INSTALACION PLANTA ELECTRICA 22KW A GAS

Instalación de planta eléctrica residencial a gas.

La intención es de suministrar al usuario información básica a la hora de comprender lo que conlleva la instalación de una planta eléctrica.

En cuanto a la elección de la capacidad de la planta eléctrica, es preferible hacer un estudio de carga y un levantamiento de información de la carga conectada a respaldar, de ello se comenta algunas recomendaciones el el artículo anterior de este blog.

Definiciones.

Acometida. Conjunto de conductores y equipos utilizados para la conexión entre la red eléctrica de distribución y el punto de suministro al usuario

Alimentador. Circuito conformado por los conductores que alimentan una carga. Parte desde el punto de suministro, o de un tablero principal, o de un sistema de distribución o de una transferencia (incluyendo transferencia automática) o de un grupo electrógeno. Y llega a la carga, esta puede ser un tablero de iluminación, o un tablero de fuerza, o una máquina o artefacto o equipo especial

Transferencia automática (ATS del ingles, automatic transfer switch). Es el dispositivo de conmutación o de “suicheo” que permite seleccionar el origen de la fuente de energía que va a la carga (tablero principal del inmueble). El ATS, cuenta con una tarjeta controlada por microprocesador (cerebro electrónico) que le permite tomar decisiones ante el estado de servicio normal de energía, apagón, y retorno del servicio normal. Pero también tiene la posibilidad de ser operado manualmente. En modo automático, el usuario no tiene que hacer nada: si se produce un black-out, en cuestión de 5 segundos aproximadamente (tiempo de encendido, estabilización de tensión y conmutación) e usuario tendrá energía en su inmueble, proveniente del grupo electrógeno. En el momento que se restituye el servicio eléctrico publico, el ATS evalúa la estabilidad del voltaje, pasado un tiempo de supervisión (pocos segundos) conmuta la entrada de energía desde la red pública. Pasados pocos minutos apaga el motor a combustión, lista para atender otra falla...

Punto de suministro. Generalmente es el el gabinete exterior (instalado en poste, en machón o en pared externa del inmueble unifamiliar o local comercial) o interior (instalado en cuarto de medidores del inmueble multifamiliar o comercial) conocido como módulo de medición y protección, o sencillamente llamado medidor. En el punto de suministro se dividen las responsabilidades o competencias sobre el mantenimiento y aparatos contentivos, entre la compañía de suministro eléctrico (para Venezuela Corpoelec) y el suscriptor o usuario del servicio. Por ejemplo, el medidor y cortacorriente (seccionador porta fusibles) son propiedad y responsabilidad de la compañía eléctrica, y su acceso está delimitado por un candado o cerradura cuya llave maestra es de dicha compañía. Por su parte el interruptor termo-magnético o “breaker” de donde parte el alimentador que llega al tablero del inmueble es responsabilidad del suscriptor, le compete su mantenimiento y manipulación. En caso de requerir cortar la energía al tablero del inmueble, puede interrumpir o desconectar a través del mencionado interruptor. Ese espacio o división del módulo de medición le da la opción de colocar un candado de su propiedad (usuario). Es el medio de desconexión y protección accesible al usuario.

Grupo electrógeno. También llamado planta eléctrica, moto-generador o simplemente generador o planta. Es la máquina de conversión de energía mecánica a través de un motor diésel o a gas o a gasolina que está acoplado a un alternador (corriente alterna) o dinamo (corriente continua). El cual se usa como sistema de energía de emergencia, respaldo o fuente primaria de energía eléctrica. En corriente alterna los hay:

• Monofásico 2 hilos: fase + neutro. Voltaje 120V
• Monofásico 3 hilos: 2 fases + neutro. Voltaje 240/120V o 220/110V
• Trifásico 3 hilos: 3 fases. Voltajes entre fases, 240V o 220V o 480V (casos poco frecuentes)
• Trifásico 4 hilos: 3 fases + neutro. Voltajes entre fases y entre fases y neutro, 208/120V o 480/277V o 380/220V

Tanque de combustible. Es el recipiente que contiene el combustible hidrocarburo que alimenta al motor a combustión que arrastra al alternador. Puede venir un tanque incorporado en el grupo electrógeno, pero también se puede adicionar uno, esto es típico en combustible líquido. A gas el recipiente es una bombona.

