UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE \NGEN\ER\A ELÉCTR\CA Y ELECTRÓ
·
NlCA
IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA ININTERRUMPIDO DE
SUMJNJSTRO ELÉCTRICO DE LA EMPRESA LUZ DEL SUR S.A.
INFORME DE COMPETE
.
NCIA PROFESIONAL
PARA OPTAR EL TlTULO PROFESIONAL DE:
INGENíERO ELECTRIClSTA
.
PRESENTADO
...
POR:
EDINSON PABLO RAMfREZ SOLIS
PROMOCIÓN
1990-i
LlMA
�
.PERÚ
La empresa Luz del Sur implementa un sistema ininterrumpido inicialmente en el edificio XXI, donde se encuentra su centro de computo y sus oficinas
administrativas.
El concesionario de energía eléctrica Luz del Sur en virtud de directivas emanadas por el organismo que vela por los derechos del consumidor ha tenido a bien implementar un sistema ininterrumpido de suministro eléctrico para sus
oficinas de atención al publico sitio en San Juan, Vitarte y Santa Anita.
Esta solución es eficaz permite la continuidad garantizada de atención al publico durante 24 horas.
PRÓLOGO CAPÍTULO 1
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA 1 . 1 Generalidades
VI
INDICE
1.2 Instalación del sistema de alimentación ininterrumpida 1.3 Determinación de la resistividad de diseño del
Sistema Puesta a Tierra
1.4 Determinación de la resistencia de puesta a tierra
1.5. Ventajas del sistema ininterrumpido 1.6 Marco Legal
CAPÍTULO 11
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ENERGÍA ININTERRUMPIDA
CAPÍTULO 111
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS 3.1 UPS
3.2 Transformador de aislamiento 3.3 Grupo electrógeno
3.4 Tablero de transferencia automático trifásico 3.5 Tablero de distribución
3.6 Tablero general 3.7 Cables y conductores
1
3 3 3 6
11
13 14
15
CAPÍTULO IV
MONTAJE DE LOS EQUIPOS 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 UPS
Transformador de aislamiento Tablero de transferencia Grupo electrógeno
Ta ble ro de distribución Pruebas y Mediciones
CAPÍTULO V
COSTOS Y PRESUPUESTO
5.1 Resumen de Cotización
CAPÍTULO VI
APLICACIÓN DEL SISTEMA 6. 1 Cálculos previos
6.1.1 Alcances de la Instalación del Edificio Siglo XXI 6. 1. 1. 1 Suministro e instalación de UPS
6.1.1.2 Suministro e instalación de grupo electrógeno 6.1.1.3 Suministro e instalación del tablero de transferencia
automática.
6.1. 1.4 Suministro e instalación de un transformador de aislamiento con apantallamiento
6.1.1.5 Suministro e instalación del tablero general autosoportado
6.1.1.6 Suministro e instalación de alimentadores de entrada y salida del U PS
6.1.1. 7 Suministro e instalación del sistema de puesta a tierra 6.2.2 Alcances de la instalación de Vitarte
6.2.2.1 Suministro e instalación de UPS
6.2.2.2 Suministro e instalación de grupo electrógeno 6.2.2.3 Suministro e instalación del tablero de transferencia
VIII
6.2.2.4 Suministro e instalación de un transformador de aislamiento con apantallamiento
6.2.2.5 Suministro e instalación del tablero general autosoportado
6.2.2.6 Suministro e instalación de alimentadores de entrada y salida del UPS
6.2.2. 7 Suministro e instalación del sistema de puesta a tierra 2.3 Alcances de la instalación de Santa Anita
6.2.3.1 Suministro e instalación de UPS
6.2.3.2 Suministro e Instalación de grupo electrógeno 6.2.3.3 Suministro e instalación del tablero de transferencia
automática
6.2.3.4 Suministro e instalación de un transformador de aislamiento con apantallamiento
6.2.3.5 Suministro e instalación de tablero general autosoportado.
6.2.3.6 Suministro e instalación de alimentadores de entrada y salida del UPS
6.2.3.7 Suministro e instalación del sistema de puesta a tierra.
6.2.4. Alcances de la instalación de San Juan 6.2.4.1 Suministro e instalación de UPS
6.2.4.2 Suministro e instalación de grupo electrógeno 6.2.4.3 Suministro e instalación del tablero de transferencia
automática.
6.2.4.4 Suministro e instalación de un transformador de aislamiento con apantallamiento
6.2.4.5 Suministro e instalación del tablero general autosoportado
6.2.4.6 Suministro e instalación de alimentadores de entrada y salida del UPS
6.2.4. 7 Suministro e instalación del sistema de puesta a tierra
CONCLUSIONES
38
39
39 39 40 40 41
42
42
43
43
43 44 44 45
46
47
47.
47 48
ANEXOS:
ANEXO A
A1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE UPS A 1 SISTEMA DE POTENCIA ININTERRUMPIDA A2 BYPASS AUTOMÁTICO
A3 SISTEMA DE GABINETES DE BATERIA ANEXO B
TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO ANEXO C
GRUPO ELECTRÓGENO ANEXO D
TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA ANEXO E
MALLAS DE TIERRA ANEXO F
MARCO LEGAL
F1 MARCO LEGAL DE LA ACTIVIDAD ELÉCTRICA, NORMAS ANEXO G
NORMAS TÉCNICAS ANEXO H
PLANOS
IE-01 DIAGRAMA UNIFILAR- EDIFICIO SIGLO XXI IE-02 DIAGRAMA UNIFILAR- SANTA ANITA IE-03 DIAGRAMA UNIFILAR- VITARTE IE-04 DIAGRAMA UNIFILAR- SAN JUAN
IE-05 DISTRIBUCION ELECTRICA EDIFICIO SIGLO XXI IE-06 DISTRIBUCION ELECTRICA SAN JUAN
IE-07 DISTRIBUCION ELECTRICA VITARTE IE-08 DISTRIBUCION ELECTRICA SANTA ANITA
BIBLIOGRAFÍA
50 51 56 58
75
80
97
102
115
123
128 129 130 131 132 133 134 135 136
PRÓLOGO
El presente Informe de Ingeniería trata la instalación adecuada y puesta en servicio de un Sistema de Alimentación Ininterrumpida de Energía con UPS (Uninterrupted Power Suply) como Sistema de respaldo, a fin de dar una absoluta continuidad en el servicio eléctrico, para equipos de Cómputo, diseñando un Sistema no interrumpible. En este sentido la energía se utilizará para las cargas que tenga relación con los Sistemas de Cómputo.
El origen es la necesidad de alimentar la totalidad de la carga de Cómputo de la Empresa con un Sistema Integral dedicado, de tal manera que no quede desabastecido de energía bajo ninguna circunstancia, dado a que esta Empresa se dedica a atender al público de manera permanente. El Sistema funciona de la siguiente manera: Un suministro normal proporciona energía a la totalidad de la carga de los equipos de cómputo en caso de interrumpirse queda respaldado por el U.P.S que alimenta a los circuitos cuya capacidad de las baterías es de 20 minutos, tiempo suficiente para el encendido de un grupo electrógeno que se conecta al Sistema hasta que retorne el suministro normal.
Debido a que la carga tiene un comportamiento no lineal se presenta una distorsión de armónicos en el Sistema, siendo necesario crear un Sistema de alimentación aislada de los otros sistemas para lograr esto se instaló un transformador de aislamiento para proteger aun más al Sistema y cuya operación incluye un Sistema de puesta a tierra que se detalla en el capítulo correspondiente.
Dentro de los alcances del Sistema de seguridad del Sistema Ininterrumpido, se ha estimado conveniente aumentar la capacidad del grupo electrógeno a elegir considerando el sistema de alumbrado existente; este contara con su tablero de transferencia, el informe también detalla el tendido de cables de Fuerza y Control.
De acuerdo al proyecto, el nuevo grupo electrógeno de emergencia alimentará en forma automática en caso de corte de suministro de energía eléctrica, quedando activo a través del tablero de transferencia automática, el grupo electrógeno será instalado en una caseta adjunta a la sala de equipos.
