manual de ingenieria de diseÑo - obras electricas

5/27/2018 MANUAL DE INGENIERIA DE DISE O - OBRAS ELECTRICAS

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PDVSA N TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 4I

PDVSA, 1983

PARA APROBACION

Eliecer Jimnez Alejandro NewskiJUL.93 JUL.93

ESPECIFICACION DE INGENIERIA

JUL.93

FEB.94 L.T.1

0

MODIFICADO PARRAFO 4.4.4 269

268

E.J. A.N.

L.T.

MANUAL DE INGENIERIA DE DISEO

ESPECIALISTAS

N201 OBRAS ELECTRICAS
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OBRAS ELECTRICAS JUL.930

PDVSA N201

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Indice

1 ALCANCE DE LAS OBRAS ELECTRICAS 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 NORMAS Y REFERENCIAS 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 DISEO DEL SISTEMA DE POTENCIA 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.1 Contenido 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3 Documentacin 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.4 Disposicin y Proteccin del Sistema de Potencia Alimentacin y

Reaceleracin de Motores 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.5 Capacidad de los Componentes y Seleccin de las Impedancias 26. . . . . .3.6 Seleccin del Tipo de Componente 31. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.7 Circuitos de Control 34. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.8 Potencia para Paradas Programadas 38. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.9 Medicin 39. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.10 Alarmas 40. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.11 Suministro para Soldadura 43. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.12 Tomacorrientes de Uso General 43. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 CLASIFICACION DE AREAS 45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1 Documentacin 45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2 Definiciones 45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3 Clasificacin de Areas 46. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4 Diseo Elctrico para Areas Clasificadas 49. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 CARACTERISTICAS DEL SISTEMA ELECTRICO 65. . . . . . . . . . . . .

5.1 Caractersticas de Tensin 65. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2 Sistema de Distribucin de la Planta 66. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 ACOMETIDAS 66. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 TRANSFORMADORES DE POTENCIA 66. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1 Contenido 66. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.2 Resumen de Requerimientos Adicionales 66. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3 Documentacin 67. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.4 Definiciones 67. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.5 Diseo de Transformadores de Potencia 68. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7.6 Inspeccin y Ensayos 77. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 TABLEROS DE POTENCIA, CENTROS DE CONTROL DEMOTORES Y DUCTOS DE BARRA 77. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.1 Alcance 77. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.2 Referencias 77. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.3 Documentacin 77. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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.MenPrincipal Indice manual Indice volumen Indice norma

8.4 Definiciones 78. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.5 Aplicabilidad de los Requerimientos de Tableros de Potencia yCentros de Control de Motores 79. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.6 Tablero de Potencia 79. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.7 Centros de Control de Motores 86. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.8 Proteccin y Control de Circuitos de Motores 91. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.9 Calentadores de Espacio y Sistemas de Enfriamiento 95. . . . . . . . . . . . . . . .8.10 Ductos de Barras (13,8 kV), Ductos Metlicos para Cables

(4,16 kV o menor) 96. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.11 Inspeccin y Ensayos 97. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 CONTROL DE SUBESTACIONES CON SECUNDARIO SELECTIVO YCON TRANSFERENCIA AUTOMATICA 98. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9.1 Alcance 98. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9.2 Definiciones 98. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9.3 Diseo 99. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10 PROTECCION DE EQUIPOS ELECTRICOS EN AMBIENTESCONTAMINADOS 131. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1 Contenido 131. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10.2 Condiciones y Tratamientos Protectores 131. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 MOTORES 135. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12 TOMACORRIENTES PARA SOLDADURA 135. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 ILUMINACION 137. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14 CANALIZACIONES 142. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15 METODOS DE CABLEADO 168. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16 CONEXIONES ELECTRICAS DE INSTRUMENTOS 175. . . . . . . . . . . .

