El Impacto de los tableros BT en la confiabilidad ... - Schneider Electric

El Impacto de los tableros BT en la
confiabilidad de las instalaciones
Eléctricas.
ing. Pedro A. Cediel Gómez
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Estructura de Distribución BT
Estructura de la distribución BT
Nivel 1
= entrada General BT
Nivel 2
= tableros de
alimentación
Tablero de
Nivel 3
distribución
= distribución o
de potencia
control de
motores
Nivel 4
Tableros
= distribución terminales
terminal
Cargas14
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Estructura de Distribución BT
●La Seguridad
●La Disponibilidad
● El MTBF (Mean Time Between Failure)
Seguridad
●La Fiabilidad
● El MTTF (Mean Time To Failure)
Fiabilidad
Disponibilidad
●La Continuidad:
● La MTTR (Mean Time To Repair).
Continuidad
(Mantenibilidad)
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Tableros Baja Tensión
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Tableros Eléctricos BT.
● Agrupar y proteger de su entorno los equipos de protección y control, sus
conexiones mecánicas y eléctricas.
● Informar al usuario final del estado de su instalación.
● Proteger el usuario contra los riegos de accidentes (contactos directos e
indirectos).
● Evolucionar junto con la actividad.
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Tableros Eléctricos BT.
● Exigencias del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas.
● Obligatorio Cumplimiento (Certificación de Primera o Tercera Parte)
●Grados de protección IP no menor a 2XC (o su equivalente NEMA) e IK
declarados.
●Incremento de temperatura.
●Propiedades dieléctricas.
●Distancias de aislamiento y fuga.
●Valores de cortocircuito.
●Efectividad del circuito de protección.
●Comprobación del funcionamiento mecánico de sistemas de bloqueo, puertas,
cerraduras u otros elementos destinados a ser operados durante el uso normal
del tablero
●Resistencia a la corrosión del encerramiento.
●Resistencia al calor anormal y al fuego de los elementos aislantes.
●Medidas de protección contra el contacto directo (barreras, señales de
advertencia, etc.).
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Requisitos mínimos para garantizar la
confiabilidad en un Tablero de Baja Tensión
●Cumplimiento de total de la norma:
Características constructivas del tablero:
IEC 60439-1: low voltage switchgear assemblies.
Equipamiento incorporado en el Tablero:
IEC 60947-1: General provisions
IEC 60947-2/3: circuit-breakers/switches
IEC 60947-4: contactors
Standards de Instalación:
Especificado en cada cada país.
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IEC 60439-1
●IEC 60439-1.
●CCM.
●PCC.
● Define las reglas generales para construcción de Tableros BT reuniendo las
condiciones de seguridad y disponibilidad requeridas por la aplicación.
● Fija condiciones para garantizar el nivel mínimo de seguridad para las
personas y el equipamiento.
● Define:
●Las condiciones de Servicio. (Temperatura)
●Los requisitos constructivos (IP, IK, formas,...)
●Los requisitos de los Test.
● De hecho, la conformidad a esta norma es, para el usuario final,
una garantía de calidad de realización del Tablero.
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IEC 60439-1
● 7 Pruebas Tipo:
● n°1 – Limites de Temperatura.
● n°2 – Propiedades Dieléctricas
● n°3 – Corto-Circuito
● n°4 – Eficacia del circuito de
protección.
● n°5 – Distancias de Aislamiento y
Fuga
● n°6 – Operación Mecánica.
● n°7 – Grados de Protección.
● 3 Pruebas de Rutina:
● n°8 – Inspección visual.
● n°9 – Prueba Dieléctrica.
● n°10 – Medidas de
Protección.
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Ensayo n°1
(8-2-1) : límites de calentamiento
●Garantizar la seguridad y la
fiabilidad del tablero, evitar
problemas como:
● Daños en las conexiones
(Recubrimiento pueden resultar
averiados.)
● Deterioro o daños en los aislantes.
● Quemadura del personal de
mantenimiento
● Deterioro de los componentes
electrónicos. (Los relés electrónicos
tienen bajos rendimientos cerca a
70°C !)
● Mal funcionamiento de los equipos.
Disparo intempestivo, relés fuera de
servicio.
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Ensayo n°1
(8-2-1) : límites de calentamiento
●Condiciones de la Prueba:
● Tablero con configuración crítica y equipado con
Equipamiento Schneider.