Losa de apoyo. Es una losa maciza de concreto donde descansa el grupo electrógeno, calculada para absorber vibraciones. También se requiere una para el apoyo del tanque, mas específicamente la bombona de gas o cilindro de combustible líquido. Los tanques para combustible líquido pueden venir con patas, para tales efectos se requerirá de morteros de apoyo según sea el tipo de terreno.

Canalización eléctrica. Es la instalación de los conductores alimentadores o circuitos ramales inherentes al conexionado y correcto funcionamiento del grupo electrógeno o la implementación de respaldo de energía. Los calibres de los conductores se estiman sobre la capacidad de corriente a conducir y el diámetro de la tubería o ductos eléctricos se estima según el calibre y cantidad de conductores, así como el medio a través del cual se instala dicha tubería, hierro galvanizado pesado (conduit galvanizado) hierro galvanizado liviano (EMT), PVC pesado (en Venezuela aplicable a canalización subterránea o embutida en pared). Estas estimaciones se soportan con cálculos de ingeniería y la norma local (Fondonorma 200:2009)

Modo normal. Término aplicable a la operación o estatus de conmutación de la transferencia, en este caso recibe energía de la red pública de energía y la entrega a a carga.

Modo emergencia. Término aplicable a la operación o estatus de conmutación de la transferencia, en este caso recibe energía del grupo electrógeno y la entrega a a carga.

PLANTA ELÉCTRICA INSTALADA...

A continuación se muestra un grupo electrógeno de la marca GENERAC GUARDIAN SERIES, de uso residencial/comercial instalado en un inmueble unifamiliar. El grupo electrógeno es de 22kw, es monofásico a 3 hilos (2F + N) y trabaja con gas propano. El equipo incluye una transferencia automática. De manera muy general se explica la instalación a manera referencial. Es mandatario que la ejecución de la instalación y su planificación sea desarrollado dentro del ejercicio de la ingeniería y practicas tecnológicas del área de acuerdo a las normas locales.

ADECUACIÓN EN EL PUNTO DE SUMINISTRO.

El alimentador que sale del medidor se intercepta, por empalme de terminales tubulares a compresión, con juego de conductores que se conectan a la entrada “normal” del ATS, por lo general los terminales van identificados con la letra “N”. De la salida del ATS, bornes identificados con la letra “L” (load o carga en inglés) parten conductores que se conectan a la entrada del interruptor (breaker lado suscriptor). Y de los bornes del ATS identificados con la letra “E” (emergency) parten los conductores que se conectan con el alternador del grupo electrógeno. Todas estas conexiones van en el orden de correspondencia L1, L2 y neutro (monofásico 3 hilos). Todos los conductores fueron canalizados por tubería metálica liviana (EMT) de acuerdo a la norma local (FONDONORMA 200:2009).

UBICACIÓN GRUPO ELECTRÓGENO.

La maquina es insonorizada, el fabricante especifica las distancias de los retiros a paredes cercanas y las dimensiones de la losa de apoyo. La máquina está diseñada para operar a la intemperie, su carcasa insonorizada es de aluminio y pintura epóxica. Antes de colocar la losa de apoyo, se deben instalar la canalización subterránea contemplando lo que establece la norma local en cuanto a bancadas subterráneas (diámetro y material de la tubería, así como profundidad de excavación y mortero de protección. Lo mismo aplica para la canalización de la línea de gas propano. La llegada de la canalización eléctrica a la carcasa de la máquina, ha de ser flexible y hermética (tipo liguid-tight).

UBICACIÓN DE CILINDRO DE GAS.

