINCIPAL

Permite distribuir la energía eléctrica desde el tablero general de distribución a cada uno de los usuarios.

Las empresas que prestan el servicio eléctrico, deben contabilizar por algún mecanismo la cantidad de energía que es comprada por el suscriptor, y es donde tiene aplicación los equipos de medición. Los equipos de medición son muy variados, pudiendo ser desde muy simplistas como los de las instalaciones residenciales, hasta muy complejos en los industriales. En las instalaciones eléctricas de tipo residencial, el equipo de medición de energía es único, siendo pudiendo ser el caso de un medidor mecánico constituido por un Watt-horimetro (vatiohimetro medidor de Kwh) de disco o mecánico o en el caso más modernos de estado sólido digitales. En el caso particular de Venezuela, la acometida es responsabilidad de la empresa eléctrica que presta el servicio al igual que el medidor de energía y el interruptor principal (vulgarmente llamado cuchilla en el caso residencial)llegando su responsabilidad hasta el punto de conexión interna de la instalación eléctrica. De hecho el cálculo de los conductores que salen del interruptor principal es responsabilidad del suscriptor. El contador eléctrico o comúnmente denominado medidor, es propiedad de la empresa eléctrica, por lo cual cualquier alteración o desperfecto que se le ocasiones (en el caso de Venezuela), puede provocar inconvenientes legales. En el presente proyecto no se emplearán equipos de medición, ya que el suministro de energía es propio (autogeneración) y no genera ningún tipo de pago.

CIRCUITOS RAMALES

Conforman la última parte de la instalación y son los que llevan la energía desde el tablero principal hasta el último elemento conectado a él. Se caracterizan por ser el último elemento de la instalación que tiene un dispositivo de protección contra sobre corrientes. De acuerdo al Código Eléctrico Nacional (CEN), constituye el elemento básico de las instalaciones eléctricas, ya que a partir de su diseño, se estructura en pasos sucesivos todo el sistema eléctrico.

INSTALACIÓN INDUSTRIAL

Esta se encarga de hacer llegar la energía eléctrica a equipos con una mediana o gran exigencia de energía eléctrica. (Motores, hornos, entre otros.

SUBESTACIÓN ELÉCTRICAEs el conjunto de máquinas, aparatos, equipos y circuitos que tienen la función de

modificar las características o parámetros de la potencia eléctrica (tensión y corriente) y de proveer un medio de interconexión y despacho entre las diferentes líneas de transmisión de un sistema.

Desde el punto de vista de la función que desempeñan las subestaciones eléctricas, estas se pueden clasificar como sigue:

Subestaciones de las plantas generadoras o centrales eléctricas.

Estas se encuentran adyacentes a las centrales eléctricas o plantas generadoras de energía eléctrica para modificar los parámetros de la potencia suministrados por los generadores para permitir la transmisión en alta tensión en las líneas de transmisión a este respecto se puede mencionar que los generadores de una central pueden generar la potencia entre 4.16 K.V. y 25 K.V. y la transmisión dependiendo de la cantidad de energía o potencia y la distancia se puede efectuar a 115, 230 o 400 K.V. en México, en algunos

países se utilizan tensiones de transmisión de 765 K.V. como es el caso de Brasil, 800 K.V. como el caso de Venezuela y hasta de 1,200 K.V.

Subestaciones receptoras primarias.

Estas son alimentadas directamente de las líneas de transmisión y reducen la tensión a valores menores para la alimentación de los sistemas de subtransmisión o las redes de distribución, de manera que dependiendo de la tensión de transmisión pueden tener en su secundario tensiones del orden de 115 K.V. y eventualmente 34.5 K.V., 13.8 K.V. ó 4.16 K.V.

Subestaciones receptoras secundarias.

Estas son por lo general alimentadas por las redes de subtransmisión y suministran la energía eléctrica a las redes de distribución a tensiones comprendidas entre 34.5 K.V. y 13.8 K.V.

DUCTOS

Son otro medio de canalización de conductores eléctricos. Se usan en las instalaciones visibles.

Se construyen de lámina de acero, son de sección cuadrada o rectangular con tapas atornilladas.

-Ductos cuadradosVentajas:

Fácil de instalarSe surte en tramos de diferentes medidas

Facilidad y versatilidad para instalaciones de conductores posibilitando la instalación de más conductoresSon 100% recuperablesFáciles de abrir y conectar derivacionesAhorro en herramientasFacilitan la ampliación de instalaciones

-Ducto Metálico

Ofrece una solución flexible en circuitos alimentadores y derivadosProtección contra daño mecánico de conductoresNo presenta discos removibles (knockouts)Evitar desprendimientos no deseadosRealizar los barrenos del diámetro y lugar adecuados para los tubos conduitsFabricado en acero zincado y acero inoxidableAsegura la protección IP40

¿QUÉ ES EL FACTOR DE POTENCIA?

El Factor de Potencia se define como “la relación ò la razón de la potencia activa (KW) a la potencia aparente total (KVA)”

¿Cómo mejorar la calidad de la energía a través de la corrección del factor de potencia?

