UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERIA ELÉCTRICA
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES DE LA PLANTA CAGUA DE C.A.
CERVECERÍA REGIONAL
Por:
Rosa Maria De Jesús Bilella
INFORME DE PASANTÍA
Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar
Como requisito parcial para optar por el título de
Ingeniero Electricista
Sartenejas, Octubre de 2011
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERIA ELÉCTRICA
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES DE LA PLANTA CAGUA DE C.A.
CERVECERÍA REGIONAL
Por:
Rosa Maria De Jesús Bilella
Realizado con la asesoría de:
Tutor Académico: Ing. José Virgilio De Andrade Suárez
Tutor Industrial: Ing. William Reimi
INFORME DE PASANTÍA
Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar
Como requisito parcial para optar por el título de
Ingeniero Electricista
i
ARTENEJAS, FEBRERO DE 2011
ii
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES DE LA PLANTA CAGUA DE C.A.
CERVECERÍA REGIONAL
REALIZADO POR:
ROSA MARÍA BILELLA
RESUMEN
Este trabajo de grado presenta una propuesta de coordinación de las protecciones
eléctricas en las zonas de almacén, caney, los pozos y las subestaciones 1,2 y 4 de la
planta Cagua de C.A. Cervecería Regional. Para ello, se hizo un levantamiento de
datos que complementaron el diagrama unifilar existente, se efectuaron los cálculos
de niveles de cortocircuito utilizando un programa comercial, y finalmente, se realizó
la coordinación de protecciones las cuales mejoran la selectividad de los dispositivos
para asegurar la continuidad del servicio y disminuir el tiempo en la detección de
fallas.
iii
A mi madre,
por enseñarme a dar lo mejor de mí.
iv
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar a Dios, a quien atribuyo todos mis logros.
A mi madre, Estela Bilella, por darme su amor y su apoyo incondicional, y en
especial por ser la mujer luchadora que me enseño el significado de la perseverancia.
A mi novio Carlos Molina, por alentarme, guiarme y pero sobre todo, por estar
siempre para mí.
A mis mejores amigos, Valerie Trujillo, Gerardo Santana y Luis Monterrey,
quienes me han acompañado durante mis años de estudios, haciéndolo un tiempo
inolvidable.
A mi tutor Virgilio De Andrade, por su dedicación y paciencia, pues sin su ayuda
este trabajo no hubiese llegado a feliz término.
A William Reimi y German Amaya, por su apoyo, orientación y en especial por la
amistad que me brindaron.
A departamento de Mantenimiento Eléctrico de Cervecería Regional, quien sin su
colaboración no hubiese sido posible la culminación de este proyecto.
Finalmente, quiero agradecer a todos quienes de una u otra manera han ayudado
a mi desarrollo profesional
v
INDICE GENERAL
Introducción…………………………………………………………………………….. 1
Descripción de la Empresa…………………………………………………………… 4
1.1. Reseña Histórica………………………………………………………………….. 4
1.2. Misión………..……………………………………………………………………... 5
1.3. Visión……………………………………………………………………………….. 5
1.4. Organigrama de la Empresa……………………………………………………. 6
Marco Teórico…………………………………………………………………………… 7
2.1. Diagrama Unifilar………………………………………………………………… 7
2.2. Sistema de Protección……………………………………………………………. 7
2.3. Equipos de Protección……………………………………………………………. 8
2.3.1. Fusible……………………………………………………………………………. 8
2.3.1.1. Tipos de Fusibles……………………………………………………………... 10
2.3.1.2. Características Nominales de los Fusibles……………………………….. 11
2.3.2. Interruptores……………………………………………………………………. 12
2.3.2.1. Interruptor Magnético……………………………………………………….. 12
2.3.2.2. Interruptor Térmico………………………………………………………….. 13
2.3.2.3. Interruptor Termomagnético……………………………………………….. 13
2.3.3. Relé Térmico…………………………………………………………………….. 14
2.4. Coordinación de Protecciones…………………………………………………… 16
2.4.1. Niveles de Cortocircuito……………………………………………………….. 17
vi
2.4.2. Selección de los Ajustes de Umbrales de Corriente……………………….. 17
2.4.2.1. Motores de Inducción………………………………………………………… 18
2.4.2.2. Transformadores……………………………………………………………… 21
2.4.3. Criterios de Coordinación……………………………………………………... 23
Metodología……………………………………………………………………………... 24
3.1. Recolección de Datos……………………………………………………………… 24
3.2. Niveles de Cortocircuito y Determinación del Estado Actual……………… 25
3.3. Propuesta de Coordinación de Protecciones………………………………….. 26
Coordinación de Protecciones………………………………………………………… 27
4.1. Niveles de Cortocircuito…………………………………………………………. 27
4.2. Verificación de la Capacidad de Interrupción………………………………… 29
4.3. Coordinación de Protecciones…………………………………………………… 29
4.3.1. Tablero Torre de Enfriamiento: Rama 15 de la Subestación #1………… 30
4.3.1.1. Ajustes Actuales……………………………………………………………… 30
4.3.1.2. Propuesta de Coordinación de Protecciones……………………………… 35
4.3.1.2.1. Relés Térmicos: Códigos OL7 y OL8 para Motores de Bombas y
OL9 para el ventilador………………………………………………………………… 35
4.3.1.2.2. Interruptor de Motor: Códigos CB51 y CB53 para Motores de
Bomba y CB49 para el Ventilador…………………………………………………… 36
4.3.1.2.3. Interruptor Principal de Tablero: Código CB47……………………….. 38
4.3.1.2.4. Interruptor en la Subestación: Código CB45…………………………... 39
4.3.1.2.5. Interruptor Principal de la Subestación: Código CB2………………... 40
vii
4.3.2. Compresor CO2 #1: Rama 7 de la Subestación #2………………………… 44
4.3.2.1. Ajustes Actuales……………………………………………………………… 44
4.3.2.2. Propuesta de Coordinación de Protecciones……………………………… 48
4.3.2.2.1. Relés Térmicos: Códigos OL17 y OL18…………………………………. 48
4.3.2.2.2. Interruptor de Motor: Códigos CB147 y CB149……………………….. 48
4.3.2.2.3. Interruptor Principal de Tablero: Código CB145……………………… 50
4.3.2.2.4. Interruptor de la Subestación: Código CB143…………………………. 50
4.3.2.2.5. Interruptor Principal de la Subestación: Código CB129……………... 52
4.3.3. Compresor de Aire #4: Rama 5 de la Subestación #4……………………... 54
4.3.3.1. Ajustes Actuales……………………………………………………………… 54
4.3.3.2. Propuesta de Coordinación de Protecciones……………………………… 56
4.3.3.2.1. Interruptor en la Subestación: Código CB275…………………………. 56
4.3.1.2.2. Interruptor Principal de la Subestación: Código CB241……………... 58
4.3.4. Caney……………………………………………………………………………... 60
4.3.4.1. Propuesta de Coordinación de Protecciones……………………………… 60
4.3.4.1.1. Interruptor en el Secundario del Transformador: Código CB467…... 60
4.3.4.1.2. Fusible del Lado del Primario del Transformador: Código Fuse63… 61
Conclusiones y Recomendaciones……………………………………………………. 63
Conclusiones y Recomendaciones……………………………………………………. 63
Referencias Bibliográficas……………………………………………………………. 67
Lista de Motores y Transformadores Instalados………………………………….. 68
viii
Capacidad de Interrupción de los Dispositivos……………………………………. 74
Coordinaciones Actuales y Propuestas de Cada una de las Ramas……………. 83
Diagrama Unifilar……………………………………………………………………... 227
ix
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Factor de Corrección para la Sobrecarga de Motores según el
Factor de Servicio……………………………………………………………………... 18
Tabla 2.2. Máxima Corriente de Rotor Bloqueado a 60Hz para Motores de
Diseño B, C y D a 230 V………………………………………………………………. 19
Tabla 2.3. Ajuste Máximo de la Protección de Sobrecorriente para
Transformadores de 600V o Mayores (Como porcentaje de la Corriente
Nominal del Transformador)…………………………………………………………. 21
Tabla 2.4. Ajuste Máximo de la Protección de Sobrecorriente para
Transformadores de 600V y Menores (Como porcentaje de la Corriente
Nominal del Transformador)…………………………………………………………. 22
Tabla 4.1. Niveles de Cortocircuito Simétricos a ½ Ciclo y 100% V nominal… 28
Tabla 4.2. Ajustes Actuales de los Relés Térmicos de la Rama del Tablero
Torre de Enfriamiento………………………………………………………………… 30
Tabla 4.3. Ajustes Actuales de los Interruptores de Motores de la Rama del
Tablero de Torre de Enfriamiento…………………………………………………… 30
Tabla 4.4. Ajustes Actuales del Interruptor Principal del Tablero de Torre de
Enfriamiento…………………………………………………………………………..... 31
Tabla 4.5. Ajustes Actuales del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de Torre del Tablero de Enfriamiento……………. 31
Tabla 4.6. Ajustes Actuales del Interruptor Principal de la Subestación #1…. 31
Tabla 4.7. Selección del Umbral de los Relés Térmicos del Tablero de Torre
de Enfriamiento………………………………………………………………………… 35
Tabla 4.8. Verificación de las Corriente Normales de Operación para los
x
Relés Térmicos del Tablero de Torre de Enfriamiento…………………………… 36
Tabla 4.9. Selección del Umbral Térmico del Interruptor del Tablero de
Torre de Enfriamiento………………………………………………………………… 37
Tabla 4.10. Verificación de las Corriente Normales de Operación para los
Interruptores de Motores de la Rama del Tablero de Torres de Enfriamiento 37
Tabla 4.11. Ajuste Propuesto Para el Interruptor Principal de la Rama del
Tablero de Torres de Enfriamiento………………………………………………….. 38
Tabla 4.12. Ajuste Propuesto Para el Interruptor de la Subestación #1……… 39
Tabla 4.13. Verificación de la protección del conductor de la Rama del
Tablero de Torre de Enfriamiento…………………………………………………… 39
Tabla 4.14. Ajustes Propuestos para el Interruptor Principal de la
Subestación #1………………………………………………………………………….. 41
Tabla 4.15. Ajustes Actuales de los Relés Térmicos de la Rama del
Compresor de CO2 #1………………………………………………………………….. 44
Tabla 4.16. Ajustes Actuales de los Interruptores de los Motores de la Rama
del Compresor de CO2 #1……………………………………………………………... 44
Tabla 4.17. Ajustes Actuales del Interruptor Principal del Tablero de la
Rama del Compresor de CO2 #1……………………………………………………... 44
Tabla 4.18. Ajustes Actuales del Interruptor en la Subestación de la Rama
del Compresor de CO2 #1……………………………………………………………... 44
Tabla 4.19. Ajustes Actuales del Interruptor Principal de la Subestación #2... 45
Tabla 4.20. Verificación de las Corriente Normales de Operación para los
Relés Térmicos del Compresor de CO2 #1………………………………………….. 48
Tabla 4.21. Selección del Umbral Térmico de los Interruptores de los
xi
Motores de la Rama del Compresor de CO2 #1……………………………………. 48
Tabla 4.22. Verificación de las Corriente Normales de Operación para los
interruptores de los Motores de la Rama del Compresor de CO2 #1…………… 49
Tabla 4.23. Ajustes Propuestos para el Interruptor Sugerido como Principal
en la Rama del Compresor de CO2 #1………………………………………………. 50
Tabla 4.24. Ajustes Propuestos para el Interruptor Sugerido para la
Subestación en la Rama del Compresor de CO2 #1……………………………….. 51
Tabla 4.25.Verificación de la protección del conductor del Rama del
Compresor de CO2 #1………………………………………………………………….. 51
Tabla 4.26. Ajustes Propuestos para el Interruptor Principal de la
Subestación #2………………………………………………………………………..... 52
Tabla 4.27. Ajustes Actuales del Interruptor de la Subestación del
Compresor de Aire #4……………………………………………………………….....
54
Tabla 4.28. Ajustes Actuales del Interruptor Principal de la Subestación #4... 54
Tabla 4.29. Selección del Umbral Térmico del Interruptor en la Subestación
de la Rama del Compresor de Aire #4………………………………………………. 56
Tabla 4.30. Verificación de las Corriente Normales de Operación para el
interruptor del Motor del Compresor de Aire #4………………………………….. 57
Tabla 4.31. Verificación de la protección del conductor de la Rama del
Compresor de Aire #4…………………………………………………………………. 57
Tabla 4.32. Ajustes Propuestos para el Interruptor Principal de la
Subestación #4……………………….…………………………………………………. 58
Tabla 4.33. Información del Interruptor del Secundario del Transformador
de la Rama del Caney…………………………………………………………………. 60
xii
Tabla CR.1. Lista de Interruptores Con Curvas Desconocidas………………… 66
Tabla A.1. Lista de Motores Instalados en la Subestación #1…………………... 69
Tabla A.2. Lista de Motores Instalados en la Subestación #2…………………... 70
Tabla A.3. Lista de Motores Instalados en la Subestación #4…………………... 71
Tabla A.4. Lista de Motores Instalados en los Pozos……………………………... 71
Tabla A.5. Lista de Transformadores Instalados en la Subestación #1……….. 72
Tabla A.6. Lista de Transformadores Instalados en la Subestación #2……….. 73
Tabla A.7. Lista de Transformadores Instalados en la Subestación #4……….. 73
Tabla A.8. Lista de Transformadores Instalados en los Pozos, Almacen y
Caney…………………………………………………………………………………….. 73
Tabla B.1. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #1
con Norma IEC…………………………………………………………………………. 76
Tabla B.2. Capacidad de apertura de los dispositivos de la subestación 1 con
norma IEC (Continuación)……………………………………………………………. 77
Tabla B.3. Capacidad de apertura de los dispositivos de la subestación # 1
con norma ANSI………………………………………………………………………... 78
Tabla B.4. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #2
con Norma IEC…………………………………………………………………………. 78
Tabla B.5. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #2
con Norma IEC (Continuación)………………………………………………………. 79
Tabla B.6. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #2
con Norma ANSI……………………………………………………………………….. 79
Tabla B.7. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #4
xiii
con Norma IEC…………………………………………………………………………. 80
Tabla B.8. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #4
con Norma IEC (Continuación)………………………………………………………. 81
Tabla B.9. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #4
con Norma ANSI……………………………………………………………………….. 81
Tabla B.10. Capacidad de apertura de los dispositivos del Caney y Almacén
con norma ANSI………………………………………………………………………... 82
Tabla C.1. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Subestación #1………………………………………………………………………….. 83
Tabla C.2. Propuesta del Fusible para Protección del Lado de Alta Tensión
de Transformador 13,8/0,48 kV de la Subestación #1……………………………. 83
Tabla C.3. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
CCM Filtración #1……………………………………………………………………... 85
Tabla C.4. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de la CCM Filtración #1…………………………….. 85
Tabla C.5. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la CCM de la
Rama de Cocimiento…………………………………………………………………… 88
Tabla C.6. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de la CCM Cocimiento #1…………………………... 88
Tabla C.7. Valor Actual y Propuesto para el Relé Térmico del Compresor de
NH3 #5…………………………………………………………………………………… 91
Tabla C.8. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Corriente de
Fase del Motor del Compresor de NH3 #5………………………………………….. 91
Tabla C.9. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero del Compresor de NH3 #5…………………………………………………… 92
xiv
Tabla C.10. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente al Compresor de NH3 #5………………………………………… 92
Tabla C.11. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del CCM PTAR…. 95
Tabla C.12. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
de la Rama del CCM PTAR…………………………………………………………... 95
Tabla C.13. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del CCM
Molienda…………………………………………………………………………………. 98
Tabla C.14. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
de la Rama del CCM Molienda………………………………………………………. 98
Tabla C.15. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del CCM de
Caldera………………..………………..………………..………………..…………….. 101
Tabla C.16. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
de la Rama del CCM de Caldera………………..………………..………………….. 101
Tabla C.17. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
de la Rama del Tablero A/C Molienda Oficinas………………..………………….. 104
Tabla C.18. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero de Iluminación de Sala de Máquinas………………..……………………. 107
Tabla C.19. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
de la Rama del Tablero de Iluminación de Sala de Máquinas………………….. 107
Tabla C.20. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero Tomacorriente Molienda……………... 110
Tabla C.21. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Tablero de A/C Fermentación………………..……………. 113
Tabla C.22. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero de la Rama de A/C Sala Fría……………………………………………….. 116
xv
Tabla C.23. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de A/C Sala Fría………………..……………………. 116
Tabla C.24. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en el Primario del
Transformador del Tablero de Iluminación Molienda………………..………….. 119
Tabla C.25. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero de Iluminación Molienda………………..………………..………………… 119
Tabla C.26. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero de Iluminación Molienda…………….. 119
Tabla C.27. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero del CCM PTAB………………..………………..………………..…………… 122
Tabla C.28. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama del CCM PTAB………………..……………………… 122
Tabla C.29. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en el Primario del
Transformador de la Rama de Planta Piloto………………..……………………... 125
Tabla C.30 Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero Rama del Planta Piloto………………..………………..…………………... 125
Tabla C.31. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Planta Piloto………………..…………………… 125
Tabla C.32. Valores Actuales y Propuestos para el Interruptor que protege el
Primario del Transformador del Tablero de Iluminación Fermentación……… 128
Tabla C.33. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero de Iluminación Fermentación………………..………………..…………… 128
Tabla C.34. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero de Iluminación Fermentación……….. 129
Tabla C.35. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
xvi
Tablero de Vigilancia………………..………………..………………..……………... 132
Tabla C.36. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero de Vigilancia………………..………….. 132
Tabla C.37. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Tomacorriente Fermentación…………………... 135
Tabla C.38. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero de Bombas de Aguas KSB-2………………..………………..…………….. 138
Tabla C.39. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Subestación
Correspondiente a la Rama de Bombas de Aguas KSB-2……………………….. 138
Tabla C.40. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Motor de
Tanque de Afrecho………………..………………..………………..………………… 141
Tabla C.41. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Tanque de Afrecho………………..……………… 141
Tabla C.42. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal del
CCM Filtración #2………………..………………..………………..…………………. 144
Tabla C.43. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al CCM Filtración #2………………..………………..………….. 144
Tabla C.44. Valores Actuales y Propuestos para los Relés Térmicos del
Triper………………..………………..………………..………………..………………. 147
Tabla C.45. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Triper………………..………………..…………... 147
Tabla C.46. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal del
CMF………………..………………..………………..………………..………………... 150
Tabla C.47. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
en la Rama del CCM Filtración #2………………..………………..……………….. 150
xvii
Tabla C.48. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del Primario del
Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2………………..…………….. 153
Tabla C.49. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Transformador de Alumbrado Torres de
Filtración #2………………..………………..………………..………………..………. 153
Tabla C.50. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Subestación #2………………..………………..………………..………………..……. 156
Tabla C.51. Propuesta del Fusible para Protección del Lado de Alta Tensión
de Transformador 13,8/0,48 kV de la Subestación #2………………..…………... 156
Tabla C.52. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Compresor
NH3 #4………………..………………..………………..………………..……………... 158
Tabla C.53. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Corriente de
Fase del Motor del Compresor de NH3 #4………………..………………..……….. 158
Tabla C.54. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero del Compresor de NH3 #4………………..………………..………………... 159
Tabla C.55. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor NH3 #4………………..………………..………….. 159
Tabla C.56. Valores Actuales y Propuestos para el Relé Térmico del
Compresor de Aire #1………………..………………..………………..……………... 162
Tabla C.57. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor de Aire #4………………..………………..………. 162
Tabla C.58. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Compresor
de Aire #2………………..………………..………………..………………..………….. 165
Tabla C.59. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
del Compresor de Aire #2………………..………………..………………..………… 165
xviii
Tabla C.60. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Tablero de Iluminación Exterior………………..…………… 168
Tabla C.61. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Secador de Aire #1………………..………………..………….. 171
Tabla C.62. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Compresor
de Aire #3………………..………………..………………..………………..………….. 174
Tabla C.63. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor de Aire #3………………..………………..………. 174
Tabla C.64. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Línea de Sifones………………..………………..………………..……………………. 177
Tabla C.65. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Línea de Sifones………………..………………… 177
Tabla C.66. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Primario del
Transformador de la Rama del Taller………………..………………..…………… 180
Tabla C.67. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de
Tablero de la Rama de Taller………………..………………..………………..……. 180
Tabla C.68. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Subestación
Correspondiente a la Rama de Taller………………..………………..……………. 180
Tabla C.69. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Subestación de
la Rama del Desaireador………………..………………..………………..………….
