Fundamentos de electricidad

CURSO PARA OPERADORES DE ESTACIONES
DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD
ELECTRICIDAD
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Introducción.
Conceptos básicos de electricidad.
Distribución eléctrica.
Sistemas de distribución.
Aparamenta en A.T.
Transformadores.
Aparamenta en B.T.
Instrumentación de medida.
Diagnosis de averías.
CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD
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Aparamenta
Tensión
Corriente eléctrica
Corriente nominal
CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD
• Aparamenta:
Aparamenta eléctrica es el conjunto de aparatos de
maniobra, de regulación y control, de medida,
incluidos los accesorios de las canalizaciones
eléctricas, utilizados en las instalaciones eléctricas,
cualquiera que sea su tensión.
CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD
•Tensión:
Es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo
largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado,
provocando el flujo de una corriente eléctrica.
CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD
• Corriente eléctrica:
La corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad
de tiempo que recorre un material. Se debe a un
movimiento de los electrones en el interior del material.
CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD
• Corriente nominal:
Es la corriente eléctrica, que será observada (o medida)
en un determinado aparato, cuando este esté operando
adecuadamente.
DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA
230-400 V.
DISTRIBUCIÓN B.T.
• Una instalación eléctrica en B.T. es un
conjunto de elementos que tiene como
finalidad el uso de la energía eléctrica y cuyas
tensiones nominales son iguales inferiores a
1000 v para corriente alterna.
DISTRIBUCIÓN B.T.
Circuitos de distribución
C.T.
C.G.B.T.
C.S.
(30mA)
EDIFICIO
.
C.S.
(300mA)
MOTORES
.
MOTORES
(gran potencia)
.
Sistema de distribución
1. Cuadros eléctricos
– Descripción
– Tipos de cuadros
2. Cables y canalizaciones
– Definición
– Marcado según normativa
Sistema de distribución
1.- Cuadro eléctrico:
Es el encargado de distribuir la energía eléctrica a
todos los motores, elementos de mando y demás
receptores de la planta, a la vez que se encarga de
proteger toda la instalación eléctrica minimizando
los riesgos por sobrecarga o cortocircuito.
Tipos de cuadros
• CGBT (cuadro general
baja tensión)
Distribuye la
electricidad
proveniente del C.T. a
resto de cuadros
Sistema de distribución
• CCM (cuadro control
motores)
Contiene los dispositivos
necesarios para poner en
marcha los distintos
receptores así como para
protegerlos.
Además contiene pilotos
de señalización y
selectores.
Sistema de distribución
• En cada cuadro se
deberá enumerar todos
los hilos, etiquetar todos
los equipos, disponer de
una cartera interior de
chapa donde se
depositará esquema
unifilar revisado del
mismo.
Sistema de distribución
2.- Cables y canalizaciones
La distribución eléctrica entre los distintos cuadros
y equipos se realiza mediante cables aislados o
mediante canalizaciones.
La función básica de un cable consiste en
transportar energía eléctrica en forma segura y
confiable desde la fuente de potencia a las
diferentes cargas.
Cables y canalizaciones
• Conductor: Al, Cu La
identificación de
éstos debe cumplir
tres reglas.
• Cable: unipolar,
bipolar, etc.
• Canalización:
cables+medios
Código de colores
INSTALACIÓN
Nº CONDUCTORES
COLORES
Monofásica
Bipolar (F + N)
ma-az o n-az
Monofásica
Tripolar (F + N + CP)
ma-az-vdam
Trifásica
Tripolar (3F)
n-gr-ma
Trifásica
Tetrapolar (3F + CP)
n-gr-ma-vdam
Trifásica
Tetrapolar (3F + N)
n-gr-ma-az
Trifásica
Tetrapolar (3F + CPN)
n-gr-ma-az
Trifásica
Pentapolar (3F + N + CP)
Negro, gris, marrón, azul, verde-amarillo
(con marcas vdam en extremos, y viceversa)
Función del cable de protección
La principal función del cable de tierra es proteger a los usuarios ante
las eventualidades en el paso de la corriente. Sirve para descargar el
exceso de corriente a la tierra.