Este Sistema fue implementado en la empresa Luz del Sur S.A. con la finalidad de hacer más eficiente y confiable la atención a sus clientes, según las exigencias de la Ley de Concesiones Eléctricas, que por la naturaleza del servicio requieren una atención permanente.
Para adecuarse a sus instalaciones existentes, fue necesario construir una sala de equipos donde se instalaron los tableros, UPS, Transformador, Grupo Electrógeno y otros que se detallan en el presente informe, cabe mencionar que el Sistema cuenta con un Sistema de alarmas y equipos de medición en caso de emergencia, contando también con puntos para monitoreo desde PCS (Software de Monitoreo) previamente incorporados.
He dividido este informe en cinco capítulos principales, desde el funcionamiento, definición de equipos, montaje y análisis de costos, en él capítulo seis se menciona las aplicaciones del Sistema a otros casos.
Finalmente en los anexos se presenta los planos y especificaciones técnicas de los equipos dado a que este sistema cuenta con las recientes versiones de tecnología.
El Capítulo I nos ilustra en definiciones específicas del Sistema de Alimentación 1 ninterrumpido.
En el Capítulo II se explica en detalle el principio de funcionamiento del Sistema de Energía Ininterrumpida así como la interacción de sus diferentes partes.
En él capítulo 111 me refiero a las especificaciones básicas a tener en cuenta para poder determinar que Sistema de Energía Ininterrumpida es el más apropiado y conveniente.
En el Capítulo IV detallan las consideraciones y necesidades para realizar un
montaje adecuado de los equipos.
En el Capítulo V se desarrolla los costos y presupuestos, que nos ayuda a implementar el Sistema de energía no interrumpido
En el Capítulo VI se muestra las aplicaciones realizadas con este Sistema en las oficinas de las sucursales que actualmente operan con este Sistema de Alimentación Ininterrumpida de energía.
1.1. Generalidades
CAPÍTULO 1
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
La continúa exigencia de mejora en la calidad de servicios demandada por los usuarios, el nuevo entorno legal y de competencia, hacen necesario que las compañías dispongan de energía no interrumpible, es decir que no deben quedar sin energía porque recaudan y procesan información constantemente. En este proceso resulta fundamental disponer de un Sistema dedicado que abastezca de energía eléctrica con calidad y eficiencia; los avances de la electrónica, informática y telecomunicaciones hacen que hoy día sea posible disponer de sistemas de este tipo vale decir autómatas con la mínima intervención del personal de mantenimiento.
Electrolima, empresa eléctrica antecesora en el área de concesión de la Empresa Luz del Sur, ya contaba desde los inicios de los años setenta con inversores, qué con un banco de baterías alimentaba cientos de equipos cuando no contaba con suministro normal; solo eran aplicados a cargas criticas como telecontrol, comunicaciones. Hoy en día debido al crecimiento de sus necesidades y usuarios es necesario aplicarlo a todo su sistema, es un esfuerzo grande de la Empresa en equipar de esta manera, cuyos resultados y ventajas detallo al final.
1.2. Instalación de un Sistema de Alimentación Ininterrumpido
Un Sistema de Alimentación de Potencia Ininterrumpida, también llamado por las siglas UPS (Uninterrupted Power Suplly - Sistema de Potencia Ininterrumpida) es una instalación que funciona proporcionando energía eléctrica durante un apagón o fallas en el suministro normal de alimentación.
El UPS tiene sus inicios hace aproximadamente 70 años, pero su aplicación con mayor éxito se da con el incremento de las computadoras después de los años 50; la necesidad de sistemas más sofisticados y libres de mantenimiento se hizo patente, esto devino en la introducción del UPS de estado sólido.
Del grupo electrógeno se puede registrar y evaluar el nivel de combustible, nivel de tensión, temperatura, presiones, etc.
El transformador de aislamiento del tipo seco son especialmente designados para resistir el incremento de calor conveniente en las cargas no lineales como computadoras que generan armónicos, estos incrementan las pérdidas en calor de los transformadores algunos están en el fondo del devanado y algunos están mas cerca de la superficie.
Los transformadores del tipo seco son más susceptibles a los efectos de la corriente armónica y son designados con el método del factor K para designar y medir la capacidad de los transformadores para tolerar el calor adicional causado por los armónicos. El factor K no significa que el transformador pueda eliminar los armónicos, el factor k sirve, para especificar los transformadores previstos para soportar corrientes distorsionadas.
Estos transformadores son de mayor tamaño que los convencionales pueden ocupar de 30 a 40 % mas espacio, pesar 15 a 25 % mas, existen varios métodos para calcular el factor K.
El método normalizado se basa en la corriente fundamental de la carga. La medida de los armónicos mayormente se realiza con analizadores de armónicos una mayoría de estos analizadores presentan valores por unidad con relación a la corriente fundamental, por lo tanto el método normalizado será empleado, el método normalizado se define como sigue:
Donde:
fh: corriente fundamental por unidad (el primer armónico es igual al 100%)
Ambos métodos producirán la misma respuesta se calcula un factor K igual a 11
por lo tanto el siguiente factor K es igual a 13 que se elige.
Para lograr buenas puestas a tierra es necesario considerar los efectos de los distintos factores, principalmente como el efecto del suelo y el efecto de la forma del electrodo o la malla.
La conductividad del suelo esta dada principalmente por los elementos químicos que la componen y el grado de humedad. Estos valores se encuentran tabulados para los distintos tipos de suelos, pero dado que los mismos varían en pequeñas distancias es aconsejable medir la resistividad del suelo antes de proyectar la instalación y luego verificar los valores obtenidos.
5
La ubicación física del pozo de tierra es en coordinación con el cliente en un lugar en donde se cuente con un jardín, en caso contrario se optara por realizar una excavación en el área designada.
La tierra a utilizarse para rellenar el pozo debe ser convenientemente cernida y libre de piedras, además debe de ser de preferencia tierra de cultivo.
La varilla de cobre se reemplaza por una malla construida de pletinas de cobre y soldadas en sus intersecciones con soldadura tipo cadwell.
Los conectores serán preferentemente de bronce pues tienen mayor dureza para poder realizar ajustes extremos al cable de cobre desnudo.
Se recomienda utilizar por ser un componente ecológico, Hidrosolta es una técnica novedosa cuyo objetivo fundamental es almacenar la energía en desbalance incorpora un circuito RC. Básicamente, la Hidrosolta es una mezcla de óxidos de metales tensoactivados con las siguientes especificaciones:
• Resistividad máxima 30 ohmios - cm
• Calor especifico: 100 W Sg / gr (70 º C)
• Capacidad Específica - permitividad relativa: 10,000.000
• Peso Especifico: 1,3 gr/ cm3
• PH hidratada con 35% de agua: 9,9 ( alta Basicidad, por la cual no hay corrosión, ácido � 7)
• Color Verdoso Húmedo
Podemos fabricar un condensador coaxial enterrado en el suelo (pozo}, el cual encargará de almacenar esta energía que causa problemas con los equipos eléctricos estado sólido
Los pozos tendrán que registrar una resistencia de puesta a tierra menor de 5 ohmios.
La finalidad de una puesta a tierra esta destinada a brindar las Seguridad Eléctrica que está estipulado en las Normas y asegurar el correcto funcionamiento de los aparatos conectados al circuito eléctrico aparte de otros beneficios en la calidad del uso del servicio
Los pozos tendrán que registrar una resistencia de puesta a tierra menor de 5
ohmios.
Los pozos tendrán que registrar una resistencia de puesta a tierra menor de 5 ohmios.
La finalidad de una puesta a tierra esta destinada a brindar las Seguridad Eléctrica que está estipulado en las Normas y asegurar el correcto funcionamiento de los aparatos conectados al circuito eléctrico aparte de otros beneficios en la calidad del uso del servicio.
Las corrientes que se canalizan a tierra tienen diversos orígenes y amplitudes en todos los casos su dispersión en el Suelo se hace a través de la Resistencia Total del Sistema de Puesta a Tierra (Circuito, conexiones y puesta a tierra) cuyo valor en lo posible debe ser mínimo para asegurar la protección de las personas lo cual depende de la eficiencia lograda en la instalación de los electrodos en el suelo.