183
Tabla C.70. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Subestación #4………………..………………..………………..………………..……. 186
Tabla C.71. Propuesta del Fusible para Protección del Lado de Alta Tensión
de Transformador 13,8/0,48kV de la Subestación #4………………..…………… 186
Tabla C.72. Valores Actuales y Propuesto del Relé Térmico del Compresor de
xix
NH3 #8………………..………………..………………..………………..…………….. 188
Tabla C.73. Fusible Propuesto para la Protección del Motor del Compresor
de NH3 #8………………..………………..………………..………………..………….. 188
Tabla C.74. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la
Rama del Compresor de NH3 #8………………..………………..………………..… 188
Tabla C.75. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor de NH3 #8…………………………………………. 189
Tabla C.76. Valores Actuales y Propuesto del Relé Térmico del Compresor de
NH3 #7………………………………………………………………………………...... 191
Tabla C.77. Fusible Propuesto para la Protección del Motor del Compresor
de NH3 #7………………………………………………………………………….......... 191
Tabla C.78. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la
Rama del Compresor de NH3 #7……………………………………………............. 191
Tabla C.79: Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
de la Rama del Compresor de NH3 #7…………………………………………….... 192
Tabla C.80. Valores Actuales y Propuesto del Relé Térmico del Compresor
NH3 #6……………………………………………..........……………………………… 194
Tabla C.81. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Corriente de
Fase del Motor del Compresor de NH3 #6………………………………………….. 194
Tabla C.82. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal del
Compresor de NH3 #6……………………………………………..........…………….. 195
Tabla C.83. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
de la Rama de NH3 #6……………………………………………..........……………. 195
Tabla C.84. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la
Rama de Filtración N°3 +40……………………………………..........……………... 198
xx
Tabla C.85. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Filtración N°3 +40………..........……………....... 198
Tabla C.86 Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal del CCM
Cocimiento #2………..........……………...………..........……………...……….......... 201
Tabla C.87. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del CCM Cocimiento #2………..........……………... 201
Tabla C.88. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la
Rama de TC Compresores NH3 #7 y 8………..........…………….......................... 204
Tabla C.89. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de TC Compresores NH3 #7 y 8………..........……. 204
Tabla C.90. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Secador de Aire #2………..........……………...... 207
Tabla C.91. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de
Filtración N°3 +50………..........……………...………..........……………................ 210
Tabla C.92. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
la Rama de Filtración N°3+50………..........……………...………..........…………. 210
Tabla C.93. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal del CCM
Caldera #4 y5………..........……………...………..........……………...……….......... 213
Tabla C.94. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al CCM Caldera #4 y 5………………………………………….... 213
Tabla C.95. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la
Rama de Bomba de Envío a Envasado……………………………………………… 216
Tabla C.96. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Bomba de Envío a Envasado…………………… 216
Tabla C.97. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
xxi
de la Rama de Servicios Generales de Cocimiento………………………………... 219
Tabla C.98. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Secador de Aire #3…………………………….... 222
Tabla C.99. Interruptor para el Lado de Baja del Transformador de la Rama
de Almacén……………………………...……………………………...………………. 225
Tabla C.100. Fusible Propuesto para el Lado de Alta del Transformador de
la Rama del Almacén……………………………...…………………………….......... 225
xxii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Organigrama General de la Empresa………………………………... 6
Figura 2.1. Curva de Interrupción de un Fusible con Limitación de Corriente 9
Figura 2.2. Operación de un Fusible con Tiempo de Retardo…………………... 10
Figura 2.3. Tipos De Fusibles………………………………………………………... 10
Figura 4.1. Coordinación Actual de las Protecciones de los Motores de
Bombas…………………………………………………………………………………... 32
Figura 4.2. Coordinación Actual de las Protecciones del Motor del Ventilador 33
Figura 4.3. Propuesta de Coordinación para las Protecciones de los Motores
de Bombas………………………………………………………………………………. 42
Figura 4.4. Propuesta de Coordinación para las Protecciones del Ventilador.. 43
Figura 4.5. Coordinación Actual de las Protecciones de la Rama de la Planta
de CO2 #1……………………………………………………………………………….. 46
Figura 4.7. Coordinación Actual de las Protecciones de la Rama del
Compresor de Aire #4…………………………………………………………………. 55
Figura 4.8. Coordinación Propuesta de las Protecciones de la Rama del
Compresor de Aire #4…………………………………………………………………. 59
Figura 4.9. Coordinación Propuesta de las Protecciones del Caney…………… 62
Figura C.1. Curva Tiempo Corriente de la Propuesta para la Rama
Principal de la Subestación #1……………………………………………………….. 84
Figura C.2. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del CCM
Filtración #1…………………………………………………………………………….. 86
Figura C.3. Curva Tiempo-Corriente Propuesta para la Rama del CCM
Filtración #1…………………………………………………………………………….. 87
Figura C.4. Curva Tiempo Corriente Actual de la Rama del CCM Cocimiento 89
Figura C.5. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del CCM
Cocimiento………………………………………………………………………………. 90
Figura C.6. Curva Tiempo Corriente Actual de las Protecciones de la Rama
de los Compresores de NH3 #5………………………………………………………. 93
xxiii
Figura C.7. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama de los Compresores de NH3 #5……………………………………………….. 94
Figura C.8. Curva Tiempo Corriente Actual de las Protecciones de la Rama
del CCM PTAR……………………………………………………….………………… 96
Figura C.9. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama del CCM PTAR…………………………………………………………………. 97
Figura C.10. Curva Tiempo Corriente Actual de las Protecciones de la Rama
del CCM Molienda……………………………………………………….…………….. 99
Figura C.11: Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama del CCM Molienda…………………………………………………………...... 100
Figura C.12. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama del CCM Calderas……………………………………………………………… 102
Figura C.13. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama del CCM Calderas……………………………………………………………… 103
Figura C.14. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama del A/C Molienda Oficinas……………………………………………………. 105
Figura C.15. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama del A/C Molienda Oficinas……………………………………………………. 106
Figura C.16. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Iluminación de Sala de Máquinas……………………………………….. 108
Figura C.17. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama de Iluminación de Sala de Máquinas……………………………………….. 109
Figura C.18. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Tomacorriente Molienda…………………………………………………... 111
Figura C.19. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama de Tomacorriente Molienda…………………………………………………... 112
Figura C.20. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de A/C Fermentación………………………………………..………………… 114
Figura C.21. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama de A/C Fermentación………………………………………..………………… 115
Figura C.22. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de A/C Sala Fría………………………………………..………………………. 117
Figura C.23. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de A/C Sala Fría………………………………………..………………………. 118
xxiv
Figura C.24. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Iluminación Molienda………………………………………..……………. 120
Figura C.25. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la
Rama de Iluminación Molienda………………………………………..……………. 121
Figura C.26. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de CCM PTAB………………………………………..………………………… 123
Figura C.27. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de CCM PTAB………………………………………..………………………… 124
Figura C.28. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Planta Piloto………………………………………..……………………….. 126
Figura C.29. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de Planta Piloto………………………………………..……………………….. 127
Figura C.30. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Tablero de Iluminación Fermentación………………………………….. 130
Figura C.31. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de Tablero de Iluminación Fermentación………………………………….. 131
Figura C.32. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Tablero de Vigilancia (Garitas)………………………………………..…. 133
Figura C.33. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de Tablero de Vigilancia (Garitas)………………………………………..…. 134
Figura C.34. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Tomacorriente Fermentación………………………………………..…… 136
Figura C.35. Curva Tiempo Propuesto para las Protecciones de la Rama de
Tomacorriente Fermentación………………………………………..……………….. 137
Figura C.36. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Bombas de Aguas KSB-2………………………………………..………… 139
Figura C.37. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de Bombas de Aguas KSB-2………………………………………..………… 140
Figura C.38. Curva Tiempo Actual para las Protecciones de la Rama de
Tanque de Afrecho………………………………………..……………………………. 142
Figura C.39. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de Tanque de Afrecho………………………………………..………………... 143
Figura C.40. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de CCM Filtración #2………………………………………..………………… 145
xxv
Figura C.41. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de CCM Filtración #2………………………………………..………………… 146
Figura C.42. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Triper………………………………………..……………………………….. 148
Figura C.43. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama de Triper………………………………………..……………………………….. 149
Figura C.44. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones del CCM
Filtración #2………………………………………..…………………………………… 151
Figura C.45. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama de CCM Filtración #2………………………………………..………………… 152
Figura C.46. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la
Rama Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2………………………. 154
Figura C.47. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la
Rama Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2………………………. 155
Figura C.48. Curva Tiempo Corriente de la Propuesta para la Rama
Principal de la Subestación 2………………………………………..……………….. 157
Figura C.49. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de
NH3 #4………………………………………..………………………………………….. 160
Figura C.50. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del
Compresor de NH3 #4………………………………………..………………………... 161
Figura C.51. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de
Aire #1………………………………………..………………………………………….. 163
Figura C.52. Curva Tiempo Corriente Propuesto para la Rama del
Compresor de Aire #1………………………………………..………………………... 164
Figura C.53. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de
Aire #2…………………………………………………………………………………… 166
Figura C.54. Curva Tiempo Corriente Propuesto para la Rama del
Compresor de Aire #2………………………………………..………………………... 167
Figura C.55. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Tablero de
Iluminación Exterior………………………………………..…………………………. 169
Figura C.56. Curva Tiempo Corriente Propuesto para la Rama del Tablero
de Iluminación Exterior………………………………………..……………………... 170
Figura C.57. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Secador de
Aire #1………………………………………..………………………………………….. 172
xxvi
Figura C.58. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del Secador
de Aire #1………………………………………..………………………………………. 173
Figura C.59. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Compresor de
Aire #3………………………………………..………………………………………….. 175
Figura C.60. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Compresor
de Aire #3………………………………………..………………………………………. 176
Figura C.61. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama Línea de Sifones 178
Figura C.62. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama Línea de
Sifones………………………………………..………………………………………...... 179
Figura C.63. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Taller………... 181
Figura C.64. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Taller…… 182
Figura C.65. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Desaireador… 184
Figura C.66. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de
Desaireador………………………………………..……………………………………. 185
Figura C.67. Curva Tiempo Corriente de la Propuesta para la Rama
Principal de la Subestación 4……………………………………………………….... 187
Figura C.68. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del
Compresor de NH3 #8………………………………………..………………………... 190
Figura C.69. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del
Compresor de NH3 #7………………………………………..………………………... 193
Figura C.70. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de
NH3 #6………………………………………..………………………………………….. 196
Figura C.71. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del
Compresor de NH3 #6…………………………………………………………………. 197
Figura C.72. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Filtración #3
+40………………………………………..……………………………………………… 199
Figura C.73. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Filtración
#3 +40………………………………………..…………………………………………... 200
Figura C.74. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de CCM
Cocimiento #2………………………………………..…………………………………. 202
Figura C.75. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de CCM
Cocimiento #2………………………………………..…………………………………. 203
xxvii
Figura C.76. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de TC
Compresores NH3 #7 y #8………………………………………..…………………… 205
Figura C.77. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de TC
Compresores NH3 #7 y #8………………………………………..…………………… 206
Figura C.78. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Secador de
Aire #2………………………………………..………………………………………….. 208
Figura C.79. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de de Secador
de Aire #2………………………………………..………………………………………. 209
Figura C.80. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Filtración #3
+50………………………………………..………………………………………………. 211
Figura C.81. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Filtración
#3 +50………………………………………..…………………………………………... 212
Figura C.82. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de CCM Caldera. 214
Figura C.83. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de CCM
Caldera………………………………………..…………………………………………. 215
Figura C.84. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Bomba de
Envío a Envasado………………………………………..…………………………….. 217
Figura C.85. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Bomba de
Envío a Envasado………………………………………..…………………………….. 218
Figura C.86. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Servicios
Generales de Cocimiento………………………………………..……………………. 220
Figura C.87. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Servicios
Generales de Cocimiento………………………………………..……………………. 221
Figura C.88. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Secador de
Aire #3………………………………………..………………………………………….. 223
Figura C.89. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Secador de
Aire #3………………………………………..………………………………………..... 224
Figura C.90. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de
Almacén………………………………………..………………………………………… 226
xxviii
LISTA DE ABREVIATURAS
Adj. Sim. kA rms: Es el valor eficaz ajustado de la corriente simétrica de
cortocircuito o esfuerzo de cortocircuito total asimétrico.
ANSI: American National Standards Institute.
CCM: Centro de Control de Motores.
F. M.: Factor de multiplicación para cálculo de corrientes asimétricas.
FP: Factor de potencia.
I: Ajuste del Instantáneo.
Ib Asim: Corriente de cortocircuito asimétrica de interrupción
Ib Sim: Corriente de cortocircuito simétrica de interrupción
IEC: International Electrotechnical Commission.
IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.
I”K: Corriente Eficaz de la Componente Alterna de Corto Circuito Simétrica en el
Instante de Cortocircuito.
In: Corriente Nominal
InAT: Corriente nominal del transformador en el devanado de alta tensión
InBT: Corriente nominal del transformador en el devanado de baja tensión
Im ó Isd: Ajuste del umbral de retardo corto de tiempo.
Io: Ajuste del umbral del sensor del interruptor.
Ior: Ajuste del umbral contra sobrecorriente del relé térmico.
ip: Corriente de Cortocircuito Pico.
Ir: Ajuste del umbral de retardo largo de tiempo.
xxix
Ith: Equivalente Térmico de la Corriente de Cortocircuito
Ithr: Corriente nominal que resiste el equipo en cortocircuito
IxT: Ajuste de la banda de retardo coto de tiempo que permite darle forma “inclinada”
o de “L”.
N: Nodo
Pn: Potencia Activa Nominal
S: Potencia Aparente Nominal
Tkr: Tiempo nominal que resiste el equipo en cortocircuito
tm: Banda de ajuste de la zona de retardo corto de tiempo.
tr: Banda de la ajuste de la zona de retardo largo de tiempo.
Vn: Tensión Nominal.
VnAT: Voltaje nominal del transformador en el devanado de alta tensión.
VnBT: Voltaje nominal del transformador en el devanado de baja tensión.
Rated Int: Capacidad de interrupción del dispositivo, es comparado con el esfuerzo
de cortocircuito.
RMS: Valor eficaz de la onda.
Sim kA rms: Corriente de Cortocircuito Trifásica Simétrica.
X/R: Relación entre la reactancia de Thevenin calculada en el punto de falla y la
resistencia de dicha impedancia.
Z: Impedancia de cortocircuito del transformador.
η: Velocidad nominal del motor.
1
INTRODUCCIÓN
Planteamiento del problema
Cervecería Regional, tiene 81 años de fundada y es la empresa de mayor
trayectoria en el país en elaboración de bebidas. Sin embargo, su planta principal
ubicada en Cagua, Estado Aragua, cuenta con tan sólo 13 años de funcionamiento.
En este tiempo la planta ha experimentado un continuo crecimiento derivado de la
necesidad de incrementar la producción para satisfacer la demanda nacional e
internacional.
Dicho crecimiento, ha significado la permanente adquisición de equipos de
potencia donde la prioridad era su rápida instalación, con lo cual los ajustes de sus
correspondientes protecciones eran realizados de manera experimental, de tal forma
que los mismos no se accionaran ante las corrientes normales de operación.
El resultado de lo anterior, es que ante la ausencia de un estudio de coordinación
de protecciones, los interruptores conectados en las barras de la subestación
actuaban antes de los ubicados aguas abajo, trayendo consigo una falta de
selectividad que se manifiesta en pérdidas de carga y de tiempo en la detección de la
falla.
Por otro lado, la no planificación también ocasiona la instalación de equipos
sobredimensionados y en consecuencia, más costosos de lo necesario. También se
observa el caso opuesto, la corriente nominal de algunos interruptores está muy
cerca de la corriente de carga promedio, y por debajo de las corrientes de sobrecarga
normales.
2
Por todo lo anterior, se propone el cálculo de niveles de cortocircuito y el estudio de
coordinación de protecciones mediante un programa computacional que permita el
trabajo de manera rápida y eficiente.
Objetivos de la investigación
Objetivo General
Hacer una propuesta para mejorar los ajustes de las protecciones de C. A.
Cervecería Regional.
Objetivos Específicos
1. Identificar las características de los interruptores que conforman las
subestaciones #1, 2 y 4, pozos, Almacén y Caney.
2. Actualizar el diagrama unifilar de la planta, mediante la información
recolectada usando un programa de diseño comercial.
3. Calcular los niveles de cortocircuito y realizar un estudio de coordinación de
protecciones utilizando un programa comercial de análisis de sistemas
eléctricos.
4. Evaluar los resultados y ofrecer recomendaciones y conclusiones.
Justificación
En la actualidad los dispositivos de protección instalados en la planta Cagua de
Cervecería Regional no operan de manera eficiente, dado que carecen de selectividad
en su operación y poseen corrientes de ajustes no dimensionadas de acuerdo a las
corrientes normales de la carga que salvaguarda. En consecuencia, para garantizar
un proceso de producción continua que además disminuya las probabilidades de daño
de los equipos ante contingencias, se hace necesario realizar un estudio de
coordinación de protecciones.
3
Alcance
La coordinación de protecciones se centró en los circuitos de 13,8 kV y 480 V de las
subestaciones 1, 2 y 4, en los pozos, en el almacén de la planta y en el caney.
CAPÍTULO I
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
1.1. Reseña Histórica [1]
Cervecería Regional inició sus operaciones el 14 de mayo de 1929, en la ciudad de
Maracaibo estado Zulia. Concentrando sus actividades principalmente en los estados
occidentales de Venezuela.
La empresa nace gracias a la iniciativa de un pequeño grupo de comerciantes de la
zona, que quería garantizar el suministro de cerveza en sus locales comerciales,
logrando poner en marcha la empresa luego de la crisis post-guerra, logrando
romper esquemas en el mercado cervecero nacional en reiteradas ocasiones.
La clave para el desarrollo de esta empresa ha sido: la calidad. Una prueba
fehaciente de ello, es el galardón que obtuvo en la Exposición Internacional de París
en el año 1937. Allí le fue concedida la Medalla de Oro, llegando a ser la única
empresa en Venezuela que la ha recibido.
El crecimiento de la empresa llegó a consolidar sus productos en los estados
occidentales, planteando así la necesidad de conquistar nuevos mercados. Es así
como en 1992 la compañía experimentó un importante cambio, al ser adquirida por
el Grupo Cisneros, y con su importante inversión duplicó su capacidad de producción.
A partir de ese momento, la compañía ha experimentado un crecimiento sostenido
y rápido: expandiéndose hacia el centro y el oriente del país. Logrando de esta forma
incursionar nuevos mercados como el Distrito Capital, Aragua, Carabobo, Lara,
Miranda, Guárico, Cojedes, Barinas, Anzoátegui, Nueva Esparta y Bolívar
5
En 1997, en la zona industrial Santa Rosalía en Cagua, estado Aragua, se
inauguró la planta de procesamiento de cerveza más moderna de Latinoamérica, la
cual permitió duplicar nuevamente la producción anual.
En el año 2000, Cervecería Regional dinamizó el mercado cervecero nacional.
Rompió esquemas, con la introducción de Regional Light, la primera cerveza en
botella transparente, la cual marco una pauta transcendental para el mercado
cervecero venezolano.
1.2. Misión
Proporcionar satisfacción a los consumidores, ofreciendo productos de alta
calidad con una apropiada relación precio–valor, contribuyendo al
entretenimiento, diversión y esparcimiento.
Promover el sentido de pertenencia, el trabajo en equipo y el conocimiento
profundo del negocio, en el recurso humano. Considerar además, las cadenas
de suministro, distribuidores, suplidores y clientes como socios estratégicos.
Estimular la capacidad innovadora de la gente y el mejoramiento continuo de
los procesos para lograr el crecimiento sostenido del negocio, optimizando su
rentabilidad.
Invertir en el desarrollo y mantenimiento de su cultura de seguridad,
responsabilidad social y protección medioambiental.
1.3. Visión
Ser la empresa líder en la producción y comercialización de cerveza y malta en el
mercado nacional, con significativa presencia internacional. En base a un espíritu
innovador, los valores que se promueven en la empresa y la excelente calidad de los
productos elaborados, lo cual permitirá que se posicione como la mejor opción en la
categoría para proporcionar entretenimiento, diversión y esparcimiento al
consumidor.
Son garantía de esta visión, la permanencia de un personal estimulado hacia el
cambio en busca de la excelencia, la utilización de tecnología actualizada y el
mejoramiento continuo de los procesos.
6
1.4. Organigrama de la Empresa
Figura 1.1. Organigrama General de la Empresa.
Como es posible observar en la Figura 1.1, la presente pasantía se desarrolla en el
Departamento Eléctrico de Planta.
Presidencia Ejecutiva
Vicepresidencia de Operaciones PLanta
Cagua
Gerencia de Control de Calidad
Gerencia de Envasado
Gerencia de Mantenimiento de
Planta
Jefe Mtto.
Eléctrico
Supervisor de Mantenimiento
Técnico
Electricista I
Técnico Instrumentista I
Pasante
Jefe Mtto.
Mecánico
Jefe Sala de Máquinas
Jefe Plantas
de Agua
Gerencia de Elaboración
Vicepresidencia de Finanzas
Vicepresidencia de Mercadeo
Vicepresidencia de Ventas y
Distribución
Dirección
Recursos Humanos Asesoría Legal
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. Diagrama Unifilar
La realización de una coordinación de protecciones, parte del cálculo de los niveles
de cortocircuito en los puntos críticos del sistema. Para realizarlo y verificar la
coordinación de protecciones, es necesario contar con la información de la red de una
manera clara y sencilla representada en el unifilar ampliado de la planta.
El diagrama unifilar indica por medio de líneas y símbolos simples, la
interconexión y partes componentes de un circuito o sistema eléctrico [2].
2.2. Sistema de Protección
Es un conjunto de dispositivos cuya función es la detección y pronto aislamiento
de la porción afectada del sistema, ya sea que ocurra un cortocircuito, u otra
condición anormal que pueda producir daño a la parte afectada, a los elementos en
serie con ella, o a la carga que alimenta [2].
Toda protección está constituida por dos partes esenciales: el sensor y el
dispositivo de interrupción. El primero de ellos se encarga de medir la corriente y
compararla con un valor de ajuste seleccionado. Cuando se detecta una
sobrecorriente, se envía una señal al dispositivo de interrupción, quien se encarga de
abrir el circuito para cumplir su función de evitar daños al personal y a la red.
Existen tres características deseables de los sistemas de protección, las cuales son
señaladas a continuación:
8
Sensibilidad: Es un término frecuentemente usado para referirse al nivel de
funcionamiento mínimo (corriente, voltaje, potencia, entre otros) de
dispositivos de protección. Un equipo será sensible si el mismo actúa ante
parámetros bajos [3].
Rapidez: La función de un sistema de protección es aislar fallas en los
sistemas de potencia tan rápido como sea posible para reducir la probabilidad
de daño en equipos y personal técnico [3].
Selectividad: Consiste básicamente del proceso mediante el cual, en caso de
falla, los dispositivos de protección, deben desconectar del sistema sólo la
parte en falla o afectada en el tiempo más corto posible [3].
2.3. Equipos de Protección
Si bien existen infinidad de tipos de protección, en las instalaciones de Cervecería
Regional sólo se manejan tres clases: fusibles, interruptores automáticos y relés
térmicos para arrancadores, los cuales son descritos a continuación.
2.3.1. Fusibles
Constituyen el equipo de protección más económico y de mayor simplicidad, ya que
el mismo actúa como sensor y como dispositivo de interrupción. Se conecta en serie
con la red y está constituido por un filamento el cual se funde ante una
sobrecorriente lo que permite la apertura del circuito. Este proceso se puede dividir
en cuatro etapas.
1. Calentamiento sufrido desde el momento en que se aplica la corriente hasta el
momento en el cual el alambre empieza a fundirse (primer calentamiento).
Durante esta etapa la temperatura aumenta desde el valor inicial hasta la
mínima de fusión.
2. La temperatura permanece constante durante el intervalo de tiempo para el
cual el metal se encuentra en estado de transición de líquido a sólido.
3. Ocurre un segundo calentamiento. El metal se encuentra en estado líquido
hasta que la temperatura alcanza el valor de evaporación. Al finalizar esta
etapa, ha transcurrido el tiempo total de fusión.
9
4. Poco tiempo después que el fusible empieza a evaporarse aparece un arco
eléctrico. Este arco se puede extinguir naturalmente o por medio de técnicas
artificiales. Al extinguirse el arco, la corriente que pasa por el dispositivo se
hace cero. El tiempo que transcurre para llevarse a cabo todo el proceso se
denomina tiempo de interrupción [4].
Entre las características empleadas en la elaboración del fusible está la limitación
de corriente de falla, donde la resistencia durante la fusión está diseñada para que
sea tan alta que la intensidad no llegue a su valor máximo. Normalmente este tipo
de dispositivos poseen medios para extinguir el arco generado durante la apertura
(ver Figura 2.1) [4].
Figura 2.1. Curva de Interrupción de un Fusible con Limitación de Corriente [2].
Otra de las características es la incorporación de un tiempo de retardo adicional, el
cual permite la fusión instantánea del dispositivo ante corriente de falla, pero ante
sobrecargas, soportan más sin fundirse para prevenir disparos innecesarios (ver
Figura 2.2).
10
Figura 2.2. Operación de un Fusible con Tiempo de Retardo [2].
2.3.1.1. Tipos de fusibles
Algunos tipos de fusibles se describen a continuación (ver Figura 2.3):
Tipo Tapón: “Se Fabrican en tamaños de hasta 30 A y se usan en circuitos que no
excedan a 127 V. El elemento de conexión se fabrica entre 35 y 60 A. El diámetro
y longitud del contenedor del elemento fusible varia con la clase de voltaje” [2].
Tipo Cartucho: “El contacto puede ser de navaja o cilíndrico y se fabrican en
tamaños de 70 a 6000 A. Éstos, también varían en sus dimensiones físicas
dependiendo de su tensión nominal” [2].
Figura 2.3. Tipos De Fusibles [2].
Otra manera de clasificar a los fusibles es según su relación de velocidad, la
cual es definida como: La relación entre la corriente de fusión a 0.1 s y la de
300 s. (Para fusibles de capacidad mayor a 100 A, se toma el valor de 600 s) [5]:
11
Tipo K: Son llamados fusibles con elemento rápido. Tienen relación de velocidad
que varía de 6 para regímenes de 6 A y 8 para los de 200 A. Son ampliamente
utilizados en el sector eléctrico, y son normalizados por el estándar ANSI 3742.
Tipo T: Son fusibles con elemento lento. Su relación de velocidad es, para los
mismos regímenes, 10 y 13 respectivamente. Al igual que en el caso anterior, son
comúnmente utilizados en el sector eléctrico y se regulan bajo la misma norma
ANSI 3742.
