Fundamentos de la Energía Eléctrica y Componentes Clave en Instalaciones Industriales

Energía Eléctrica: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones

La energía eléctrica es la capacidad de realizar trabajo a partir de dos parámetros clave: la tensión y la corriente.

Niveles de Tensión en Sistemas Eléctricos

Los sistemas eléctricos pueden trabajar con distintos niveles de tensión:

• Baja Tensión: Por debajo de 1 kV.
• Media Tensión: Entre 1 kV y 50 kV.
• Alta Tensión: Entre 50 kV y 200 kV.
• Extra Alta Tensión: Superior a 200 kV.

Sistemas Eléctricos en Baja Tensión

Dentro de la baja tensión, encontramos diferentes configuraciones de circuitos:

Circuitos Simples Monofásicos

Se utilizan para consumidores de muy poca potencia.

Circuitos de Media Complejidad

Se caracterizan por tener circuitos trifásicos y monofásicos.

Circuitos Complejos

Son circuitos que consumen hasta 2500 A.

Parámetros Eléctricos Clave

Para comprender el funcionamiento de los sistemas eléctricos, es fundamental conocer los siguientes parámetros:

Tensión de Línea

Es la diferencia de tensión entre dos fases o puntos de una línea polifásica.

Tensión de Fase

Es la diferencia de tensión entre una fase y el centro estrella de un sistema polifásico.

Corriente de Línea

Es aquella que circula por una de las líneas que constituye la fase del sistema.

Corriente de Fase

Es la corriente que circula por la fase o carga del sistema.

En sistemas trifásicos, las conexiones pueden ser:

• Conexión Estrella (λ): Corrientes iguales, tensiones diferentes.
• Conexión Triángulo (Δ): Tensiones iguales, corrientes diferentes.

Sistemas de Distribución Eléctrica

La distribución de energía a través de un sistema trifásico toma distintas características según el nivel de tensión con el que se realiza.

Tipos de Esquemas de Distribución

Sistema de Distribución TN

Los esquemas TN tienen un punto de la alimentación conectado directamente a tierra y las masas de la instalación conectadas a dicho punto mediante un conductor de protección.

Sistema de Distribución TT

El esquema TT tiene un punto de la alimentación, generalmente el neutro, conectado directamente a tierra. Las masas están conectadas a un sistema de tierra totalmente aislado del sistema de alimentación.

Sistema de Distribución IT

El esquema IT no tiene ningún punto de alimentación conectado directamente a tierra. Las masas se encuentran conectadas a tierra a través de un sistema impedante.

Instalaciones Eléctricas Industriales: Componentes y Configuración

El suministro eléctrico a las industrias puede brindarse a través de dos niveles de tensión: baja y media tensión. Esto depende de la potencia eléctrica requerida y la disponibilidad de potencia en el lugar.

Configuración de una Alimentación de Baja Tensión

El nivel de tensión suministrado en baja tensión es de 380 V/50 Hz, que corresponde a los niveles aceptables por todos los equipos instalados. En este caso, no se utilizan transformadores.

Componentes Clave en Instalaciones Industriales

Seccionadores

Un seccionador monofásico o trifásico es un elemento capaz de abrir un circuito eléctrico sin carga. Significa que ofrece la posibilidad de tener una apertura visible del circuito, pero su operación debe realizarse sin la circulación de corriente.

Importancia del Seccionador

Para poder cumplir con las reglas de oro del trabajo eléctrico seguro, la norma vigente exige una apertura visible del circuito para poder seccionarlo. Por eso, todos los circuitos de maniobra deben llevar seccionadores.

Interruptores

Un interruptor es un dispositivo mecánico preparado para interrumpir un circuito eléctrico en condiciones de cortocircuito. En estas condiciones, abrir el circuito significa que se debe disponer de un sistema de interrupción de arco eléctrico por medio de alguno de los siguientes elementos:

• Soplado de arco por aire comprimido.
• Soplado magnético.
• Interruptores en baño de aceite.
• Interruptor con hexafluoruro de azufre (SF6).

Funciones del Interruptor

No genera una apertura visible de los contactos, ya que los mismos están encapsulados o encerrados y, a la vez, sumergidos en líquidos o gases aislantes. Su principal función es abrir circuitos con cargas y en cortocircuito.

Fusibles

Un fusible es un elemento que protege contra cortocircuitos a través de un elemento conductor calibrado para un determinado valor de corriente. La primera función de un fusible es proteger los cables y conductores de un circuito, los motores y aparatos de maniobra, contra los efectos de los cortocircuitos.

Contactores

Un contactor es un aparato de maniobra que permite el arranque directo de motores asincrónicos trifásicos, soportando corrientes de arranque superiores a la nominal.