Las redes de distribución eléctrica en las instalaciones de los sectores industriales, comerciales o de servicios, tienen equipos que al ser energizados producen un beneficio, tal como el alumbrado, el aire acondicionado, la calefacción, la extracción de gases, etc. Es común que estos equipos incluyan para su operación dispositivos resistivos e inductivos. Los ejemplos más clásicos de cargas resistivas son las lámparas incandescentes y los calefactores, mientras que el ejemplo típico de cargas inductivas son los motores eléctricos.

La tensión de la red eléctrica (V~) es aplicada a las diferentes cargas; cuando se cierra el interruptor de encendido de cada una de ellas, circula la corriente eléctrica (I). La corriente tiene un comportamiento que depende del tipo de carga por la que circula. En la siguiente figura se ilustra la forma de onda que adquiere la corriente cuando se conduce por una carga resistiva (R) y una inductiva (L), también se muestra la corriente total.

SISTEMAS DE REDES DE TIERRAS

La red de tierras constituye un elemento importante de cualquier instalación eléctrica industrial, porque a ella deberán conectarse todas las partes metálicas o dispositivos ,así como equipos que deberán permanecer a potencial de tierra (V=0), por ejemplo: los pararrayos, los tanques de los transformadores, los tanques de interruptores de potencia, el neutro de la conexión estrella de un generador o de un transformador, los hilos de guarda de líneas de transmisión, los apartarrayos, torres, gabinetes, etc.

Objetivos de la Red de Tierras.

A.- Proporcionar un circuito de muy baja resistencia a la circulación de corrientes de tierra, ya sea que se deban a una falla de corto circuito o a la operación de un pararrayos o apartarrayos.

B.- Evitar que durante la circulación de corrientes de tierras, se puedan producir diferencias de potencial entre distintos puntos de la instalación eléctrica, que constituyan una condición insegura para el personal, que efectúe labores de operación o de mantenimiento en la instalación mencionada.

C.-Facilitar mediante sistemas de relevadores de protección, la eliminación de fallas a tierra en las instalaciones eléctricas.

D.-Aumentar el grado de confiabilidad y continuidad del servicio de suministro eléctrico en un sistema de potencia, sistema industrial o sistema comercial.

-Clasificación de un Sistema de Tierras, según su función.

Sistemas de Tierras de Protección:

Los sistemas de tierra de protección son diseñados para limitar el valor de la tensión contra tierra de aquellas partes del sistema eléctrico que no deben ser mantenidas ni en tensión, ni aisladas y con las cuales puede entrar en contacto físico el personal de operación y de mantenimiento, por ejemplo podemos mencionar: la carcasa de un generador, la carcasa de un motor, el tanque principal de un interruptor, el tanque principal de un transformador, una torre de una línea de transmisión, las estructuras de una subestación de potencia, las cápsulas envolventes de una subestación en SF6, el gabinete de una subestación compacta, etc.

Sistemas de Tierra de Funcionamiento:

Los sistemas de tierra de funcionamiento son sistemas diseñados para poner a tierra, por necesidades de correcto funcionamiento, determinadas partes de un circuito eléctrico, por ejemplo podemos mencionar: el neutro de la conexión estrella de un transformador que suministra cuatro hilos, tres fases un neutro para suministro a 220 V / 127 V, el retorno por tierra de un transformador en conexión Y T, los apartarrayos de protección por sobre tensión, los pararrayos, la pantalla electrostática de los cables de energía, el retorno de las máquinas de soldar de C.C., etc.

Sistemas de Tierra de Trabajo:

Los sistemas de tierras de trabajo son instalaciones de puesta a tierra de protección de forma provisional, utilizados para conectar a tierra parte de una instalación eléctrica de potencia o instalación eléctrica industrial que normalmente haya estado en tensión pero que temporalmente permanezca desenergizada por realizarse trabajos de inspección, trabajos de mantenimiento preventivo o correctivo por parte de personal electricista.

Este es el caso de subestaciones compactas que son desenergizadas para efectuar mantenimiento preventivo anual y en las cuales es muy importante aterrizar el transformador por sus lados de alta y de baja tensión, así como aterrizar el bus, o aterrizar las terminales del banco de capacitores utilizados para corrección del factor de potencia, esto como medida de seguridad del personar ya mencionado.Existiendo para ello cuchillas de puesta a tierra, bastones de tierra, etc.

-Configuraciones básicas en sistemas de Tierras:

Sistema Radial:

Este sistema consiste en uno o varios electrodos a los cuales se conectan las derivaciones de cada equipo o aparato.

Sistema en Anillo:

Este sistema se instala colocando en forma de anillo un cable de cobre de suficiente calibre (aproximadamente del calibre AWG 2/0 ) alrededor del área ocupadas por la subestación eléctrica o instalación eléctrica de que se trate y conectando las derivaciones a cada aparato mediante un cable de menor calibre.Realmente es un sistema económico y eficiente y en él se eliminan las grandes distancias de descarga a tierra del sistema radial.

