Ingeniería Eléctrica · 2012
Propuesta técnica que incorpora los parámetros de compatibilidad electromagnética en el diseño de sistemas de protección contra rayos y coordinación de protecciones en instalaciones eléctricas de uso final
La compatibilidad electromagnética CEM hace referencia a la capacidad que tiene un aparato, equipo, sistema o instalación, para funcionar de forma satisfactoria en su entorno electromagnético sin ser afectado por los campos electromagnéticos presentes y sin afectar el funcionamiento de otros aparatos, equipos o sistemas a su alrededor, debido a las emisiones de campo electromagnético propias de la operación. El aumento progresivo de cargas no lineales que se ha presentado durante las últimas décadas en instalaciones de uso final, han llevado a un cambio significativo en la calidad de la señal de los sistemas de distribución. En este sentido, son las cargas no lineales junto con las descargas atmosféricas y la sensibilidad de los componentes electrónicos que constituyen muchas de estas cargas, así como la importancia que representa su funcionamiento en relación con el tipo de proceso en los que intervienen las principales fuentes de incompatibilidad electromagnética. El RETIE en el capítulo 2 - contempla 22 ítems para el diseño de una instalación eléctrica. El desarrollo de este proyecto de grado, busca identificar parámetros de CEM y prácticas que permitan la mitigación de las perturbaciones asociadas tan solo a dos de estos ítems, los cuales corresponden al ítem l) Análisis de protección contra rayos y el ítem h) Cálculo y coordinación de protecciones.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 20
- CRITERIOS LEGALES, NORMATIVAS Y TECNICOSp. 22
- Información generalp. 22
- Reglamentación y normas relacionadas con CEM en Colombiap. 22
- coordinación de proteccionesp. 24
- Normas relacionadas con CEM a nivel internacionalp. 25
- SIPRA y coordinación de proteccionesp. 28
- ELECTROMAGNÉTICAp. 21
- Información generalp. 22
- Control básico de la interferenciap. 30
- Fuentes de perturbaciónp. 31
- Principales parámetros que intervienen en la CEMp. 33
- Medio de acople de la interferenciap. 34
- necesidad de la mitigaciónp. 36
- protecciones eléctricasp. 37
- Mitigación del IER, en relación al SIPRAp. 38
- coordinación de protecciones eléctricasp. 39
- DE LOS FENÓMENOS DE CEM OCASIONADOS POR EL IERp. 41
- SISTEMA COMPLETO DE PUESTA A TIERRAp. 41
- Información generalp. 22
- sistema de protección contra rayosp. 44
- Red de equipotencialización (RE)p. 48
- Configuraciones de la red de equipotencialización (RE)p. 51
- Configuraciones de Terminales de Puesta a Tierrap. 55
- 3.1.5.1. Configuración tipo Ap. 56
- 3.1.5.2. Configuración tipo Bp. 58
- Barra de equipotencializaciónp. 51
- contra el rayop. 64
- edificacionesp. 67
- BLINDAJE MAGNÉTICO Y ENRUTAMIENTO DE LÍNEASp. 69
- Información generalp. 22
- Blindaje espacialp. 70
- Blindaje de líneas internasp. 71
- Blindaje de líneas externasp. 71
- Enrutamiento de las líneas internasp. 72
- ZONAS DE PROTECCIÓN Y SISTEMA COORDINADO DE DPSp. 80
- Información generalp. 22
- Dispositivos de protección contra “surges” (DPS)p. 80
- Clasificación de un DPSp. 81
- Selección e instalación de un sistema coordinado de DPSp. 84
- 3.3.4.1. Localización del DPSp. 84
- 3.3.4.2. Conductores de conexiónp. 85
- 3.3.4.3. Distancia de protección debido al fenómeno oscilatoriop. 86
- Zonas de protección contra rayos (ZPR)p. 94
- 3.3.6.1. Zonas externasp. 95
- Diseño de medidas de protección contra el IER (MPR)p. 98
- Interconexión de ZPR’sp. 108
- Información generalp. 22
- Carga Electrostática (PDCE) a nivel externop. 117
- El principio de funcionamiento del PDCE a nivel internop. 118
- PARARRAYOS DE PUNTA ENERGIZADAp. 120
- Información generalp. 22
- Montaje con transformador elevadorp. 121
- FUNCIONAMIENTO DE LAS PROTECCIONES ELÉCTRICASp. 123
- FILTROSp. 123
- Información generalp. 22
- Tipos de filtrosp. 124
- Aplicación de un filtro activo en la industriap. 125