Tipo H: Son fusibles de elemento ultrarrápido, las relaciones de velocidad son 4 y
6. Son construidos bajo la norma NEMA SG2-1986.
Tipo DUAL: Son fusibles extralentos o de tiempo retardado, cuya relación de
velocidad es de 13 y 20 (para 0,4 y 21 A, respectivamente). Su norma es igual a la
del tipo H.
2.3.1.2. Características Nominales de los Fusibles [4]
Corriente Nominal: Es la corriente que aplicada al fusible en régimen
permanente provoca que la temperatura se estabilice en el valor nominal. La
temperatura nominal es aquella que aplicada en forma indefinida a un fusible
permite que éste dure su vida útil.
Capacidad de Interrupción: Es la corriente que es capaz de interrumpir un
fusible a tensión nominal sin provocar daños al elemento portafusible ni a algún
otro de los elementos del resto del sistema eléctrico
Curva de tiempo mínimo de fusión: Es una curva de tiempo vs corriente que
indica cuánto tiempo tarda el conductor en alcanzar su temperatura de fusión a
una determinada corriente.
Curva de tiempo total de despeje: Es una curva tiempo vs corriente que indica
cuanto tiempo tarda el fusible en despejar completamente una corriente de falla
simétrica en un sistema funcionando a la tensión nominal. Para fusibles
limitadores, existe una corriente mínima de limitación, a partir de la cual se
empieza a sentir el efecto de limitación del fusible. Para corrientes mayores que
esa, las curvas de tiempo mínimo de fusión y tiempo total de despeje carecen de
sentido, ya que la corriente toma una forma distinta a la corriente senoidal.
12
Curva de limitación: Determina el valor limitado de la corriente pico, para un
determinado valor de corriente eficaz simétrico.
2.3.2. Interruptores
Se denomina interruptor a aquel dispositivo capaz de aislar puntos de un circuito
eléctrico bien sea manual o automáticamente. Un interruptor de protección debe
despejar una falla en el circuito que protege en forma automática y debe ser capaz
de interrumpir circuitos donde la corriente sea superior a la normal de carga. Esto
se debe a que las corrientes de cortocircuito o de sobrecarga alcanzan valores
mayores a la nominal. Esto se logra combinando apropiadamente la acción de los
contactos de interrupción con un elemento detector [4].
2.3.2.1. Interruptor magnético
Es el que utiliza como detector de la falla un elemento electromagnético.
Normalmente estos elementos constan de una bobina, la cual es atravesada por la
corriente del circuito a proteger. Cuando la corriente supera un valor preestablecido
(de diseño), la fuerza debida al campo magnético que produce la bobina atrae una
armadura móvil que mueve a su vez un pestillo, el cual mantiene cerrado en
condiciones normales el contacto móvil del interruptor. Al liberarse el contacto por la
acción del movimiento del pestillo y la atracción mecánica del resorte, se interrumpe
el paso de la corriente a través de los contactos. A los elementos magnéticos también
se les llama “instantáneos” debido a la rapidez con la cual se lleva a cabo el proceso
de detección e interrupción de la corriente de falla. La corriente mínima de
operación del elemento magnético es llamada “corriente umbral instantáneo” y a
veces es ajustable.
El elemento magnético es del tipo “tiempo definido”, es decir, que aunque la
corriente aumente a cualquier valor mayor que la corriente umbral, el interruptor
dispara a un tiempo tope determinado [4].
13
2.3.2.2. Interruptor térmico
En este tipo de interruptor el movimiento que libera al contacto del interruptor es
producido por un elemento bimetálico denominado también elemento detector
térmico.
El elemento bimetálico al calentarse por la acción de una corriente superior a un
valor de diseño (corriente de umbral del térmico) se dobla, moviendo al pestillo que
sostiene el contacto móvil del interruptor produciéndose así el despeje deseado.
La característica t vs. I del elemento es del tipo inversa. Al elemento térmico se le
llama “temporizado” puesto que su operación no es instantánea [4].
2.3.2.3. Interruptor Termomagnético
Como su nombre lo indica, el detector de los interruptores termomagnéticos (ITM)
es una combinación de un elemento térmico y un elemento magnético. En este
dispositivo, los contactos pueden abrirse bien sea por acción de uno u otro elemento.
Las magnitudes características de los interruptores termomagnético son:
1. Número de polos: Se llama número de polos a la cantidad de pares de
contactos principales que posee un interruptor. Este es un parámetro fácil de
especificar, ya que normalmente se utilizan interruptores de un polo para
sistemas monofásicos, dos para sistemas bifásicos y tres para sistemas
trifásicos.
2. Tensión nominal: Es la tensión a la cual deberán trabajar los ITM.
Normalmente se especifica la tensión y el tipo de sistema de tensiones a
utilizar en red.
3. Capacidad de interrupción: Se llama así a la posibilidad que tiene un
interruptor para desconectar circuitos con altas corrientes de falla sin dañarse
trabajando a tensión nominal.
4. Corriente nominal: Es la corriente a la cual debe trabajar normalmente el
interruptor. La corriente nominal está muy relacionada con la corriente
mínima de operación del interruptor [4].
14
2.3.3. Relé Térmico
Hay dos clases principales de dispositivos de protección térmicos. El primero es un
“line break type” el cual interrumpe corrientes de carga directamente. El segundo es
un sistema de circuitos de control que usa dispositivos de detección, este interrumpe
la corriente del motor a través de su controlador.
La protección térmica intenta limitar la temperatura de los devanados del motor y
la corriente de la máquina a un determinado valor durante la condición anormal de
operación. Esto previene fallas prematuras en el aislamiento del motor.
Condiciones anormales que pueden resultar en sobrecalentamiento incluyen
sobrecarga, rotor bloqueado, fallas en el arranque, altas temperaturas de ambiente,
restricciones de la ventilación del motor, operación a velocidad reducida, altos o
bajos voltajes de líneas, altas o bajas frecuencias, fallas mecánicas en las cargas,
instalación inapropiada, frecuencia de arranque, voltaje de línea desbalanceado,
entre otras. Un sensor sólo de corriente no puede detectar todas estas condiciones,
tal como restricciones en la ventilación. Por otro lado, sensar sólo temperatura
puede ser inadecuado, por ejemplo, el caso de las frecuencias de arranque. Para
algunas condiciones, un arreglo coordinado de sensores de corriente y temperatura
puede ser requerido.
La capacidad de un sensor de temperatura de los relés térmicos depende de su
localización con respecto a los devanados del motor. La protección debe ser instalada
dentro o en la carcasa del motor de tal manera que la temperatura en dispositivo
cambie en proporción a la del devanado, y debe ser ajustado según la clase de
aislamiento del motor.
La ventaja de los sistemas de protección basados en microprocesadores ha hecho
posible proveer de una protección térmica más refinada del que fue posible con relés
electromecánicos.
En Cervecería Regional, los relés térmicos son del tipo que utiliza la unidad de
control como actuador, los dispositivos usados en esta clase de protección consisten
15
de un elemento térmico y un interruptor de circuito. En algunas formas, el elemento
es calibrado para disparar en un valor de temperatura ajustado y en otras decrece
conforme aumenta la temperatura. Estos dispositivos son usualmente conectados
eléctricamente en el circuito de control del controlador magnético del motor que
interrumpe la corriente de línea de la máquina.
Varios elementos térmicos son usados, incluyendo resistencias espirales,
materiales semiconductores y el más común el elemento bimetálico.
La operación de los distintos tipos depende de la transferencia de calor desde el
devanado del motor al elemento térmico. Desde que el calor fluye y es captado, la
diferencia de temperatura entre el elemento térmico y el devanado, está relacionado
con la tasa de cambio de la temperatura y se incrementa con la tasa de calor de la
bobina de la máquina.
Para condiciones de sobrecarga en operación, la tasa de cambio de temperatura del
devanado es generalmente lenta y la diferencia de temperatura entre la bobina de la
máquina y el elemento térmico es mínima. Aquí, la temperatura del elemento varía
con facilidad con la del devanado. Cuando la máquina supera la temperatura de
operación, el relé la desconecta.
Para condiciones de rotor bloqueado, la tasa de incremento de la temperatura del
devanado depende del diseño del motor. Los bimetálicos usualmente no son capaces
de seguir adecuadamente la temperatura del devanado en rotor bloqueado, y por ello
son usados con otros dispositivos de sobrecarga. Con el dispositivo de sobrecarga
suplementario y el reinicio del motor en automático o manual, el motor apagado es
iniciado por el dispositivo auxiliar detectando la alta corriente en los primeros pocos
ciclos, este arranque es de acción temporizada, y en consecuencia el dispositivo de
protección apagará el motor si la sobrecorriente dura lo suficiente como para poner
en peligro el motor [6].
16
2.4. Coordinación de Protecciones
La coordinación de protecciones se define como: “La adecuada selección de los
dispositivos de protección de fallas, acompañada de la localización de la condición de
falla a fin de evitar y restringir la salida de operación del equipo afectado” [7].
Para una correcta coordinación se deben realizar previamente un diagrama
unifilar que muestre los dispositivos a coordinar y los datos de los equipos a proteger.
A partir de él, se realiza un estudio de cortocircuito para determinar las corrientes
de falla máximas que pueden pasar por la red.
La coordinación se realiza de manera gráfica utilizando como herramienta un
papel de tipo log – log. Las curvas utilizadas durante el proceso deben ser
suministradas por el fabricante y normalmente se encuentran en los distintos
programas computacionales diseñados para el cálculo de sistemas de potencia. Para
la coordinación de protecciones la IEEE recomiendan seguir la siguiente serie de
pasos [8]:
1. Seleccionar el circuito a ser coordinado. Comience en las cargas (en el nivel más
bajo de tensión) y trabaje hacia la fuente de potencia. Determine la rama del
circuito con el mayor ajuste de corriente. Normalmente, este punto estará en el
mayor motor de la rama del circuito debido a la alta corriente de inrush
registrada durante el arranque.
2. Seleccione la apropiada escala de corriente. Considerando un sistema grande o
uno con más de una transformación de voltaje, la curva característica de los
dispositivos más pequeños es trazada los más lejos a la izquierda del papel como
sea posible de modo que las curvas no estén aglomeradas a la derecha del papel.
El máximo nivel de cortocircuito en el sistema es el límite de la curva a la
derecha, a menos que convenga observar el posible comportamiento del
dispositivo sobre el nivel de cortocircuito en el sistema estudiado. El número de
características trazadas en una hoja de papel es limitada. Más de cuatro (4) o
cinco (5) curvas en una hoja puede llegar a ser confuso, particularmente si se
superponen.
17
Todas las características deben ser trazadas en una escala común a pesar de
estar a diferentes niveles de voltaje, como ocurre en la coordinación de equipos de
protección del primario y secundario de un transformador.
3. Dibuje un pequeño diagrama unifilar del circuito para describir los elementos a
los que pertenecen las curvas trazadas.
4. En el papel log-log, indique estos importantes puntos (si aplica):
a. Las máximas corrientes de cortocircuito disponibles.
b. Las corrientes a plena carga de transformadores y las corrientes de flujo
de carga significativas.
c. Los puntos de daño I2t o curvas de daño de los transformadores, cables,
motores y otros equipos.
d. Los puntos de la corriente de insrush del transformador.
e. La curva de arranque del motor indicando la corriente de rotor bloqueado,
la de plena carga y el tiempo de aceleración del motor.
2.4.1. Niveles de Cortocircuito
Los niveles de cortocircuito graficados, corresponden al valor RMS de la máxima
corriente de cortocircuito en el punto en el que se realiza la coordinación. Es
calculada para el primer medio ciclo, y toma en cuenta la contribución de los motores
mayores a 50 hp [8].
2.4.2. Selección de los Ajuste de los Umbrales de Corriente
Los dispositivos de protección deben ser capaces de interrumpir las corrientes de
cortocircuito y de dejar pasar aquellas corrientes que sean normales a la operación
de los equipos protegidos, como la corriente nominal y las sobrecorrientes asociadas
al arranque de motores e inrush de transformadores. Además, deben tener tiempos
de actuación menores a los de daño de los equipos protegidos.
18
2.4.2.1. Motores de Inducción
1. Umbral de Protección Contra Sobrecorriente: Se selecciona entre 115% y 125% de
la corriente nominal del equipo, o en su defecto, del porcentaje de la corriente
nominal que sense la protección. En caso de motores de dos velocidades, se
tomará cada devanado por separado [7].
La IEEE recomienda que para el caso de relés térmicos, se aplique al ajuste
anterior el factor de protección recomendado en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1. Factor de Corrección para la Sobrecarga de Motores según el Factor de
Servicio [6].
Tiempo de servicio del motor Factor de Corrección
Continuo, Factor de servicio 1.15 1,0
Continuo, Factor de servicio 1.10 0,9
Corto tiempo, 60 min 0,8
Corto tiempo, 30 min 0,75
Corto tiempo, 15 min 0,7
Corto tiempo, 5 min 0,6
2. Corrientes de Arranque: La National Eléctrical Manufacturers Association
(NEMA) ha creado una norma que establece parámetros de construcción para
diferentes tipos de diseño. El sistema se basa en características par – velocidad
en función de la resistencia de rotor de la máquina de inducción.
La máquina con clasificación A se caracterizan por tener bajo par de arranque y
baja resistencia de rotor lo cual aumenta su eficiencia a bajo deslizamiento. La
máquina tipo B se utiliza en conjunto con los variadores de velocidad, sus valores
de par de arranque y corriente son iguales que la tipo A pero esta máquina es
más eficiente al trabajar con altos deslizamientos de operación. Generalmente
esta característica se obtiene al utilizar rotores tipo jaula de ardilla con barras
profundas. Las máquinas tipo C y D se caracterizan por altos pares de arranque
y alta resistencia de rotor lo cual la hace menos eficiente para deslizamientos
pequeños comparadas con las otras clasificaciones. Más recientemente se ha
19
introducido en el mercado la máquina tipo E que posee las ventajas de la tipo A y
B pero es de mayor eficiencia [9].
Este tipo de clasificaciones de son de gran importancia, ya que dependiendo del
tipo de máquina se puede estimar la corriente máxima de arranque o rotor
bloqueado que debe dejar pasar la protección dependiendo de la potencia nominal
del motor. La Tabla 2.2 muestra dichas intensidades para una tensión nominal
de 230 V. Para otros voltajes nominales, la corriente será inversamente
proporcional al potencial.
Tabla 2.2. Máxima Corriente de Rotor Bloqueado a 60Hz para Motores de Diseño B,
C y D a 230 V [10].
Hp
Corriente de
Rotor
Bloqueado [A]
Letra de
Diseño Hp
Corriente de
Rotor
Bloqueado
[A]
Letra de
Diseño
½ 20 B, D 50 725 B, C, D
¾ 25 B, D 60 870 B, C, D
1 30 B, C, D 75 1085 B, C, D
1-1/2 40 B, C, D 100 1450 B, C, D
2 50 B, C, D 125 1815 B, C, D
3 64 B, C, D 150 2170 B, C, D
5 92 B, C, D 200 2900 B, C
7-1/2 127 B, C, D 250 3650 B
10 162 B, C, D 300 4400 B
15 232 B, C, D 350 5100 B
20 290 B, C, D 400 5800 B
25 365 B, C, D 450 6500 B
30 435 B, C, D 500 7250 B
40 580 B, C, D
La corriente de rotor bloqueado depende directamente del voltaje al cual se
realice el arranque, es decir, a tensión nominal o reducida.
En Cervecería Regional, la mayoría de los arrancadores son a voltaje reducido
por conmutación estrella – delta. Éste método solamente se puede utilizar en
aquellos motores que estén preparados para funcionar en triángulo con la tensión
de la red. La máquina se conecta en estrella en el momento del arranque y se
20
pasa después a triángulo cuando está en funcionamiento. El resultado, es que al
aplicar una tensión 1 3 veces el voltaje nominal, se obtiene una corriente de
rotor bloqueado que es la tercera parte de la corriente de arranque que absorbería
el motor si se conectara en triángulo. Sin embargo, el par de arranque también se
reduce un tercio [10].
El tiempo que dura un motor al arrancar, depende de la máquina y en general
se puede conocer de dos maneras, mediante un método experimental o como un
dato suministrado por el fabricante. No obstante, debido a que no se que cuenta
con alguna de dichas posibilidades, se toma como criterio un tiempo promedio
igual a 5 s [12].
3. Corriente de transitorio electromagnético: Se debe dejar pasar doce veces la
corriente nominal durante 0,03 s [12].
4. Límite Térmicos [2]: En general son tres tipos diferentes de curvas, las cuales se
dibujan juntas o como una curva general, las mismas se explican a continuación:
a. La porción de corriente más alta, indica el número permisible de veces la
corriente de rotor bloqueado. Este es el tiempo en que el rotor puede
permanecer en reposo después que el motor ha sido energizado, antes que
ocurra un daño térmico en las barras del rotor y los anillos conectores
extremos, o bien en el estator.
b. La curva de límite térmico de aceleración de la corriente de rotor
bloqueado o la corriente de par de arranque del motor, es alrededor del
75% de la velocidad.
c. La curva de límite térmico de operación que representa la capacidad de
sobrecarga del motor durante la operación en emergencia. Está
relacionado con el factor de servicio de la máquina, y de ello depende el
ajuste de la protección de sobrecorriente, tal como fue explicado
previamente.
En general, esta curva debe ser proporcionada por el fabricante, no obstante, en
la mayoría de los casos se carece de dicha información por tanto se toma como
21
criterio que la protección térmica debe ser más rápida que una corriente igual a
seis veces la intensidad nominal del motor durante veinte segundos [12].
2.4.2.2. Transformadores
1. Umbral de Protección Contra Sobrecorriente: Se ajustará según lo establecido en
las normas COVENIN, como se puede apreciar en la tabla 2.3 para el caso de
tensión nominal superior a 600V y tabla 2.4 para valores menores al anterior.
Tabla 2.3. Ajuste Máximo de la Protección de Sobrecorriente para Transformadores
de 600V o Mayores (Como porcentaje de la Corriente Nominal del Transformador)
[7].
Protección Primaria
Sobre 600V
Protección Secundaria
Más de
600V
Hasta
600V
Limitaciones
sobre el
Lugar
Impedancia
Nominal del
Transformador
Interruptor
Automático
Régimen
del
Fusible
Interruptor
Automático
Régimen
del
Fusible
Int.
Auto. O
Reg del
Fusible
Cualquier
Lugar
No más del 6% 600% 300% 300% 250% 125%
Más del 6%
pero máximo
10%
400% 300% 250% 225% 125%
Únicamente
Lugares
Supervisados
Cualquiera 300% 250% No se
requiere
No se
requiere
No se
requiere
No más del 6% 600% 300% 300% 250% 250%
Más del 6%
pero máximo
10%
400% 300% 250% 225% 250%
22
Tabla 2.4. Ajuste Máximo de la Protección de Sobrecorriente para Transformadores
de 600V y Menores (Como porcentaje de la Corriente Nominal del Transformador)
[7].
Protección Primaria Protección Secundaria
Método de
Protección
Corriente de
9 A o Más
Corriente de
9 A o Menos
Corriente
Menor de 2 A
Corriente de
9 A o Más
Corriente de
9 A o Menos
Solamente de
Protección
Primaria
125% 167% 300% No requerido
No requerido
Protección
Primaria y
Secundaria
250% 250%
250% 125% 167%
2. Corrientes de Inrush: El efecto térmico producido por la corriente de energización
en vacío, es tomado en cuenta a través de un equivalente de calentamiento. Para
efectos de tener un criterio de trabajo, se puede seleccionar uno de los puntos de
la curva de inrush, el cual indica que durante la energización, la corriente
produce un calentamiento equivalente a una corriente eficaz (12 a 15) veces la
nominal durante 0,1 segundos. Adicionalmente, se verifica que la protección deje
pasar la máxima intensidad del inrush que corresponde a 25 veces la corriente
nominal por 0,01 s [4].
3. Conexión de Transformadores: En Cervecería Regional, todos los
transformadores presentan conexión delta – estrella a tierra, para lo cual se
cumple que “la máxima corriente que aparece en el primario para una falla
trifásica o bifásica es también la corriente de falla en el secundario entre la
relación de transformación, pero esto no ocurre con el cortocircuito monofásico,
caso para el cual la corriente primaria toma un valor de 0,577 veces la corriente
de falla entre la relación de transformación. Esto sugiere que para una protección
con fusibles en el primario de manera adecuada, su curva de tiempo total de
despeje debe ser más rápida que la curva de daño del transformador reducida en
corriente 0,577 veces [4].
23
2.4.3. Criterios de Coordinación [4, 8]
Para aquellas características que posean bandas de operación, como es el caso de
los fusibles y los interruptores de bajo voltaje, los mismos pueden ser fácilmente
coordinados con otros simplemente permitiendo una separación visible entre ambas
curvas.
En el caso de la coordinación de elementos instantáneos de interruptores
termomágneticos, no hay temporización alguna, por ello debe discriminarse la
operación en términos de la corriente y no del tiempo. Si ocurre una falla y dos
interruptores de la misma rama la detectan operarán indistintamente, y entonces se
tendrá una mala coordinación. Lo que debe hacerse es seleccionar el ajuste de la
corriente mínima del instantáneo del interruptor aguas arriba, de tal modo que no
vea fallas en la zona alrededor del ubicado aguas abajo.
Lo anterior puede lograrse ajustándose el valor del instantáneo del interruptor
aguas arriba a 125% de la corriente de cortocircuito de la zona del ubicado abajo.
Esto funciona bien cuando la distancia entre los mismos es lo suficientemente
grande como para permitir la discriminación. Si este no es el caso porque ambos se
encuentren muy cercanos, la coordinación de instantáneos es imposible, lo cual se
soluciona eliminando el elemento instantáneo del interruptor aguas arriba, esto trae
como consecuencia una pérdida de velocidad en el sistema de protección, pero mejora
la selectividad. La decisión de inhibir finalmente el instantáneo en cuestión,
depende de si los cables y barras involucradas son capaces de soportar el nivel de
cortocircuito durante ese tiempo adicional, por lo que hay que verificar sus curvas de
daño.
CAPÍTULOS III
METODOLOGÍA
3.1. Recolección De Datos
Para realizar un estudio de coordinación de protecciones, es necesario contar con
un diagrama unifilar que proporcione la información sobre cada uno de los
dispositivos conectados en red.
Cervecería Regional ya contaba con dicho diagrama unifilar de la planta, el cual
contenía los dispositivos de protección desde la línea de 13,8 kV proveniente de
TURBOVEN hasta los interruptores conectado a la barra de 480 V de cada una de
las subestaciones. No obstante, si bien esta información era insuficiente para llevar
a cabo el estudio debido a que no contaba con los calibres y longitudes de los
conductores, ni con los datos de placa de los equipos protegidos, el mismo constituyó
un apoyo sobre el cual se basó el trabajo de campo.
Durante la recolección de datos se tomó directamente de los dispositivos la
siguiente información (Ver Apéndice D):
Motores: Datos de placa de todos los motores con potencia superior a 50 hp.
Cables: Calibre, tipo de aislamiento y longitud aproximada.
Transformadores: Datos de placa.
Relés térmicos: Marca, Modelo y Ajuste
Interruptores: Marca, modelo, corriente nominal, capacidad de cortocircuito,
capacidad de interrupción y ajustes actuales.
Fusibles: Marca, corriente nominal, tipo y capacidad de interrupción.