● Temperatura ambiente hasta +50 °C
● Tablero con su corriente nominal y su factor de
diversidad (Iload = Irated x Div. Factor) (IEC60439-1,
§4.7)
● Límites de conformidad (calentamientos) :
● Cuando estén las temperaturas estabilizadas, los
calentamientos no deben superar las temperaturas
admisibles por los materiales
● máx. 70°C para las bornas de conexionado
● máx. 15°C o 25°C para equipamiento.
● máx. 30°C o 40°C para las envolventes.
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Ensayo n°1
(8-2-1) : límites de calentamiento
Resultados
●Cumplimiento igual o superior a lo exigido por la norma.
●Las soluciones de nuevas gavetas de 75mm han sido probadas y
aprobadas. (en 2005).
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Ensayo n°2
(8-2-2) : propiedades dieléctricas
●Garantiza la seguridad y la longevidad del cuadro evitando problemas
tales :
● Arcos eléctricos
● Desgaste de los aislantes con el tiempo
● "riesgos eléctricos" (contactos…).
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Ensayo n°2
(8-2-2) : propiedades dieléctricas
●Condiciones de la prueba
● La tensión es aplicada entre las partes conductoras y las masas, así como
entre cada fase y las demás fases conectadas.
● Tensión Dieléctrica:
●3500 V para tensiones de aislamiento de 1000 V para barras en
cubículo y conexiones posteriores.
●Duración de la prueba:1 minute.
●Limites de Cumplimiento:
● No se deben generar arcos ni daños visibles en los aislamientos.
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Ensayo n°2
(8-2-2) : propiedades dieléctricas
Resultados
●Para las configuraciones probadas Blokset no se observa
ningún arco ni perforación de aislante con la tensión de
ensayo aplicada.
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Ensayo n°3
(8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos
●
Esta prueba, simula un incidente que pueda
ocurrir en sitio,
●
Corriente pico asimétrica, generando el máximo
esfuerzo electrodinámico en barras. (mas de
1500kg !)
● Resistir a las corrientes de cortocircuito, es :
●
●
Evitar todo peligro (rupturas y proyecciones de
componentes, arcos y propagación fuera del
Tablero)
Permitir una reanudación rápida del servicio
después del incidente.
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Ensayo n°3
(8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos
●Condiciones de la Prueba
● La prueba de cortocircuito se desarrolla usando uniones en los extremos de
las barras principales y secundarias.
● Blokset con Doble barras : 100kArms / 1sec
● Blokset con barra sencilla: 85kArms / 1sec
●Requisitos de cumplimiento:
● Las barras principales y el aislamiento de deben mantener sus propiedades
y eléctricas y mecánicas. (Longitud, sección, propiedades eléctricas.).
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Ensayo n°3
(8-2-3) : Resistencia a los cortocircuitos
●Resultados:
● Después de realizada la prueba de corto circuito, los
conductores principales de Blokset y sus aislamientos
deben mantener sus características eléctricas y
mecánicas.
●Máxima corriente de corto circuito en las barras:
● Blokset con doble barras: 100kArms / 1sec
● Blokset con barra sencilla: 85kArms / 1sec
●La instalación puede volver rápidamente a
funcionamiento, después de una rápida inspección.
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Ensayo n°4
(8-2-4) : Efectividad del circuito de protección
●La efectividad del circuito de protección
consiste en:
● Medida de la resistencia entre las partes
conductoras expuestas y los circuitos de
protección.
● Resistir el cortocircuito entre el conductor de
protección y el conductor más cercano de fase.
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Ensayo n°4
(8-2-4) : Efectividad del circuito de protección
Resultados
●Después de la prueba, se debe garantizar la
continuidad del circuito de protección, sea un
conductor aparte o la misma estructura.
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Ensayo n°5
(8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga
●Control de las distancias de aislamiento : distancia más corta entre 2
partes conductoras.
●Control de las líneas de fuga : distancia más corta a la superficie de un
aislante entre 2 partes conductoras.
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Ensayo n°5
(8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga
●Los valores que facilita la norma se aplican a los conductores
activos desnudos y al equipamiento.
●La distancia mínima de aislamiento en el aire depende de la tensión
asignada soportada al impulso y del grado de contaminación del
cuadro.
●La línea de fuga mínima depende de la tensión asignada de
aislamiento, del grado de contaminación del cuadro y del grupo del
material aislante que separa las partes activas.