Como suele llamarse en Venezuela, el cilindro de gas propano o “bombona” se debe apoyar sobre losa de concreto, con retiros o distancias respecto a la máquina así como ventilación, especificado en los manuales del equipos y compatibles con la norma local aplicable en este caso. Para que la compañía de suministro de gas inspeccione y apruebe la instalación incluyendo chequeo de posibles fugas y certifique la instalación. Es importante considerar la trampa de agua y el tramo flexible de la línea de gas.

PUESTA EN MARCHA.

La puesta en marcha del equipo, debe seguir los lineamientos del fabricante del producto y ser acordes con las normas aplicables locales. Incluyendo la secuencia de arranque e inspección previa de la instalación por personal calificado. Esto garantiza el correcto funcionamiento de la máquina y la satisfacción del usuario, contando con un equipo garantizado por el fabricante y una instalación confiable segura y robusta dentro las normas eléctricas, mecánicas y civiles de la localidad o región.

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Eligiendo su planta eléctrica.

La falla tipo black-out, por largos períodos de tiempo requiere de sistemas superiores a UPS o inversores cuando se trata de respaldar energía lo suficientemente potente para mantener a la nevera, congelador, bomba de agua, etc, en fin cargas de artefactos eléctricos que determinan su sobre-vivencia en la jungla urbana, aquí ya estamos hablando de un grupo electrógeno o planta eléctrica o moto-generador o sencillamente generador.
Por su parte la inestabilidad del parámetro voltaje, no es del todo remediable con protectores de voltaje, ya que estos "protegen" mediante la desconexión, es decir cuando hay energía, y viene con sobre voltaje o muy bajo voltaje el protector desconecta al artefacto o electrodoméstico. La filosofía del protector es: preferible desconectado que dañado. Si lo vemos en términos de conservación de alimentos... también se requiere una fuente alterna de energía que soporte la carga y por mas tiempo, esto es un generador.
Por aquello de solventar el problema de los apagones, y para que no hagan de usted "pesca en río revuelto", he aquí una información sencilla sobre plantas eléctricas.

Al igual que un automóvil, el grupo electrógeno o planta eléctrica para el hogar o el negocio, es una máquina que demanda mantenimiento y consumibles, por tanto no se elige a la ligera. Se debe prever los costos inherentes a su mantenimiento preventivo.

Al elegir un automóvil, se piensa en confiabilidad, robustez, respaldo post-venta, estética, y que cumpla con los requerimientos de su uso: familiar, trabajo o negocio. Igual es con la planta eléctrica pero se consideran aspectos técnicos menos triviales.

Potencia del equipo.
Lo ideal es hacer un perfil de carga en kW y kVA, para estimar el consumo promedio, demanda máxima y picos de arranque skVA para estimar la capacidad del grupo electrógeno a comprar, cotejar el Nº de fases, y combustible mas seguro y de fiable suministro.

Las cargas más críticas son los motores, estos en su arranque demandan una fuerte corriente de para vencer la inercia (pico de arranque o inrush) creando eléctricamente un disparo de corriente en devanados de excitación e inducido del alternador cuyo efecto es destructivo y mecánicamente como una especie de frenado abrupto de la máquina, equivalente a sacar el pedal del embrague de un auto bruscamente, el grupo electrógeno puede "botar la carga" o simplemente "dispararse por sobrecarga" apagado del sistema.  Así mismo los artefactos electrónicos de alto consumo, como por ejemplo hornos microondas, calentadores de agua controlados por thiristores (thermotronic o similares) perturban la forma de onda de la corriente alterna (distorsión armónica) generando eléctricamente sobrecarga en las protecciones de la máquina por calor excesivo de los devanados y mecánicamente vibraciones anormales en el eje del motor.

Las cargas críticas son contrarrestadas aumentando la capacidad del grupo electrógeno, que a su vez aumenta el costo de adquisición, consumibles y servicio de mantenimiento (no es igual hacerle servicio a auto con motor 1.0cc 4 cilindros que uno con motor 8 cilindros).