Función del neutro
Es para tener 220 volt, pero en cambio, la función principal, del neutro, es la
seguridad del entorno, y la estabilidad, del campo eléctrico, del transformador,
y de las instalaciones, que estarán conectadas. Nosotros, sabemos que
somos conductores, y si formamos parte de algún circuito, o campo eléctrico,
o electromagnético fuerte, puede inducir en nuestro cuerpo corriente
peligrosas, para nuestra salud, e inclusive, nuestra vida.
TIPOS Y UBICACIÓN DE APARAMENTA
1. Aparamenta en A.T. (T>1000 V)
2. Transformadores
3. Aparamenta en B.T.(T< 1000 V)
Aparamenta en A.T.
• T>1.000 V
• Instrumentación en A.T.según función:
– Maniobra (seccionadores, Interruptores y
Conmutador)
– Protección (fusibles, seccionador-fusible y
descargadores de tensión)
Transformadores
• Es el encargado de recibir la corriente de la
red en Alta tensión y transformarla en Baja
tensión para que pueda ser tomada por los
receptores.
• Se emplean para el transporte de energía
eléctrica a largas distancias, a tensiones altas.
Transformadores
Aparamenta en B.T.
• T<1000 V
• Se divide en cuatro grupos:
– Corte
– Protección eléctrica
– Mando
– Medida
CORTE
• Seccionador: conexión-desconexión a
voluntad.
CORTE
• Fusible: interrumpe la corriente.
CORTE
• Seccionador-fusible: los fusibles abren y
cierran los contactos.
PROTECCIÓN
• Circuitos: disyuntor, relé térmico, relé
electromagnético, guardamotores.
– sobrecarga
– cortocircuito
• Personas: interruptor diferencial
DISYUNTOR
Disparo por efecto térmico
DISYUNTOR
Disparo por efecto electromagnético
DISYUNTOR
• Aparatos que
protegen a los
circuitos porque
interrumpen
automáticamente la
alimentación si
detentan una
sobreintensidad.
Relés térmico y electromagnético
• Funcionamiento similar
int.magnetotér
• mico cuando actúa por
ef.térmico
• Funcionamiento similar
int.magnetotérmico
cuando actúa por
ef.magnético
• Guardamotores
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
Es un interruptor que testea la corriente que entra al sistema eléctrico y la
que sale del mismo.
Cuando no hay diferencia es un circuito equilibrado, pero cuando se
produce la diferencia de corrientes (I de entrada e I de salida), a la que el
mismo esta calibrado, generalmente 30 mA, se produce una corriente en
el anillo en el cual están las bobinas de la I entrada e I salida. Esta
corriente se induce en una tercera bobina la cual activa el dispositivo de
disparo.
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
• Protección frente a contactos
• Criterios de elección
– Sensibilidad: 6 mA – 30 A
•
•
•
•
Quirófanos: 10 mA
General (zonas accesibles): 30 mA
Motores (masas sin acceso): 300 mA
Alumbrado exterior: 300 - 1000 mA
– Intensidad nominal < I admisible
– Poder de corte
• Posee botón de comprobación
CONTACTOS INDIRECTOS
CONTACTO INDIRECTO: Es el contacto
de personas o animales con elementos
puestos accidentalmente bajo tensión.
CONTACTOS INDIRECTOS
MANDO
COLOR
ROJO
SIGNIFICADO
Emergencia
AMARILLO
Anomalía
VERDE
Normal
AZUL
Obligatorio
BLANCO
GRIS
NEGRO
Sin significación
específica
atribuida
EXPLICACIÓN
En caso de condiciones
peligrosas o de emergencia
En caso de condiciones
anormales
Para iniciar las condiciones
normales
En caso de condiciones que
requieren una acción obligatoria
Para un inicio general de
las funciones excepto la parada
de emergencia
ARRANQUE
PUESTA EN TENSIÓN/ON
PARADA
PUESTA FUERA TENSIÓN/OFF
ON/OFF
ARRANQUE/PARADA
ARRANQUE/ON
PARADA/OFF
Pulsador: nos permite conectar o desconectar un
equipo
MANDO
• Interruptor: seta de
emergencia. Situado
en cada puesto de
mando del operador
así como en otros
emplazamientos
donde la parada de
emergencia pueda
ser requerida.