25
Posteriormente, se procedió a digitalizar los datos disponiéndolos en tres formatos
distintos: Tablas de información detallada y diagrama unifilar, (ambos para el uso
del Departamento de Mantenimiento Eléctrico de Planta) y un segundo diagrama
realizado en el programa comercial en el cual se realizó la coordinación de
protecciones.
3.2. Niveles de Cortocircuito y Determinación del Estado Actual
Una vez realizado el diagrama unifilar, se procedió a determinar los niveles de
cortocircuito monofásico – tierra, bifásico – tierra y trifásico en las barras de 13,8 y
0,48 kV debajo de cada uno de los dispositivos de protección.
A partir de ello, se introdujeron los ajustes actuales de las distintas protecciones
instaladas, a fin de determinar si los mismos eran adecuados para la carga de forma
que dejaran pasar las corrientes normales de operación y proporcionaran una
coordinación selectiva según los criterios previamente establecidos en la sección 3.4,
para lo cual se utilizó el módulo de coordinación de protecciones del programa
comercial.
Las características de la mayor parte de los dispositivos que se encuentra en planta,
ya formaban parte de las librerías del programa, no obstante, hubo un grupo para el
cual fue necesario introducir las curvas tiempo – corriente de los interruptores de
manara manual a partir de las curvas tiempo – corriente encontradas en los
catálogos en línea.
Posteriormente, se determinó si los dispositivos instalados poseían la capacidad de
cortocircuito necesaria para abrir la máxima corriente de falla que podría pasar a
través de los mismos. Para ello, se utilizó nuevamente el programa, verificando
según las normas (ANSI o IEC) para las cuales fue construido y probado el
interruptor o el fusible.
26
3.3. Propuesta de Coordinación de Protecciones
Una vez determinado el estado actual de los ajustes, se dispuso a realizar
propuestas para el cambio de aquellos que no proporcionaran la mejor combinación
de sensibilidad, rapidez y selectividad.
Así mismo, se evaluaron las posibilidades de realizar cambios de dispositivos de
protección y conductores, para aquellos casos en los cuales las características de los
actuales no correspondieran con las corrientes nominales de las cargas a las cuales
están conectados, o que no permitieran un funcionamiento selectivo del sistema de
protección.
CAPÍTULO IV
COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
4.1. Niveles de Cortocircuito
En la Tabla 4.1, se observa los resultados correspondientes a los niveles de
cortocircuito monofásico, bifásico – tierra y trifásico, para cada una de las barras en
las cuales se encuentran dispositivos de protección (interruptores y fusibles). Se han
resaltado en rojo el valor del mayor nivel de cortocircuitos posible en cada barra.
En resumen, de las 42 barras estudiadas, se obtuvo que el tipo de falla bifásico –
tierra producía el mayor nivel de cortocircuito en 6 de los casos, mientras que en el
resto de los casos está conformado completamente por fallas del tipo trifásico.
28
Tabla 4.1. Niveles de Cortocircuito Simétricos a ½ Ciclo y 100% V nominal.
Nodo 3F
(kA)
1F-T
(kA)
2F – T
(kA)
2 45,195 44,642 44,934
3 4,310 3,598 4,074
5 24,176 20,834 22,996
10 23,430 19,665 22,064
12 12,509 8,663 11,833
15 3,508 2,130 3,211
17 1,131 0,666 1,020
18 2,326 1,936 2,198
20 6,187 4,969 5,955
22 35,923 31,787 35,979
23 12,701 8,971 12,001
24 11,829 8,291 11,156
26 8,420 5,240 7,804
31 34,556 29,691 34,956
34 27,735 21,858 27,215
50 11,544 7,927 10,894
51 11,544 7,927 10,894
53 41,1 38,274 41,025
71 48,282 45,762 47,296
72 5,178 3,141 4,744
76 5,619 3,416 5,154
78 21,830 15,729 20,843
88 39,403 33,481 38,632
152 17,440 13,640 16,623
153 52,430 47,448 50,468
154 61,185 56,813 59,681
165 56,604 50,8 54,286
171 55,887 49,813 53,337
176 14,551 10,620 13,621
182 40,073 34,467 37,941
185 12,697 9,962 12,166
187 22,642 17,340 21,147
192 36,764 30,691 34,508
194 33,673 28,133 31,632
200 12,842 14,440 12,291
293 9,437 8,491 9,492
322 5,210 5,009 5,228
321 5,145 4,907 5,108
345 5,239 5,119 5,287
346 5,189 5,039 5,237
363 2,744 2,130 2,676
367 2,744 2,130 2,676
371 24,149 18,410 23,637
373 11,544 7,927 10,894
29
4.2. Verificación de la Capacidad de Interrupción
Se comprobó que existen dispositivos que no permiten la apertura de manera
segura del peor caso de la corriente de falla en el punto en el que están conectados,
lo cual puede traer como consecuencia que el personal o los equipos de protección
sufran daños durante la operación de los mismos (ver Apéndice B).
Entres los dispositivos que poseen una capacidad de interrupción muy inferior a la
necesaria, se encuentran aquellos conectados a las barras de la subestación, los
cuales son de vital importancia debido a que alimentan a las distintas aéreas
administrativas y de producción, por lo cual su buen funcionamiento y una rápida
posibilidad de restablecimiento son de gran de importancia.
4.3. Coordinación de Protecciones
A continuación se detalla el proceso de coordinación para las ramas del Tablero
Torre de Enfriamiento (Subestación 1), el Compresor de CO2 #2 (Subestación 2), el
Compresor de Aire #4 (Subestación 4) y el Caney, los cuales fueron escogidos por ser
aquellos que mejor ejemplifican el uso de cada uno de los criterios previamente
explicados.
En cada tabla se especifica un código, el cual es el nombre con el cual el dispositivo
fue registrado en la aplicación del programa. Éste es de gran relevancia, ya que el
mismo permite la identificación del equipo en las curvas de coordinación que más
adelante se mostrarán.
Por último, se definen las abreviaturas utilizadas en las tablas, las cuales
corresponden con el nombre otorgado por el fabricante para la identificación de cada
uno de los ajustes de los dispositivos.
I: Ajuste del Instantáneo.
Io: Ajuste del umbral del sensor del interruptor.
Im ó Isd: Ajuste del umbral de retardo corto de tiempo.
Ior: Ajuste del umbral contra sobrecorriente del relé térmico.
30
Ir: Ajuste del umbral de retardo largo de tiempo.
IxT: Ajuste de la banda de retardo coto de tiempo que permite darle forma “inclinada”
o de “L”.
tm: Banda de ajuste de la zona de retardo corto de tiempo.
tr: Banda de la ajuste de la zona de retardo largo de tiempo.
4.3.1. Tablero Torre de Enfriamiento: Rama 15 de la Subestación #1
Esta rama alimenta a tres motores, dos que accionan las bombas de las torres, los
cuales son iguales y poseen la misma importancia dentro del proceso; y una tercera
máquina que corresponde al ventilador.
4.3.1.1. Ajustes Actuales
Tabla 4.2. Ajustes Actuales de los Relés Térmicos de la Rama del Tablero Torre de
Enfriamiento.
Motores de Bombas
Telemecanique LR D22
Código: OL7 y OL8
Motor de Ventilador
Telemecanique LR D21
Código: OL9
Característica Ajuste Actual Rango Ajuste Rango
Ior 20A 16A – 24A 18ª 12A-18ª
Tabla 4.3. Ajustes Actuales de los Interruptores de Motores de la Rama del Tablero
de Torre de Enfriamiento.
Motores de Bombas
Merlin Gerin Compact NS100N
UD: TM40D
Código: CB53 y CB51
Motores de Bombas
Merlin Gerin Compact NS100N
UD: TM40D
Código: CB49
Característica Ajuste
Actual
Ajuste
Amperios Rango Ajuste
Ajuste
Amperios Rango
Ir 1 40 (0,8 – 1)
∙40 A 1 40
(0,8 – 1) ∙40 A
I 432 A 432 Sin
Ajuste 432 A 432
Sin
Ajuste
31
Tabla 4.4. Ajustes Actuales del Interruptor Principal del Tablero de Torre de
Enfriamiento.
Merlin Gerin Compact NS400H - UD: STR23SE
Código: CB47
Característica Ajuste Actual Ajuste en Amperios Rango
Io 0,9 360 (0,5 – 1)∙400 A
Ir 0,93 334,8 (0,8 – 1)∙Io
Im 6 2008,8 (5 – 10)∙Ir
I 3599 A 3599 Sin Ajuste
Tabla 4.5. Ajustes Actuales del Interruptor de la Subestación Correspondiente a la
Rama de Torre del Tablero de Enfriamiento.
Merlin Gerin Compact NS400N - UD: STR23SE
Código: CB45
Característica Ajuste Actual Ajuste en Amperios Rango
Io 0,9 360 (0,5 – 1)∙400 A
Ir 0,93 334,8 (0,8 – 1)∙Io
Im 6 2008,8 (5 – 10)∙Ir
I 3599 A 3599 Sin Ajuste
Tabla 4.6. Ajustes Actuales del Interruptor Principal de la Subestación #1.
Merlin Gerin Masterpact M32H1- UD: STR58U
Código: CB2
Característica Ajuste Actual Umbral en
Amperios Rango
Io 0,8 2400 (0,5 – 1)∙3000A
Ir 1 2400 (0,8 – 1)∙Io
Im 5 12000 (1,5 – 10)∙Ir
Ixt off - On – Off
I 6 18000 On: (2 -10)∙3000A -
Off
tr 120 s - 15 – 480 (s)
tm 0,3 s - 0 – 0,4 (s)
A continuación, en las Figuras 4.1 y 4.2, se aprecia el estado actual de la
coordinación de protecciones.
32
Figura 4.1. Coordinación Actual de las Protecciones de los Motores de las Bombas.
33
Figura 4.2. Coordinación Actual de las Protecciones del Motor del Ventilador.
34
Como es posible apreciar a través de las Figuras 4.1 y 4.2, los ajustes actuales
permiten el paso de la corriente de energización de cada uno de los motores, de la
misma manera se comprueba que las curvas son lo suficientemente lentas como para
que en caso de falla en ramas paralelas los interruptores no actúen ante el
transitorio electromagnético de las máquinas. Sin embargo, se verifica que los
interruptores de los motores (CB53, CB51, CB49) no son lo bastante rápidos para
operar antes de la condición de daño del equipo protegido.
Por otro lado, se observa que hay selectividad durante un rango de sobrecarga
entre los relés térmicos y sus respectivos interruptores aguas arriba, lo mismo
ocurre para estos últimos y la protección principal del tablero.
No hay ningún tipo de coordinación entre el interruptor principal de tablero y el de
la subestación, lo cual si bien no es tan relevante debido a que se trata de
protecciones de respaldo y por tanto la carga que se deja de alimentar ante un
cortocircuito es la misma, no tener selectividad implica simplemente mayor tiempo
en la localización de la falla.
Finalmente, el mayor problema encontrado es la falta de coordinación ante
corrientes de cortocircuito entre el interruptor principal de la subestación y el
ubicado aguas abajo en la rama. Debido a que la incorrecta operación del Masterpact
(CB2) trae consigo la pérdida de carga del resto de las ramas conectadas al mismo,
las cuales alimentan motores y áreas administrativas, de cuyo buen funcionamiento
depende el proceso de producción de la planta.
35
4.3.1.2. Propuesta de Coordinación de Protecciones
4.3.1.2.1. Relés Térmicos: Códigos OL7 y OL8 para Motores de Bombas y OL9 para
el Ventilador
Dado que los motores están diseñados para un factor de servicio de 1.2, se permite
una sobrecarga de 15% respecto a la corriente nominal de fase, lo cual busca
mantener el mayor tiempo posible la continuidad del servicio. Como se indicó
anteriormente, los motores de las bombas son semejantes, en consecuencia sus
ajustes serán iguales.
Por otro lado, los transformadores de corriente de los relés térmicos miden la
corriente de fase del motor, es por ello que la corriente del dato de placa de la
máquina (ver Tabla A1.1 para Mtr 12 y Mtr 13 en caso de las Bombas y Mtr 14 para
el ventilador), que es de línea, se debe dividir por un factor de 3.
Tabla 4.7. Selección del Umbral de los Relés Térmicos del Tablero de Torre de
Enfriamiento.
Umbral del Relé Térmico
Motores de Bomba Motor del Ventilador
𝐼𝑜𝑟 = 1,15 ∙31,6𝐴
3= 20,98𝐴 ≈ 21𝐴 𝐼𝑜𝑟 = 1,15 ∙
21𝐴
3= 13,9430𝐴 ≈ 14𝐴
Se verifica a continuación, si la selección permite que los dispositivos de protección
dejen pasar las corrientes normales de operación y actúen antes de las intensidades
de daño.
A partir de la potencia nominal de los motores Mtr12, Mtr13 (bombas) y Mtr14
(ventilador) que aparecen en la Tabla A.1, se obtiene de la Tabla 2.2 la corriente de
arranque a 230 V. Dado que la intensidad es inversamente proporcional al voltaje,
la corriente de rotor bloqueado referida a tensión nominal será aquella indicada en
la tabla multiplicada por un factor de 230/480.
36
No obstante, debido a que la energización de los motores se hace a tensión
reducida mediante un arrancador estrella – delta, la corriente de rotor bloqueado
obtenida anteriormente se debe dividir adicionalmente por un factor de 3.
De la tabla 4.8, se aprecia que los ajustes seleccionados son adecuados para las
características del motor a los cuales protegen, ya que dejan pasar las corrientes de
arranque y son más rápidas que las respectivas curvas y condiciones de daño.
Tabla 4.8. Verificación de las Corrientes Normales de Operación para los Relés
Térmicos del Tablero de Torre de Enfriamiento.
Bombas Ventilador
Condición Icond (A) tMotor (s) tRelé (s) Icond (A) tMotor (s) tRelé (s)
Daño 189,6 20 7 126 20 7
Arranque 58,3 5 80 37,05 5 94,6
Al comparar la Tabla 4.7 con la Tabla 4.2, se puede decir al respecto que los relés
de los motores de bomba pierden sensibilidad, pero ello permite un mayor rango de
sobrecarga, de acuerdo al factor de servicio que garantiza la continuidad de la
operación de la máquina y por tanto del proceso.
Por su parte, el dispositivo de protección al motor de ventilador, manteniendo la
condición se sobrecarga expuesta anteriormente, gana sensibilidad al compararla
con los valores actuales.
4.3.1.2.2. Interruptor de Motor: Códigos CB51 y CB53 para Motores de Bombas y
CB49 para el Ventilador
Los interruptores instalados sólo permiten el ajuste del umbral térmico en función
de su corriente nominal (40 A), el mismo se selecciona de manera tal que permita
una sobrecarga del 15% para asegurar continuidad de servicio. En paréntesis se
incluye el ajuste en amperios.
37
Tabla 4.9. Selección del Umbral Térmico del Interruptor del Tablero de Torre de
Enfriamiento.
Umbral Interruptor de Motores
Motores de Bomba Motor del Ventilador
𝐼𝑟 = 1,15 ∙31,6𝐴
40𝐴= 0,92 (36,34 A) 𝐼𝑟 = 1,15 ∙
21𝐴
40= 0,8 (24,15 A)
Al igual que el caso anterior se verifica que la curva inversa sea más rápida que la
condición de daño del motor y más lenta que la corriente de arranque y transitorio
electromagnético.
Como es posible apreciar en la Tabla 4.10, en el caso de los interruptores de los
motores de bomba, la curva de protección es lo suficientemente lenta para permitir
el arranque de la máquina y el transitorio electromagnético, también es más rápida
que la condición de daño.
Tabla 4.10. Verificación de las Corrientes Normales de Operación para los
Interruptores de Motores de la Rama del Tablero de Torres de Enfriamiento.
Bombas Ventilador
Condición Icond (A) tMotor (s) tint (s) Icond (A) tMotor (s) tint (s)
Daño 189,6 20 15,3 126 20 29,3
Arranque 58,3 5 56,5 37,05 5 377
T. E.M. 379,2 0,03 0,84 252 0,03 1,15
No obstante, al observar la Figura 4.3, se aprecia que no hay selectividad respecto
al relé térmico ubicado aguas abajo. Esta condición no es tan relevante, debido que
sin importar cual dispositivo actúe primero, la carga fuera de servicio es la misma.
Además, un ajuste mayor sería menos sensible y el interruptor no actuaría antes de
la condición de daño.
38
Así mismo, se aprecia que la curva de daño y la del interruptor se solapan, sin
embargo, hacer el ajuste menor, si bien sería más sensible no permitiría la operación
del relé térmico.
Por otro lado, de la Tabla 4.10 se verifica que el interruptor del ventilador es lo
suficientemente lento para permitir la energización del motor y el transitorio
electromagnético, pero no es tan rápido para actuar antes que la condición de daño
de la máquina, no obstante, el ajuste seleccionado es el más sensible posible.
De la Figura 4.2, se observa que si bien durante un rango de corriente existe
selectividad respecto al relé térmico, luego de los 63 A, se deja de cumplir esta
condición, lo cual no es tan relevante debido a que la carga fuera de servicio es la
misma sin importar que dispositivo actúe primero.
Finalmente, al comparar los ajustes propuestos (Tabla 4.9) con los actuales (Tabla
4.3) se aprecia que se obtiene mayor sensibilidad, a pesar que se pierde selectividad
respecto al relé térmico, lo cual, como se explico anteriormente no implica una
diferencia en la carga fuera de servicio durante el despeje de la falla.
4.3.1.2.3. Interruptor Principal de Tablero: Código CB47
Tabla 4.11. Ajuste Propuesto Para el Interruptor Principal de la Rama del Tablero
de Torres de Enfriamiento.
Característica Ajuste Ajuste en Amperios
Io 0,5 200
Ir 0,8 160
Isd 5 800
Al comparar las figuras 4.1 y 4.2 con las 4.3 y 4.4, se verifica que se obtiene la
máxima sensibilidad posible, sin dejar de tener selectividad durante el período de
sobrecarga.
39
Sin embargo, debido a que no es posible inhibir el instantáneo del interruptor no
se puede obtener selectividad ante corrientes de cortocircuito, como se puede
apreciar en las figuras 4.3 y 4.4.
4.3.1.2.4. Interruptor en la Subestación: Código CB45
Tabla 4.12. Ajuste Propuesto Para el Interruptor de la Subestación #1.
Característica Ajuste Ajuste en Amperios
Io 1 400
Ir 1 4000
Isd 10 4000
Dado que no es posible eliminar el instantáneo para coordinar las curvas en el
nivel de cortocircuito y cada característica es múltiplo de la anterior, se ajustan
todos los parámetros al mayor valor, de manera de obtener selectividad durante el
máximo rango de corrientes posibles.
De lo anterior se extrae, que si bien se gana selectividad, se pierde la sensibilidad
de los umbrales como se puede apreciar al contrastar las tablas 4.5 y 4.12
Finalmente, se verifica si el conductor es protegido con los nuevos ajustes del
interruptor, se utilizó como criterio que el ajuste de la protección no sea superior que
la ampacidad del conductor sobrecargada 25%, luego de aplicársele el factor de
corrección por temperatura de operación.
Tabla 4.13. Verificación de la protección del conductor de la Rama del Tablero de
Torre de Enfriamiento.
Verificación de protección del Conductor
Tipo. 350MCM THW
𝐼𝑖 = 𝐼𝑜 ∙ 𝐼𝑟 ∙ 400𝐴 = 1 ∙ 1 ∙ 400𝐴 = 400 𝐴
1,25 ∙ 𝐹𝐶 ∙ 𝐼𝑟 = 1,25 ∙ 0,88 ∙ 505𝐴 = 555,5 𝐴
40
En la tabla 4.13, se aprecia que se cumple el criterio anteriormente explicado, en
consecuencia el ajuste seleccionado protege durante sobrecarga al conductor.
4.3.1.2.5. Interruptor Principal de la Subestación: Código CB2
Este interruptor protege el secundario del transformador, para el ajuste del sensor
(Io) y el umbral de la zona de retardo largo de tiempo (Ir), se permite una sobrecarga
de 25%, siguiendo las normas COVENIN, como fue ilustrado en la Tabla 2.2.
Dado que la corriente nominal del transformador es InBT=2405,6 A, para cumplir
con lo explicado en la párrafo anterior, la protección contra sobrecorrientes debe ser
ajustada a 3007 A, lo cual no es posible debido a que el máximo valor permisible por
el equipo es de sólo 3000 A que corresponde a una selección de Io=1 e Ir=1. Al
comparar con la Tabla 4.6 se observa que ello implica una pérdida de sensibilidad
respecto al actual.
La banda de tiempo de la zona de retardo largo se ajusta al menor valor posible
permitiendo la selectividad con los interruptores aguas abajo, en este caso a tr= 30 s.
El umbral del retardo corto de tiempo se deja igual, debido a que es la opción más
sensible que permite selectividad respecto a todas las ramas coordinadas (Im=5). Por
otro lado, para su banda de tiempo se toma tm=0,1 s la cual permite ganar rapidez
en relación con el valor actual.
Finalmente, para lograr selectividad en el nivel de cortocircuito con las
protecciones aguas abajo se inhibe el instantáneo, lo cual si bien hace que se tenga
un dispositivo más lento, garantiza que ante una falla en cualquiera de las ramas, el
resto de ellos continuaran su normal operación. El resumen de la propuesta se
muestra en la Tabla 4.14.
41
Tabla 4.14. Ajustes Propuestos para el Interruptor Principal de la Subestación #1.
Característica Ajuste Ajuste en Amperios
Io 1 3000
Ir 1 3000
Im 5 15000
Ixt Off -
I Off -
tr 30 s -
tm 0,1s -
42
Figura 4.3. Propuesta de Coordinación para las Protecciones de los Motores de
Bombas.
43
Figura 4.4. Propuesta de Coordinación para las Protecciones del Ventilador.
44
4.3.2. Compresor de CO2 #1: Rama 7 de la Subestación #2
La rama alimenta dos motores iguales, uno para el compresor de R-22 y otro para
el de CO2, ambos manejan una carga mecánica inferior a la nominal.
4.3.2.1. Ajustes Actuales
Tabla 4.15. Ajustes Actuales de los Relés Térmicos de la Rama del Compresor de
CO2 #1.
Motor de Compresor R-22
Klockner Moeller Z5
Código: OL17
Motor de Compresor CO2
Klockner Moeller Z5
Código: OL18
Característica Ajuste Actual Rango Ajuste Rango
Ior 85A 70A – 100A 70ª 70A – 100A
Tabla 4.16. Ajustes Actuales de los Interruptores de los Motores de la Rama del
Compresor de CO2 #1.
Motor de Compresor R-22
Merlin Gerin Compact NS250N
UD: TM200D
Código: CB147
Motor de Compresor CO2
Merlin Gerin Compact NS250N
UD: TM160D
Código: CB149
Característica Ajuste
Actual
Ajuste
en
Amperios
Rango Ajuste
Ajuste
en
Amperios
Rango
Ir 1 200 (0,8 – 1)
200A 1 160
(0,8 – 1) 160A
Im 8,5 1700 (5-10) ∙Ir 1250 1250 Sin
Ajuste
Tabla 4.17. Ajustes Actuales del Interruptor Principal del Tablero de la Rama del
Compresor de CO2 #1.
Klockner Moeller NZMH9 315 – UD: ZM9 315
Código: CB145
Característica Ajuste Actual Rango
Io 315A 240A– 315 A
I 2000A Sin Ajuste
45
Tabla 4.18. Ajustes Actuales del Interruptor en la Subestación de la Rama del
Compresor de CO2 #1.
