PROYECTOS ELÉCTRICOS INTEGRADOS
Docente: Alvaro Alvarez G.
PROYECTO Nº1 PROYECTO INSTALACIÓN INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO DE COMBUSTIBLE CON LOCAL COMERCIAL
PROYECTO Nº1 PROYECTO INSTALACIÓN INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO DE COMBUSTIBLE CON LOCAL COMERCIAL
NORMA CHILENA ELÉCT. 4/2003 Electricidad Instalaciones de consumo en baja tensión
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INSTALACIONES EN LUGARES PELIGROSOS Instalaciones erigidas en lugares o recintos en los cuales se manipulan elementos o agentes de fácil inflamación o explosivos. En el montaje de estas instalaciones se deberá emplear algunos tipos de equipos, según sea el material o agente que origine el riesgo.
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CONCEPTOS GENERALES Las disposiciones de esta norma se aplicarán a aquellos lugares en donde se suministre gasolina u otros líquidos volátiles inflamables a los vehículos automóviles. En este tipo de recinto existirán zonas clasificadas como peligrosas y normal. Zonas peligrosas dentro y sobre las cuales las canalizaciones y los equipos eléctricos deberán cumplir las exigencias que se indican en esta sección. El resto de las zonas se consideran normal y las instalaciones que se ejecuten en ella deberán cumplir las disposiciones de esta norma.
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CONCEPTOS GENERALES
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Zonas Peligrosas
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El volumen del tronco de cono, en cuyo centro está el surtidor, con una altura igual a la de éste, un radio de 6 metros y una altura en el borde de 0,50 metros medidos sobre el nivel de la calzada.
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CONCEPTOS GENERALES
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Zonas Peligrosas
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El volumen cilíndrico de 3 metros de radio, medidos tomando como centro la válvula de llenado de los tanques de combustible y que tiene una altura de 0,50 metros medidos sobre la calzada.
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CONCEPTOS GENERALES
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Zonas Peligrosas
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El volumen cilíndrico de 1,50 metros de radio, medidos tomando como centro cada ducto de ventilación de los tanques de combustible y que se extiende desde el nivel del suelo hasta la salida de
los gases. •
Sobre este volumen cilíndrico será también zona peligrosa un volumen esférico de radio 1 metro, medido tomando como centro la salida de gases.
INDICES DE PELIGROSOS •
CLASIFICACIÓN
DE
LUGARES
Los siguientes serán los parámetros a tener en cuenta en la calificación de un lugar como presentando riesgo de explosión. Los valores numéricos asociados a estos conceptos se deberán
obtener de las normas especificas.
INDICES DE PELIGROSOS •
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CLASIFICACIÓN
DE
LUGARES
Densidad de vapor: Es la relación entre el peso de un determinado volumen de gas de puro y el peso de igual volumen de aire seco.
INDICES DE PELIGROSOS •
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CLASIFICACIÓN
DE
LUGARES
Limites de inflamabilidad: Son los valores de concentración de gas respecto al aire, expresados como porcentaje inferior y superior del volumen de la mezcla, entre de los cuales la mezcla inflamable puede encenderse.
INDICES DE PELIGROSOS •
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CLASIFICACIÓN
DE
LUGARES
Puntos de Vaporización: Es la temperatura a la cual se produce el vapor proveniente de un liquido volátil, en calidad tal como para producir en la superficie del liquido de una mezcla del vapor con el aire, de características inflamable.
INDICES DE PELIGROSOS •
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CLASIFICACIÓN
DE
LUGARES
Temperatura de Encendido para Depósitos de Polvo: Es la temperatura mínima a la cual una capa de polvo de 5 mm. de espesor, depositada sobre una superficie caliente abierta, inicia su combustión.
INDICES DE PELIGROSOS •
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CLASIFICACIÓN
DE
LUGARES
Temperatura de Ignición: Es la temperatura mínima a la cual una mezcla de aire con gases, vapores, humos, polvos o fibras, inicia su combustión y la mantiene en forma independiente de la fuente original del calor.
OBSERVACIONES: •
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En caso de existir dentro de la zona un muro continuo se entenderá que todas las áreas definidas anteriormente quedan limitadas por él y las zonas más allá de este muro serán normales. Las canalizaciones que estén bajo la superficie de las zonas definidas como peligrosas se considerarán también en zonas peligrosas y está se extenderá hasta que la canalización emerja sobre le nivel del suelo.
