Distribución de energía en industrias:todo lo que necesita saber

Distribución de energía en industrias:todo lo que necesita saber

Hoy tenemos la intención de llevarlo al entorno industrial al brindarle una imagen de cómo se distribuye la energía eléctrica en industrias . En las industrias, los paneles eléctricos desempeñan un papel importante en la distribución de la energía que alberga varios equipos, como barras colectoras, disyuntores, medidores, etc.

Estos paneles se distribuyen en varias secciones de una industria para suministrar energía a los sistemas individuales instalados y se conectan a través de conductos de cables. Veamos brevemente este concepto.

Estructura de Distribución de Energía en Industrias

En un sistema de energía eléctrica industrial, la energía eléctrica es suministrada por servicios públicos o privados, o por ambos. El voltaje suministrado está en el rango de 11KV, 33KV, 66KV o 132KV. Estos altos voltajes se reducen a un voltaje bajo mediante transformadores reductores.

Los voltajes en el rango de 440 voltios o menos se denominan sistemas de baja tensión. Este voltaje escalonado se suministra además a varios paneles y equipos a través de un dispositivo de conmutación que consta de interruptores eléctricos, disyuntores, fusibles, equipos de protección, tableros de medición, etc.

La siguiente figura muestra un diagrama esquemático de la distribución de energía . Este esquema modelo se emplea principalmente para industrias de mediana y gran escala. En algunos casos, no se encuentran paneles sub-LT; en cambio, la energía se suministra directamente desde los paneles LT a los SDB según el tamaño del área de distribución donde la cantidad de unidades (o secciones) que se suministrarán es la consideración principal. En la figura anterior, los elementos de este modelo de distribución de energía incluye panel LT, panel sub-LT, SDB (placa de subdistribución), PDB (placa de distribución de energía) y LDB (placa de distribución de iluminación).

Varios transformadores alimentan los paneles LT, que actúan como un sistema de conmutación principal para todo el esquema de distribución de energía y transportan la demanda de carga total. Discutiremos brevemente los elementos dentro de los paneles LT más adelante en este artículo. Los alimentadores de salida del panel LT están conectados a paneles sub-LT que se colocan para un grupo de cargas sobre una sección determinada para abastecer la demanda.

La entrada del panel sub-LT se aplica en SDB que se colocan para suministrar energía a las cargas que consisten en un grupo de maquinarias como hornos eléctricos, polipastos, etc. (que están conectados a varios PDB).

Los PDB actúan como una conexión de alimentación real de la carga a la fuente donde la maquinaria individual está conectada directamente al suministro. Y parte de la energía de PDB se suministra a los LDB donde suministra energía a equipos de iluminación como farolas (Ver proyecto de farola simple aquí), iluminación en el área de trabajo, tableros de enchufes, etc.

Todos los paneles en el sistema de distribución están conectados a tierra con una conexión a tierra adecuada para proteger los aparatos y al personal operativo.

Panel de baja tensión (LT)

La disposición de la aparamenta en cada lado de distribución está alojada en estructuras encerradas en metal llamadas paneles LT (baja tensión). Estos paneles LT son responsables de distribuir la energía a varios paneles secundarios LT al recibirla del transformador. Estos están clasificados para sistemas de tres o cuatro hilos de 430 V, trifásicos, 50 Hz.

Es una unidad independiente montada en el suelo y es de tipo totalmente cerrado y extensible. Su diseño incluye todas las disposiciones para la seguridad de la operación así como para el personal de mantenimiento.

La conexión interna para el panel LT se muestra en la figura a continuación.

Disyuntor de aire (ACB)

Activa o interrumpe el circuito de forma manual o controlada de forma remota durante las condiciones normales de funcionamiento y interrumpe el circuito automáticamente durante las condiciones de falla. Estos pueden ser de tipo de 3/4 polos con una clasificación decidida por la corriente de carga (o la capacidad de corte) y pueden ser de tipo extraíble o fijo.