Para proteger a las personas de los toques eléctricos, las Masas (chasis) de los aparatos eléctricos o electrónicos se conectan al circuito de tierra ya sea sólidamente cuando estos son estacionarios o bien a través de la tercera patilla de los respectivos enchufes cuando dichos artefactos son portátiles.
El comportamiento de la tierra como un sumidero infinito de carga hace que su potencial sea cero ( V = O) luego todo aparato eléctrico cuya masa sea conectada a tierra estará provisto de dicho potencial de referencia CERO que propiciara tanto su óptimo funcionamiento como el de los dispositivos asociados a él.
Los equipos electrónicos de todo tipo exigen este requisito para su correcto funcionamiento dado que utilizan pequeños voltajes de operación y son muy sensibles a toda variación de tensión.
Cuando las Masas no están conectadas a tierra, el potencial de referencia en ellas es "flotante" es decir diferente de cero, dependiendo de las capacitancias parásitas hacia tierra; en tal caso ocurre la electrización de las masas y el funcionamiento de equipos o aparatos que tienen componentes electrónicos no es correcto o no es satisfactorio.
1.3. Determinación de la resistividad de diseño del Sistema Puesta a tierra.
Para determinar las características eléctricas naturales del suelo se utilizó el método de los cuatro electrodos de exploración a una profundidad debiendo estar igualmente espaciados y a una distancia "a" y que consiste en inyectar al terreno una corriente mediante un par de ellos y medir la diferencia de potencial mediante los otros dos (Método de Wenner) .
7
En el esquema 1.1 se muestra la conexión, para la medición de la resistividad del terreno.
Para el trabajo de medición en campo se utiliza por ejemplo, el telurómetro Electrónico Digital, marca MEGABRAS, modelo MTD 20 KW; el cual mide la resistencia de aterramiento y la resistividad especifica del terreno por el método de Wenner este instrumento trabaja bajo el principio de balance nulo.
,,
ESQUEMA 1.1: Medidas de Wenner
r
,,
,¡,:,,
,. : ,. 1,.11
Para el trabajo de medición en campo se utiliza por ejemplo, el telurómetro Electrónico Digital, marca MEGABRAS, modelo MTD 20 KW; el cual mide la resistencia de aterramiento y la resistividad especifica del terreno por el método de Wenner este instrumento trabaja bajo el principio de balance nulo.
Las mediciones de resistencia efectuadas en campo proporcionan una cantidad de datos normalmente procesables, que obedecen a las características típicas del suelo. Y se muestran en las tablas 1.1 1.2 1.3 y 1.4
PUNTO DE MEDICIÓN VITARTE EDIFICIO SANJUAN SANTA ANITA
TABLA 1.1 MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD ELÉCTRICA
MEDICIONES DATOS VARIOS
.. a" " RESISTENCIA" Temp. Tipo de
Fecha Hora
( m) (Ohm) (ºC) suelo
0.50 18.74
1.00 12.23
11.00
2.00 6.94 04/08/99 16º Arcillosa
a.m.
3.00 5.23
-4.00 4.29
0.50 28.08
1.00 14.61
10.00
2.00 7.94 10/02/99 18º Arcilloso
a.m.
3.00 5.88
4.00 4.61
0.50 47.40
1.00 26.84
11.00
2.00 15.16 12/09/99 22º Arenoso
a.m.
3.00 11.61
4.00 9.17
0.50 21.93
1.00 13.67
9.00
2.00 7.68 04/05/99 a.m. 18º Arcilloso
3.00 6.56
4.00 5.12
9
TABLA 1.2 RESISTIVIDADES Y ESPESORES DE CAPAS
LUGAR
DE Espacio p P1 P2 P2 I P1 Mo Pm h
MEDICIÓN (m) (Ohm-m) (Ohm-m) (Ohm-m) (m)
0.50 58.9
1.00 76.86 76.86
VITARTE 2.00 87.23 1.40 1.046 80.40 1.18
3.00 98.65
4.00 107.9 107.9
0.50 88.23
1.00 91.78 91.78
EDIFICIO 2.00 99.79 1.26 1.086 99.67 1.05
3.00 110.86
4.00 115.89 115.89
0.50 148.9
1.00 168.66 168.66
SAN JUAN 2.00 190.56 1.37 1.0436 176.01 1.1
3.00 218.75
4.00 230.45 230.45
0.50 68.90
1.00 85.86 85.86
SANTA
2.00 96.54 1.50 1.0156 87.20 1.25
ANITA
3.00 123.56
4.00 128.70 128.70
p
=
RESISTIVIDAD APARENTE (Ohm-m)p1
=
RESISTIVIDAD CAPA SUPERIOR (Ohm-m)p2
=
RESISTIVIDAD CAPA INFERIOR (Ohm-m)Mo
=
CONSTANTE DE APROXIMACIÓNPm
=
RESISTIVIDAD EQUIVALENTE (Ohm-m)TABLA 1.3 DETERMINACIÓN DE LA RESISTIVIDAD DE DISEÑO
ZONA CAPAS p,
(Ohm-m)
1RA.CAPA 76.86 VITARTE
2DA.CAPA 107.9
1RA.CAPA 91.78 EDIFICIO
2DA.CAPA 115.89
SAN 1RA.CAPA 168.66
JUAN 2DA.CAPA 230.45
SANTA 1RA.CAPA 85.86
ANITA
128.7 2DA.CAPA
p¡
=
RESISTIVIDAD TERRENOh
=
PROFUNDIDAD TERRENOp
=
RESISTIVIDAD DE DISEÑOh (m)
1.18
1.05
1.1
1.25
REDUCCIÓN A UNA CAPA
ESPESOR
di ( m )
1.18 2.62 1.05 2.45 1.1 3.68 1.25 2.85 (Ohm-m) ( m) (Ohm-m)
L <di> di/pi
Donde:
11
1.4. Determinación de la resistencia de puesta a tierra La resistividad se ha calculado mediante la ecuación:
p = 2n
*
a*
R (1.2)p : Resistividad medida en (Ohm - m). a : Espaciamiento entre electrodos. (m) R : Resistencia eléctrica medida (Ohm ).
En los Gráficos Nº 1.1, Nº1., Nº1.3 ,Nº1.4 se aprecia que las curvas resultantes corresponden a un suelo de dos estratos, el método empleado fue : "Método Simplificado para Suelos Estratificados en Dos Capas" empleado por la Empresa Electrobras y admitida por nuestros sistemas en el tiempo de realizado el proyecto.
En estos gráficos se muestran las curvas que nos permiten determinar las asuntotas superior e inferior de las curvas de resistividad , el valor de M0 se obtiene de la
tabla Nº 1.4 que fue proporcionado por el departamento de Ingeniería Empresa Electrobras de Brasil.
Finalmente en la tabla Nº 1.5 muestra la resistividad de diseño para cada sede que será una variable para calcular la longitud de la pletina de cobre
Siguiendo el método de Laurent & Nieman (Aproximada) método para él cálculo teórico de la resistencia de tierra es :
R
=
:S ,.,, : J[(1.3)
Rt
=
p+ p
4Re" L (1.4)
Con el valor de resistividad obtenido y con la premisa de obtener valores menor de 5 ohmios se ha efectuado el diseño de la puesta a Tierra para las diferentes sedes.
El sistema puesta a tierra estabilizado cumplirá los siguientes objetivos:
• Dar protección integral tanto humana como a equipos de la energía transitoria, • Descargar del sistema la carga estática,
El concepto de protección de Tensión de Toque y Tensión de Paso inducido por una falla a tierra, no caben dentro de este marco, dado a que la tensión máxima en este tipo de sistema es 260 voltios.
