instalaciones electricas industriales

Diseño de instalaciones eléctricas industriales de baja tensión

Industria, Energía y Medioambiente
 04-ago-2021 | Structuralia

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Las instalaciones eléctricas industriales representan el conjunto de equipos, conductores y aparamenta que conforman los circuitos eléctricos necesarios para la transformación, control y distribución de energía eléctrica en una industria. 

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El diseño de la instalación deberá comprender las necesidades de alimentación eléctrica en las distintas áreas de producción, teniendo en cuenta las caídas de tensión y las disposiciones mínimas de seguridad y salud impuestas por las normativas de aplicación nacionales.

Características de diseño

Para realizar el diseño y dimensionado de las instalaciones eléctricas industriales, el proyectista debe valorar el cálculo de la potencia a contratar y los detalles de los emplazamientos y características técnicas de los equipos, que se le entregarán por medio de planos y tablas.

  • Emplazamiento general y relación con el entorno.
  • Emplazamiento de las zonas de producción y talleres.
  • Emplazamiento específico de los equipos.
  • Detalles mecánicos y características de los equipos: potencia, tensión, corriente y frecuencia entre otros.
  • Posibilidad de nuevos entornos de producción.

Requisitos de diseño

El correcto funcionamiento de las instalaciones eléctricas industriales debe contemplar un correcto diseño que incluya los requisitos que desglosaremos a continuación.

Previsión y capacidad de tolerar cambios

El cálculo de potencia requerida incluirá las posibles variaciones en el emplazamiento de los equipos y las distintas caídas de tensión asociados a ellos, así como la sustitución por equipos más potentes.

Disposición de los sistemas

El diseño de planos eléctricos tendrá en cuenta la ubicación de los paneles de control y vías de suministro con el fin de hacerlas accesibles para permitir su revisión y/o reparación. Se procurarán ambientes estancos, exentos de humedad y con las condiciones de visibilidad necesarias

Seguridad

Se considerarán las distintas normativas y medidas de aplicación al diseño respecto los sistemas de protección y aislamiento contra incendios, descargas eléctricas, ventilación y alumbrados de emergencia y señalización.

Continuidad del suministro

Se dispondrán elementos e instalaciones auxiliares de suministro que aseguren la continuidad eléctrica ante fallos del sistema como el CSE (cuadro de servicio de emergencias) o los SAI (sistemas de alimentación ininterrumpida compuestos por baterías acumuladores recargables). Y como complemento a la energía contratada, se dispondrán grupos electrógenos (sistema de arranque automático ante el fallo de suministro principal), alimentados mediante líneas independientes del cuadro general.

Normas de Instalación y Requerimientos

El Ministerio de Industria, Energía y Turismo es el encargado de regular toda la normativa relacionada con la seguridad industrial, entre las que se incluye la regulación de las instalaciones de alta tensión y baja tensión.

Se considera alta tensión toda tensión nominal superior a 1 kV, y baja tensión, la que sea inferior a dicho valor.

Para realizar una nueva instalación eléctrica industrial o cualquier modificación o ampliación en una ya existente, debe comunicarse el procedimiento a las Entidades Colaboradoras de la Administración reconocidas como entidades tramitadoras o cualquier otra persona o entidad a la que la normativa le otorgue dicho carácter.

Debe disponerse de un documento o estudio inicial que recoja todo el diseño y recursos destinados a la creación o modificación de dicha instalación eléctrica, para poder ponerlo a disposición de las autoridades competentes. La empresa que realice el proyecto, además, debe estar autorizada y certificada por el Ministerio como empresa instaladora de acometidas eléctricas, tanto de alta tensión como baja tensión.

Requerimientos de las instalaciones eléctricas industriales

Todas las instalaciones eléctricas industriales deben estar adecuadamente protegidas ante los agentes externos como cambios de temperatura, etc. y también de otros peligros como la sobrecarga o los cortocircuitos, puesto que de producirse, podrían dañar y averiar las propias instalaciones eléctricas y la maquinaria y equipos a los que les estuviera llegando la corriente eléctrica.

Protección ante cortocircuitos y sobrecargas

Tanto la red eléctrica como la maquinaria y otros elementos deben estar protegidos en todas sus fases ante cualquier posible cortocircuito o sobrecarga del sistema.