EQUIPOS Y CANALIZACIONES EN LAS ZONAS PELIGROSAS •
Todo equipo que forma parte del surtidor de combustible así como su montaje deberá ser a prueba de explosión.
TIPOS DE EQUIPOS •
Equipo Antideflagante: Equipo o material eléctrico susceptible de inflamar a una atmósfera explosiva contenido en una envoltura capaz de soportar en su interior la explosión de una mezcla gaseosa combustible y que al mismo tiempo impide que dicha explosión se propague a la atmósfera circundante. Su temperatura exterior de funcionamiento debe ser tal que no alcance el punto de inflamación de la mezcla explosiva que los rodea.
TIPOS DE EQUIPOS •
Equipo de Seguridad Aumentada: Son equipos en los cuales el riesgo de inflamación del material combustible se evita impidiendo la producción de chispas o calentamientos excesivos por medio de una alta calidad constructiva, con un índice de protección mínimo de IP547.
TIPOS DE EQUIPOS •
Equipo de Seguridad Intrínseca: Equipos que se limitan las tensiones y corrientes de funcionamiento a valores suficientemente bajos como para producir chispas de muy baja energía. Esta clasificación es aplicable generalmente a equipos electrónicos.
TIPOS DE EQUIPOS •
Equipo Estanco: Equipos en que se impide la entrada a su interior de mezclas explosivas sumergiéndolos en aceite o sometiéndolos a una presión interna.
TIPOS DE EQUIPOS •
Equipo no Propagantes: Equipos en que se impide la propagación de la inflamación en su interior mediante un relleno con material pulverulento no explosivo, generalmente sílice.
EQUIPOS Y PELIGROSAS •
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EN LAS ZONAS
Las canalizaciones que se instalen dentro de las zonas peligrosas, sólo podrán hacerse en tuberías metálicas galvanizadas de pared gruesa. Todas las uniones o acoplamientos entre tuberías y entre tuberías y cajas o accesorios serán roscadas, debiendo asegurarse que el acoplamiento tendrá un mínimo de cinco hilos.
EQUIPOS Y
EN LAS ZONAS
PELIGROSAS •
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Las cajas de unión o derivación deberán ser a prueba de explosión. No se permiten cámaras pertenecientes a canalizaciones subterráneas que queden dentro de las zonas peligrosas. En cada tubería que entre o salga de las zonas peligrosas, se deberán colocar sellos que consisten en piezas de cierre hermético, cuya finalidad es impedir el paso de gases, o llamas, a través de la tubería, desde zonas peligrosas hacia la zona normal.
EQUIPOS Y CANALIZACIONES EN LAS ZONAS PELIGROSAS •
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Los sellos se colocaran a una distancia no superior a 0,50 m. medidos desde el limite de la zona peligrosa. El sello irá relleno con un compuesto de sellado que debe ser resistente a la acción de los combustibles y aceites que se manipulen en ele recinto, tanto en forma liquida como de vapores; su temperatura de fusión debe ser superior a 90ºC.
EQUIPOS Y CANALIZACIONES EN LAS ZONAS PELIGROSAS •
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Los conductores que se utilicen en las instalaciones eléctricas deberán tener aislaciones resistente a la acción de los combustibles y aceites que se manipulen en el recinto en forma liquida o como vapores. Observación:
para los materiales que se utilicen para aislar uniones y derivaciones deberán tener aislaciones resistente a la acción de los combustibles y aceites.
EQUIPOS Y CANALIZACIONES EN LAS ZONAS PELIGROSAS •
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Esta prohibido el cruce de líneas aéreas desnudas de cualquier tensión sobre las zonas peligrosas. Las canalizaciones subterráneas deberán cumplir las disposiciones para zonas de transito de vehículos.
EQUIPOS Y CANALIZACIONES EN LAS ZONAS PELIGROSAS •
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Las luminarias de alumbrado fijo ubicadas sobres las calzadas de circulación se montarán a una altura no inferior de 4,0 metros. Podrán instalarse a alturas inferiores, pero en ningún caso dentro de la zona peligrosa, siempre que se trate de equipos cerrados y con pantalla de modo que en caso de falla ninguna chispa o particular caliente pueda alcanzar la zona peligrosa.
EQUIPOS Y CANALIZACIONES EN LAS ZONAS PELIGROSAS •
Podrán llevarse en un único ducto los conductores de alimentación a los motores de los surtidores y a las luminarias de una isla; en todo caso estas alimentaciones deberán ser eléctricamente independientes.