MANDO
• Conmutador:
dispositivo eléctrico
que permite
modificar el camino
de los electrones.
MANDO
• Contactor: es un
elemento conductor
que tiene por
objetivo establecer o
interrumpir el paso
de corriente.
MANDO
• Relés: dispositivo
electromecánico que funciona
como un interruptor
controlado por un cierre
eléctrico en el que , por
medio de una bobina y un
electroimán, se acciona un
juego de uno o varios
contactos que permiten abrir
o cerrar otros circuitos
eléctricos independientes.
MANDO
• DETECTORES: funcionan de manera
automática ante un factor, como puede ser la
temperatura, posición, presión…
– FINAL DE CARRERA
– PRESOSTATOS
– INTERRUPTOR DE NIVEL (boya)
Interruptores de posición
Presostato
Es un aparato que cierra o abre
un circuito eléctrico
dependiendo de la lectura de
presión de un fluido.
Interruptor de nivel
• Instrumento de
mando empleado
para controlar el nivel
de un pozo.
Caudalímetro electromagnético
• Instrumento
empleado para la
medición de un fluido
a través de una
tubería
Caudalímetro ultrasonido
Secc.
Seccionamiento
Seccionamiento
en carga
Prot.cortocircuito
Protección
sobrecarga
Control
Disyunt.
Relé
Int.en Int porta Contactor Relé
carga fusibles
Térmico electromag Magneto Integral
térmico
nético
Instrumentación de medida
• Amperímetros
• Voltímetros
• Medida en bornas
EQUIPOS COMPLEMENTARIOS
• Fuente de alimentación
• PLC
– Fuente de alimentación
– CPU
– Entradas y salidas
• Pantalla del operador
• Panel sinóptico
• SAI (sistema de alimentación ininterrumpida
DESCRIPCIÓN FISICA PLC
RACKs
modulares
4 / 6 / 8 / 12
slots
extensibles o no
Cables
Bus X
Nuevos
Finales de
línea
Módulo
Alimentación
CPU´s
Módulos Dedicados
TOR, ANA, Comunic., Contaje ...
Equipos complementarios
• Pantalla operador
• Panel sinóptico
Otros dispositivos
Tipos de arranque
• Arranque directo:
Se dice que un motor arranca en forma directa cuando a sus bornes se
aplica directamente la tensión nominal a la que debe trabajar.
Si el motor arranca a plena carga, el bobinado tiende a absorber una
cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las
líneas de alimentación incrementen considerablemente su carga y
como consecuencia directa se produzca una caída de tensión. La
intensidad de corriente durante la fase de arranque puede tomar
valores entre 6 a 8 veces mayores que la corriente nominal del motor.
Otros dispositivos
Tipos de arranque
Arranque de estrella-triángulo:
•
•
•
El arranque estrella-triángulo es el procedimiento más empleado para el
arranque a tensión reducida debido a que su construcción es simple, su
precio es reducido y tiene una buena confiabilidad.
El procedimiento para reducir la tensión en el arranque consiste en
conmutar las conexiones de los arrollamientos en los motores trifásicos
previstos para trabajar conectados en triángulo en la red de 3 x 380 V.
Los bobinados inicialmente se conectan en estrella, o sea que reciben la
tensión de fase de 220 V, y luego se conectan en triángulo a la tensión de
línea de 380 V; es decir que la tensión durante el arranque se reduce 1,73
veces.
Otros dispositivos
Tipos de arranque
Arrancadores de motores:
•
•
Los mismos consisten básicamente en un convertidor estático alternacontinua-alterna o alterna-alterna, generalmente de tiristores, que
permiten el arranque de motores de corriente alterna con aplicación
progresiva de tensión, con la consiguiente limitación de corriente y par de
arranque. En algunos modelos también se varía la frecuencia aplicada.
Al iniciar el arranque, los tiristores dejan pasar la corriente que alimenta
el motor según la programación realizada en el circuito de maniobra, que
irá aumentando hasta alcanzar los valores nominales de la tensión de
servicio.
Diagnosis de averías
• Diagnosticar una
avería en un CCM
a partir del
disparo de un
diferencial o un
interruptor
magnetotérmico