Tampoco se puede exagerar en el dimensionamiento de una planta eléctrica, por ejemplo, adquirir una de 50kW cuando la carga a respaldar está por los 5kW, esto creará daños en el motor que arrastra al generador (el motor de combustión que mueve al generador). Esto sería equivalente a que usted encienda su vehículo y estando estacionado, en neutro, lo acelere por 8 horas continuas a 1800RPM, pregúntele a su mecánico por que no es recomendable hacer eso... La carga promedio debe ser superior al 50% e inferior del 80% de la capacidad nominal de la planta. Los motores a combustión deben trabajar bajo carga: ni en vacío, ni sobrecargados.

En el hogar, las cargas críticas para una planta eléctrica son: nevera, lavadora, aire acondicionado, horno microondas, cocina eléctrica, bomba del hidroneumático, (otra que contenga motores eléctricos potentes, de esas cargas que hacen parpadear las luces cuando se activan). Si estas algunas de estas cargas críticas son imprescindibles incluso durante un apagón, se dimensiona en base a ellas pero recomendando su arranque secuencial (que no coincidan las corrientes de arranque).

En el local comercial de su negocio, se dimensiona partiendo del perfil de carga en kW que demande el schedule de producción. Acá es mas preciso evaluar el perfil de carga que diagrama un equipo analizador de carga (power analizer). Esto es equivalente al estudio del "electrocardiograma" del comportamiento del consumo eléctrico de su local o negocio.

El tipo de sistema de alimentación de su acometida o alimentador del circuito a respaldar, sea trifásico, a dos fases o monofásico, así como el tipo de combustible a usar, es decisivo para elegir su planta. El sistema de alimentación y el nivel de voltaje debe coincidir con el sistema eléctrico a respaldar.

Sistema de alimentación.
En los sistemas de alimentación, los arreglos normalizados en Venezuela en cuanto a polos y niveles de voltaje se dan como sigue:

• Trifásico (4 hilos): 3 fases + neutro, 208V fase-fase, 120V fase-neutro
• Monofásico (3 hilos): 2 fases + neutro, 240V fase-fase, 120V fase-neutro
• Monofásico (2 hilos): fase + neutro, 120V fase-neutro

Combustible y escape de gases.
Debe ser seguro, o manipulable dentro de niveles de seguridad al alcance del usuario. Por ejemplo, la gasolina o el gas son muy volátiles y deben considerarse pautas especiales para su manipulación y almacenamiento.
El gasoil es menos volátil, pero mas contaminante. Debe tomarse en cuenta, el área a donde será expelidos los gases de la combustión, por contaminación y por fuente de calor, de acuerdo a la norma local que aplique y a sus necesidades.

Ruido.
Existen planta insonorizadas, de las cuales algunas marcas han logrado mitigar el nivel de ruido muy por debajo de los 60db. Pero el silencio absoluto no existe. Si el equipo ha de ser instalado indoor, es decir dentro de un ambiente a puerta cerrada, deben considerarse los requerimientos mínimos exigidos por el fabricante y la norma local que aplique, en cuanto al área de servicio y disipación de calor.

Área de instalación.
Existe lo que se conoce como área de servicio de la planta, del tanque de combustible y de retiro entre ellos, esto es el área individualmente, de la huella del grupo electrógeno, del tanque y el equipo de transferencia, sumada a el área perimetral de cada uno, según datos del fabricante y las normas locales (Código Eléctrico Nacional, Fondonorma200:2009).

Recuerde, la inversión en una planta, es decisión tomada, similar a la de comprar un automóvil, una planta electrica no es es un artefacto o electrodoméstico "libre de mantenimiento" así como el automóvil es una máquina de transporte de personas o y bienes inseparable a costos por consumibles y servicio de mantenimiento; el grupo electrógeno es una máquina de conversión de energía, confiable, duradera y segura, inseparable también de costos por consumibles y servicio de mantenimiento.