PROTECCIONES Y COMANDO DE CIRCUITOS Y EQUIPOS •
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Los tableros, protecciones, interruptores y otros dispositivos de comando deberán preferentemente quedar fuera de las zonas peligrosas, de no ser posible deberán ser a prueba de explosión. La alimentación de los equipos pertenecientes a una isla se hará a través de disyuntores u otras protecciones que corten todos los conductores, incluso el neutro.
PROTECCIONES Y COMANDO DE CIRCUITOS Y EQUIPOS •
Los equipos instalados dentro de las zonas peligrosas deberán protegerse también mediante protectores diferenciales.
CRITERIOS Y METODOLOGIA INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN ESTACIONES DE SERVICIO EMPRESAS DISTRIBUIDORAS DE COMBUSTIBLE
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CANALIZACIONES Todos los ductos que entre y salgan a zonas peligrosas deberán llevar sello tanto a la entrada como a la salida, el cual no debe quedar a más de 50 centímetros medidos desde el limite de la zona peligrosa (salvo los ductos subterráneos en que el sello se ubica al emerger el ducto a la superficie o al interior de las cámaras eléctricas). Todos los sellos deberán quedar registrables. La finalidad de usar sellos es impedir el paso de gases, o llamas, a través de la tubería, desde la zona peligrosa hacia la zona normal.
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CANALIZACIONES El sello irá relleno con un compuesto de sellado (cemento chico) que debe ser resistente a la acción de los combustibles y aceites que se manipulan en el recinto, tanto en forma liquida como de vapores y su temperatura de fusión debe ser mayor a 90ºC. En zonas peligrosas los ductos solo podrán ser del tipo ANSI C80.1 . En la zona norte del país las cañerías galvanizadas deberán ir forradas en aspillera y recubiertas con Igol.
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CANALIZACIONES Las tuberías de pared gruesa deben fijarse a las cajas o gabinetes a los cuales entren mediante boquilla y contratuercas. No se permite la presencia de cámaras en zonas peligrosas. Solo podrán agruparse los conductores de señales débiles en un mismo ducto. Los ductos que pasen sobre los estanques o a menos de 1 metro de éstos, o sobre las ventilaciones de estanques, deberán confinarse en un dado de hormigón de 30x30 centímetros.
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CANALIZACIONES En zonas de transito de vehículos los ductos deberán ir enterrados a no menos de 80 centímetros del NPT, y en zonas de jardines a no más de 45 centímetros, siempre sobre camas de arena. El tendido de ductos subterráneos será ordenado evitando que queden montados unos sobre otros. Paralelismo: entre líneas eléctricas subterráneas y redes de gas, agua potable, alcantarillado. Todos los ductos deben ser continuo entre caja y caja o entre artefactos y artefactos.
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CANALIZACIONES Las coplas de unión deberán ser roscadas con un mínimo de 5 hilos y deberán quedar protegidas con Igol o lubricante STL. Todos los tramos de canalizaciones a la vista deberán ir en conduit galvanizado.
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TABLEROS
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Todos los tableros deberán ir pintados de color gris.
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Todos los tableros deberán ir fuera de las zonas peligrosa y si por algún motivo no se debiera dejar en ella, estos deberán ser a prueba de explosión.
CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES PELIGROSOS •
La NEC agrupa a los materiales peligrosos en tres grandes clases:
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Clase I ( gases y vapores combustibles)
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Clase II ( polvos combustibles)
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Clase III ( fibras combustibles)
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Por otra parte, estos mismo materiales combustibles, en función de su grado de peligrosidad, los ordena en forma ascendente en los grupos A, B, C, D, E, F y G. Dependiendo como los materiales se encuentren presente en el medio ambiente, cada una de las clases señaladas anteriormente se han separado en dos divisiones.
Clase I, División 1 •
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Son áreas en las cuales: a.- Existen en forma continua, periódica e intermitente, concentraciones peligrosas de gases o vapores inflamables. b.- Pueden existir frecuentemente concentraciones de gases inflamables, debido a operaciones de mantención o filtraciones del equipo. c.- Pueden producirse concentraciones peligrosas de gases inflamables por falla de el equipo o en el proceso y estas fallas pueden ser acompañadas del equipo eléctrico.
Observación:
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Esta clasificación incluye normalmente zonas donde se trasvasijan líquidos volátiles o inflamables, áreas donde existen estanques abiertos con líquidos volátiles inflamables, salas de secado y compartimientos para evaporación de solventes inflamables en recipientes abiertos o fácilmente rompibles y en todas áreas en donde puedan producirse condiciones similares a las descritas.