Merlin Gerin Compact NS400N - UD: STR23SE
Código: CB143
Característica Ajuste Actual Ajuste en Amperios Rango
Io 0,9 334,8
(0,5 – 1)∙400A
Ir 0,93 (0,8 – 1)∙Io
Im 6 2008,8 (5 – 10)∙Ir
I 3600 3600 Sin Ajuste
Tabla 4.19. Ajustes Actuales del Interruptor Principal de la Subestación #2.
Merlin Gerin Masterpact M32H1- UD: STR58U
Código: CB129
Característica Ajuste Actual Ajuste en Amperios Rango
Io 0,8 2400 (0,5 – 1)∙3000A
Ir 1 2400 (0,8 – 1)∙Io
Im 5 12000 (1,5 – 10)∙Ir
Ixt off - On – Off
I 4 12000 On: (2 -10)∙3000A -
Off
tr 240 s - 15 – 480 (s)
tm 0,3 s - 0 – 0,4 (s)
A continuación, en la Figura 4.5, se aprecia el estado actual de la coordinación de
protecciones.
46
Figura 4.5. Coordinación Actual de las Protecciones de la Rama de la Planta de CO2
#1.
47
Sabiendo que la corriente nominal de cada uno de los motores es 139 A (Ver Tabla
A.2 para Mtr39 y Mtr41), se observa en la Tabla 4.15, que el relé térmico
correspondiente al compresor de R-22 sólo permite el paso de la corriente nominal,
es decir sin un rango de sobrecarga, mientras que el de CO2 se encuentra ajustado al
87,22% de dicha intensidad, lo cual se debe a que éstas máquinas están
sobredimensionadas para la carga mecánica que manejan.
Por otro lado, de la Figura 5.5, se extrae que cada uno de los relés térmicos son lo
suficientemente lentos, para dejar pasar las respectivas corrientes de arranque de
los motores que protegen; y lo bastante rápidos para actuar antes de la condición de
daño de la máquina.
Los interruptores de cada uno de los motores, se encuentran ajustados a su
corriente nominal, lo cual permite tener un rango de selectividad respecto los
correspondientes relés térmicos ubicados aguas abajo.
El ajuste actual de los interruptores antes mencionados permiten el paso de la
corriente de arranque pero no del transitorio electromagnético, además la curva de
tiempo máximo de despeje no es lo suficientemente rápida para actuar antes de la
condición de daño del motor, por lo cual no se puede garantizar que la máquina
tenga con este dispositivo protección contra sobrecalentamiento.
En cuanto al interruptor principal de tablero y el de subestación, se tiene que
ambas curvas se solapan con la de los dispositivos ubicados aguas abajo, lo cual ante
una falla generaría pérdida de selectividad.
Finalmente, si bien el interruptor principal de la subestación es selectivo con el
ubicado aguas abajo durante el período de sobrecarga, lo mismo no se cumple en el
área de cortocircuito, lo cual implica que ante una falla en la rama se perdería toda
la carga conectada al Masterpact.
48
4.3.2.2. Propuesta de Coordinación de Protecciones
4.3.2.2.1. Relés Térmicos: Códigos OL17 y OL18
No se realizan cambios debido a que el ajuste actual fue seleccionado según la
carga mecánica que maneja el motor, la cual está por debajo de la nominal, como se
explicó anteriormente.
A continuación se verifica que el relé es capaz de dejar pasar la corriente de
arranque y actuar antes que la condición de daño del motor, tal como se había
explicado anteriormente.
Tabla 4.20. Verificación de las Corriente Normales de Operación para los Relés
Térmicos del Compresor de CO2 #1.
Compresor R-22 Compresor CO2
Condición Icond (A) tMotor (s) tRelé (s) Icond (A) tMotor (s) tRelé (s)
Daño 834 20 15,3 834 20 29,3
Arranque 289,8958 5 56,5 289,8958 5 377
4.3.2.2.2. Interruptor del Motor: Códigos CB147 y CB149
Al igual que el caso de la rama anterior, se ajusta el umbral de sobrecarga del
interruptor del motor al mismo valor de la corriente de línea del relé térmico, como
se aprecia en la Tabla 4.21.
Tabla 4.21. Selección del Umbral Térmico de los Interruptores de los Motores de la
Rama del Compresor de CO2 #1.
Umbral Interruptor de Motores
Compresor R-22 Compresor CO2
𝐼𝑟 =85 𝐴
200 𝐴∙ 3 = 0,8 (147,22 𝐴) 𝐼𝑟 =
70 𝐴
160 𝐴∙ 3 = 0,8 (121,24 𝐴)
49
La unidad de disparo del dispositivo en la rama del compresor de CO2 no permite el
ajuste del umbral de retardo corto de tiempo, mientras que para el correspondiente
al de R-22 se selecciona el valor más sensible que permita el paso del transitorio
electromagnético, en este caso es Im=10xIr.
En la Tabla 4.22 se aprecia el resumen del comportamiento de la curva propuesta
ante las corrientes normales de operación.
Tabla 4.22. Verificación de las Corriente Normales de Operación para los
interruptores de los Motores de la Rama del Compresor de CO2 #1.
Compresor R-22 Compresor CO2
Condición Icond (A) tMotor (s) tint (s) Icond (A) tMotor (s) tint (s)
Daño 834 20 86,5 834 20 39
Arranque 289,8958 5 109,4 289,8958 5 48
T. E.M. 1668 0,03 2,33 1668 0,03 0,0246
Al evaluar las tablas 4.16 y 4.22, se establecen las ventajas y desventajas de los
ajustes propuestos para la protección contra sobrecorriente. En ambos interruptores
se pierde selectividad respecto al relé aguas abajo, lo cual como se ha explicado en
casos anteriores no es tan relevante debido a que la carga que se deja de alimentar
ante una falla es la misma sin importar quien actúe primero.
En esta zona, las curvas se comportan de la manera más rápida y sensible posible,
pero ello no impide permitir el paso de la corriente de energización. No obstante, no
son los suficientemente veloces para actuar antes de las de daño de cada uno de los
motores, lo cual no se puede cumplir con los interruptores actuales, por lo que la
protección al motor la proporciona el relé térmico en el rango de corrientes de
sobrecarga.
En cuanto a la protección contra cortocircuito, el nuevo ajuste del dispositivo del
compresor de R-22, constituye un umbral menos sensible, pero gracias a ello es
posible que el interruptor permita el paso del transitorio electromagnético.
50
4.3.2.2.3. Interruptor Principal de Tablero: Código CB145
Dado que el dispositivo actual no permite obtener selectividad respecto a los
interruptores ubicados aguas abajo, lo cual trae consigo que ante una falla en uno de
los motores ambos salgan de servicio de manera innecesaria, se propone a
continuación un cambio de protección, por otro de mayor corriente nominal, como un
Merlin Gerin Compact NS630N, con la unidad de disparo (UD): STR23SE.
En este sentido se plantean, como posibles ajustes los mostrados en la Tabla 4.23.
Los mismos fueron elegidos por ser los más sensibles que permitían obtener
selectividad respecto a los interruptores de los motores.
Tabla 4.23. Ajustes Propuestos para el Interruptor Sugerido Como Principal en la
Rama del Compresor de CO2 #1.
Característica Recomendación Ajuste en Amperios
Io 1 630
Ir 1 630
Im 5 3150
No obstante se advierte que entre las desventajas se encuentra obviamente, la
inversión que implica la compra de un nuevo equipo y la pérdida de sensibilidad y
rapidez de la curva.
4.3.2.2.4. Interruptor De la Subestación: Código CB143
Dado que la curva del interruptor actual se solapa no sólo con el del principal de
tablero sino también con los dispositivos de protección en las líneas del motor, se
plantea al igual que en el caso anterior un cambio de interruptor por uno de mayor
corriente nominal. El dispositivo que se recomienda en este caso es un Merlin Gerin
Compact NS800N con unidad de disparo Micrologic 2.0.
En la Tabla 4.24 se presentan los valores propuestos para el nuevo interruptor.
51
Tabla 4.24. Ajustes Propuestos para el Interruptor Sugerido para la Subestación en
la Rama del Compresor de CO2 #1.
Característica Recomendación Umbral en Amperios
Ir 0,85 680
Tr 12 s -
Isd 10 6800
En el caso del umbral contra sobrecorriente, se selecciona el ajuste más sensible
que permita obtener selectividad respecto al interruptor propuesto aguas abajo. De
la misma manera, el valor de la banda para esta zona corresponde con el más rápido
que no se solapa con la curva de dispositivo principal de tablero.
En cuanto a la zona del instantáneo, dado que el mismo no se puede inhibir, para
lograr selectividad en un rango de corriente se ajusta el umbral al máximo valor
posible aunque ello implique la pérdida de sensibilidad para la protección contra
cortocircuito (Isd= 10xIr).
Finalmente, en la siguiente tabla se muestra que el dispositivo y sus ajustes
propuestos son capaces de proporcionar protección al conductor, siguiendo el criterio
antes mencionado.
Tabla 4.25. Verificación de la protección del conductor del Rama del Compresor de
CO2 #1.
Verificación de protección del Conductor
Tipo. 500MCM THW
𝐼𝑖 = 𝐼𝑟 ∙ 800𝐴 = 0,85 ∙ 800𝐴 = 680𝐴
1,25 ∙ 𝐹𝐶 ∙ 𝐼𝑟 = 1,25 ∙ 0,88 ∙ 620𝐴 = 682𝐴
52
4.3.2.2.5. Interruptor Principal de la Subestación: Código CB129
Este interruptor protege el secundario del transformador, para el ajuste del sensor
(Io) y el umbral de la zona de retardo largo de tiempo (Ir), se permite una sobrecarga
de 25%, siguiendo las normas COVENIN.
Dado que la corriente nominal del transformador es InBT=2405,6A, para cumplir
con lo explicado en la párrafo anterior, la protección contra sobrecorrientes debe ser
ajustada a 3007A, lo cual no es posible debido a que el máximo valor permisible por
el equipo es de sólo 3000A que corresponde a una selección de Io=1 e Ir=1. Al
comparar con la Tabla 4.6 se observa que ello implica una pérdida de sensibilidad
respecto al actual.
La banda de tiempo de la zona de retardo largo se ajusta al menor valor posible,
que permite tener selectividad con el interruptor aguas abajo, es decir 30 s.
El umbral del retardo largo de tiempo se deja igual, debido a que es la opción más
sensible que permite selectividad respecto a todas las ramas coordinadas (Im=5). Por
otro lado, para su banda de tiempo se toma tm=0,2 la cual permite ganar rapidez en
relación con el valor actual.
Finalmente, para lograr selectividad en el nivel de cortocircuito con las
protecciones aguas abajo se inhibe el instantáneo, lo cual si bien hace que se tenga
un dispositivo más lento, garantiza que ante una falla cualquiera de las ramas, el
resto de ellos continuaran su normal operación. El resumen de la propuesta se
muestra en la Tabla 4.26.
Tabla 4.26. Ajustes Propuestos para el Interruptor Principal de la Subestación #2.
Característica Recomendación Ajuste en Amperios
Io 1 3000
Ir 1 3000
Im 5 15000
Ixt Off -
I Off -
Tr 30 s -
Tm 0,1 s -
53
Figura 4.6. Coordinación Propuesta de las Protecciones de la Rama de la Planta CO2
#1.
54
4.3.3. Compresor de Aire #4: Rama 5 de la Subestación #4
Esta rama sólo alimenta el motor del compresor de aire, el cual es regulado por un
variador de velocidad.
4.3.3.1. Ajustes Actuales
Tabla 4.27. Ajustes Actuales del Interruptor de la Subestación del Compresor de
Aire #4.
Merlin Gerin Compact NS630N - UD: STR23SE
Código: CB275
Característica Ajuste Actual Ajuste en Amperios Rango
Io 0,9 567 (0,5 – 1)∙630A
Ir 0,93 527,31 (0,8 – 1)∙Io
Im 6 3163,86 (5 – 10)∙Ir
I 5670ª 5670 Sin Ajuste
Tabla 4.28. Ajustes Actuales del Interruptor Principal de la Subestación #4.
Merlin Gerin Masterpact M32H1- UD: STR38S
Código: CB241
Característica Ajuste Actual Umbral en
Amperios Rango
Io 1 3200 (0,5 – 1)∙3200A
Ir 1 3200 (0,8 – 1)∙Io
Im 6 19200 (1,5 – 10)∙Ir
Ixt Off - On – Off
I Off - On: (2 -10)∙3200A -
Off
Tm 0,2 s - 0 – 0,4 (s)
A continuación se presenta la Figura 4.7, la cual muestra la coordinación actual de
la rama del Compresor de Aire #4
55
Figura 4.7. Coordinación Actual de las Protecciones de la Rama del Compresor de
Aire #4.
56
A partir de la Figura 4.7, se aprecia que si bien hay selectividad entre los
dispositivos, los ajustes no son los más adecuados para proporcionar protección al
motor.
Esto se debe a que la curva del interruptor principal de la subestación se solapa
con la de la de deterioro del estator, adicionalmente no cumple con la condición de
daño, en consecuencia es necesario hacer el dispositivo de protección más rápido y
sensible.
No obstante, el interruptor de la subestación, cumple con la condición de
transitorio electromagnético, de manera que ante una falla en ramas paralelas el
dispositivo será lo suficientemente lento como para no dispararse de manera errada
por la momentánea contribución del motor al cortocircuito.
Finalmente, se aprecia que no se verifica la condición de arranque del motor, esto
es debido a que la energización es controlada por una función rampa impuesta por el
variador de velocidad que permite que la corriente durante este período no llegue a
su máximo pico, estimado en seis veces la intensidad nominal.
4.3.3.2. Propuesta de Coordinación de Protecciones
4.3.3.2.1. Interruptor en la Subestación: Código CB275
Dado que el motor es de servicio continuo, se permite una sobrecarga de un 15%
tal como se hizo anteriormente, para asegurar la menor cantidad de paradas que
impliquen pérdidas en el proceso de producción.
Tabla 4.29. Selección del Umbral Térmico del Interruptor en la Subestación de la
Rama del Compresor de Aire #4.
Umbral de Protección Contra Sobrecarga
1,15 ∙ 265𝐴 = 305,75𝐴 → 𝐼0 = 0,5 ∙ 400 𝐴, 𝐼𝑟 = 0,98 ∙ 𝐼0
57
Por otro lado, se selecciona el valor más sensible que garantice que la curva de
tiempo mínimo de despeje deje pasar la corriente del transitorio electromagnético,
en este caso Im=10xIr.
A continuación, se resume en una tabla el comportamiento del interruptor ante las
corrientes normales de operación del motor. Como se había mencionado
anteriormente, se quiere que el dispositivo sea lo suficientemente rápido para actuar
antes de las condiciones de daño y lo bastante lento para permitir el paso del
transitorio electromagnético. En esta oportunidad no se verifica la energización, ya
que tal como se había señalado anteriormente la máquina posee un variador de
velocidad que garantiza un arranque suave.
Tabla 4.30. Verificación de las Corriente Normales de Operación para el interruptor
del Motor del Compresor de Aire #4.
Condición Icond (A) tMotor (s) tTint (s)
Daño 1590 20 10,6
T. E.M. 3180 0,03 0,0312
Ahora, se verifica que el ajuste es capaz de proteger al conductor instalado, tal
como se muestra en la Tabla 4.31 siguiendo el criterio antes mencionado.
Tabla 4.31. Verificación de la protección del conductor de la Rama del Compresor de
Aire #4.
Verificación de protección del Conductor
Tipo. FG70R 1x120mm2
𝐼𝑖 = 𝐼𝑜 ∙ 𝐼𝑟 ∙ 630𝐴 = 0,5 ∙ 1 ∙ 630𝐴 = 315𝐴
1,25 ∙ 𝐹𝐶 ∙ 𝐼𝑟 = 1,25 ∙ 0,88 ∙ 383𝐴 = 421,3𝐴
Finalmente, al comparar los ajustes propuestos con los actuales, se verifica que la
selección planteada proporciona mayor sensibilidad permitiendo un rango de
58
sobrecarga, adicionalmente la nueva curva es más rápida razón por la cual actúa
antes de la condición de daño.
4.3.3.2.2. Interruptor Principal de la Subestación: Código CB241
Este interruptor es la protección del secundario del transformador, al respecto, la
norma COVENIN señala como recomendación permitir una sobrecarga del 25%
respecto a la intensidad nominal en baja tensión.
La corriente nominal del transformador es InBT=3007A, lo cual implica que el
interruptor debería estar ajustado a 3759A, no obstante, dado que la máxima opción
que proporciona la unidad de disparo es 3200 A se ajusta al mismo, es decir Io=Ir=1.
En cuanto a la corriente del umbral de retardo largo de tiempo, se ajusta al
mínimo valor que permita obtener selectividad respecto a los dispositivos de las
ramas en paralelo con la del Compresor de Aire #4 (ver Apéndice II), en este caso
Im=8xIr. Sin embargo, se tiene como desventaja que ello implica pérdida de
sensibilidad.
La banda de tiempo de esta zona, se ajusta lo más rápida posible sin perder
selectividad con los dispositivos aguas abajo.
Finalmente, para seguir teniendo selectividad durante el cortocircuito, se
mantiene inhibido el instantáneo. El resumen de los ajustes indicados se muestra en
la Tabla 4.32.
Tabla 4.32. Ajustes Propuestos para el Interruptor Principal de la Subestación #4.
Característica Recomendación Ajuste en Amperios
Io 1 3200
Ir 1 3200
Im 8 25600
Ixt Off -
I Off -
Tm 0,1 s -
59
Figura 4.8. Coordinación Propuesta de las Protecciones de la Rama del Compresor
de Aire #4.
60
4.3.4. Caney
Esta rama está compuesta por un banco de transformadores monofásicos, en
configuración delta- estrella a tierra, con relación 13,8/0,22 kV que alimenta la
iluminación y los tomacorrientes del caney. La rama tiene un interruptor para la
protección de los devanados de baja tensión y un fusible para la protección de los
devanados en alta.
Dado que no se posee información del fusible instalado y el interruptor no presenta
opciones para la selección del umbral, se omite la sección de “Ajustes Actuales” y
únicamente se muestra a continuación la marca del interruptor.
Tabla 4.33. Información del Interruptor del Secundario del Transformador de la
Rama del Caney.
Square D KAL36250- In=250A
Código: CB466
4.3.4.1. Propuesta de Coordinación de Protecciones
4.3.4.1.1. Interruptor en el Secundario del Transformador: Código CB47
Como se explicó anteriormente, el interruptor no posee capacidad de ajuste, sin
embargo se verifica si la corriente nominal del dispositivo cumple con la
recomendación dada por las normas COVENIN. Esta señala, que se permite una
sobrecarga del 25% para la protección del secundario, en transformadores cuya
relación de baja tensión sea inferior a 600V.
La corriente del transformador para el lado de baja tensión, es en este caso igual a
InBT=196,8 A, que implica que el interruptor debe poseer una intensidad nominal de
246 A, lo cual se cumple ya que el dispositivo es de 250 A.
61
4.3.4.1.2. Fusible del Lado del Primario del Transformador: Código Fuse63
A continuación se procede a seleccionar un fusible que esté coordinado con el
interruptor aguas abajo, de manera de aprovechar al máximo posible la capacidad
de reposicionamiento de este último.
Para cumplir con lo anterior, se siguen las recomendaciones dadas por las normas
COVENIN para los primarios con voltajes superiores a 600V, las mismas indican
que la corriente nominal del fusible debe ser el 300% de la intensidad en dicho
devanado, en este caso IF=3∙3,1378 A= 9,4133 A≈ 10 A. Adicionalmente, el
dispositivo debe estar diseñado para tensiones superiores a 13,8 kV; ser lo
suficientemente lento para dejar pasar tanto el máximo pico de la corriente de
energización en vacio (25∙InBT= 78,4450 A durante 0,01 s) como su equivalente
térmico (12∙InBT= 37,6536 A durante 0,1 s) tomando en cuenta un precalentamiento,
como criterio de seguridad, en la curva mínima de despeje de 75%.
Finalmente, es necesario verificar que el fusible sea lo suficientemente rápido,
para actuar antes de la curva de daño del transformador multiplicada por un factor
de 0,58. Dicho factor es consecuencia del tipo de conexión del banco de
transformadores (delta – estrella a tierra) como fue explicado en la sección 3.4.
El resultado de haber cumplido con todo lo anterior, fue seleccionar un fusible
marca General Electric, de 15 A, tensión nominal 15,5 kV y modelo 9F60 EJO-1
62
Figura 4.9. Coordinación Propuesta de las Protecciones del Caney.
63
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Se observaron problemas de coordinación, siendo los más graves los de los
interruptores principales de las subestaciones uno y dos respecto a los dispositivos
ubicados aguas abajo.
Esto se debe a que para los niveles de cortocircuito, las curvas de las protecciones
antes mencionadas se solapan, perdiendo selectividad en dicha zona. El resultado es
que ante una falla en los bornes de alguno de los interruptores de la subestación, es
posible que se accione el interruptor principal, perdiendo la carga de todas las ramas
conectadas al mismo, lo que se traduce en la interrupción de los procesos
administrativos y productivos.
Así mismo se determinó que muchos de los dispositivos de protección de los
transformadores de relación 480/250 V se encuentran subdimensionados, en
consecuencia no dejan pasar la corriente nominal de la máquina, lo cual no ha sido
un problema hasta ahora porque la carga mecánica conectada implica una corriente
inferior a la nominal. Sin embargo, si se deciden realizar ampliaciones los mismos
tendrán que ser cambiados.
Finalmente, se encontraron interruptores que no poseen la capacidad de
interrupción adecuada a los niveles de cortocircuito de las barras a las cuales están
conectados, lo que podría generar daños en los equipos o en el personal técnico ante
un cortocircuito sólido o de muy baja impedancia.
64
Recomendaciones
Para evitar posibles accidentes que puedan dañar los equipos o incluso salir
herido personal técnico, se recomienda el cambio de aquellos interruptores cuyas
capacidades de interrupción no sean aptas para el nivel de cortocircuito de las
barras a las cuales están conectados. La lista de los mismos, se incluye en el
Apéndice B.
Se encontraron problemas de coordinación a través de cada una de las ramas
estudiadas. Para evitar la pérdida de carga de manera innecesaria, se aconseja
utilizar la propuesta de ajustes mostrada en el capítulo IV y el apéndice C,
especialmente en el caso de los interruptores principales de la subestación y su
correspondiente fusibles, ya que ellos se encargan de alimentar un gran número
de cargas de las cuales depende el buen funcionamiento del proceso de
producción de la planta.
Debido al tamaño de los centros de control de motores (CCM) y a la presencia de
gran número de variadores de velocidad, no se pudo determinar la carga
instalada en los mismos. En consecuencia, los valores de los interruptores
principales no fueron modificados y a partir de dichos ajustes, la coordinación fue
realizada aguas arriba de los mismos. Es por ello, que se recomienda estudiar los
equipos conectados a dichos interruptores o medir la corriente con un equipo
TRUE RMS para de esta manera determinar si la selección actual es adecuada.
En la rama del centro de control de motores de PTAB, la corriente nominal del
interruptor ubicado en la subestación es menor que el que se encuentra aguas
abajo, en consecuencia para lograr una coordinación selectiva que permita
disminuir el tiempo de búsqueda de causas de falla, se recomienda el intercambio
de dichos dispositivos ajustándolos a los valores propuestos en el Apéndice II.
En la rama que alimenta el tablero de iluminación de fermentación, el
interruptor en la subestación no protege adecuadamente el conductor, en
consecuencia se propone medir la carga para determinar si el dispositivo está
sobredimensionado o en caso contrario cambiar el conductor por uno de mayor
calibre, como por ejemplo uno #1 AWG THW.