Las instalaciones de motores y maquinaria deben de realizarse conforme a la normativa vigente en materia de seguridad. Estos sistemas deberán guardar una distancia imprescindible para evitar cualquier peligro que pudiera surgir de instalar varios elementos a una distancia demasiado reducida.

Los motores eléctricos son necesarios para transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Estos elementos de uso común en una instalación eléctrica industrial necesitan una protección especial para evitar posibles riesgos por variaciones de la tensión eléctrica.

Los peligros que implica una sobrecarga o cortocircuito son muy graves, ya no solo por las averías y fallos que puedan producir en los equipos, si no que también pueden provocar accidentes que afecten a las instalaciones o a su equipo humano. Para evitar las desviaciones en la tensión que pudieran provocar riesgos, se procede a instalar una toma de tierra, que deriva todas las variaciones que pudieran provocar averías en la maquinaria o accidentes en las instalaciones.

Protección contra las bajadas de tensión eléctrica

Las bajadas en la tensión eléctrica también pueden producir fallos en los sistemas, al verse privados de la alimentación eléctrica. Para ello, los motores eléctricos se protegen mediante la instalación de un dispositivo de corte automático de corriente. Este dispositivo protector puede utilizarse para un motor o para varios, cumpliendo ciertos requisitos.

Distribución de las instalaciones eléctricas industriales: Ejemplo Nave Industrial

La alimentación eléctrica de una industria se controla desde del cuadro general eléctrico, que contiene distintas salidas para distribuir la energía, en BT (Baja tensión), a las líneas generales o sistemas que componen la instalación. 

  • Sistemas de seguridad y continuidad eléctrica.
  • Sistemas de producción.
  • Sistemas de compensación de energía.

Cada sistema contará un cuadro de control individual que distribuirá la energía a subcuadros o paneles de control, según la división de la industria en bloques de consumo o áreas de trabajo.

Centro de transformación

El suministro de una instalación eléctrica industrial es aportado por la red de la distribuidora eléctrica en MT (3-30KV). La distribuidora deberá indicar la variación de tensión, capacidad de cortocircuito e impedancias en el punto de suministro que alimenta el CT (centro de transformación).

El centro de transformación debe contar, al menos, con dos transformadores trifásicos situados en paralelo ya que, si uno falla, existe otra vía y equipo de transmisión disponibles. Estos se encargan de transformar la energía en media tensión a corriente continua (400/230V trifasica/monofasica), que alimenta los equipos de la instalación a través del cuadro general de baja tensión (CGBT).  

Cuadro general de baja tensión

El Cuadro General de Baja Tensión (CGBT) está compuesto por los elementos de protección y salidas de distribución de energía en BT a las líneas generales de la nave industrial. 

Habitualmente, contará con salidas independientes para al menos, los siguientes sistemas:

  1. Cuadros de servicios auxiliares (CSA) 
  2. Centro de control de motores (CCM)
  3. Cuadro de servicios de emergencia (CSE)
  4. Batería de condensadores (Bc)

División de los sistemas en bloques

1) Batería de condensadores: Es imprescindible un sistema de compensación de energía para cada conjunto de bloques. Estará compuesto por una batería de condensadores, que deberán ser dimensionados mediante criterios técnico-económicos para corregir el consumo de energía reactiva, aquella que más penaliza económicamente las suministradoras.  

2) Cuadros de servicios auxiliares: controla, asegura y distribuye la energía eléctrica a los bloques o áreas de trabajo que componen la nave.
  • Alumbrado general
  • Talleres
  • Oficinas
  • Áreas de proceso
3) Cuadro de servicios de emergencia: controla, asegura y distribuye energía eléctrica a los elementos críticos del sistema, que contarán como bloques. Cuenta con el apoyo de los grupos electrógenos como fuente de alimentación alternativa ante fallos de suministro de la red principal.
  • Cuadro de corriente continua (CCC)
  • Alumbrado y alimentación de emergencia
  • Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)
4) Centro de control de motores: A pesar de que los motores puedan pertenecer a diferentes bloques, se recomienda agrupar el equipo de control de motores en un mismo panel para reducir costes en la instalación y mantenimiento.

 

Como conclusión podemos extraer que un buen diseño de instalaciones eléctricas industriales dependerá de la correcta elección de los equipos y sus emplazamientos. De esta manera, se lograrán reducir las pérdidas de tensión, mejorar la eficiencia del sistema y el ahorro energético.

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