TABLA 1.4. CONSTANTE DE APROXIMACIÓN M0
p2 / p1 Mo p2 / p1 Mo p2 / p1 Mo
0.0010 0.6839 0.70 0.9361 14.50 1.413 0.0020 0.6844 0.75 0.9480 15.00 1.416 0.0025 0.6847 0.80 0.9593 15.50 1.418 0.0030 0.6850 0.85 0.9701 16.00 1.421 0.0040 0.6855 0.90 0.9805 16.50 1.423 0.0045 0.6858 0.95 0.9904 17.00 1.425
0.0050 0.6861 1.00 1.0000 17.50 1.427
0.0060 0.6866 1.50 1.0780 18.00 1.429 0.0070 0.6871 2.00 1.1340 18.50 1.430 0.0080 0.6877 2.50 1.1770 19.00 1.432 0.0090 0.6882 3.00 1.211 O 20.00 1.435
0.0100 0.6387 3.50 1.2370 30.00 1.456 0.0150 0.6914 4.00 1.2600 40.00 1.467 0.0200 0.6940 4.50 1.2780 50.00 1.474 0.0300 0.6993 5.00 1.2940 60.00 1.479
0.0400 0.7044 5.50 1.3080 70.00 1.482
0.0500 0.7095 6.00 1.3200 80.00 1.484 0.0600 0.7145 6.50 1.331 O 90.00 1.486 0.0700 0.7195 7.00 1.3400 100.00 1.488 0.8000 0.7243 7.50 1.3490 110.00 1.489 0.9000 0.7292 8.00 1.3560 120.00 1.490 0.1000 0.7339 8.50 1.3630 130.00 1.491 0.1500 0.7567 9.00 1.3690 140.00 1.492 0.2000 0.7781 9.50 1.3750 150.00 1.493 0.2500 0.7981 10.00 1.3800 160.00 1.494
0.3000 0.8170 10.50 1.3850 180.00 1.495 0.3500 0.8348 11.00 1.3900 200.00 1.496 0.4000 0.8517 11.50 1.3940 240.00 1.497 0.4500 0.8676 12.00 1.3980 280.00 1.498 0.5000 0.8827 12.50 1.4010 350.00 1.499 0.5500 0.8971 13.00 1.4040 450.00 1.500 0.6000 0.9107 13.50 1.4080 640.00 1.501
13
TABLA 1.5. RESISTENCIA DE PUESTA TIERRA ESPERADA
RESISTIVIDAD RESISTENCIA
ZONA DE DISEÑO ( DESEADA
Ohm-m)
VITARTE 95.88 5.00
EDIFICIO 107.42 5.00
SAN JUAN 212.53 5.00
SANTA
1
111.711
5.00ANITA
Las Gráficas que muestran las curvas considerando una separación de un metro se encuentran en la sección.
Anexo E : SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
1.5. Ventajas del Sistema Ininterrumpido
Es un Sistema dedicado exclusivamente al uso de Computadoras y otros que complementan su función como equipos de comunicación, alumbrado a las zonas donde operen estos aparatos, en tal sentido se garantiza que el Sistema eléctrico no sufra perturbaciones ni cortes para esto se cuenta con un UPS que puede tener una autonomía de hasta 90 minutos a plena carga.
El Sistema puede ser monitoreado desde cualquier Computadora que se programa, registra la operación y evalúa parámetros del UPS y grupo electrógeno.
Satisface las exigencias de la ley de Concesiones Eléctricas y Osinerg, que obliga a Implementar un sistema.
• Es una opción de soporte de energía en caso de cortes prolongados. • En caso de cortes inesperados se activa automáticamente.
• Otra ventaja a considerar en los sistemas de alimentación no interrumpida es la de regular el flujo de electricidad, controlando las subidas y bajadas de tensión y corriente existentes en la red eléctrica
impulsos crean ondas de corriente o tensión que distorsionan la onda fundamental de la red.
En la mayoría de los casos sólo se ha considerado las Computadoras como carga crítica y no al alumbrado. Eso es debido al respaldo que deben tener las computadoras con la información
1.6 MARCO LEGAL
De acuerdo a la Ley de Concesiones Eléctricas (Nº 25844), y su reglamento D.S. Nº 009-93. EM; en sus artículos, obligan a dar servicio permanente y garantizar la calidad
del servicio, y en caso de interrupciones mayor de cuatro horas, el concesionario deberá compensar al usuario. Es fundamental que su Sistema de no se interrumpa para tener un adecuado Sistema de cobranzas y tener un control de corte y reposición.
Según el D.S. Nº 020-97 EM, Norma Técnica de Calidad de Servicios Eléctricos,
en su titulo tercero dice: "Deberá pagar a su cliente en el plazo establecido las compensaciones y multas que la autoridad le aplique". También obliga a implementar un Sistema de atención por falta de suministro, la atención de estas deben de llevarse a cabo ininterrumpidamente, las 24 horas del día incluyendo sábados y domingos.
La norma aprobada en Octubre de 1997, considera nuevas obligaciones por parte de las empresas eléctricas, por lo cual Luz del Sur, efectuará a partir de 1998 las adecuaciones técnicas y comerciales que le permitan cumplir con dichas obligaciones, las que se harán efectivas a partir del 2000.
Cuantificando las pérdidas y multas superarían ampliamente el costo de inversión de un Sistema de alimentación Ininterrumpido y resulta favorable adecuarse a la Normas Técnicas y Comerciales que obliga la Ley.
En vista que la diferencia tiene un resultado positivo se justifica la inversión en el Sistema de Alimentación Ininterrumpida.
Esto como costo beneficio resulta rentable con los siguientes beneficios:
• Equipos con abastecimiento de energía constante.
• Menor cantidad de reclamos por incumplimiento de atención. • Una mejor recaudación por servicios prestados.
• Disminución de la morosidad y hurto de energía.
CAPÍTULO 11
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ALIMENTACION DE ENERGÍA ININTERRUMPIDA
La generación de energía eléctrica se realiza por medio de generadores eléctricos, para llevar esta energía a los usuarios finales, debe de utilizarse líneas de transmisión.
La onda sinusoidal de 60 hz. de frecuencia, que recibe el usuario final la cual mientras más semejante sea a la onda generada se recepcionará una onda de mejor calidad. Obtener calidad en el servicio de Energía Eléctrica constituye hoy en día una actividad primordial para las empresas de servicio público de electricidad.
Todos los sistemas eléctricos se componen de circuitos que alimentan cargas resistivas, capacitivas e inductivas, ello hace que el Sistema eléctrico se comporte básicamente como un circuito RLC y como tal cada circuito eléctrico tiene su propia característica de respuesta de frecuencia la cual presenta puntos de resonancia.
En caso de obtenerse impedancias máximas se presenta el fenómeno de resonancia en paralelo y en el caso de impedancias mínimas, el fenómeno resultante es una resonancia en serie.
Si en el Sistema eléctrico existe una carga no lineal, entonces también existen corrientes armónicas de frecuencias superiores a la fundamental que es de 60 hz. Ta les corrientes armónicas son también ondas sinusoidales pero con frecuencias múltiples a la fundamental, que afectan negativamente a los equipos como es el caso de los armónicos de secuencia negativa que tienen gran impacto en los transformadores y motores por que su rotación se opone a la rotación de la fundamental.
Las corrientes armónicas pueden ocasionar considerables tensiones armónicas que sumadas a la tensión del armónico fundamental puede distorsionar gravemente a la tensión del sistema, es decir no se tendría una onda sinusoidal sino una composición de ondas de diferentes frecuencias.
La aparición de los rectificadores de estado sólido y su posterior utilización para casi todos los equipos electrónicos de la industria incluidos los equipos de cómputo crea corrientes armónicas propias del diseño de los rectificadores de estado sólido.
El comportamiento de armónicos en la señal de tensión afecta notablemente el comportamiento de los equipos incluso los pueden dañar siendo los efectos resultantes de estos armónicos tales:
• Frecuente fusión de fusibles
• Excesivo calentamiento y eventual explosión de condensadores, especialmente los electrolíticos.
• Fallas de aislamiento de equipos y conductores.