Clase I, División 2 •
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Son áreas en las cuales: a.- Se manejan, procesan o utilizan líquidos volátiles o gases inflamables, pero en los cuales estos estan normalmente en recipientes o sistemas cerrados de los cuales solo pueden escapar en caso de ruptura accidental de dichos recipientes o sistemas, o en caso de operación incorrecta del equipo. b.- Se impide la concentración peligrosa de gases o vapores inflamables mediante ventilación forzada, pero pueden producirse estas concentraciones por falla del equipo de ventilación.
Clase I, División 2 c.- Pueden producirse ocasionalmente concentraciones peligrosas de gases o vapores inflamables por encontrarse vecinas áreas clase I, División 1, a menos que esto se evite mediante una ventilación adecuada y se tome medidas de seguridad efectivas que prevengan las posibles fallas del sistema de ventilación. • •
Observación: Para este caso Nec indica que la autoridad competente determinará en cada caso cuando un área determinada puede llegar a ser peligrosa, en función de la cantidad de material peligroso que pueda liberarse en caso de falla.
Clase II, División 1 •
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Son áreas en las cuales: a.- Existen en forma continua, periódica o intermitente, en condiciones normales de operación, polvo combustible en suspensión en cantidades suficientemente como para producir una mezcla explosiva con el aire. b.- Una falla mecánica o una operación anormal del equipo pueden ser origen de estas mezclas explosivas y simultáneamente una falla en el equipo eléctrico, operación de las protecciones u otras causa similar puedan provocar la ignición de esta mezcla.
Clase II, División 1 •
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c.- Existan polvos combustibles eléctricamente conductores. Observación: En esta clasificación se incluyen normalmente se incluyen áreas en donde se manipulen o almacenen granos (cereales), molinos, pulverizadores, mezcladores, transportadores, embaladores de grano, plantas de pulverizado de carbón, áreas de trabajo en donde se manipulan, almacenan o envasan polvos metálicos, todos esos en cantidades suficientemente como para producir mezclas peligrosas.
Clase II, División 2 •
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áreas en las cuales no existen polvos combustibles en suspensión en proporción que resulte peligrosa, por: Son
a.- Se produzcan acumulaciones o depósitos de estos polvos combustibles sobre el equipo eléctrico de modo que impidan la disipación de calor en él. b.- Las mencionadas acumulaciones de polvo sobre e en la vecindad del equipo eléctrico pueden arder a causa de chispa, arcos o material incandescente, proveniente del equipo. equipo.
Clase III, División 1
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Son áreas en las cuales se manipulan, procesan o usan fibras fácilmente combustible o materiales que produzcan pelusas combustibles.
Clase III, División 2 •
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Son áreas en las cuales se manipulan o manipulan fibras fácilmente combustibles. Se consideran dentro de la clase III algunas zonas dentro de molinos de algodón, rayón y otras fibras textiles similares, fábricas de vestuario, plantas elaboradas de madera y establecimientos similares. Entre las fibras fácilmente combustibles se consideran el rayón, algodón, sisal, yute, cáñamo, fibra de cacao, estopa, virutas de rellenos y otros materiales similares.
SISTEMA DE EMERGENCIA •
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ASPECTO GENERALES La dependencia casi total de las actividades industriales, educacionales, recreativas, asistenciales, domésticas y otras, respecto de la energía, hace necesario contar con fuentes de alimentación alternativas a la red de servicio público, frente a la eventualidad que ésta falle.
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La normalización nacional establece las situaciones en que la presencia de estas fuentes, designadas como Sistemas de emergencia, es obligatoria por razones para las personas que ocupan transitoriamente o habitan los recintos considerados. Mas allá de las exigencias de norma, determinadas consideraciones económicas pueden hacer recomendable mantener sin interrupción alguna actividad específica, allí también son aplicables los sistemas de emergencia en alguna de sus formas constructivas.
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La norma clasifica los sistemas de emergencia desde el punto de vista de las necesidades de continuidad de servicio en los siguientes grupos: Grupo 1: Los conectados no toleran interrupciones superiores a 0.2 segundos y variaciones de frecuencia no superiores a 0.25 Hz. Ejemplos de esto indica la norma que son aquellos equipos de hospitales que estén cumpliendo una función biológica suplementaria o monitoreo de funciones vitales. Estos equipos se encontrarán en pabellones de cirugía cardiovascular, cirugía de transplantes de órganos, computadores de apoyo, etc.