65
Las curvas de la mayoría de los interruptores ubicados en las distintas
subestaciones se encontraban en las librerías del programa con el cual se
realizaron las coordinaciones, o en su defecto fueron obtenidas de los catálogos en
línea y posteriormente agregadas al programa. No obstante, hubo un grupo de
dispositivos que no pudieron ser hallados y en consecuencia las ramas en las que
se encontraban o parte de ellas no se coordinaron. Respecto a estas protecciones,
se hace la recomendación de llevarlos a laboratorios en los cuales se puedan
obtener sus curvas tiempo – corriente de manera experimental. La lista de tales
dispositivos se muestra en la Tabla CR.1, siendo In la corriente nominal del
dispositivo.
66
Tabla CR.1. Lista de Interruptores Con Curvas Desconocidas.
Código Modelo y Unidad
de Diparo In (A) Ubicación
CB4 Klockner Moeller
NZM11-630 630
S/E 1, CCM Filtración #1:
Rama 1
CB470 Klockner Moeller
NZM 14-1000 1000
S/E 1, CCM NH3 # 5: Rama
3
CB245 S/E 4, CCM NH3 # 6: Rama
3
CB89, CB91,
CB94, CB95,
CB98, CB99,
CB101
Merlin Gerin
Compact
NS80HMA
80;
50; 25
S/E 1, CCM Caldera: Rama
6
CB310, CB312,
CB314
S/E 4, CCM Caldera #3 y #4:
Rama 12
CB26 Klockner Moeller
N6 -100 100
S/E 1, Bombas de Aguas
KSB-2: Rama 20
CB10 Klockner Moeller
P10 -630 630
S/E 1, Planta CO2 #2: Rama
25
CB165 Klockner Moeller
NZM12 - 1000 1000
S/E 2, CCM NH3 # 4: Rama
2
CB264 Klockner Moeller
NZM 14-1250 1250
S/E 4, CCM NH3 # 8: Rama
1
CB268 S/E 4, CCM NH3 # 7: Rama
2
CB292 Moeller P7-250 250 S/E 4, TC Compresores NH3
#7 y #8: Rama 8
CB296 Moeller P10-400 400 S/E 4, Planta CO2 #3: Rama
11
CB443 Siemens Serie A
FXD63B200 200 Pozo 3
67
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Sitio Web de Cerveceria Regional. [En línea] 2010. [Citado el: 02 de 09 de 2010.]
http://cerveceriaregional.empleate.com/conf/cerveceriaregional.empleate.com/datos_e
mpresas/la_corporacion.php
[2] Harper, Gilberto Enriquez. Protección de Instalaciones Eléctricas Industriales y
Comerciales. Editorial Limusa, 2003.
[3] AREVA. Network Protection & Automation Guide. Barcelona, 2005, pp 10.
[4] Pérez J., Luis G. Apuntes sobre Protección de Sistemas Eléctricos de Baja y
Media Tensión. Septiembre, 1995.
[5]ARQUYS. [En línea] 2010. [Citado el 10 de 11 de 2010.]
http://www.arqhys.com/arquitectura/fusibles-tipos.html
[6] IEE. IEEE. ST 37.96 Guide for AC Motor Protection. Nueva York, 2000, pp 25 -
27, 76.
[7] Código Eléctrico Nacional. Fondonorma. 2004, pp 346-347.
[8] IEEE Std. 242 Recommended Practice for Protection and Coordination of
Industrial and Commercial Power Systems. Nueva York, 1986, pp 605, 607 – 608.
[9] Bueno, Alexander. Electrónica de Potencia. Caracas, 2010, pp 361 – 362.
[10] NEMA. Nema Standards Publication MG -1 1998: Motor and Generators.
Virginia, 2002, parte 12, pp 9.
[10] Fraile Mora. Maquinas Eléctrica. Madrid: Editorial McGraw – Hill, 2003, pp
317 – 322.
[12] Apuntes de la materia Sistema de Protección código CT4222 dictada por el Prof.
Elmer Sorrentino en la Universidad Simón Bolívar. Caracas, 2010.
.
68
APÉNDICE A
LISTA DE MOTORES Y TRANSFORMADORES INSTALADOS
A continuación se presentan los datos de placa de cada uno de los equipos
protegidos durante las coordinaciones. Donde:
FP: Factor de potencia
In: Corriente Nominal
InAT: Corriente nominal del transformador en el devanado de alta tensión
InBT: Corriente nominal del transformador en el devanado de baja tensión
Vn: Tensión Nominal
VnAT: Voltaje nominal del transformador en el devanado de alta tensión
VnBT: Voltaje nominal del transformador en el devanado de baja tensión
Pn: Potencia Activa Nominal
S: Potencia Aparente Nominal
Z: Impedancia de cortocircuito del transformador
η: Velocidad nominal del motor
Las tablas están organizadas según el tipo de máquina y la subestación a la cual
está conectada. Cada uno de los dispositivos cuenta con el código que lo identifica en
el diagrama unifilar del programa.
69
A.1 Datos de Placa de los Motores Protegidos Durante la Coordinación
Tabla A.1. Lista de Motores Instalados en la Subestación #1.
Código Marca Vn
(V)
In
(A)
Pn
(kW)
η
(rpm) FP Ubicación
Mtr29 AEG 480 670 480 3560 - Compresor NH3 #5:
Rama 3
Mtr15 Reliance 460 24,7 14,91 3430 - Caldera #1: Rama 6
Mtr17 U. S. Motors 460 143 44,74 1775 - Caldera #2: Rama 6
Mtr19 U. S. Motors 460 143 44,74 1775 - Caldera #3: Rama 6
Mtr22 UNIMOUNT 460 49,6 15 1700 - Alimentación #1:
Rama 6
Mtr23
U.S.
Electrical
Motors
460 59 37,28 3535 - Alimentación #2:
Rama 6
Mtr27
U.S.
Electrical
Motors
460 56 37,28 3560 - Alimentación #2:
Rama 6
Mtr26 ABB 460 22 13,42 3530 0,89 Condensado #1:
Rama 6
Mtr29 ABB 460 22 13,42 3530 0,89 Condensado #2:
Rama 6
Mtr12 WEG 460 31,6 18,64 1765 0,89
Bomba #1 de Torres
de Enfriamiento:
Rama 15
Mtr13 WEG 460 31,6 18,64 1765 0,89
Bomba #2 de Torres
de Enfriamiento:
Rama 15
Mtr14 Kohlbach 460 21 9,321 710 0,65
Ventilador de
Torres de
Enfriamiento: Rama
15
Mtr128 SEW
Eurodrive 480 12,9 7,5 1730 -
Tanque de Afrecho:
Rama 21
Mtr126 - 440 8,4 3,8 - - Motor #1 de Triper:
Rama 23
Mtr125 - 440 9 3,8 - - Motor #2 de Triper:
Rama 23
Mtr1 AEG 460 160 103 1780 0,86 Compresor CO2:
Rama 25
Mtr3 Bitzer 460 585 55,5 3500 - Compresor R-507:
Rama 25
Mtr4 Bitzer 460 585 55,5 3500 - Compresor R-507:
Rama 25
70
Tabla A.2. Lista de Motores Instalados en la Subestación #2.
Código Marca Vn
(V)
In
(A)
Pn
(kW)
η
(rpm) FP Ubicación
Mtr50 AEG 480 260/330 170/238 1775/3560 0,83/0,92
Compresor
NH3 #1:
Rama 1
Mtr51 AEG 480 260/330 170/238 1775/3560 0,83/0,92
Compresor
NH3 #2:
Rama 1
Mtr53 AEG 480 260/330 170/238 1775/3560 0,83/0,92
Compresor
NH3 #3:
Rama 1
Mtr47 AEG 480 670 480 3560 0,91
Compresor
NH3 #4:
Rama 2
Mtr45 Siemens 460 270 180 3580 -
Compresor
de Aire #1:
Rama 3
Mtr43 Siemens 460 270 180 3580 -
Compresor
de Aire #2:
Rama 4
Mtr39 ABB 440 139 88 1774 0,88
Compresor
de R-22:
Rama 7
Mtr41 ABB 440 139 88 1774 0,88
Compresor
de CO2:
Rama 7
Mtr37 Siemens 440 - 149 3588 0,91
Compresor
de Aire #3:
Rama 4
71
Tabla A.3. Lista de Motores Instalados en la Subestación #4.
Tabla A.4. Lista de Motores Instalados en los Pozos.
Código Marca Vn
(V)
In
(A)
Pn
(kW)
η
(rpm) FP Ubicación
Mtr58 AEG 480 850 600 3580 0,88
Compresor
NH3 #8:
Rama 1
Mtr60 AEG 480 850 600 3580 0,88
Compresor
NH3 #7:
Rama 2
Mtr62 AEG 480 670 480 3560 0,91
Compresor
NH3 #6:
Rama 3
Mtr63 Siemens 440 265 160 4185 0,88
Compresor
de Aire#4:
Rama 5
Mtr65 Bitzer 460 65 59,6 3600 -
Compresor
R-507: Rama
11
Mtr67 Bitzer 460 65 59,6 3600 -
Compresor
R-507: Rama
11
Mtr68 AEG 460 160 103 1785 0,85
Compresor
CO2: Rama
11
Mtr70 Marathon 460 24,7 55,92 1775 - Caldera #4:
Rama 12
Mtr72 Marathon 460 24,7 55,92 1775 - Caldera #5:
Rama 12
Mtr74
U.S
Electrical
Motors
460 56 37,28 3560 - Alimentación
#4: Rama 12
Mtr76
U.S
Electrical
Motors
460 60 37,28 3560 - Alimentación
#5: Rama 12
Mtr78 EBERLE 440 24,6 14,91 3550 0,88 Condensado
#3: Rama 12
Código Marca Vn
(V)
In
(A)
Pn
(kW)
η
(rpm) FP Ubicación
Mtr110 - - - 74,57 - - Pozo 3
Nuevo
Mtr108 - - - 37,28 - - Pozo 3 Viejo
Mtr116 - 113 59,66 Pozo 4
Mtr120 - 440 132,4 74,57 1770 - Pozo 5
A.2 Datos de Placa de los Transformadores Protegidos Durante la Coordinación
Tabla A.5. Lista de Transformadores Instalados en la Subestación #1.
Código VnAT
(kV)
VnBT
(kV)
InAT
(A)
InBT
(A)
S
(kVA)
Z
(%) Tipo Conexión Ubicación
T1 13,8 0,48 83,7 2405,6 2000 5,75 Trifásico Dyn11 Rama Principal
T7 0,48 0,208 54 125 45 6,2 Trifásico Dyn0
Iluminación
Sala de
Máquina:
Rama 8
T6 0,48 0,208 90 208 75 5,5 Trifásico Dyn0
Tomacorriente
Molienda:
Rama 9
T5 0,48 0,208 59 125 45 6,2 Trifásico Dyn0
Iluminación
Molienda:
Rama 13
T4 - - - - - - - - Planta Piloto:
Rama 16
T3 0,48 0,208 36 83 30 5,1 Trifásico Dyn0
Iluminación
Fermentación:
Rama 17
T2 0,48 0,208 36 83 30 5,1 Trifásico Dyn0
Iluminación
Filtración 2:
Rama 26
Tabla A.6. Lista de Transformadores Instalados en la Subestación #2.
Código VnAT
(kV)
VnBT
(kV)
InAT
(A)
InBT
(A)
S
(kVA)
Z
(%) Tipo Conexión Ubicación
T10 13,8 0,48 83,7 2405,6 2000 5,75 Trifásico Dyn11 Rama Principal
T12 0,48 0,208 90 208 75 5,5 Trifásico Dyn0 Taller: Rama 10
Tabla A.7. Lista de Transformadores Instalados en la Subestación #4.
Código VnAT
(kV)
VnBT
(kV)
InAT
(A)
InBT
(A)
S
(kVA)
Z
(%) Tipo Conexión Ubicación
T10 13,8 0,48 104,6 3007 2500 6 Trifásico Dyn11 Rama Principal
Tabla A.8. Lista de Transformadores Instalados en los Pozos, Almacen y Caney.
Código VnAT
(kV)
VnBT
(kV)
InAT
(A)
InBT
(A)
S
(kVA)
Z
(%) Tipo Conexión Ubicación
T30 13,8 0,44 12,55 393,64 3x100 - Banco Dyn Pozo 3
T32 13,8 0,44 6,28 196,82 3x50 - Banco Dyn Pozo 4
T36 13,8 0,44 6,28 196,82 3x50 - Banco Dyn Pozo 5
T39 13,8 0,22 3,14 196,82 3x25 - Banco Dyn Almacén
T41 13,8 0,22 3,14 196,82 3x25 - Banco Dyn Caney
74
APÉNDICE B
CAPACIDAD DE INTERRUPCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS
En las siguientes tablas se presentan las capacidades de interrupción de cada uno
de los interruptores y fusibles coordinados calculados mediante el programa de
análisis de sistemas de potencia, cuyo método se basa en las normas IEC 60909 y en
ANSI/IEEE C.37.
Los resultados están organizados según la subestación a la cual pertenecen los
dispositivos y según la norma en la que fueron especificados los datos de placa.
Previamente, se define de manera breve cada una de las abreviaciones utilizadas en
los cuadros.
Norma IEC
Ib Asim: Corriente de cortocircuito asimétrica de interrupción.
Ib Sim: Corriente de cortocircuito simétrica de interrupción.
ip: Corriente de Cortocircuito Pico.
Ith: Equivalente Térmico de la Corriente de Cortocircuito.
Ithr: Corriente nominal que resiste el equipo en cortocircuito.
I”K: Corriente Eficaz de la Componente Alterna de Corto Circuito Simétrica en
el Instante de Cortocircuito.
Making Peak: Valor del pico máximo del de cortocircuito en el punto en el cual
se encuentra conectada la protección.
N: Nodo.
Tkr: Tiempo nominal que resiste el equipo en cortocircuito.
75
Norma ANSI
Adj. Sim. kA rms: Es el valor eficaz ajustado de la corriente simétrica de
cortocircuito o esfuerzo de cortocircuito total asimétrico.
FP de Prueba: Factor de potencia de prueba, del interruptor.
F. M.: Factor de multiplicación para cálculo de corrientes asimétricas.
Rated Int: Capacidad de interrupción del dispositivo, es comparado con el
esfuerzo de cortorcircuito.
Sim kA rms: Corriente de Cortocircuito Trifásica Simétrica.
X/R: Relación entre la reactancia de Thevenin calculada en el punto de falla y
la resistencia de dicha impedancia.
76
B.1 Dispositivos de Protección de la Subestación I
B.1.1 Dispositivos de Protección con norma IEC
Tabla B.1. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #1 con
Norma IEC.
Capacidad del Dispositivo
(kA) Corriente de Cortocircuito (kA)
N Protección Making
Peak
Ib
Sim
Ib
Asim I”k ip
Ib
Sim
Ib
Asim ¿Cumple?
1 Fuse2 40.00 53,23 13,03 33,03 12,99 19,38 Si
2
CB2 165.00 75,00 89,661 49,18 113,17 47,56 61,55 Si
CB3 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB6 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB12 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB16 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB18 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB22 36,00 18,00 19,61 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB25 36,00 18,00 19,61 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB28 36,00 18,00 19,61 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB30 36,00 18,00 19,61 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB34 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB39 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB45 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB55 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB59 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB65 36,00 18,00 19,61 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB69 36,00 18,00 19,61 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB73 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB75 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB79 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB81 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB83 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB105 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB109 84,00 20,00 21,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB117 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
CB122 63,00 30,00 34,01 49,18 113,17 47,56 61,55 No
17 CB32 28,00 7,00 7,089 1,187 1,712 1,187 1,187 Si
22
CB53 36,00 18,00 19,609 38,221 76,570 37,475 41,475 No
CB51 36,00 18,00 19,609 38,221 76,570 37,475 41,475 No
CB49 36,00 18,00 19,609 38,221 76,570 37,475 41,475 No
CB47 105,00 50,00 56,689 38,221 76,570 37,475 41,466 Si
23 CB57 63,00 30,00 34,01 13,389 22,915 13,347 13,569 Si
34 CB87 36,00 18,00 19,609 29,636 53,851 28,935 30,082 No
CB85 105,00 50,00 56,689 29,636 53,851 28,935 30,082 Si
51 CB107 52,500 13,00 14,162 12,154 19,608 12,154 1,255 Si
53 CB113 109,119 51,9615 58,9140 44,097 96,444 42,943 51,888 Si
77
Tabla B.2. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #1 con
Norma IEC (Continuación).
Capacidad
Del Dispositivo CC 3F
N Protección Ithr
(kA)
Tkr
(s)
Ith
(kA) ¿Cumple?
2
CB2 45,00 1 45,998 No
CB3 5,00 1 45,998 No
CB6 7,56 1 45,998 No
CB12 7,56 1 45,998 No
CB16 5,00 1 45,998 No
CB18 7,56 1 45,998 No
CB22 5 1 45,998 No
CB25 5 1 45,998 No
CB28 5 1 45,998 No
CB30 5 1 45,998 No
CB34 5 1 45,998 No
CB39 5 1 45,998 No
CB45 5 1 45,998 No
CB55 7,56 1 45,998 No
CB59 5 1 45,998 No
CB65 5 1 45,998 No
CB69 5 1 45,998 No
CB73 5 1 45,998 No
CB75 5 1 45,998 No
CB79 5 1 45,998 No
CB81 5 1 45,998 No
CB83 5 1 45,998 No
CB105 5 1 45,998 No
CB109 15 1 45,998 No
CB117 7,56 1 45,998 No
CB122 7,56 1 45,998 No
17 CB32 5 1 1,188 Si
22
CB53 5 1 36,084 No
CB51 5 1 36,084 No
CB49 5 1 36,084 No
CB47 5 1 36,084 No
23 CB57 5 1 13,425 No
34 CB87 5 1 27,936 No
CB85 5 1 27,936 No
51 CB107 5,00 1 12,180 No
53 CB113 8,6603 1 41,302 No
78
B.1.2 Dispositivos de Protección con norma ANSI
Tabla B.3. Capacidad de apertura de los dispositivos de la subestación # 1 con norma
ANSI.
Corriente de Cortocircuito Capacidad del
dispositivo
N Protección Sim kA
rms X/R F.M
Adj Sim
kA rms
FP de
Prueba
Rated
Int ¿Cumple?
3 CB469 4,31 0,2 1 4,310 30,00 18,00 Si
10 CB14 23,430 1,4 1 23,430 20,00 65,00 Si
12 CB20 12,509 1,5 1 12,489 20,00 35,00 Si
18 CB35 2,326 0,1 1 2,326 20,00 25,00 Si
CB37 2,326 0,1 1 2,326 20,00 35,00 Si
20 CB41 6,187 0,6 1 6,187 20,00 25,00 Si
CB43 6,187 0,6 1 6,187 30,00 18,00 Si
24 CB61 11,811 1,8 1 11,811 20,00 30,00 Si
CB63 11,811 1,8 1 11,811 30,00 18,00 Si
26 CB67 8,415 0,6 1 8,415 20,00 25,00 Si
31 CB77 34,391 2,6 1 34,391 20,00 25,00 No
50 CB103 11,528 1,5 1 11,528 20,00 42,00 Si
737 CB468 11,528 1,5 1 11,528 20,00 42,00 Si
B.2 Dispositivos de Protección de la Subestación II
B.2.1 Dispositivos de Protección con norma IEC
Tabla B.4. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #2 con
Norma IEC.
Capacidad del Dispositivo
(kA) Corriente de Cortocircuito (kA)
N Protección Making
Peak
Ib
Sim
Ib
Asim I”k Ip
Ib
Sim
Ib
Asim ¿Cumple?
68 Fuse16 - 40,00 53,231 7,142 17,760 7,098 10,339 Si
71
CB129 165,00 75,00 75,00 53,072 121,386 42,496 42,487 Si
CB131 63,00 30,00 34,014 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB139 36,00 18,00 18,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB141 63,00 30,00 30,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB143 63,00 30,00 34,014 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB151 36,00 18,00 18,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB153 36,00 18,00 18,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB155 63,00 30,00 30,0 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB157 63,00 30,00 30,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB159 84,00 20,00 20,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
CB132 63,00 30,00 30,00 53,072 121,386 42,496 42,487 No
78
CB147 63,00 30,00 34,014 23,566 42,605 22,745 23,635 Si
CB145 187,00 85,00 101,616 23,566 42,605 22,745 23,635 Si
CB147 63,00 30,00 34,014 23,566 42,605 22,745 23,635 Si
88 CB165 63,00 30,00 34,014 24,696 23,782 27,202 13,204 Si
79
Tabla B.5. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #2 con
Norma IEC (Continuación).
Capacidad
Del Dispositivo CC 3F
N Protección Ithr
(kA)
Tkr
(s)
Ith
(kA) ¿Cumple?
71
CB129 45,00 1 47,189 No
CB131 5,00 1 47,189 No
CB139 5,00 1 47,189 No
CB141 5,00 1 47,189 No
CB143 7,56 1 47,189 No
CB151 5,00 1 47,189 No
CB153 5,00 1 47,189 No
CB155 5,00 1 47,189 No
CB157 5,00 1 47,189 No
CB159 15,00 1 47,189 No
CB132 5,00 1 47,189 No
78
CB147 5,00 1 21,697 No
CB145 7,56 1 21,697 No
CB147 5,00 1 21,697 No
88 CB165 5,00 1 22,1379 No
B.2.1 Dispositivos de Protección con norma ANSI
Tabla B.6. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #2 con
Norma ANSI.
Corriente de Cortocircuito Capacidad del
dispositivo
N Protección Sim kA
rms X/R F.M
Adj Sim
kA rms
FP de
Prueba
Rated
Int ¿Cumple?
72 CB135 5,178 0,5 1,00 5,178 30,00 14,00 Si
CB133 5,178 0,5 1,00 5,178 30,00 14,00 Si
76 CB138 5,619 0,5 1,00 5,619 30,00 18,00 Si
80
B.3 Dispositivos de Protección de la Subestación IV
B.3.1 Dispositivos de Protección con norma IEC
Tabla B.7. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #4 con
Norma IEC.
Capacidad del Dispositivo
(kA) Corriente de Cortocircuito (kA)
N Protección Making
Peak
Ib
Sim
Ib
Asim I”k ip
Ib
Sim
Ib
Asim ¿Cumple?
153 CB271 109,119 51,962 58,9140 55,951 116,192 54,710 62,993 No
154
CB241 165,00 75,00 89,661 60,998 144,907 59,323 80,699 Si
CB248 84,00 20,00 21,788 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB249 84,00 20,00 21,788 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB266 84,00 20,00 21,788 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB246 84,00 20,00 21,788 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB244 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB275 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB242 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB281 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB285 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB288 36,00 18,00 19,609 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB291 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB295 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB298 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB319 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB323 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
CB325 220,00 100,00 119,548 60,998 144,907 59,323 80,699 Si
CB327 63,00 30,00 34,014 60,998 144,907 59,323 80,699 No
165 Fuse26 - 120,00 159,693 34,862 72,3189 34,042 40,088 Si
171 Fuse32 - 120,00 159,693 34,862 72,3189 34,042 40,088 Si
192
CB302 63,00 30,00 34,014 38,966 61,924 38,161 38,331 No
CB300 63,00 30,00 34,014 38,966 61,924 38,161 38,331 No
CB304 63,00 30,00 34,014 38,966 61,924 38,161 38,331 No
CB308 63,00 30,00 34,014 38,966 61,924 38,161 38,331 No
CB306 63,00 30,00 34,014 38,966 61,924 38,161 38,331 No
81
Tabla B.8. Capacidad de apertura de los dispositivos de la subestación 4 con norma
IEC (Continuación).
Capacidad
Del Dispositivo CC 3F
N Protección Ithr
(kA)
Tkr
(s)
Ith
(kA) ¿Cumple?