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Ensayo n°5
(8-2-5) : distancia de aislamiento y líneas de fuga
Resultados
●Las pruebas realizadas en una configuración típica de
Blokset, equipada con bus principal Standard, valida
el cumplimiento de las distancias mínimas de
aislamiento y fuga.
●Distancia Mínima:
●Distancia de Fuga:
14 mm
16 mm.
● Para una tensión de 1000V.
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Ensayo n°6
(8-2-6) : funcionamiento mecánico
●Rigidez de material, garantizando la durabilidad de
los diferentes componentes.
●La prueba se realiza a un tablero ensamblado.
●El Standard exige que el ciclo de funcionamiento sea
de 50 ciclos. (En Blokset, las gavetas son probadas
para 500 ciclos son desgaste significativos en
contactos).
●Verificación de los mecanismos de enclavamiento.
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Ensayo n°6
(8-2-6) : funcionamiento mecánico
Resultados
●Después de 50 ciclos, los enclavamientos
mecánicos y otras partes móviles del tablero,
conservan sus propiedades iniciales.
● Operación
● Fuerza de Operación
● Resistividad de los puntos de contacto.
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Ensayo n°7
(8-2-7) : grado de protección
●Los ensayos efectuados exigen que el tablero:
● Proteja a las personas contra el acceso a las partes peligrosas
● Proteja a los materiales contra la penetración de cuerpos sólidos y de
líquidos
● Proteja los a materiales contra las influencias externas tales los golpes.
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Ensayo n°7
(8-2-7) : grado de protección
Condiciones
●Ensayos contra la penetración de cuerpos
sólidos
(dedos ficticio, tornillos e hilos).
●Ensayos contra la penetración de agua
(salpicaduras, goteo).
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Ensayo n°7
(8-2-7) : grado de protección
Resultados
●Los resultados de la prueba confirman las
características del tablero Blokset:
● IP30 a IP54 .
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Ensayo n°7
(8-2-7) : grado de protección
●1er digito:
● Protección contra contactos accidentales.
● Protección contra la penetración de cuerpos sólidos.
●2do digito:
● Protección contra líquidos.
●Letra adicional (opcional) : Protección de las
personas contra contactos directos.
● A: Protección contra acceso de la parte posterior de la
mano.
● B: Protección contra acceso de dedos. Ø 12 mm
● C: Protección contra acceso de herramientas Ø 2.5
mm
● D: Protección contra acceso de herramientas de Ø 0.1
mm
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Tres pruebas de rutina.
●Tres pruebas de rutina, desarrolladas por el Tablerista:
● Inspección visual de componentes eléctricos y mecánicos
acorde con lo establecido por las guías técnicas.
● Ensayo dieléctrico.
● Continuidad eléctrica y medidas de protección.
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IEC 60439-1
Formas (Compartimentaciones)
●Para todas las instalaciones, Schneider Electric contiene
cubículos ó compartimentaciones, con opciones y
características que cumplan las exigencias de la norma.
● Restricción de contacto directo o indirecto con partes vivas.
●Las cubiertas deben ser removidas con herramientas.
● La puerta de acceso a partes vivas, esta Inter-conectada o
Inter-bloqueada con la fuente.
● Posibilidades de aislamiento de barras y conexiones.
●En caso de mantenimiento de algunas unidades
funcionales, las compartimentaciones, protegen al
operario del contacto con otras unidades funcionales
energizadas.
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IEC 60439-1
Formas (Compartimentaciones)
Forma 1 Forma 2a Forma 3a Forma 4a
Forma 2b Forma 3b Forma 4b
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La extraibilidad.
●La gaveta en los CCM’s, y el interruptor extraíble PCC, facilitan el
mantenimiento fácil y rápido. Una salida defectuosa se reemplaza
inmediatamente por un equipo idéntico, manteniendo el tablero bajo
tensión.
● Tres Posiciones
●Conectado
●Test
●Desconectado.
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Sistemas de Transferencias en BT
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Sistemas de transferencias en BT
●Los dispositivos de conmutación de fuentes se utilizan para asegurar la
continuidad de la alimentación de ciertos receptores prioritarios, por
motivos de seguridad de personas o para mantener un ciclo de
producción. El mecanismo de conmutación actúa o por un fallo en la
alimentación principal, normalmente en servicio, o por una orden
voluntaria.
● Manual
● Automática
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Sistemas de transferencias en BT
●Transferencia Manual
● Este dispositivo es el inversor más simple. requiere de la intervención del
personal de explotación y, en consecuencia, la duración del basculamiento
de la red normal a la red de reserva está en función de la intervención
humana.