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Grupo 2: Consumos que toleran interrupciones de hasta 15 segundos. Para hospitales la norma pone como ejemplo aquellos equipos cuya finalidad es asegurar la continuidad de una terapia, diagnostico o control del enfermo y entre ellos se encontrarían las unidades coronarias, salas de post operado, UTI, unidades renales, luces de emergencia, plantas telefónicas y sistemas de comunicación.
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Grupo 3: Consumos que toleran hasta 15 minutos de interrupción. Para hospitales la norma indica como pertenecientes a este grupo aquellos equipos o servicios imprescindibles para el funcionamiento del hospital pero cuya actividad no afecta directamente a los enfermos; entre estos se encuentran los bancos de sangre, esterilización, sistemas de extracción de aire en pabellones y salas de parto, ascensores de camillas, sistemas de distribución de agua potable, etc.
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fácil apreciar que los avances tecnológicos ocurridos desde la dictación de la norma hasta la fecha y la falta de adecuación de esta a aquellos ha hecho que en muchos casos las necesidades de los equipos hayan superado las previsiones establecidas; así por ejemplo los computadores y los equipos operados por microprocesadores no podrían encajar en ninguno de los tres grupos reseñados pues prácticamente no toleran interrupciones de la alimentación. Es
FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS DE EMERGENCIA •
Para cumplir las condiciones establecidas en ella, la citada norma menciona como fuentes de alimentación de los sistemas de emergencia a las centrales de baterías de acumuladores, los grupos motor generador y las unidades auto energizadas, que consisten en un equipo con una batería incorporado.
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Las Unidades de Suministro Interrumpido, mas conocidas como UPS por la sigla de su designación inglesa (Uninterrupted Power Suppli) las que, dependiendo de su tamaño y capacidad podrían clasificarse como sistema de batería central o unidades auto energizadas, pero que en rigor difieren de estos conceptos porque incorporan un convertidor electrónico que transforma la tensión continua de las baterías en una tensión alterna de iguales características que las nominales del sistema normal.
SISTEMAS DE EMERGENCIA ALIMENTADOS POR GRUPOS MOTOR GENERADOR •
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Clasificación El tipo mas difundido de fuente de alimentación de sistemas de emergencia, por su versatilidad, flexibilidad, amplísimo rango de capacidades y autonomía de operación es el grupo motor generador, ampliamente conocido como Grupo Electrógeno.
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Básicamente esta compuesto por un motor de combustión interna acoplado mecánicamente a un alternador; atendido a sus diversas características estos grupos pueden clasificarse como sigue:
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Según el combustible usado por el motor
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-Bencineros,
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-Petroleros
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-de Gas,
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Según el sistema de refrigeración del motor
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-Refrigerados por aire,
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-Refrigerados por agua,
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Según sistema de partida
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-Partida Eléctrica (manual o automática)
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-Partida por aire comprimido (manual o automática)
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Según sistema de transferencia
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-Transferencia manual,
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-Transferencia automática.
SELECCIÓN DE UN GRUPO •
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Para seleccionar un grupo se debe tener en cuenta diversos factores tanto con las condiciones de funcionamiento del motor como de las cargas que van a servir. Entre los factores que dicen relación con el funcionamiento del motor están el tipo de combustible que resulte más conveniente de utilizar y el sistema de refrigeración que este dotado el motor.
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Las variables a considerar desde el punto de vista eléctrico son las siguientes: Potencia Este es el parámetro principal el cual define un grupo electrógeno. La potencia expresada en KW debe ser igual o mayor a la potencia activa que demande la instalación eléctrica que el grupo va alimentar. Esta potencia es la que el grupo puede entregar permanentemente.
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Además es importante mencionar que los grupos ofrecen entregar una potencia por el lapso de una hora, la cual es un 20% adicional a la potencia permanente que entrega el grupo. Esta solo es utilizable por una hora y en caso de ser requerida esta potencia por lapsos sucesivos, el grupo debe tener un descanso mínimo de una hora.
FACTOR DE POTENCIA EN LA CARGA
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Por norma los grupos se especifican para trabajar con carga a un factor de potencia de 0,8 inductivo, a modo de ejemplo, si consideramos un grupo de 100 KVA, este estará destinado a servir una potencia activa de 80 KW.
Grupo Electrógeno Encapsulado
Grupo Electrógeno Estacionario
