Fundamentos de Electricidad Industrial: Criterios de Protección, Dimensionamiento de Conductores y Operación en Centros de Transformación

Conceptos Clave en Instalaciones Eléctricas y Centros de Transformación

I. Propiedades de Conductores y Líneas

¿Qué factor NO influye en la Resistencia (R) de un conductor? El material aislante.

¿Qué factor limita la corriente admisible de una línea? La Longitud (L) de la línea (debido a la caída de tensión).

Al realizar una línea con Aluminio (Al), se necesitará una Sección (S) mayor, pero la línea pesará menos (comparado con el Cobre).

Si se tienen dos líneas monofásicas de igual Sección (S): La que circula Corriente Alterna (CA) tiene mayor Impedancia/Caída de Tensión debido al efecto pelicular.

Ante las mismas condiciones, ¿qué configuración presenta menor Caída de Tensión (Au)? Cobre (Cu) con aislamiento XLPE (Polietileno Reticulado).

La corriente mínima de un conductor en una instalación industrial se da normalmente: En líneas de Sección (S) reducida alejadas del Centro de Transformación (CT).

II. Protección Eléctrica y Criterios de Dimensionamiento

H4. Protección frente a Sobrecargas y Cortocircuitos

Al seleccionar un dispositivo de protección frente a sobrecargas, con respecto al neutro: Se debe proteger si la Sección (S) del neutro es inferior a la Sección (S) de las fases.

Para elegir la Intensidad Nominal ($I_n$) del dispositivo de protección frente a sobrecargas, se debe cumplir la condición:

• $I_b \le I_n \le I_z$

Donde $I_b$ es la intensidad de la carga, $I_n$ es la intensidad nominal del dispositivo, e $I_z$ es la intensidad admisible del conductor.

El criterio de energía admisible ($I^2t$) en la protección frente a cortocircuitos (cc) se comprueba: Siempre con el valor de la corriente de cortocircuito ($I_{cc}$) (componente alterna), independientemente del dispositivo de protección a utilizar.

Una línea se distribuye por una nave industrial dentro de una bandeja perforada (Intensidad Admisible $I_{z1}$), y el tramo final transcurre por dentro de un tubo empotrado en la pared (Intensidad Admisible $I_{z2}$). Si $I_{z1} \ge I_{z2}$, se podrá concluir que: La línea está correctamente protegida frente a sobrecargas si se ha elegido el dispositivo de protección considerando el valor más restrictivo, $I_{z2}$.

H4. Protección frente a Contactos Indirectos

En una instalación de Baja Tensión (BT), la protección frente a contactos indirectos puede efectuarse con: Interruptor Automático (IA) con disparador secundario, relé diferencial y toroide.

¿Dónde es el arco eléctrico más difícil de cortar? En una instalación de Corriente Alterna (AC) con circuito inductivo.

III. Compensación de Energía Reactiva

La compensación de energía reactiva localizada en la carga: Reduce las pérdidas en la línea que alimenta la carga.

La compensación de energía reactiva centralizada: No reduce las pérdidas en las líneas que alimentan a las cargas (solo reduce las pérdidas aguas arriba del punto de compensación).

IV. Redes y Centros de Transformación (CT)

Una potencia de $P=10$ MVA y una tensión de $20$ kV se corresponde con una: Red de distribución de energía eléctrica.

La red de transporte de energía eléctrica es típicamente: Mallada (o interconectada).

En el Centro de Transformación (CT): A menor tiempo (t) de actuación, le corresponderán mayores Tensiones de Contacto Admisibles ($U_{ca,adm}$).

Un Centro de Transformación (CT) en anillo incluirá, como mínimo: Dos celdas de línea y una celda de protección/transformador.

La puesta a tierra de masas del CT y el Neutro del transformador se podrán unir siempre que: La tensión máxima a tierra en caso de defecto de Alta Tensión (AT) sea inferior a la tensión que soportan los aislantes de Baja Tensión (BT) situados dentro del CT.

En un Centro de Transformación (CT) de compañía: No es obligatorio incluir celda de medida.

V. Preguntas de Opción Múltiple

H5. Corriente Mínima de Cortocircuito

La corriente mínima de cortocircuito en una línea trifásica se produce en el defecto:

1. Fase-Neutro al principio de la línea
2. Fase-Neutro al final de la línea
3. Tripolar al final de la línea
4. Bipolar al final de la línea

H5. Tensión de Contacto en CT

En un CT, si la única masa accesible desde el exterior es la puerta metálica, se debe considerar:

1. La tensión de contacto aplicada admisible
2. La Tensión de contacto admisible
3. La tensión de contacto máxima
4. La tensión de paso de acceso máxima

H5. Métodos de Protección Indirecta

La protección frente a contactos indirectos se logra mediante:

1. Dotado de suelo aislante
2. Mediante la interrupción de la corriente utilizando interruptores diferenciales
3. Utilizando equipos con clase de aislamiento II
4. Todas correctas