● Un inversor de redes manual puede componerse de 2 o 3 aparatos (según
gama) accionados manualmente (interruptores automáticos o interruptores
en carga) y inter-enclavados mecánicamente.
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Sistemas de transferencias en BT
●Transferencia Automática.
● Un inversor de redes está constituido por 2 o 3 aparatos (según gama) a los
cuales está asociado un inter-enclavamiento eléctrico realizado según
diferentes esquemas.
● El mando de los aparatos está asegurado mediante un inter-enclavamiento
mecánico que protege de cualquier mal funcionamiento eléctrico e impide
una maniobra manual errónea.
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Sistemas de transferencias en BT
●Terciario :
● Quirófanos de hospitales
● Dispositivos de seguridad de inmuebles de
gran altura
● Salas de ordenadores (bancos,
aseguradoras...)
● Sistemas de iluminación de centros
comerciales...
●Industrial :
● Cadenas de producción en continuo
● Salas de máquinas en barcos
● Auxiliares esenciales en centrales térmicas...
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Sistemas de transferencias en BT
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
●Conocer
● necesidad de información (corriente, tensión, diagnóstico de los dispositivos
de protección, etc.)
●Comprender
● necesidad de analizar la información
●Actuar
● realizar correcciones para un
uso óptimo
Conocer
Comprender
Actuar
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
●Los equipamentos, han cambiado, proporcionando más que protección,
incluso para los calibres más bajos.
●Ello nos permite tener un mejor conocimiento y una mayor comprensión
de nuestra instalación:
● Protección electrónica extensiva
● Medidas en tiempo real
● Supervisión:
●Estado del interruptor y arrancador
●Control remoto
● Asistencia:
●Alarmas acciones según alarmas
●Registro de alarmas y eventos
●Contador de operaciones e indicador
de mantenimiento
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
●Combinar protecciones, medidas y comunicación en los interruptores
automáticos permite:
● Reducir costos
●Reducir los costos del sistema (en comparación con una solución
stand-alone)
●Reducir los costos de la instalación
● Calidad mejorada
●Asegurar el cableado correcto
●Sistema certificado por el fabricante
● Ahorro en tiempo
●Incrementa los tiempos de respuesta
●Instalación de una sola vez
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
●Con Compact NSX Micrologic 2, 5 y 6:
● LED Verde cuando el interruptor esta operando.
● LED Amarillo, cuando la corriente de carga esta alcanzando sus
limites
● LED Rojo, cuando la corriente de carga ha superado los límites.
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
● Unidades Magnéticas
● Termo magnéticas
● Electrónicas (Micrologic)
Micrologic 2 Micrologic 5
L = Long delay
S0 = Short delay
I = Instantaneous
L = Long delay
S = Short delay
I = Instantaneous
Micrologic 6
L = Long delay
S = Short delay
I = Instantaneous
G = Earth fault
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
TeSys T : Una Oferta Competitiva
Modulo de expansión
Ethernet
TCP/IP
Protocolo
integrado
Funciones
Adicionale
s
IHM Magelis
Software de
Monitoreo
Terminal de
operación
Control
Remoto y
monitorea
TC externo (superior a 100 A)
TC GS
Falla tierra
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
● Estadísticas
● Histórico de fallas
● Entradas Salidas
● 6 Salidas Digitales
● 4 Salidas a Relé
● * Posibilidad de 4 o mas entradas
digitales
● Modos de Operación
● Sobrecarga
● Inversión
● Protección de Motor
● Sobrecarga térmica
● Sobre/Sub corriente
● Rotor bloqueado
● Corriente de Falla Tierra
● Inversión de fase
● Desbalance de fases
● Sobre/Sub Tensión*
● Sobre/Sub Potencia *
● Sobre/Sub Factor de potencia *
● * Con módulo de expansión
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
Ethernet
Gaveta 1
Gaveta 1
Gaveta 2
Gaveta 3
Gaveta N
Red de Comunicaciones
Gaveta 2
Gaveta 3
Gaveta N
Control
Columna 1
Columna 2
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
Cableado Ethernet en “daisy-chain
loop”
Ethernet
● Mayor disponibilidad
● Comunicación para CCM fijos
● Integración de varios CCMs
Sustitución de equipos
● Bus en Daisy-Chain loop
Box 1
Box 2
Box 3
Box 4
Box 5
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Gestión de energía, aumento de la
confiabilidad.
Ethernet
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Make the most of your energy
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