• Calentamientos, pérdidas excesivas y daños en transformadores
• Grandes campos de interferencia en equipos sensibles como computadoras. Frente a estas perturbaciones y distorsiones de la onda sinusoidal fundamental el UPS debe de reunir principios básicos. Los principios básicos necesarios para el funcionamiento de un Sistema de alimentación de energía interrumpida podemos resumirlos en tres conceptos los cuales son:
1. Continuidad de la fuente de energía. 2. Calidad de la onda de voltaje
3. Disponibilidad del sistema.
La continuidad del suministro de energía debe ser garantizada por otra fuente capaz de almacenar energía y aplicarla a la carga cuando la necesite, frente a micro interrupciones, o fallas de corriente estimadas en el tiempo previamente proyectado previsto y cuantificado.
Esta necesidad se basa en que la onda suministrada a la carga por el Sistema auxiliar independiente de la red debe de ser idéntica a la onda sinusoidal típica sin armónicas y estable en el tiempo de utilización.
Este principio se basa en el uso de equipos con elementos altamente confiables los cuales sean capaces de ser reemplazados por otros similares en el menor tiempo posible y sin requerimientos de mantenimiento.
Esto da lugar a considerar muchas soluciones siendo la solución estática la que mejor satisface los requerimientos antes mencionados. En función a estos conceptos el UPS en su versión más simple comprende de tres elementos.
a) Convertidor AC/DC (Rectificador y cargador) b) Fuente de Energía almacenada (batería) c) Convertidor DC/AC (Inversor)
17
Cuando la red falla (por un periodo corto o prolongado de acuerdo a la ocurrencia) el rectificador deja de operar pues no tiene fuente de alimentación externa y la batería suministra la energía necesaria a la carga a través del convertidor DC/AC, todo esto en un tiempo máximo de ¼ Hz. Para evitar borrados de memoria.
Cuando la red vuelve a su estado normal de trabajo, el rectificador asume su operación recargando a la batería de la energía que utilizo para alimentar a la carga cuando esta la necesito, teniendo como objetivo que la carga en ningún momento quede sin energía.
GRÁFICO 2.1: Circuito básico de un UPS
ENTRPDA I Tersién d: 01trad:l
arrplia y ventam
CE frea.ercia
Para determinar y cuantificar el equipo adecuado que satisfaga las necesidades del Sistema a proteger, es necesario tener presente las especificaciones de los equipos, que
a continuación describo:
3.1 UPS
La Marca del UPS es TOSHIBA y el modelo es 4200 FA
• Frecuencia de la Línea 60 Hz.
• Transitorios
• Distorsión armónica THD • Fluctuaciones de frecuencia • Tipo de batería
• Tensión nominal
• Factor de potencia
Y las potencias nominales son
Edificio Siglo XXI
Centro de servicio Vitarte Centro de atención Santa Anita Centro de servicio San Juan
3.2 Transformador de aislamiento
+/- 15% con 50% de carga Hasta un máximo de 3%
Hasta un máximo de+/- 0,01 % Níquel - Cadmio.
220V 0,99
50kVA 15 kVA 25 kVA 50 kVA
Las especificaciones técnicas del transformador de aislamiento en el sistema son:
• Marca SPECTRUM
• Número de fases 3.
•
•
•
•
•
•
Tensión primaria Tensión secundaria Conexión primaria Conexión secundaria Frecuencia
Altitud
230 Voltios 230 Voltios
Delta
Estrella con neutro 60 Hz
19
•
Aislamiento• Tensión de corto circuito
Clase F
2.5%
Y las potencias nominales son: Edificio Siglo XXI
Centro de servicio Vitarte Centro de atención Santa Anita Centro de servicio San Juan
50kVA
15 kVA
25kVA
50 kVA.
3.3 Grupo electrógeno
El grupo electrógeno es de la marca FG Wilson se selecciona de acuerdo a la carga del sistema que es necesario tener alimentado, para ello es necesario las siguientes especificaciones:
• Altura sobre el nivel del mar : Hasta 1,000 metros
• Tipo de operación del grupo • Tensión de salida en bornes
: Prime o Stand by : 220V
• Frecuencia de funcionamiento
• Velocidad del grupo en RPM
Sistemas de protección mínimos como: • Sobre corrientes
• Sobre velocidades
• Paro por baja presión de aceite
: 60 Hz : 1800
• Paro por sobre temperatura del motor
Y las potencias nominales y modelos son:
Modelo Edificio Siglo XXI : P 65 E3
Centro de servicio Vitarte Centro de atención Santa Anita Centro de servicio San Juan
: P30 E1 : P44 E3 : P 65 E3
Potencia 70kVA 34kVA 50kVA 70kVA
3.4. Tablero de transferencia automática trifásico
El Tablero de Transferencia automático "SPECTRUM" sirve para suministrar energía a la carga del sistema no interrumpido desde el suministro Normal y el Grupo electrógeno las características son:
• Tablero tipo Mural o Autosoportado.
• Marca SPECTRUM de Procedencia Nacional
•
•
El Sistema cuenta con las siguientes programación o calibración Define el tiempo del calentamiento del grupo antes de conectarle la carga, este tiempo puede ser programado desde 15 a 60seg. Valor típico igual 20seg.
Define la mínima tensión permisible del generador, puede ser calibrado desde 5% a 20% de la tensión nominal. Valor Típico 20% (el censado se realiza en las tres fases).
Modelo
Tensión nominal Fases
: TMA : 230 VAC : 03
Y las potencias nominales son:
Edificio Siglo XXI : 70 kVA
Centro de servicio Vitarte : 34 kVA
Centro de atención Santa Anita : 50 kVA Centro de servicio San Juan : 70 kV A.
• 2 Contactor tripolar (AC3), con bobina 220V/60Hz, con contacto auxiliar INAINC, tipo CK85BA311 , marca General Electric.
• 1 Bloque de enclavamiento mecánico CK 12
• Módulo de transferencia automática Marca DEEP SEA.
Sensado Trifásico de alta y baja Tensión y Frecuencia de la Red Normal y la de
emergencia.
Arranque del Grupo Generador a través de un contacto de arranque remoto. Tiene Mínimo de 4 LEO.
Selector O - AUTO - MANUAL -PRUEBA
Programación vía PC.
• 2 Contactor auxiliar 20A, 220V/60Hz, con contactos auxiliares 2NA+2NC, tipo RL4RA22TM, marca General Electric.
3.5. Tablero de distribución
Gabinete metálico para adosar en plancha LAF de 1.6 mm de espesor, con mandil en el mismo material, para interruptores tipo engrampe.
21
Debiendo de tener convenientemente aterrados el chasis y el neutro para que la tierra actúe como un ecualizador de tensiones.
Los interruptores termo magnéticos utilizados para 500 Voltios, 60 Hz con capacidad de ruptura de 5 kA / 240V; con palanca para operación manual y actuar automáticamente en caso de sobrecarga o cuando la corriente nominal supere a 1,4 In. en cortocircuito.
El montaje de todo equipo eléctrico en general esta regulado por las normas del Código Eléctrico del Perú en virtud de calidad de acabados en instalaciones en baja tensión. Por ello las consideraciones mínimas serán las que el Código Eléctrico Nacional las establezca como fundamentales.
3.6. Tablero General
Estará conformado por lo siguiente:
Del tipo auto soportado, fabricado en plancha LAF de 1.6 mm de espesor, estructura angular de 02 cuerpos, dimensiones aproximadas: 800 x 1800 x 400 mm, con placa de base movible, tapas laterales desmontables y puerta con su respectiva chapa de seguridad. El diseño, fabricación y pruebas deberá ceñirse a las indicaciones del CNE y
demás normas específicas como NEMA y CEI.
Los interruptores serán del tipo caja moldeados, termo magnéticos para protección contra sobrecargas y cortocircuitos, capacidad de cortocircuito de 25 kA /
240V, llevarán marcadas claramente las palabras ON y OFF.
3. 7. Cables y conductores
Todos los conductores de alimentación a los tableros de distribución, a partir del tablero general, serán con cable de cobre electrolítico con aislamiento termo plástico, tipo THW y TW, fabricados según normas ACTM para los conductores y VDE para el aislamiento, adecuado para 600 V y una temperatura de 60 º C.