Los ACB (disyuntores de aire) consisten en las barras colectoras necesarias para conectar los terminales con enlaces neutros de tipo atornillado. Estos están provistos de sistemas de microprocesador para habilitar sistemas de protección como sobrecarga, falla a tierra y cortocircuitos. ACB también brinda la indicación necesaria y los requisitos de medición con el uso de TC, lámparas, amperímetros, voltímetros, etc.

Barra colectora y conexiones

Las barras colectoras se fabrican con cobre de alta conductividad (en algunos casos, se utilizan barras colectoras de aluminio para reducir el costo). El panel LT consta de un sistema de barras colectoras horizontales principales y barras colectoras verticales auxiliares en callejones de barras colectoras en las que se puede disponer un panel con acceso frontal para conectar los cables.

Los cables salientes se conectan a las barras colectoras, ya sea como una conexión sólida o flexible, según el fabricante del panel. Todas las barras colectoras están adecuadamente aisladas/revestidas de manera aprobada.

Las barras colectoras recogen el suministro de los terminales del transformador y lo suministran a los diversos elementos del panel, como ACB, interruptores del banco de condensadores y otras cargas conectadas. Las barras colectoras se pueden colocar en la parte superior o inferior, o en ambos lados del panel, pero la mayoría de las barras colectoras del lado superior toman el suministro del transformador, mientras que las barras colectoras del lado inferior toman el suministro del conjunto DG (generador diésel).

Acoplador de bus

Acopla una barra colectora con otra barra colectora de diferente fuente (pero la clasificación debe ser la misma) sin crear arcos ni interrumpir el sistema de suministro. En caso de mantenimiento de otros interruptores automáticos en el mismo panel, este acoplador de barras desvía la fuente de alimentación al otro. También es un arreglo de aparamenta con ACB y provisto de instalación de enclavamiento.

Banco de capacitores

Es un panel separado que consta de barras colectoras, MCCB, reactores sintonizados, unidades de condensadores, contactores, equipos de medición y cables. También se denomina panel de corrección automática del factor de potencia (APFC). Este panel está conectado al panel LT con ACB y otros arreglos de interruptores a través de cables.

Los condensadores y reactores son de tipo interior con unidades refrigeradas por aire. Los bancos de capacitores están conectados a través del suministro para mejorar el factor de potencia del sistema. Los condensadores se conmutan automáticamente (mediante dispositivos programables) o manualmente (mediante interruptores) en función de la cantidad de potencia reactiva a compensar.

Medición e indicación

Voltímetros, amperímetros y medidores de factor de potencia en el panel LT indican varios parámetros y estos están protegidos con MCB. En todos los paneles LT, se proporcionan lámparas indicadoras (principalmente lámparas LED) para cada fase para indicar una condición activa o de falla. Los botones pulsadores de inicio y parada también se proporcionan en el panel de medición para dar comandos de entrada, como encender el suministro y detener la emergencia.

Paneles sub-LT

Estos paneles son similares a los paneles LT, sin embargo, la calificación de estos paneles es algo menor que los paneles LT y también se colocan en una sección particular de una industria (como la sección de ensamblaje). o sección de envío) en lugar de cerca del transformador como en el caso del panel LT. Estos actúan como red eléctrica para varios SDB, porque estos paneles distribuyen la energía a los SDB al recibirla de los paneles LT.

El circuito interno es el mismo que el del panel LT, como barras colectoras, conexiones de bancos de condensadores, ACB, paneles de medición (es posible que no se incluyan acopladores de bus en la mayoría de los casos). Estos paneles también constan de una cámara de barra colectora de servicios públicos, así como una cámara de barra colectora del conjunto DG (generador diésel), de modo que algunas cargas (SDB) se pueden cambiar al suministro de DG durante menos cantidad de energía suministrada por los servicios públicos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, es posible que la cámara DG no se incluya en los paneles sub-LT, sino que se coloque en el propio panel LT. Los paneles Sub LT también incluyen bancos de capacitores o unidad APFC para mejorar el factor de potencia.