- 4.1.3.1. Información generalp. 22
- 4.1.3.3. Recolección de datosp. 126
- 4.1.3.4. Análisis de datos y selección del tipo de filtrop. 127
- NÚCLEOS DE FERRITAp. 128
- Información generalp. 22
- Principio de funcionamientop. 129
- CONEXIONADO: REGÍMENES DE NEUTROp. 130
- Información generalp. 22
- Conexionado-Sistema TNp. 131
- Conexionado sistema TTp. 134
- Conexionado sistema ITp. 135
- DISPOSITIVOS DE DESACOPLAMIENTOp. 139
- Información generalp. 22
- Conjunto Motor-Generadorp. 140
- Moto-Generadorp. 142
- Sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS)p. 143
- GLOSARIOp. 144
- CONCLUSIONESp. 149
- RECOMENDACIONESp. 154
- REFERENCIASp. 156
- BIBLIOGRAFÍAp. 163
- Figura 1. Esquema básico de CEMp. 31
- Figura 2. Red de equipotencialización y terminal de puesta a tierrap. 44
- equipotencialp. 49
- Figura 5. Unión equipotencial en una estructura con refuerzos de acerop. 51
- de equipotencializaciónp. 147
- de los sistemas internos a la red de equipotencializaciónp. 55
- Figura 8. Configuración de electrodos tipo Ap. 57
- Figura 9. Electrodo vertical con varilla extensible tipo Ap. 57
- Figura 10. Esquema general de la configuración tipo Ap. 58
- Figura 11. Esquema de anillo perimetral de tierra tipo Bp. 60
- Figura 12. Esquema general de la configuración tipo Bp. 61
- Figura 13. Barra de equipotencializaciónp. 62
- Figura 14. Arreglo de red de equipotencializaciónp. 64
- Figura 15. Equipotencialización en anillo de los electrodos de puesta a tierrap. 66
- penetraciónp. 70
- Figura 17. Lazo de inducción entre generador de sobretensiones y receptorp. 73
- Figura 20. Blindaje efectivo frente a campos magnéticos sin conexión a masap. 75
- Figura 21. Blindaje efectivo frente a campos magnéticos con conexión a masap. 76
- Figura 22. Formas de conexión de un cable blindadop. 78
- Figura 23. Procedimiento de instalación de un sistema coordinado de DPS’sp. 89
- Figura 24. Ejemplo de aplicación de DPS en una instalación eléctricap. 91
- Figura 25. Modelo básico para la coordinación de energía de DPSp. 92
- Figura 26. Esquema de coordinación energética de DPSp. 94
- Figura 27. Principio general para las diferentes ZPR’sp. 97
- protección contra el IERp. 98
- Figura 29. Ejemplo de la situación del IER debido al impacto del rayop. 102
- campos magnéticos ( << )p. 104
- ( < < ) y radiación de campos magnéticos ( < )p. 105
- campos magnéticos ( < )p. 106
- radiación de campos magnéticos ( )p. 107
- Figura 34. Interconexión de dos ZPR 1 usando DPS’sp. 109
- portacables blindadosp. 109
- Figura 36. Interconexión de dos ZPR 2 usando DPS’sp. 110
- portacables blindadosp. 109
- Figura 38. Transformador fuera de la estructurap. 112
- Figura 39. Transformador en el interior de la estructurap. 112
- 1/2)p. 113
- extiende en el interior de la ZPR1)p. 114
- Figura 42. Diagrama esquemático de un PDCEp. 116
- Figura 43. Principio de funcionamiento del PDCE a nivel externop. 118
- Figura 44. Principio de funcionamiento del PDCE a nivel internop. 119
- Figura 45. Elementos constitutivos del Pararrayos de punta energizadap. 120
- 34.5 kVp. 121
- sobre torrecillap. 122
- Figura 48. Conexionado-Sistema TN-Sp. 132
- Figura 49. Conexionado-Sistema TN-Cp. 132
- Figura 50. Conexionado-Sistema TN-C-Sp. 133
- Figura 51. Conexionado-Sistema TTp. 135
- Figura 52. Conexionado-Sistema ITp. 136
- Figura 53. Dispositivo de desacoplamiento dinámico - Configuración básicap. 141
- bateríasp. 142
- Tabla 1. Clase de DPSp. 83
- Tabla 2. Materiales y dimensiones para los componentes de equipotencializaciónp. 85
- Tabla 3. Parámetros relevantes para la fuente de daño y el equipop. 103
- Tabla 4. Datos generales del sistema analizadop. 126
- energíap. 184
Palabras clave
Coordination of electric protectionElectromagnetic compatibility (EMC)End use electrical installationLightning protection systems (LPS)RETIE.Compatibilidad electromagnética (CEM)Coordinación de protecciones eléctricasInstalaciones eléctricas de uso finalRETIESistemas de protección contra rayos (SIPRA)