En los circuitos de distribución el calibre mínimo será de 4 mm2, según las tablas
del Código Nacional de Electricidad Torno V.
La protección de los conductores alimentadores, será por medio de interruptores termo magnéticos, dimensionados de manera que se activen antes del 1 O % de la capacidad del conductor según la indicada en la tabla 4-VIII del Código Nacional de Electricidad Tomo V y aplicando los factores de corrección correspondientes a las condiciones físicas y ambientales.
En las Tablas Nº 3.1, Nº3.2 , Nº3.3, N-3.4 se presentan los valores de caída de
Los otros resultados se presentan en los planos IE01, IE02, IE03, IE04 donde se designan los Alimentadores y Tableros eléctricos.
TABLA 3.1. Cálculo de los sub alimentadores en el Edificio Siglo XXI
DESCRIPCIÓN P.I (w.) f.d .. M.O. (w.) Id (Amp) S (mm2
) !).V(%)
Sistema estabilizado 42,500 0,8 34,000 139,5 50 0,9
Alumbrado piso 15 35,000 1,0 35,000 Alumbrado piso 16 35,000 1,0 35,000
Alumbrado piso 17 35,000 1,0 35,000 Alumbrado piso 18 35,000 1,0 35,000
Alumbrado piso 22 10,000 1,0 10,000
Aire acondicionado 2,000 0,8 1,600
Alumb y Tomas Sala 800 0,8 800
TABLA 3.2. Cálculo de los sub alimentadores en el Centro de Atención Santa Anita.
DESCRIPCIÓN P.I (w.) f.d .. M.O. (w.) Id (Amp) S (mm2
) !).V(%)
Sistema estabilizado 21,500 0,8 17,200 70,61 25 0,27
Alumbrado 9,000 1,0 9,000 Emergente
Aire acondicionado 2,000 0,8 1,600
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TABLA 3.3. Cálculo de los sub alimentadores en el Centro de Servicios Vitarte.
DESCRIPCIÓN P.I (w.) f.d .. M.D.(w.) Id (Amp) S (mm2) 11V (%)
Sistema estabilizado 21,500 0,8 17,200 70,61 16 0,48
Proyectos de Calidad 7,860 1,0 7,800
CNR Pérdidas 1,440 1,0 1,440
Aire acondicionado 2,000 1,0 1,600
Alumbrado y tomac. 800 0,8 800
TABLA 3.4. Cálculo de los sub alimentadores en el Centro de Servicios San Juan
DESCRIPCION P.I (w.) f.d .. M.D.(w.) Id (Amp) S (mm2) t-.V (%)
Sistema estabilizado 42,500 0,8 34,000 174,4 50 0,84
Alumbrado Emerg ZA 4,900 1,0 4,900
Alumb Emerg ZB1 4,900 1,0 4,900
Alumb Emerg ZB2 1,500 1,0 1,500
Alumbrado Emerg ZC 2,000 1,0 2,000
Aire acondicionado 2,000 0,8 2,000
El montaje de todo equipo eléctrico en general deberá ajustarse a las últimas revisiones del Código Nacional de Electricidad Sistemas de utilización en virtud de la calidad de acabados en instalaciones en baja tensión. Por ello se ha tomado en cuenta las consideraciones mínimas que brinda el Código Nacional y otras Consideraciones de los Fabricantes de equipos.
4.1 UPS
Las UPS son equipos electrónicos de suministro de energía auxiliar, los cuales cuentan con la certificación del fabricante en el departamento de control de calidad que suministra bajo la premisa que se encuentra apto y listo a ser utilizado.
Se debe de recepcionar el equipo debidamente embalado y con sus absorvedores de impactos propios para asegurar el buen estado del equipo a instalar.
La ubicación de este equipo se determinó en coordinación con el cliente y en un área exclusiva en donde cuente con ventilación natural o forzada para la disipación del calor producido por los componentes electrónicos de potencia.
El traslado y manipuleo del UPS fue realizado por personal calificado a fin de prevenir daños y/o golpes, al momento de instalarlo se adicionó un soporte metálico que lo soporta, este fue convenientemente aterrado y a la vez cuenta con una conexión a tierra adicional que aterra también la masa del UPS.
Las conexiones de fuerza, de entrada y salida se realizaron con el conductor seleccionado en función a la capacidad de corriente y caída de tensión menor al 5% para un funcionamiento óptimo de este equipo según se indica en los Diagramas unificares de cada lugar donde se hizo el montaje.
25
4.2 Transformador de aislamiento
Este equipo es de fabricación nacional, y debe de tenerse en cuenta que cumple con la norma ITINTEC 370.002 y CEl-761 las cuales están claramente indicadas en la placa de características del transformador.
De preferencia este transformador debe ser instalado al costado del UPS y por los canales de concreto que se aplicó en el piso de la sala de Máquinas, llevan los cables a los Tableros de Fuerza, estos canales tienen una inclinación en sentido longitudinal y una abertura de drenaje de manera que posibilite un drenaje adecuado
El fabricante entregó un manual donde indica el protocolo de pruebas de tensión aplicada al transformador para dar ser verificado en vacío y con carga y de la calidad de aislamientos utilizados.
La fijación de este transformador al concreto se hizo utilizando una base que permita el retiro sin inconvenientes y aterrado en el núcleo magnético y carcasa exterior. Las conexiones a realizarse al transformador son a través de borneras cuya pernería sujeta el terminal del conductor ..
Las pruebas que se aplicaron con un meghómetro de 500V durante un minuto en cada una de sus devanados y se verificaron la continuidad de cada uno de sus arrollamientos, así también el apantallamiento de cada uno de los devanados ver Tabla Nº 5.1 y 5.2.
Al aplicarse la tensión se obtuvieron en salida valores iguales a la tensión de entrada como se indican en el protocolo de pruebas.
4.3. Tablero de transferencia
Este equipo por ser el enlace entre el suministro normal y el grupo electrógeno de emergencia debe ser manipulado cuidadosamente y calibrado correctamente por personal calificado y debidamente entrenado en esta actividad, la omisión de esta recomendación dará por resultado una actuación deficiente del tablero de transferencia.
El tablero de transferencia debe de ser recepcionado convenientemente embalado y contar con todos los accesorios que le acompañen de acuerdo al listado del Packing
List.
La fijación del mismo se realizó en un bastidor convenientemente diseñado para este fin, o fijado directamente a la pared a través de pernos de expansión convenientemente anclados y dispuestos.
Los ingresos de cables por las caras laterales se cuidaron utilizar prensa-estopas metálicas a fin de mantener herméticamente el tablero, o duetos metálicos del tipo RGS (Rigid Galvanized Stanley)
Las conexiones fueron realizadas utilizando herramientas adecuadas a los pernos que haya que torquear y controlar el ajuste con un torquimetro de acuerdo a las indicaciones del fabricante en el manual de instalación.
Para verificar el correcto funcionamiento del tablero se simuló fallas de manera que el grupo electrógeno actúe cuando el tablero dé el mando adecuado, y ajustó el tiempo de transferencia a un cuarto de hertz. Para evitar que los computadores de alta velocidad puedan perder datos de su memoria si este tiempo es mayor.
El modelo utilizado en el Sistema es el Tablero de Transferencia Automático SPECTRUM que sirve para suministrar energía a una carga critica, desde dos fuentes de energía, un suministro principal (comercial) y un suministro de Emergencia (Grupo Electrógeno) dependiendo cual se encuentre disponible. Además, se toma como prioridad el suministro comercial.
De no existir la tensión del suministro comercial, el tablero es capaz de comandar señales para el arranque y parada del grupo y realizar la transferencia directa e
inversamente.
4.4. Grupo electrógeno
El grupo electrógeno a instalarse fue recepcionado previa prueba por el distribuidor en sus instalaciones o talleres y con los niveles de fluidos tales como agua en el radiador, con el respectivo antioxidante, aceite de motor en niveles Full.
El equipo posee los respectivos resistentes o anti vibratorios y mufle o silenciador de escape.