Tableros de subdistribución

Estos están disponibles en diseños estandarizados y personalizados de varios fabricantes. Los SDB consisten en barras colectoras (cobre o aluminio) que reciben el suministro de energía de los paneles sub-LT o de los paneles LT principales y luego lo distribuyen a varias maquinarias pesadas (como hornos, enfriadores, bombas de agua, hornos, etc.) y PDB. (cuadros de distribución de energía).

Recibe la energía (es decir, entrante) a través de ACB o MCCB y la distribuye a través de MCCB o SDFU (interruptor-desconexión-fusibles) salientes. Las SDFUs consisten en interruptores en serie con cartuchos fusibles (fusibles HRC de alto poder de ruptura) con estructura mecánica para operación manual. Estas unidades de conmutación se utilizan para la conmutación de carga, el aislamiento y la protección contra cortocircuitos.

Algunos SDB también consisten en bancos de condensadores, especialmente que ( SDB) se proporcionan para suministrar cargas inductivas pesadas con el fin de mejorar el factor de potencia. Los SDB utilizan barras colectoras para permitir la conexión de todas las SDFU y otros dispositivos en su interior a través de la cámara de la barra colectora, y también permiten las conexiones salientes a través de cables de alta capacidad en la cámara de cables.

Cada compartimento de conmutación de carga está provisto de etiquetas de identificación permanentes, luces indicadoras y equipo de medición (si es necesario). La siguiente figura muestra el diagrama esquemático de un SDB .

Tableros de distribución de energía (PDB)

Estos están diseñados para distribuir la energía a varias máquinas y equipos, incluso en grandes edificios podemos observar tal disposición de distribución de energía a través de PDB. Los PDB están construidos con sistemas de protección contra cortocircuito y sobrecarga. Estos están equipados con diferentes relés de protección que pueden disparar los diferentes interruptores (de alta capacidad) contra varios tipos de fallas. Los PDB son gabinetes metálicos que consisten en varios MCB que están montados en un accesorio metálico que conecta los diversos equipos de potencia como motores y también distribuye la energía a varios LDB.

Los PDB reciben la energía de varios SDB y, en consecuencia, suministran a las cargas adyacentes. Por lo tanto, estos se colocan cerca de la aplicación en cuestión, como conmutación de transportadores, maquinaria de elevación y elevación, conjuntos de control de bombas, etc.

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Estos pueden montarse en la pared o en el piso, según los requisitos del cliente, así como la potencia para la que está clasificado. Además de la entrada de SDB, algunos PDB se suministran con UPS (fuente de alimentación ininterrumpida) como fuente de alimentación auxiliar para permitir la continuidad del servicio del equipo durante los cortes de energía.

Cuadros de distribución de iluminación (LDB)        

Estos son los tableros de interruptores finales (en el cableado y la instalación eléctrica) y están ubicados en áreas de conmutación de cargas eléctricas pequeñas que incluyen iluminación, acondicionadores de aire, interruptores de motores pequeños, tableros de distribución para enchufar equipos portátiles. dispositivos como sopladores, etc. También podemos observar estos LDB en nuestros hogares y oficinas, ya que se emplean en operaciones de baja conmutación.

Haga clic aquí para ver el diagrama de cableado del tablero de distribución de iluminación

Los LDB consisten en varios MCB donde cada MCB actúa como un interruptor para cargas individuales (en algunos casos, se pueden conectar dos o más luces a un solo MCB). Estos MCB protegen las cargas contra sobrecargas y cortocircuitos. Estos MCB se montan o fijan a los bastidores metálicos. Estas placas reciben la energía de los PDB y luego la suministran a las cargas de iluminación. En su mayoría, estos son tableros de tipo montados en la pared. Lea también:Diferentes métodos de cableado eléctrico