Sistema de Red.

Este es el sistema más utilizado y básicamente consiste en una malla formada por cable de cobre desnudo (aproximadamente del calibre AWG 4/0 ), conectada a través de los electrodos de tierra a partes más profundas con el fin de encontrar zonas de menor resistividad. Por sus características funcionales es el sistema más eficiente, pero es el de mayor costo comparado con los sistemas anteriormente mencionados.

TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN

Los tableros eléctricos de distribución consisten en una serie de paneles ubicados en la parte delantera y trasera del tablero que cuenta con los siguientes elementos:

BarrajesBreakersElementos de conexiónElementos de medición

Los tableros de distribución tienen la posibilidad de hacer sus montajes de conexión tanto en la parte delantera como la trasera como lo había mencionado antes, no siempre es necesario ubicar las conexiones dentro del armario aunque sería lo más recomendable para evitar factores tales como la humedad, la manipulación de personas no autorizadas, polvo, etc.

Los tableros de distribución consisten en paneles sencillos o conjuntos de paneles diseñados para ser ensamblados en forma de un sólo panel que incluye: barrajes, elementos de conexión, dispositivos automáticos de protección contra sobrecorriente y que pueden estar equipados con interruptores para accionamiento de circuitos de alumbrado, calefacción o fuerza. Los tableros de distribución son diseñados para instalación en gabinetes o cajas o montados sobre la pared y son accesibles solo por su frente.

Los tableros de distribución deben estar ubicados en lugares tales como y con las siguientes condiciones:

Los espacios asignados deben ser dedicados exclusivamente para ellos.· No deben existir tuberías, ductos o equipos ajenos a la instalación eléctrica, excepto los rociadores contra incendio y los equipos de control que deben estar adyacentes.

El espacio de acceso y de trabajo debe permitir el funcionamiento y el mantenimiento fácil y seguro.

El ancho del espacio de trabajo en el frente del equipo debe ser igual al ancho del equipo, sin bajar de 75 cm.

La profundidad del espacio de trabajo en la dirección de acceso hacia las partes energizadas debe cumplir los valores de la Tabla 110-16.a) de la NTC 2050 para instalaciones hasta 600 V y los valores de la Tabla 110-34.a) de la misma norma, para instalaciones a más de 600 V.La altura mínima del espacio de trabajo hacia el techo debe ser mayor que la altura del equipo, sin bajar de 1,90 m.

La altura del espacio de trabajo dedicado para equipos debe ser el comprendido entre el piso y una altura de 7,6 m, o hasta el techo estructural si es menor su altura. Los cielos colgantes no se consideran techos estructurales.

Para instalaciones en exteriores deben utilizarse encerramientos adecuados para protección contra contacto accidental, manejo de personal no autorizado, tráfico y operación de vehículos y grúas y contra fugas de líquidos y vapores.

UPS

Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI), en inglés uninterruptible power supply (UPS), es un dispositivo que gracias a sus baterías u otros elementos almacenadores de energía, puede proporcionar energía eléctrica por un tiempo limitado y durante un apagón eléctrico a todos los dispositivos que tenga conectados. Otras de las funciones que se pueden adicionar a estos equipos es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de usar corriente alterna.

Los SAI dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas, como pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos que, como se ha mencionado anteriormente, requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad, debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o caídas de tensión).

La unidad de potencia para configurar un SAI es el voltiamperio (VA), que es la potencia aparente, o el vatio (W), que es la potencia activa, también denominada potencia efectiva o eficaz, consumida por el sistema. Para calcular cuánta energía requiere un

equipo de SAI, se debe conocer el consumo del dispositivo. Si la que se conoce es la potencia efectiva o eficaz, en vatios, se multiplica la cantidad de vatios por 1,4 para tener en cuenta el pico máximo de potencia que puede alcanzar el equipo. Por ejemplo: (200 v × 1,4 A) = 280 VA. Si lo que encuentra es la tensión y la corriente nominales, para calcular la potencia aparente (VA) hay que multiplicar la corriente (amperios) por la tensión (voltios), por ejemplo: (3 amperios × 220 voltios) = 660 VA.

CONCLUSION

Las instalaciones eléctricas forman parte esencial en nuestras vidas, pues constantemente estamos observando y colaborando en su funcionamiento. La instalación eléctrica es el conjunto de elementos que permiten trasportar y distribuir la energía eléctrica desde el punto de suministro hasta los equipos los cuales la utilizan, los elementos constituyentes de una instalación eléctrica son; la acometida, el equipo de medición, interruptores, el transformador, tableros, tablero general, tableros de distribución o derivados, tierra o neutro en una instalación eléctrica.

Otro punto importante es que al conocer a detalle cada componente nos facilita su comprensión de funcionamiento y características de operación dentro de un sistema eléctrico. Ya que cuando se pretende realizar una instalación eléctrica lo ideal es conocer a detalle todos los componentes que conlleva a su formación, esto permitirá tener una amplia perspectiva y evitara errores en la instalación.