La ubicación del grupo en las diferentes sedes es al lado de la sala de Máquinas lugar determinado para que las instalaciones eléctricas usen canales en el piso.
Fue montado un tanque de combustible para ocho horas de funcionamiento a plena carga.
La salida del aire del ventilador del radiador sale libre al exterior sin ningún obstáculo o en todo caso usar conductos metálicos del área conveniente para evacuar el aire caliente producto del funcionamiento del grupo electrógeno.
27
El funcionamiento del grupo debe de encontrarse libre de vibraciones y ruidos anormales además los instrumentos indicadores de presión de aceite y temperatura deben de encontrarse en sus valores normales.
También los valores de parámetros eléctricos deben de encontrarse en los niveles previstos para un suministro normal.
Luego de la prueba es conveniente verificar el correcto funcionamiento de los sistemas de protección, controlando periódicamente y verificando la señalización correspondiente en el tablero de fallas.
Se debe registrar el inicio de operaciones con la lectura del horómetro e indicar el tiempo previsto para efectuar los mantenimientos programados recomendados por el fabricante del equipo, también dejar claramente establecido el tipo de aceite para el motor a ser utilizado y el control de las baterías de arranque del grupo electrógeno.
La operación normal de este grupo electrógeno será comandada por el tablero de transferencia y por ello se debe de realizar la interconexión eléctrica correspondiente para que el Sistema quede expedito a funcionar cuando se presente la ausencia del suministro de energía eléctrica comercial.
4.5. Tableros de distribución
La fabricación de este equipo debe contar con la garantía del fabricante en cuanto a las consideraciones de espesor de la plancha, calidad de la pintura a utilizarse y equipos eléctricos de marca.
Los tableros serán auto soportado o para fijación de acuerdo a lo diseñado y contaran con barras de tierra y barra de neutro además de contar con panel de frente muerto que protegerá al usuario de algún toque accidental con partes vivas.
Los tableros serán anclados con pernos de expansión para fijarlos firmemente y cualquier trabajo de perforación o corte será retocado con pintura para galvanizado en frío inmediatamente de producida la actividad, esto es para evitar puntos de oxidación a futuro.
4.6. Pruebas y Mediciones
Las Mediciones de Aislamiento se realizaron con un meghómetro marca Yokogawa Electric Works TYPE3213 500 V-1000Mn
TABLA 5.1 : Resistencia de Aislamiento entre Fase y Tierra
LI-T L2-T L3-T
100 Mn 100 Mn 100 Mn
La secuencia de fases se verificó con un indicador marca Kyoritsu Electrical
lnstruments Works Modelo 8031 determinando la secuencia correcta RST para la
CAPÍTULO V
COSTOS Y PRESUPUESTO 5.1. Resumen de Cotización
PROYECTO: Implementación de un Sistema Ininterrumpido de Potencia en La Empresa luz del Sur. S.A.
CUADRO 5.1: Costos por Equipos
ITEM DESCRIPCION MONTO($/.)
EDIFICIO SIGLO XXI
1,00 UPS 50 kVA 19 500,00
2,00 Grupo electrógeno 70 kVA 16 000,00
3,00 Transformador de aislamiento de 50 kVA 6 800,00
4,00 Tablero General Autosoportado 1 500,00
5,00 Tableros de distribución estabilizado 600,00
CENTRO DE ATENCIÓN SANTA ANITA
6,00 UPS 25 kVA 10 500,00
7,00 Grupo electrógeno 50 kVA 12 000,00
8,00 Transformador de aislamiento de 25 Kva 3 500,00
9,00 Tablero General Autosoportado 1 500,00
10,00 Tableros de distribución estabilizado 600,00
CENTRO DE SERVICIOS VIT ARTE
11,00 UPS15 kVA 8 500,00
12,00 Grupo electrógeno 34 kVA 11 000,00
13,00 Transformador de aislamiento de 15 kVA 2 800,00
14,00 Tablero Genera Autosoportado 1 500,00
15,00 Tableros de distribución 600,00
CENTRO DE SERVICIOS SAN JUAN
16,00 UPS 50 kVA 19 500,00
17,00 Grupo electrógeno 70 kVA 16 000,00
18,00 Transformador de aislamiento de 50kVA 6 800,00
19,00 Tableros General Autosoportado 1 500,00
20,00 Tableros de distribución 600,00
COSTO POR EQUIPOS 141300,00
1.G.V. (19 %) 26 847,00
CUADRO 5.2: Costos de Cables y Tuberías
ITEM DESCRIPCION MONTO($/.)
1,0 CONDUCTORES DE 4,6,10,25,50,95,120 mm2 36 000,00
2,0 Tuberías PVC de 15,20,25,35,40,50,65 mm. 9 000,00
COSTO POR CABLES Y CONDUCTORES 45 000,00
I.G.V. (19 %) 8 550,00
TOTAL COSTO POR EQUIPOS (U.S.$) 53 550,00
CUADRO 5.3: COSTO DE MONTAJE Y SERVICIOS
ITEM DESCRIPCION
1
UNID CANT. P. UNIT. TOTAL1,0 MONTAJE DE KIT EQUIPOS Cjto. 4,0 1,800,00 7 200,00
2,0 SISTEMA DE PUESTA A Cjto. 4,0 1 500,00 6 000,00
TIERRA ESTABILIZADA
CABLEADO DEL CIRCUITO 3,0
ESTABILIZADO Cjto 4,0 2 500,00 10 000,00
4,0 CONSTRUCCIÓN DE Cjto. 4,0 3 000,00 12 000,00
CASETA DE MÁQUINAS
5,0 INGENIERÍA DE DETALLE Y Cjto. 1,0 2 000,00 2 000,00
ESTUDIOS
6,0 PRUEBAS Y PUESTA EN Cjto 1,0 1 200,00 1 200,00
SERVICIO
SUB TOTAL 32000,00
6.1 Cálculos previos.
CAPÍTULO VI
APLICACIÓN DEL SISTEMA
Dimensionamiento de los alimentadores, verificados por capacidad de corriente y por caída de tensión, dimensionados para una caída de tensión de 1,0 % de manera que la máxima caída total desde el tablero general hasta el punto de utilización más lejano, no exceda el 4,0 %.
Para la determinación de la caída de tensión máxima en el alimentador de acuerdo a la longitud del alimentador:
Siendo:
KX /,1 X p X L X cos <p ,\I'
=
/J..V
=
Caída de tensión en el alimentador en% K=
--./3 Sistemas trifásicosK
=
2 Sistemas monofásicosIn
=
Capacidad nominal del conductor en amperios L=
Longitud del alimentador en metrosPcu
=
Resistividad volumétrica del cobre (Pcu=
0,0175 O - mm2 /m)(6.1)
Cos <p
=
Factor de potencia del sistema (Cos <p=
0,85) Id=
Corriente de diseño en amperiosPara él calculo de los alimentadores se utilizaran las siguientes formulas: Para la determinación de la corriente nominal del cable:
Siendo:
M.D
!-.· 3 x
V
x cos </JM.O = Máxima demanda en Watts
V = Tensión nominal en voltios = Corriente nominal en amperios Cos. 0 = factor de potencia igual a 0,85
Para los cálculos en las aplicaciones, se utilizaron las Tablas Nº 4-V y Nº 4-VIII,
del tomo V del Código Nacional de Electricidad, los que se indican en el anexo.
La protección de los alimentadores, mediante interruptores termo magnéticos que actúan antes del 1 O % de la capacidad del conductor los resultados se presentan en el esquema unifilar de cada aplicación.
6.1.1. Alcances de la instalación del Edificio Siglo XXI
Para realizar este proyecto se realizó el estudio partiendo de visitas, información técnica y diagramas presentadas por el cliente además de planos arquitectónicos para poder calcular cada uno de los equipos que se implementaron
6.1.1.1. Suministro e instalación de UPS
TABLA 6.1: Cálculo de la Máxima Demanda
Carga Instalada Factor de
Cargas
en Watts. demanda
150 PCS (Variable) 37,500 1,00
TOTAL 37,50
Máxima
Demanda en kW
37,50
Para esta máxima demanda se toma en cuenta que el UPS suministrado será TRIFÁSICO, considerando un 25% de reserva para crecimientos futuros.