153 CB271 8,660 1,00 56,305 No
154
CB241 45,00 1,00 56,305 No
CB248 15,00 1,00 56,305 No
CB249 15,00 1,00 56,305 No
CB266 15,00 1,00 56,305 No
CB246 15,00 1,00 56,305 No
CB244 7,560 1,00 56,305 No
CB275 7,560 1,00 56,305 No
CB242 7,560 1,00 56,305 No
CB281 5,00 1,00 56,305 No
CB285 5,00 1,00 56,305 No
CB288 5,00 1,00 56,305 No
CB291 7,560 1,00 56,305 No
CB295 7,560 1,00 56,305 No
CB298 7,560 1,00 56,305 No
CB319 5,00 1,00 56,305 No
CB323 5,00 1,00 56,305 No
CB325 5,00 1,00 56,305 No
CB327 5,00 1,00 56,305 No
192
CB302 5,00 1,00 36,190 No
CB300 7,56 1,00 36,190 No
CB304 5,00 1,00 36,190 No
CB308 5,00 1,00 36,190 No
CB306 5,00 1,00 36,190 No
B.3.2 Dispositivos de Protección con norma ANSI
Tabla B.9. Capacidad de Apertura de los Dispositivos de la Subestación #4 con
Norma ANSI.
Corriente de Cortorcircuito Capacidad del
dispositivo
N Protección Sim kA
rms X/R F.M
Adj Sim
kA rms
FP de
Prueba
Rated
Int ¿Cumple?
151 Fuse24 13,201 12,9 1,0 13,201 6,7 50,00 Si
152 CB278 17,440 1,1 1,0 17,440 20,00 42,00 Si
176 CB243 14,551 2,4 1,0 14,551 20,00 42,00 Sí
200 CB321 12,842 0,6 1,0 12,842 30,00 14,00 Si
82
B.3 Dispositivos de Protección del Caney y Almacén
Tabla B.10. Capacidad de apertura de los dispositivos del Caney y Almacén con
norma ANSI.
Corriente de Cortorcircuito Capacidad del
dispositivo
N Protección Sim kA
rms X/R F.M
Adj Sim
kA rms
FP de
Prueba
Rated
Int ¿Cumple?
359 Fuse61 12,758 13,2 1,00 12,758 3,95 38,00 Si
363 CB466 2,744 1,3 1,00 2,744 20,00 42,00 Si
365 Fuse63 12,758 13,2 1,00 12,758 3,95 38,00 Si
367 CB467 2,744 1,3 1,00 2,744 20,00 42,00 Si
83
APÉNDICE C
COORDINACIONES ACTUALES Y PROPUESTAS
C.1 Coordinaciones de la Subestación 1
C.1.1 Rama Principal
Tabla C.1. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Subestación #1.
Protección del Secundario: Interruptor Automático (CB2)
Modelo: Masterpact M32H1 – UD: STR58U
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,8 1 Para cumplir con la
recomendación de COVENIN de
permitir 25% de sobrecarga Ir 1 1
Im 5 5
Ya que es la opción que permite la
mayor sensibilidad siendo
selectivo con los interruptores
aguas abajo.
Ixt off Off Para mayor rapidez
I 6 Off Para tener selectividad respecto a
los interruptores aguas abajo.
Tr 120 30 Para que sea lo más rápido posible
Tm 0,3 0,1 Para que sea lo más rápido posible
Tabla C.2. Propuesta del Fusible para Protección del Lado de Alta Tensión de
Transformador 13,8/0,48kV de la Subestación #1.
Fusible de Alta Tensión (Fuse2)
Modelo: LG 24kV 125 A
Actúa antes que la curva de daño del transformador, deja pasar el máximo pico de la
corriente de energización en vacío y el equivalente de calentamiento por la corriente
de magnetización. Ante corrientes de cortocircuito no es selectivo respecto al
interruptor aguas abajo, por tanto no se puede aprovechar la capacidad de reposición
de dicho dispositivo, pero con ello se garantiza que actúe antes que la curva de daño
del transformador para fallas monofásicas.
84
Figura C.1. Curva Tiempo Corriente de la Propuesta para la Rama Principal de la
Subestación #1.
85
C.1.2 Rama 1: CCM Filtración #1
Tabla C.3. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la CCM
Filtración #1.
Interruptor en CCM (CB4):
Modelo: Klockner Moeller NZM11-630 – UD: ZM11 - 630
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 455 455 No se posee la información de la
curva del interruptor. Irm/nxIr 2500 2500
Tabla C.4. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de la CCM Filtración #1.
Interruptor en Subestación (CB122):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 No se realizan cambios ya que las
opciones actuales ya son selectivas
y no se pueden hacer más
sensibles debido a que no se
conoce la curva del interruptor
aguas abajo.
Ir 0,93 0,93
Im 6 6
86
Figura C.2. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del CCM Filtración #1.
87
Figura C.3. Curva Tiempo-Corriente Propuesta para la Rama del CCM Filtración #1.
88
C.1.3 Rama 2: CCM Cocimiento
Tabla C.5. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la CCM de la Rama de
Cocimiento.
Interruptor en CCM (CB468):
Modelo: Klockner Moeller NZM10-630N – UD: ZM-630-NZM10
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 630 578 Para lograr mayor selectividad, se
intercambiaron los ajustes de
corriente con el interruptor en la
subestación. Irm/nxIr 12 6
Tabla C.6. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de la CCM Cocimiento #1.
Interruptor en Subestación (CB117):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad respecto al
interruptor aguas abajo, ubicado
en la CCM para la protección de
sobrecarga
Ir 0,93 1
Im 6 10
89
Figura C.4. Curva Tiempo Corriente Actual de la Rama del CCM Cocimiento.
90
Figura C.5. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del CCM Cocimiento.
91
C.1.4 Rama 3: Compresor de NH3 #5
Tabla C.7. Valor Actual y Propuesto para el Relé Térmico del Compresor de NH3 #5.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL25)
Modelo: Klockner Moeller ZW7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 367,5 367,5
Se deja igual, ya que el mismo
está ajustado para proteger la
carga mecánica del equipo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.8. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Corriente de Fase del
Motor del Compresor de NH3 #5.
Interruptor Dentro de la Delta (CB113):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 1 1
Dada la importancia del equipo se
pierde sensibilidad, pero se
garantiza continuidad de
operación del equipo. El
dispositivo actúa antes de la
condición de daño. No hay
selectividad respecto al relé
térmico, no obstante la carga que
se pierde es la misma sin importar
quien actúe primero.
Ir 0,95 1
Im 6 10
Es el valor más cercano a dejar
pasar la corriente del transitorio
electromagnético, se pierde
sensibilidad, pero se disminuye la
posibilidad que ante una falla en
un rama paralela se active esta
protección debido a la contribución
transitoria del motor.
92
Tabla C.9. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero del
Compresor de NH3 #5.
Interruptor Principal (CB470):
Modelo: Klockner Moeller NZM 14-1000
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste
Tabla C.10. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente al Compresor de NH3 #5.
Interruptor en Subestación (CB109):
Modelo: Merlin Gerin Compact C1001N – UD: STR25DE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se pierde sensibilidad, pero se
garantiza que no actúe antes del
interruptor en la delta. No es
posible obtener selectividad
respecto al principal aguas abajo
debido a que se desconoce su
curva, no obstante no es tan
relevante ya que sin importar
quien opere primero, la carga
perdida es la misma
I 6 10
93
Figura C.6. Curva Tiempo Corriente Actual de las Protecciones de la Rama de los
Compresores de NH3 #5.
94
Figura C.7. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama de
los Compresores de NH3 #5.
95
C.1.4 Rama 4: CCM PTAR
Tabla C.11. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del CCM PTAR.
Interruptor en CCM (CB107):
Modelo: Klockner Moeller NZMS-G – UD: ZM 9- 250
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 200 200
Se deja igual ya que no se conoce
el valor nominal de la carga
conectada.
Tabla C.12. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación de la
Rama del CCM PTAR.
Interruptor en Subestación (CB105):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad respecto al
interruptor aguas abajo, ubicado
en la CCM para la protección de
sobrecarga
Ir 0,93 1
Im 6 10
96
Figura C.8. Curva Tiempo Corriente Actual de las Protecciones de la Rama del CCM
PTAR.
97
Figura C.9. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama del
CCM PTAR.
98
C.1.6 Rama 5: CCM Molienda
Tabla C.13. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del CCM Molienda.
Interruptor en CCM (CB103):
Modelo: Klockner Moeller NZM10-400N – UD: ZM-400-NZM10
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 400 360 Para lograr mayor selectividad, se
intercambiaron los ajustes de
corriente con el interruptor en la
subestación Irm/nxIr 12 6
Tabla C.14. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación de la
Rama del CCM Molienda.
Interruptor en Subestación (CB83):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad respecto al
interruptor aguas abajo, ubicado
en la CCM durante una sección de
protección contra sobrecarga.
Ir 0,93 1
Im 6 10
99
Figura C.10. Curva Tiempo Corriente Actual de las Protecciones de la Rama del
CCM Molienda.
100
Figura C.11: Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama
del CCM Molienda.
101
C.1.7 Rama 6: CCM Caldera
Tabla C.15. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del CCM de Caldera.
Interruptor Principal de Tablero (CB85):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
Ir 0,93 0,93
Im 6 6
Tabla C.16. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación de la
Rama del CCM de Caldera.
Interruptor en Subestación (CB81):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad respecto al
interruptor aguas abajo durante
un rango de corriente. No
obstante, en este caso dicha
característica no es tan relevante
debido a que ante una falla la
cantidad de carga no alimentada
es la misma sin importar quien
actúe
Ir 0,93 1
Im 6 10
102
Figura C.12. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama del
CCM Calderas.
103
Figura C.13. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
del CCM Calderas.
104
C.1.8 Rama 7: Tablero A/C Molienda Oficinas
Tabla C.17. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación de la
Rama del Tablero A/C Molienda Oficinas.
Interruptor en Subestación (CB79):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
Ir 0,93 0,93
Im 6 6
105
Figura C.14. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama del
A/C Molienda Oficinas.
106
Figura C.15. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
del A/C Molienda Oficinas.
107
C.1.9 Rama 8: Tablero de Iluminación de Sala de Máquinas
Tabla C.18. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de
Iluminación de Sala de Máquinas.
Interruptor Principal de Tablero (CB77):
Modelo: Square D KAL36150
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Im 5 5
Permite el paso del equivalente en
calor de la corriente de
energización, pero no deja pasar el
peor caso de su pico. Se admite
esto, debido a que una opción
menos sensible, sería más lenta
que la curva de daño del
transformador, además que el
valor de la cresta es aleatorio por
tanto es poco probable que se te
obtenga el valor máximo.
Tabla C.19. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación de la
Rama del Tablero de Iluminación de Sala de Máquinas.
Interruptor en Subestación (CB75):
Modelo: Square D NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 1
No es posible tener una condición
selectiva para la protección de
sobrecarga
Im 5 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en un rango de
operación.
108
Figura C.16. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Iluminación de Sala de Máquinas.
109
Figura C.17. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama
de Iluminación de Sala de Máquinas.
110
C.1.10 Rama 9: Tablero Tomacorriente Molienda
Tabla C.20. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero Tomacorriente Molienda.
Interruptor en Subestación (CB73):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 0,8
Es el ajuste más sensible que
permite que el 25% de sobrecarga
del transformador recomendado
por COVENIN
Im 5 6,5
Es el ajuste más sensible que deja
pasar el equivalente de calor de la
corriente de energización, no
obstante, no permite el peor caso
del pico de dicha condición. No
obstante, se permite esto ya que
un ajuste mayor haría que la
curva fuese más lenta que la de
daño del transformador.
111
Figura C.18. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Tomacorriente Molienda.
112
Figura C.19. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama
de Tomacorriente Molienda.
113
C.1.11 Rama 10: Reserva
No amerita realizar coordinación
C.1.12 Rama 11: Tablero A/C Fermentación
Tabla C.21. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Tablero de A/C Fermentación.
Interruptor en Subestación (CB69):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 1
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
114
Figura C.20. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
A/C Fermentación.
115
Figura C.21. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama
de A/C Fermentación.
116
C.1.13 Rama 12: A/C Sala fría
Tabla C.22. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de la
Rama de A/C Sala Fría.
Interruptor Principal de Tablero (CB67):
Modelo: Cutler Hammer FD25K
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - El interruptor no posee capacidad
de ajuste.
Tabla C.23. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama de A/C Sala Fría.
Interruptor en Subestación (CB65):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM100D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual ya que no es posible
obtener una condición selectiva, no
obstante, dicha pérdida no es
significativa, debido que ante la
condición de falla la carga perdida
es la misma.
117
Figura C.22. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
A/C Sala Fría.
118
Figura C.23. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de A/C Sala Fría.
119
C.1.14 Rama 13: Tablero de Iluminación Molienda
Tabla C.24. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en el Primario del
Transformador del Tablero de Iluminación Molienda.
Interruptor Primario de Transformador (CB63):
Modelo: Square D KAL 34040
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - -
El interruptor está
subdimensionado y no deja pasar
la corriente nominal de operación
del transformador, no obstante
como el mismo no se encuentra
conectado a plena carga, permite
la operación de la máquina.
Tabla C.25. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de
Iluminación Molienda.
Interruptor Principal de Tablero (CB61):
Modelo: Square D KAL 36400
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Im 5 5
No sólo es el más sensible posible,
sino que además para un valor
mayor se perdería selectividad con
el interruptor en la subestación y
en el Masterpact
Tabla C.26. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero de Iluminación Molienda.
Interruptor en Subestación (CB59):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR 23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en una sección
de la protección contra
sobrecorriente. Ir 0,93 1
Im 6 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en una sección
de la protección contra
sobrecorriente
120
Figura C.24. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Iluminación Molienda.
121
Figura C.25. Curva Tiempo Corriente Propuesta para las Protecciones de la Rama
de Iluminación Molienda.
122
C.1.15 Rama 14: CCM PTAB
Tabla C.27. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero del
CCM PTAB.
Interruptor Principal de Tablero (CB57):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste
Actual
Ubicado En la
S.E. #1
Propuesta
Ubicarlo en
CCM
Motivos
Io 1 1 No se tiene información de la
carga total Ir 1 1
Im 6 2
Es el ajuste más sensible, además
de ser la misma corriente del
umbral actual, por lo cual se
garantiza el arranque de todos los
motores.
Tabla C.28. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Subestación
Correspondiente a la Rama del CCM PTAB.
Interruptor en Subestación (CB55):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste
Actual
Ubicado en
CCM
Propuesta
Ubicarlo En la
S.E. #1
Motivos
Io 0,7 0,9 Para que haya selectividad
respecto a la curva de protección
contra sobrecarga Ir 0,9 1
Im 2 10
Como no hay selectividad en
tiempo se busca que tener la
máxima posible en corriente
123
Figura C.26. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
CCM PTAB.
124
Figura C.27. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de CCM PTAB.
125
C.1.17 Rama 16: Planta Piloto
Tabla C.29. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en el Primario del
Transformador de la Rama de Planta Piloto.
Interruptor Primario del Transformador (CB43):
Modelo: Square D EDB 34125
Ajuste Actual Propuesto Motivos
- - -
No se poseen los datos de placa del
transformador, en consecuencia no
es posible determinar si el
interruptor es adecuado para su
carga.
Tabla C.30 Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de la
Rama del Planta Piloto.
Interruptor Principal Tablero (CB41):
Modelo: Square D KAL 36250
Ajuste Actual Propuesto Motivos
Ii 625 2500
Se pierde sensibilidad, pero se
elimina el solapamiento con la
curva del interruptor aguas abajo.
Tabla C.31. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Planta Piloto.
Interruptor Principal en Subestación (CB39):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR 23SE
Ajuste Actual Propuesto Motivos
Io 0,7 0,7 Dado que la combinación de
interruptores no permite una
coordinación selectiva, se
mantienen los ajustes ya que
proporcionan sensibilidad. Ir 1 1
Im 7 10
Se garantiza selectividad respecto
al Masterpact, aunque se pierde
con el interruptor principal del
tablero, lo cual no es tan relevante
debido a que la cantidad de carga
fuera de servicio es la misma
126
Figura C.28. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Planta Piloto.
127
Figura C.29. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de Planta Piloto.
128
C.1.18 Rama 17: Tablero de Iluminación Fermentación
Tabla C.32. Valores Actuales y Propuestos para el Interruptor que protege el
Primario del Transformador del Tablero de Iluminación Fermentación.
Interruptor Primario del Transformador (CB37):
Modelo: Square D EDB 34025
Ajuste Actual Propuesta Motivos
-
Tres
interruptores
monofásicos
de 20 A,
modelo
Square D
KAL14020
Interruptor
trifásico,
modelo Square
D EGB34045
Debido a que el interruptor está
subdimensionado y no deja pasar
la corriente nominal del equipo lo
cual hasta ahora no ha constituído
un problema debido a que el
mismo no está trabajando a plena
carga. El interruptor propuesto
permite una sobrecarga de 25%,
típica en transformadores de
distribución, deja pasar el peor
caso de corrientes de energización
y actúa antes que la corriente de
daño del equipo, y es el más
cercano a permitir el peor caso del
pico de la corriente de
energización.
Tabla C.33. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de
Iluminación Fermentación.
Interruptor Principal Tablero (CB35):
Modelo: Square D KAL 36250
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ii 1125 2250ª
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad respecto al
interruptor aguas abajo.
129
Tabla C.34. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero de Iluminación Fermentación.
Interruptor Principal en Subestación (CB34):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM200D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
No es posible obtener selectividad
debido a que la corriente nominal
de la unidad de disparo es menor
que la del interruptor ubicado
aguas abajo. No se hace la
recomendación de intercambiar los
dispositivos, ya que con ello
tampoco se logra obtener
selectividad
Im 5 10
Se pierde sensibilidad, pero dado
que no es posible obtener
selectividad respecto al
interruptor principal del tablero,
se garantiza que el ubicado en la
subestación no actúa antes de
tiempo. Como se trata de una
protección de respaldo la carga
que se pierde es la misma, por
tanto la selectividad no es tan
relevante
130
Figura C.30. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Tablero de Iluminación Fermentación.
131
Figura C.31. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de Tablero de Iluminación Fermentación.
132
C.1.19 Rama 18: Tablero de Vigilancia (Garitas)
Tabla C.35. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de
Vigilancia.
Interruptor Principal de Tablero (CB32):
Modelo: Cutler Hammer Fi 100
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste
Tabla C.36. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Tablero de Vigilancia.
Interruptor en Subestación (CB30):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM50D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 1
Permanece igual, debido a que la
configuración actual no permite
obtener selectividad, lo cual no es
tan relevante ya que la carga
perdida ante falla es la misma.
Otra posible solución es
intercambiar los interruptores.
133
Figura C.32. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Tablero de Vigilancia (Garitas).
134
Figura C.33. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de Tablero de Vigilancia (Garitas).
135
C.1.20 Rama 19: Tomacorriente Fermentación
Tabla C.37. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Tomacorriente Fermentación.
Interruptor en Subestación (CB28):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM50D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 1
Permanece igual porque no se
tiene información del resto de la
carga ubicada al interruptor.
136
Figura C.34. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Tomacorriente Fermentación.
137
Figura C.35. Curva Tiempo Propuesto para las Protecciones de la Rama de
Tomacorriente Fermentación.
138
C.1.21 Rama 20: Bombas de Aguas KSB -2
Tabla C.38. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de
Bombas de Aguas KSB-2.
Interruptor en CCM (CB26):
Modelo: Klockner Moeller N6 - 100
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste.
Tabla C.39. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Subestación
Correspondiente a la Rama de Bombas de Aguas KSB-2.
Interruptor en Subestación (CB25):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM100D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
No se realizan cambios ya que las
opciones actuales ya son selectivas
y no se pueden hacer más
sensibles debido a que no se
conoce la curva del interruptor
aguas abajo.
Im 800 800
139
Figura C.36. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Bombas de Aguas KSB-2.
140
Figura C.37. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de Bombas de Aguas KSB-2.
141
C.1.22 Rama 21: Tanque de Afrecho
Tabla C.40. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Motor de Tanque de
Afrecho.
Relé Térmico para Protección de Cada Uno de los Motores (OL26):
Modelo: Moeller PKZM016
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 14 14
Debido a que es un motor de uso
intermitente el relé térmico no
debería permitir sobrecargas, en
consecuencia tendría que estar
ajustado a 12,9 A. No obstante,
debido que 14 es el menor valor
de ajuste se deja igual. Deja pasar
la corriente de arranque, pero no
actúa antes de condición de daño.
Tabla C.41. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Tanque de Afrecho.
Interruptor en Subestación (CB22):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM32D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 0,8
Dado que no es posible tener una
condición selectiva respecto al relé
térmico, lo cual no es tan
relevante debido a que la carga
perdida es la misma sin importar
cual de los dos actúe, se hace más
sensible. La nueva configuración
deja pasar el arranque y el
transitorio electromagnético.
142
Figura C.38. Curva Tiempo Actual para las Protecciones de la Rama de Tanque de
Afrecho.
143
Figura C.39. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de Tanque de Afrecho.
144
C.1.23 Rama 22: CCM Filtración #2
Tabla C.42. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal del CCM
Filtración #2.
Interruptor Principal Tablero (CB20):
Modelo: Moeller NZM7 250N – UD: DAOV NZM7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 200 200 Otro valor generaría perdida de
selectividad Irm/nxIr 5 5
Tabla C.43. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al CCM Filtración #2.
Interruptor en Subestación (CB18):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR 23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,5 0,7 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en el tiempo
inverso. Ir 0,9 1
Isd 6 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en una sección
del instantáneo del interruptor
aguas abajo. En el nivel de
cortocircuito no es posible tener
selectividad, no obstante la misma
no es tan relevante porque se
trata de una protección de
respaldo y la carga perdida es la
misma sin importar quien actúe
145
Figura C.40. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
CCM Filtración #2.
146
Figura C.41. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de CCM Filtración #2.
147
C.1.24 Rama 23: Triper
Tabla C.44. Valores Actuales y Propuestos para los Relés Térmicos del Triper.
Relé Térmico para Protección de Cada Uno de los Motores (OL10, OL11):
Modelo: Siemens Sirius 3RV1021 –A4410
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 11 11
Permite 15% de sobrecarga y el
paso de la corriente de arranque,
además de actuar antes de la
condición de daño
Tabla C.45. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Triper.
Interruptor en Subestación (CB16):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 1
Permanece igual porque no se
tiene información del resto de la
carga ubicada al interruptor.
Im 5 5
Se deja igual debido a que el
ajuste actual es la opción más
sensible y selectiva tanto con los
dispositivos aguas abajo, como con
los ubicados aguas arriba. Permite
el paso de la corriente de arranque
y del transitorio electromagnético.
148
Figura C.42. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Triper.
149
Figura C.43. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama de
Triper.
150
C.1.25 Rama 24: CCM Filtración #2 (CMF)
Tabla C.46. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal del CMF.
Interruptor Principal Tablero (CB14):
Modelo: Klockner Moeller NZM12 800 – UD: ZM12 630
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 315 315 Es el valor más sensible que ofrece
el equipo Irm/nxIr 2 2
Tt off Off Para mayor rapidez
Tabla C.47. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación en la
Rama del CCM Filtración #2.
Interruptor en Subestación (CB12):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR 23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad durante el
tiempo inverso Ir 0,93 1
Isd 6 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en un intervalo
de corriente. No es posible
obtenerla para el peor caso de
cortocircuito, no obstante, el
mismo no es tan relevante porque
se trata de una protección de
respaldo y en consecuencia la
carga que se pierde es la misma.
