PARCIAL DE INSTALACIONES ELECTRICAS – DICIEMRE DE 2006
Ejercicio (25 puntos)
El esquema de la figura corresponde a la instalación eléctrica de una estación de
servicio alimentada en baja tensión, en 230V trifásica.
a) Determinar el factor de potencia que se mediría en el lado primario del
transformador.
Para la protección contra choque eléctricos se instalan interruptores termomagnéticos y
diferenciales en el tablero general y en el tablero de lavadero.
b) Indicar la condición que debe cumplir la corriente nominal y el poder de corte de
los interruptores TMD1 y TMD2.
c) Seleccionar el ajuste de interruptor TMD1 instalado en el Tablero General
(sensibilidad y tiempo máximo de corte), y verificar que con estas protecciones
se asegura la protección contra contacto indirecto de toda la instalación.
Sn = 160 kVA
6.3 / 0.23 kV
cc = 4.3%
TABLERO
GENERAL
fs = 1
RB = 9 ohm
TMD1
RA
Qc = 55 kVAr
TABLERO
LAVADERO
(local humedo)
TMD2
IAn=300mA
TABLERO
TABLERO
MINIMERCADO (seco) DE PISTA (local seco)
P = 20kW
P = 35kW
cos = 0,8
cos = 0,7
P = 25kW
cos = 0,7
Hipótesis:
-
Las potencias indicadas son las potencias eléctricas demandadas por cada
tablero.
El factor de simultaneidad entre salidas del TG es 1.
Se considera la potencia de cortocircuito de la red de UTE infinita, y se
desprecia el aporte de los motores para el cálculo de cortocircuito.
1
Datos:
Potencia reactiva del transformador en vacío: Qo = 2% de Sn.
Se desprecian las perdidas Joule en el transformador.
Conductor de alimentación del tablero de lavadero:
S = 25 mm²
L = 30 m
ρ = 0.0225 .mm²/m
x = 0.09 m/m
Puesta a tierra de protección: realizada con cable de cobre de 50 mm² de sección
dispuesto en 3 ramales de 4m de largo cada uno enterrados a 80 cm de profundidad.
La resistencia de la puesta a tierra puede calcularse como:
RT = (/3L) [Ln(L2/2.r.p) + 1.077]
Terreno homogéneo:
ρ = 70 Ω.m
Tensiones de seguridad:
UL=50V para Local seco
UL=25 V para Local húmedo
Rangos de valores de ajuste del interruptor TMD1:
Sensibilidad (IΔn): 0.03 – 0.3 – 1 – 3 – 10 (A)
Tiempo máximo de corte (ta): 40 – 140 – 300 – 800 (ms)
Se adjunta la tabla de tiempos máximos de seguridad y la curva de tiempos
máximos de corte para interruptores diferenciales instantáneos (Tipo G).
Tabla 5: Tiempos máximos de seguridad en función de la tensión de contacto y de las
condiciones de humedad
Tensión de contacto (V)
25
50
75
90
120
150
220
280
350
500
Tiempos màximos (s)
Estado seco
Estado mojado
∞
∞
0.60
0.45
0.34
0.27
0.17
0.12
0.08
0.04
∞
0.48
0.30
0.25
0.18
0.12
0.05
0.02
-
2
ta (s)
I / IAn
I / IAn
ta
1
2
5
0.3
0.15
0.04
Pregunta 1 (8 puntos)
a) Definir intensidad luminosa e iluminancia y deducir la ecuación que vincula
estas dos magnitudes para el caso de una fuente luminosa puntual.
b) Para realizar la fotometría de una luminaria se utiliza un goniofotómetro para el
cual la distancia entre el sensor óptico y el centro fotométrico de la luminaria es
de 6,5m. Para la dirección correspondiente a C=10º y Gamma=5º, la lectura del
luxímetro es 210 lx. Calcular el valor de la intensidad luminosa en dicha
dirección.
3
Pregunta 2 (9 puntos)
a) ¿En qué aplicación se utiliza un relé térmico y qué función eléctrica cumple?
b) ¿Qué otro dispositivo podría utilizarse en vez del relé térmico que cumpla la
misma función eléctrica? ¿Dicho dispositivo aporta alguna otra función eléctrica
adicional?
c) Se considera un motor trifásico de 10Hp, 400V, = 89% y cos=0,85, corriente
de arranque: 7xIn por 5 segundos. Seleccionar a partir de los datos técnicos
entregados la clase y el rango de regulación del relé térmico adecuado.
Rango de
regulación (A)
4...6
5,5...8
7...10
9...13
12...18
17...25
23...32
30...40
Clase de relé
térmico
10
10
20
30
Tiempos de intervención
No disparo
Disparo
1,05xIr
1,20xIr
1,5xIr
> 2 hs.
< 2 hs.
< 2 min.
> 2 hs.
< 2 hs.
< 4 min.
> 2 hs.
< 2 hs.
< 8 min.
> 2 hs.
< 2 hs.
< 12 min.
7,2xIr
2 a 10 s.
4 a 10 s.
6 a 20 s.
9 a 30 s.
Pregunta 3 (8 puntos)
Cada parte vale 2p si la indicación es correcta , 0p si no se indica ninguna opción, 1 si es incorrecta
Indicar si las siguientes afirmaciones son Verdaderas o Falsas:
a) La corriente de defecto en caso de un contacto directo circulará principalmente
por la puesta a tierra de protección.
b) La utilización de interruptores diferenciales de 30mA no es una medida de
protección completa contra los contactos directos en las instalaciones.
c) En una instalación donde:
R = 20 Ω (resistencia de puesta a tierra de protección)
IΔn = 500mA (sensibilidad del interruptor diferencial general)
La tensión de contacto nunca superará los 10Volts.
d) En un sistema TN-S la corriente de defecto a tierra quedará limitada por la
impedancia del transformador, la impedancia de los conductores de fase, y por la
resistencia de puesta a tierra del neutro.
4
0