Con estas premisas se puede concluir que el Edificio siglo XXI requiere de una
máxima demanda de 46,80 kW .. ESTO EQUIVALE A ELEGIR UN UPS DE 50.00 kVA.
33
6.1.1.2. Suministro e instalación de grupo electrógeno.
Para conseguir las especificaciones adecuadas del Grupo electrógeno se ha construido la Tabla Nº 6.2.
TABLA 6.2: Cuadro de cargas
Cargas C.I. (w) f.d M.D.(kW)
Sistema estabilizado 42,500 0,8 34,00
Alumbrado 13,500 1,0 13,50
Aire Acondicionado 4,000 0,8 3,20
Salidas de uso general 1,000 0,8 0,80
Reserva 6,000 1,0 6,00
C.I. 67,000
M.O. 57,50
M.O TOTAL 57,5 O kW
Es necesario considerar un margen de seguridad al elegir el grupo electrógeno, según catalogo de fabricantes para soportar una máxima demanda de 57,5 kW en
caso de corte de energía normal en el edificio siglo XXI para abastecer este
requerimiento de selecciona un grupo electrógeno de 70 kVA de potencia nominal cuyas características están indicadas en el capitulo 111.
El equipo instalado para este centro suministra energía en 220 VAC trifásico 3 hilos 60 Hz. El generador posee un Sistema aislado a tierra.
Las cargas del sistema estabilizado y alumbrado emergente será transferido por medio de un tablero de transferencia automática a este grupo electrógeno, instalado en el sótano 1 del edificio.
Sus comandos de arranque, calentamiento, toma de carga, transferencia, corte de carga y desconexión serán del modo manual o automático.
Todos sus componentes se encuentran montados formando una sola unidad, sobre un bastidor común para trabajo pesado construido basándose en perfiles de acero soldados que garantizan el perfecto acoplamiento del motor con el generador.
El grupo Electrógeno cuenta con dispositivos para izar y/o jalar mediante grúa, toda la unidad. El grupo cuenta con su respectiva base de concreto para su ubicación final.
Para la ventilación del equipo se ha previsto la instalación de un conducto galvanizado de ventilación con su respectiva manga anti vibratoria y aislado con fibra de vidrio.
6.1.1.3.Suministro e instalación del tablero de transferencia automática
El tablero de transferencia automática esta diseñado para detectar cuando ha ocurrido un fallo en el suministro comercial, enviando una señal al grupo electrógeno para que se ponga en marcha, conmutar la carga desde la red al grupo electrógeno y finalmente devolver la carga al suministro comercial cuando esta se haya restablecido.
Este tablero esta diseñado para trabajar en conjunto con los sistemas de control de arranque remoto formando un Sistema automático en caso de falla del suministro comercial. Solo se necesitara dos cables de control entre el tablero del grupo electrógeno y el tablero de transferencia automática.
El Sistema de control constara de un circuito impreso de conmutadores de control, panel de estado del equipo, contactares de fuerza y fusibles de protección para encargarse de la detección del fallo del suministro comercial.
El tablero de transferencia funcionara con la mayoría de sistemas desde 190 a 480 voltios fase a fase 50 y 60 hz. Y tanto monofásico como trifásico a 3 o 4 hilos.
Las conexiones internas deberán ser del tipo multipin con socket y todos los cables estarán debidamente rotulados para facilitar su mantenimiento y reparación.
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6.1.1.4. Suministro e instalación de un transformador de aislamiento con apantallamiento
El transformador de aislamiento con doble apantallamiento quedará instalado dentro de la caseta de máquinas.
Las conexiones eléctricas se la realizara de equipo a equipo mediante ducterias del tipo PVC -P y conductores de acuerdo a la capacidad del equipo.
6.1.1.5. Suministro e instalación de un tablero general auto soportado
Se instaló un tablero general auto soportado trifásico de 800 x 1800 x 400 mm con placa de base movible, tapas laterales desmontables y puerta con su respectiva chapa de seguridad.
En el tablero se incluyo un Interruptor Termo magnético general de 3 x 200 A en caja moldeada mas una llave termo magnético en caja moldeada de 3 x 125 A que alimentara al Sistema estabilizado
Se incluyo de acuerdo a la distribución de los ambientes para el alumbrado normal emergente los siguientes ítems:
• Un Interruptor Termo magnético de 3 x 20 A para el piso 15 • Un Interruptor Termo magnético de 3 x 20 A para el piso 16 • Un Interruptor Termo magnético de 3 x 20 A para el piso 17 • Un Interruptor Termo magnético de 3 x 20 A para la zona 18
• Un Interruptor Termo magnético de 2 x 20 A para el aire acondicionado de la sala de máquinas.
• Un Interruptor Termo magnético de 2 x 20 A para alumbrado y tomacorrientes en la sala de máquinas.
Los Interruptores Termomagnéticos a utilizar serán del tipo engrampe de la marca General Electric de procedencia americana ..
El tablero cuenta con un instrumento de medición y parámetros principales del tipo electrónico con display digital y teclado para el control de los parámetros. Este componente tiene la posibilidad de comunicación con un puerto RS-232.
6.1.1.6. Suministro e instalación de los alimentadores de entrada y salida del UPS
proyecto. y por las características del terreno se optó por el tipo malla.
Se construyó una malla con pletinas de cobre de 30 x 3 mm, según DIN 43671 y unidos con soldadura tipo cadwell. con una separación del reticulado en 2 m obtenidos de la Tabla 1. 5.
Se compactó la tierra de cultivo a una profundidad de un metro neto y dosis químicas de Hidrosolta. Tiene dos placas de conexiones con su respectiva caja de registro.
El pozo contara con una impedancia menor a 5 ohmios.
6.2.2 Alcances de la instalación en Vitarte:
Para realizar este proyecto se realizó el estudio partiendo de visitas, preguntas, información y diagramas presentadas al cliente además de planos para poder calcular cada uno de los equipos que se instalaran e implementarán.
6.2.2.1. Suministro e instalación de UPS
TABLA 6.3: Cálculo de la Máxima Demanda
Carga Instalada Factor de Máxima
Cargas
en Watts. demanda Demanda en kW
50 PCS (variable) 12,500 1,00 12,50
TOTAL 12,50
Para esta carga instalada se tomará en cuenta que el UPS suministrado será TRIFÁSICO, el cual requiere un 25% de reserva para crecimientos futuros.
Con estas consideraciones se puede concluir que el centro de servicios de Vitarte
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6.2.2.2. Suministro e instalación de grupo electrógeno
TABLA 6.4: Cuadro de cargas
Cargas C.I. (watts) f.s
Sistema estabilizado 12,500 0,8
Alumbrado 9,000 1,0
Aire Acondicionado 2,000 0,8
Salidas de uso 1,000 0,8
general
Reserva 8,000 1,0
C.I. 33,500
M.O.
M.DTOTAL 29,4 kW.
MD. ( kW.)
10,0 9,0
1,6
0,8
8,0
29,4
Es necesario considerar un margen de seguridad al elegir el grupo electrógeno, según catalogo de fabricante para soportar una máxima demanda de 29,4 kW en caso de corte de energía normal en el Centro de servicios Vitarte para la implementación del sistema ininterrumpido.
Con esto se concluye que para el centro de Servicio de Vitarte se requiere de un grupo Electrógeno de 29,4 kW.
Para abastecer este requerimiento de selecciona un grupo electrógeno de 34 kVA de potencia nominal cuyas características son:
El equipo instalado para este centro suministra energía en 220 VAC trifásico 3 hilos 60 Hz.
El generador en su instalación posee un Sistema Aislado de tierra.
Las cargas que se pueden conectar al grupo consisten en cualquier tipo de equipo residencial, industrial como rectificadores AC/DC compresores de equipos de aire acondicionado, alumbrado computadoras y equipos de oficina entre otros.
Sus comandos de arranque, calentamiento, toma de carga, transferencia, corte de carga y desconexión serán del modo manual o automático.