151
Figura C.44. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones del CCM
Filtración #2.
152
Figura C.45. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
de CCM Filtración #2.
153
C.1.26 Rama 25: Compresor de CO2 #2
No se posee la curva del interruptor principal del tablero, en consecuencia, no se
puede realizar un ajuste que garantice la selectividad en la rama
C.1.27 Rama 26: Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2
Tabla C.48. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor del Primario del
Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2.
Interruptor del Transformador (CB469):
Modelo: Square D 34040
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - -
Si bien deja pasar la corriente
nominal no permite el 25% de
sobrecarga recomendado por las
normas COVENIN. Deja pasar el
equivalente térmico de la corriente
de energización, pero no su peor
pico, lo cual no es tan grave
debido que es un hecho aleatorio.
Tabla C.49. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Transformador de Alumbrado Torres de Filtración
#2.
Interruptor en Subestación (CB3):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual, ya que no se tiene
certeza de la carga total instalada
aguas abajo del interruptor
Im 5 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana un segmento de selectividad
con respecto al instantáneo del
interruptor aguas abajo.
154
Figura C.46. Curva Tiempo Corriente Actual para las Protecciones de la Rama
Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2.
155
Figura C.47. Curva Tiempo Corriente Propuesto para las Protecciones de la Rama
Transformador Alumbrado Torres de Filtración #2.
156
C.2 Coordinaciones de la Subestación 2
C.2.1 Rama Principal
Tabla C.50. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Subestación #2.
Protección del Secundario: Interruptor Automático (CB129)
Modelo: Masterpact M32H1 – UD: STR58U
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,8 1 Para cumplir con la
recomendación de COVENIN de
permitir 25% de sobrecarga Ir 1 1
Im 5 5 Para que sea selectivo respecto a
los interruptores aguas abajo.
Ixt off Off Para mayor rapidez
I 4 Off Para tener selectividad respecto a
los interruptores aguas abajo.
tr 240 30
Para que sea más rápido sin dejar
de ser selectivo con el interruptor
aguas abajo.
tm 0,3 0,2 Para que sea lo más rápido posible
Tabla C.51. Propuesta del Fusible para Protección del Lado de Alta Tensión de
Transformador 13,8/0,48 kV de la Subestación #2.
Fusible de Alta Tensión (Fuse16)
Modelo: LG 24 kV 125 A
Actúa antes que la curva de daño del transformador, deja pasar el máximo pico de la
corriente de energización en vacío y el equivalente de calentamiento por la corriente
de magnetización. Se pierde selectividad con el interruptor de la subestación en el
nivel de cortocircuito, por lo cual no se puede aprovechar la capacidad de reconexión
del dispositivo, no obstante esto se ve justificado ya que el fusible seleccionado
protege a la máquina ante fallas monofásicas.
157
Figura C.48. Curva Tiempo Corriente de la Propuesta para la Rama Principal de la
Subestación 2.
158
C.2.2 Rama 1: Compresor de NH3 #1
Debido a limitaciones técnicas no se posee la información del interruptor principal
de tablero, y dado que alimenta a tres motores no se realizan recomendaciones
debido a que no se puede garantizar que no se pierda selectividad con los ajustes
propuestos.
C.2.3 Rama 2: Compresor NH3 #4
Tabla C.52. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Compresor NH3 #4.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL27)
Modelo: Klockner Moeller ZW7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 367,5 367,5
Se deja igual, ya que el mismo
está ajustado para proteger la
carga mecánica del equipo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.53. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Corriente de Fase
del Motor del Compresor de NH3 #4.
Interruptor Dentro de la Delta (CB165):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 1 1
Dada la importancia del equipo se
pierde sensibilidad, pero se
garantiza continuidad de
operación del equipo. El
dispositivo actúa antes de la
condición de daño. No hay
selectividad respecto al relé
térmico, no obstante la carga que
se pierde es la misma sin importar
quien actúe primero.
Ir 0,95 1
Im 6 10
Es el valor más cercano a dejar
pasar la corriente del transitorio
electromagnético, se pierde
sensibilidad, pero se disminuye la
posibilidad que antes una falla en
un rama paralela se active esta
protección debido a la contribución
transitoria del motor.
159
Tabla C.54. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero del
Compresor de NH3 #4.
Interruptor Principal (CB161):
Modelo: Klockner Moeller NZM 12-1000
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste, se
desconoce la forma de su curva.
Tabla C.55. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor NH3 #4.
Interruptor en Subestación (CB159):
Modelo: Merlin Gerin Compact C1001N – UD: STR25DE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se pierde sensibilidad, pero se
garantiza que no actúe antes del
interruptor en la delta. No es
posible obtener selectividad
respecto al principal aguas abajo
debido a que se desconoce su
curva, no obstante no es tan
relevante ya que sin importar
quien opere primero, la carga
perdida es la misma
I 6 10
160
Figura C.49. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de NH3
#4.
161
Figura C.50. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del Compresor de
NH3 #4.
162
C.2.4 Rama 3: Compresor de Aire #1
Tabla C.56. Valores Actuales y Propuestos para el Relé Térmico del Compresor de
Aire #1.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL4)
Modelo: Siemens Sirius 3RB20 56
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 155 155
Se deja igual, ya que el dispositivo
protege no sólo al motor sino a la
carga mecánica del mismo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.57. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor de Aire #4.
Interruptor en Subestación (CB157):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23 SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Es la opción que permite la
máxima selectividad posible,
actuando antes de la condición de
daño del motor. Ir 0,93 0,93
Im 6 10
Se pierde sensibilidad pero se
asegura que el interruptor
siempre deje pasar el transitorio
electromagnético.
163
Figura C.51. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de Aire
#1.
164
Figura C.52. Curva Tiempo Corriente Propuesto para la Rama del Compresor de
Aire #1.
165
C.2.5 Rama 4: Compresor de Aire #2
Tabla C.58. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Compresor de Aire
#2.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL14):
Modelo: Siemens Sirius 3RB20 56
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 155 155
Se deja igual, ya que el dispositivo
protege no sólo al motor sino a la
carga mecánica del mismo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.59. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación del
Compresor de Aire #2.
Interruptor en Subestación (CB155):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23 SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Es la opción que permite la
máxima selectividad posible,
actuando antes de la curva de
daño del motor Ir 0,93 0,93
Im 6 10
Se pierde sensibilidad pero se
asegura que el interruptor
siempre deje pasar el transitorio
electromagnético
166
Figura C.53. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de Aire
#2.
167
Figura C.54. Curva Tiempo Corriente Propuesto para la Rama del Compresor de
Aire #2.
168
C.2.6 Rama 5: Tablero de Iluminación Exterior
Tabla C.60. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Tablero de Iluminación Exterior.
Interruptor en Subestación (CB153):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM100D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 1 1
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
169
Figura C.55. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Tablero de
Iluminación Exterior.
170
Figura C.56. Curva Tiempo Corriente Propuesto para la Rama del Tablero de
Iluminación Exterior.
171
C.2.7 Rama 6: Secador de Aire #1
Tabla C.61. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Secador de Aire #1.
Interruptor en Subestación (CB151):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM16D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
172
Figura C.57. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Secador de Aire #1.
173
Figura C.58. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del Secador de Aire
#1.
174
C.2.9 Rama 8: Compresor de Aire #3
Tabla C.62. Valores Actuales y Propuestos del Relé Térmico del Compresor de Aire
#3.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL16):
Modelo: Siemens Sirius 3RB20 56
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 155 155
Se deja igual, ya que el dispositivo
protege no sólo al motor sino a la
carga mecánica del mismo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.63. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor de Aire #3.
Interruptor en Subestación (CB141):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD:STR23 SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Se gana sensibilidad, se pierde
selectividad respecto al relé
térmico, pero de ésta manera se
asegura que el interruptor actúe
antes que la curva de daño del
motor.
Ir 0,93 0,8
Im 6 10
Para asegurarse que el interruptor
siempre deje pasar el transitorio
electromagnético. Sin embargo,
con ello se pierde sensibilidad.
175
Figura C.59. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Compresor de Aire #3.
176
Figura C.60. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Compresor de
Aire #3.
177
C.2.10 Rama 9: Línea de Sinfones
Tabla C.64. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la Línea de
Sifones.
Interruptor Principal Tablero (CB138):
Modelo: Square D FAL 34020
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No tiene capacidad de ajuste
Tabla C.65. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Línea de Sifones.
Interruptor en Subestación (CB139):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM80D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 0,8 0,8 Se mantiene, ya que es el valor
más sensible posible.
178
Figura C.61. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama Línea de Sifones.
179
Figura C.62. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama Línea de Sifones.
180
C.2.11 Rama 10: Taller
Tabla C.66. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Primario del
Transformador de la Rama del Taller.
Interruptor Primario Transformador (CB135):
Modelo: Cuttler Hammer Westinghouse Fi 100
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - -
El interruptor es inadecuado para
el transformador, ya que es
posible que se dispare durante la
energización del mismo.
Tabla C.67. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de Tablero de la
Rama de Taller.
Interruptor Principal de Tablero (CB133):
Modelo: Cuttler Hammer Westinghouse Fi 160
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - -
El interruptor es inadecuado para
el transformador, ya que es
posible que se dispare durante la
energización del mismo. Además
al no poseer ajustes, no es posible
permitir la selectividad con los
ubicados aguas abajo.
Tabla C.68. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Subestación
Correspondiente a la Rama de Taller.
Interruptor en Subestación (CB132):
Modelo: Merlin Gerin NS250N – UD: TM200D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 80% 100% Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad Im 5 10
181
Figura C.63. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Taller.
182
Figura C.64. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Taller.
183
C.2.12 Rama 11: Desaireador
Tabla C.69. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor en Subestación de la
Rama del Desaireador.
Interruptor en Subestación (CB131):
Modelo: Merlin Gerin NS250N – UD: TM200D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
It 80% 80% Se deja igual, ya que la opción
actual además de ser selectiva es
la más sensible posible. Im 5 5
184
Figura C.65. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Desaireador.
185
Figura C.66. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Desaireador.
186
C.3 Coordinaciones de la Subestación 4
C.3.1 Rama Principal
Tabla C.70. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor Principal de la
Subestación #4.
Protección del Secundario: Interruptor Automático (CB241)
Modelo: Masterpact M32H1 – UD: STR38S
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 1 1 Son los ajustes más cercanos a
cumplir con la recomendación de
COVENIN de permitir un 25% de
sobrecarga Ir 1 1
Im 6 6
Se garantiza selectividad respecto
a los interruptores de los
compresores de NH3 #7 y #8
Ixt Off Off Para mayor rapidez
I Off Off
Para tener selectividad respecto a
los interruptores aguas abajo en el
nivel de cortorcircuito.
Tm 0,2 0,1 Para que sea lo más rápido posible
Tabla C.71. Propuesta del Fusible para Protección del Lado de Alta Tensión
de Transformador 13,8/0,48kV de la Subestación #4.
Fusible de Alta Tensión (Fuse24)
Modelo: LG 24 kV 125A
Permite el paso de la corriente de energización en vacío, se pierde selectividad
respecto al interruptor aguas abajo, no obstante ello es justificado debido a que se
garantiza la protección del transformador ante fallas monofásicas y trifásicas.
187
Figura C.67. Curva Tiempo Corriente de la Propuesta para la Rama Principal de la
Subestación 4.
188
C.3.2 Rama 1: Compresor NH3 #8
Tabla C.72. Valores Actuales y Propuesto del Relé Térmico del Compresor de
NH3 #8.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL28)
Modelo: Klockner Moeller ZW7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 450 450
Se deja igual, ya que el mismo
está ajustado para proteger la
carga mecánica del equipo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.73. Fusible Propuesto para la Protección del Motor del Compresor de NH3
#8.
Fusible del Motor del Compresor NH3 en Delta (Fuse26):
Modelo: Siemens – 400 NH gL/gG
Permite el paso de la corriente de arranque y del transitorio electromagnético, actúa
antes de la condición de daño tomando en cuenta un precalentamiento de 25%. No es
posible tener selectividad respecto al relé térmico, no obstante la carga fuera de
servicio ante una falla es la misma.
Tabla C.74. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la Rama del
Compresor de NH3 #8.
Interruptor Principal (CB264):
Modelo: Klockner Moeller NZM 14-1250
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste, se
desconoce la forma de su curva.
189
Tabla C.75. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al Compresor de NH3 #8.
Interruptor en Subestación (CB249):
Modelo: Merlin Gerin Compact C1251N – UD: STR25DE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 0,95 1
Se pierde sensibilidad, pero se
garantiza que no actúe antes del
fusible en la delta. No es posible
obtener selectividad respecto al
principal aguas abajo debido a que
se desconoce su curva, no obstante
no es tan relevante ya que sin
importar quien opere primero, la
carga perdida es la misma
I 6 10
190
Figura C.68. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del Compresor de
NH3 #8.
191
C.3.3 Rama 2: Compresor NH3 #7
Tabla C.76. Valores Actuales y Propuesto del Relé Térmico del Compresor de
NH3 #7.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL29)
Modelo: Klockner Moeller ZW7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 450 450
Se deja igual, ya que el mismo
está ajustado para proteger la
carga mecánica del equipo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.77. Fusible Propuesto para la Protección del Motor del Compresor de NH3
#7.
Fusible del Motor del Compresor NH3 en Delta (Fuse32):
Modelo: Siemens – 400 NH gL/gG
Permite el paso de la corriente de arranque y del transitorio electromagnético, actúa
antes de la condición de daño tomando en cuenta un precalentamiento de 25%. No es
posible tener selectividad respecto al relé térmico, no obstante la carga fuera de
servicio ante una falla es la misma.
Tabla C.78. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la Rama del
Compresor de NH3 #7.
Interruptor Principal (CB268):
Modelo: Klockner Moeller NZM 14-1250
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste, se
desconoce la forma de su curva.
192
Tabla C.79: Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación de la
Rama del Compresor de NH3 #7.
Interruptor en Subestación (CB266):
Modelo: Merlin Gerin Compact C1251N – UD: STR25DE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 0,95 1
Se pierde sensibilidad, pero se
garantiza que no actúe antes del
fusible en la delta. No es posible
obtener selectividad respecto al
principal aguas abajo debido a que
se desconoce su curva, no obstante
no es tan relevante ya que sin
importar quien opere primero, la
carga perdida es la misma
I 6 10
193
Figura C.69. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del Compresor de
NH3 #7.
194
C.3.4. Rama 3: Compresor HN3 #6
Tabla C.80. Valores Actuales y Propuesto del Relé Térmico del Compresor
NH3 #6.
Relé Térmico para Protección del Motor (OL30)
Modelo: Klockner Moeller ZW7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 367,5 367,5
Se deja igual, ya que el mismo
está ajustado para proteger la
carga mecánica del equipo, la cual
es inferior a la nominal de la
máquina.
Tabla C.81. Valores Actuales y Propuestos del Interruptor de la Corriente de
Fase del Motor del Compresor de NH3 #6.
Interruptor Dentro de la Delta (CB271):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS400N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 1 1
Dada la importancia del equipo se
pierde sensibilidad, pero se
garantiza continuidad de
operación del equipo. El
dispositivo actúa antes de la
condición de daño. No hay
selectividad respecto al relé
térmico, no obstante la carga que
se pierde es la misma sin importar
quien actúe primero.
Ir 0,95 1
Im 6 10
Es el valor más cercano a dejar
pasar la corriente del transitorio
electromagnético, se pierde
sensibilidad, pero se disminuye la
posibilidad que antes una falla en
un rama paralela se active esta
protección debido a la contribución
transitoria del motor.
195
Tabla C.82. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal del Compresor
de NH3 #6.
Interruptor Principal (CB245):
Modelo: Klockner Moeller NZM 14-1000
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste
Tabla C.83. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación de la
Rama de NH3 #6.
Interruptor en Subestación (CB246):
Modelo: Merlin Gerin Compact C1001N – UD: STR25DE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se pierde sensibilidad, pero se
garantiza que no actúe antes del
interruptor en la delta. No es
posible obtener selectividad
respecto al principal aguas abajo
debido a que se desconoce su
curva, no obstante no es tan
relevante ya que sin importar
quien opere primero, la carga
perdida es la misma
I 6 10
196
Figura C.70. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama del Compresor de NH3
#6.
197
Figura C.71. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama del Compresor de
NH3 #6.
198
C.3.5 Rama 4: Filtración N°3 +40
Tabla C.84. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la Rama de
Filtración N°3 +40.
Interruptor en CCM (CB243):
Modelo: Klockner Moeller NZM10-400N – Ut: ZM-400-NZM10
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 200 200 Se deja igual, ya que está ajustado
de manera experimental y la
información de los datos de las
cargas totales no se conocen Irm/nxIr 12 12
Tabla C.85. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Filtración N°3 +40.
Interruptor en Subestación (CB244):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – Ut: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,63 Ganar sensibilidad sin perder
selectividad Ir 0,93 1
Im 6 2
199
Figura C.72. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Filtración #3 +40.
200
Figura C.73. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Filtración #3 +40.
201
C.3.7 Rama 6: CCM Cocimiento #2
Tabla C.86. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal del CCM
Cocimiento #2.
Interruptor en CCM (CB278):
Modelo: Klockner Moeller NZM10-630N – UD: ZM-630
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 300 300 Se deja igual, ya que es la opción
que ofrece la mayor sensibilidad
posible Irm/nxIr 2 2
Tabla C.87. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del CCM Cocimiento #2.
Interruptor en Subestación (CB242):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,8
Para obtener mayor sensibilidad Ir 0,93 1
Im 6 2
202
Figura C.74. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de CCM Cocimiento #2.
203
Figura C.75. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de CCM Cocimiento
#2.
204
C.3.8 Rama 7: Tablero de Servicio Generales de Cocimiento
Se encuentra fuera de servicio, no amerita coordinación
C.3.9 Rama 8: TC Compresores NH3 # 7 y 8
Tabla C.88. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la Rama de
TC Compresores NH3 #7 y 8.
Interruptor Principal (CB292):
Modelo: Klockner Moeller P7 250 – UD: DAOV NZM7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - - No posee capacidad de ajuste
Tabla C.89. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de TC Compresores NH3 #7 y 8.
Interruptor en Subestación (CB291):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Se deja igual debido a que no se
conoce la curva del interruptor
aguas abajo
Ir 0,93 0,93
Im 6 6
205
Figura C.76. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de TC Compresores NH3
#7 y #8.
206
Figura C.77. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de TC Compresores
NH3 #7 y #8.
207
C.3.10 Rama 9: Secador de Aire #2
Tabla C.90. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Secador de Aire #2.
Interruptor en Subestación (CB288):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM32D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada.
208
Figura C.78. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Secador de Aire #2.
209
Figura C.79. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de de Secador de Aire
#2.
210
C.3.11 Rama 10: Filtración N°3 +50
Tabla C.91. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de Filtración N°3
+50.
Interruptor Principal Tablero (CB292):
Modelo: Moeller NZM7 250N – Ut: DAOV NZM7
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 200 200 Porque otro valor generaría
perdida de sensibilidad. Irm/nxIr 5 5
Tabla C.92. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación la Rama
de Filtración N°3+50.
Interruptor en Subestación (CB291):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR 23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,5 0,63 Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en el
instantáneo, ya que el umbral del
mismo es múltiplo de estos
valores. Ir 0,9 1
Isd 6 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad en una sección
del instantáneo del interruptor
aguas abajo. En el nivel de
cortocircuito no es posible tener
selectividad, no obstante la misma
no es tan relevante porque se
trata de una protección de
respaldo y la carga perdida es la
misma sin importar quien actúe
211
Figura C.80. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Filtración #3 +50.
212
Figura C.81. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Filtración #3 +50.
213
C.3.12 Rama 11: Compresor de CO2 #3
No se posee la curva del interruptor principal del tablero, en consecuencia, no se
puede realizar un ajuste que garantice la selectividad en la rama.
C.3.13 Rama 12: CCM Caldera #4 y 5
Tabla C.93. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal del CCM Caldera
#4 y 5.
Interruptor Principal de Tablero (CB300):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 0,9 Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
Ir 0,93 0,93
Im 6 6
Tabla C.94. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente al CCM Caldera #4 y 5.
Interruptor en Subestación (CB298):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS630N – UD: STR23SE
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Io 0,9 1
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad respecto al
interruptor aguas abajo durante
un rango de corriente. No
obstante, en este caso dicha
característica no es tan relevante
debido a que ante una falla la
cantidad de carga no alimentada
es la misma sin importar quien
actúe
Ir 0,93 1
Im 6 10
214
Figura C.82. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de CCM Caldera.
215
Figura C.83. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de CCM Caldera.
216
C.3.14 Rama 13: Bomba de Envío a Envasado
Tabla C.95. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor Principal de la Rama de
Bomba de Envío a Envasado.
Interruptor Principal (CB321):
Modelo: Klockner Moeller NZMH6 200 – UD: ZM6 -200
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 170 170
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
Tabla C.96. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama de Bomba de Envío a Envasado.
Interruptor en Subestación (CB319):
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual, ya que es el valor
para el cual hay el menor
solapamiento de curvas
Im 5 10
Se pierde sensibilidad, pero se
gana selectividad para un rango
de corriente.
217
Figura C.84. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Bomba de Envío a
Envasado.
218
Figura C.85. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Bomba de Envío a
Envasado.
219
C.3.15 Rama 14: Servicios Generales de Cocimiento
Tabla C.97. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación de la
Rama de Servicios Generales de Cocimiento.
Interruptor en Subestación:
Modelo: Merlin Gerin Compact NS250N – UD: TM250D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
Im 5 5 Es el valor más sensible
220
Figura C.86. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Servicios Generales
de Cocimiento.
221
Figura C.87. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Servicios
Generales de Cocimiento.
222
C.3.16 Rama 15: Secador de Aire #3
Tabla C.98. Valores Actuales y Propuesto del Interruptor en la Subestación
Correspondiente a la Rama del Secador de Aire #3.
Interruptor en Subestación:
Modelo: Merlin Gerin Compact NS100N – UD: TM32D
Ajuste Actual Propuesta Motivos
Ir 1 1
Se deja igual, ya que no se posee
información de la carga nominal
conectada
223
Figura C.88. Curva Tiempo Corriente Actual para la Rama de Secador de Aire #3.
224
Figura C.89. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Secador de Aire
#3.
225
C.3.17 Rama 16: Reserva
No amerita coordinación
C.4 Coordinación del Almacén
Tabla C.99. Interruptor para el Lado de Baja del Transformador de la Rama de
Almacén.
Interruptor de Baja Tensión:
Modelo: Cutler Hammer ED65k
Ajuste Actual Propuesta Motivos
- - -
No posee capacidad de ajuste.
Pero el mismo no deja pasar la
corriente nominal del
transformador, en consecuencia
para futuras ampliaciones se
recomienda cambiarlo por uno de
capacidad nominal igual a 250 A,
ya que además permite el 25% de
sobrecarga considerado en
COVENIN. Un ejemplo de ello es
el Square D kal36250, similar al
que se encuentra la zona del
Caney.
Tabla C.100. Fusible Propuesto para el Lado de Alta del Transformador de la Rama
del Almacén.
Fusible de Alta Tensión
Modelo: General Electric 15,5kV 15ª
Actúa antes que la curva de daño del transformador y deja pasar la corriente de
energización en vacío. Es selectivo respecto al interruptor aguas abajo, por tanto
ante fallas se puede aprovechar la capacidad de reposicionamiento de la protección
actual.
226
Figura C.90. Curva Tiempo Corriente Propuesta para la Rama de Almacén.
227
APÉNDICE D
DIAGRAMA UNIFILAR