17 PUESTA A TIERRA Y PROTECCION CONTRA SOBRETENSION 182

17.1 Contenido 182. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.2 Resumen de Requerimientos Adicionales 182. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.3 Mtodos y Materiales de Puenteado y Conexin a Tierra 182. . . . . . . . . . . . .17.4 Puesta a Tierra del Neutro del Sistema 186. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.5 Conexin a Tierra de Encerramientos 188. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.6 Circuitos de Retorno para la Conexin a Tierra 191. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.7 Proteccin Contra Sobretensiones en Sistemas de Potencia 194. . . . . . . . . .17.8 Proteccin Contrarrayos para Estructuras 196. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.9 Puenteado en Camiones y Carros Cisterna y Estaciones de Carga

(Llenaderos). 198. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.10 Protecciones en Muelles de Carga en Terminales Marinos 200. . . . . . . . . . . .
http://www.intevep.pdv.com/santp/home.htmlhttp://www.intevep.pdv.com/santp/home.htmlhttp://www.intevep.pdv.com/santp/home.htmlhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/indice_mid.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/vol04-1/indice_vol04-1.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/vol04-1/indice_vol04-1.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/indice_mid.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/home.html


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18 RESISTENCIA PARA PUESTA A TIERRA DEL NEUTRO 214. . . . . . .

18.1 Resumen de Requerimientos Adicionales 214. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18.2 Materiales 214. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18.3 Diseo 214. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19 SISTEMA DE POTENCIA DE RESERVA 214. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20 SUMINISTRO DE ENERGIA PARA INSTRUMENTOS 216. . . . . . . . . . .20.1 Contenido 216. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.2 Resumen de Requerimientos Adicionales 216. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.3 Documentacin 217. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.4 Clasificacin de las Cargas 219. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.5 Fuentes de Potencia 220. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20.6 Alimentacin Elctrica a Servicios Esenciales 221. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.7 Alimentacin de Instrumentos en CC. 221. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.8 Alimentacin de Instrumentos en C.A. 223. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.9 Dimensionamiento de Bateras 224. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.10 Alarmas 224. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.11 Equipos 225. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.12 Alimentacin a Cargas No Clasificadas 232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.13 Instalacin 232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.14 Pruebas 232. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21 EDIFICIO PARA LA SUBESTACION ELECTRICA 248. . . . . . . . . . . . . .

21.1 Contenido 248. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.2 Documentacin 248. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.3 Definiciones 248. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.4 Diseo para Interior y con Pasillo 249. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.5 Diseo Normalizado para Exterior 250. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.6 Entradas de Cables y Tuberas 250. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.7 Puertas 251. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.8 Dispositivos de Izamiento 252. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.9 Ubicacin de la Batera para el Control del Tablero de Potencia 252. . . . . . .21.10 Patios de Transformadores 252. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.11 Separaciones Mnimas 253. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21.12 Vapor 254. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.13 Tomacorrientes 254. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21.14 Resistencia a Explosiones 254. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22 CALEFACCION CON CINTAS ELECTRICAS 255. . . . . . . . . . . . . . . . . .

23 SISTEMA DE COMUNICACIONES DE LA PLANTA 256. . . . . . . . . . . .

24 PLACAS DE IDENTIFICACION Y ETIQUETAS 256. . . . . . . . . . . . . . . . .

25 PRUEBAS 257. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25.8 Prueba de Rigidez Dielctrica 258. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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25.9 Prueba del Transformador de Potencia 259. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25.10 Prueba del Tablero de Potencia 259. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25.11 Medicin de la Resistencia de Puesta a Tierra 260. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25.12 Prueba de Carga de Bateras 261. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25.13 Prueba de Alarmas 261. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26 DEFINICIONES 261. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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1 ALCANCE DE LAS OBRAS ELECTRICAS

1.1 Las obras elctricas especificadas en esta gua incluirn equipos y materialespara iluminacin, potencia, puesta a tierra y conexiones para instrumentosalimentados y controlados elctricamente.

1.2 El sistema elctrico se ajustaren lo posible a lo descrito en esta especificacin.

1.3 Los renglones listados a continuacin y descritos en cualquier otro punto en estaespecificacin sern incluidos en el alcance de las obras elctricas:

1.3.1 Tableros de potencia tipo blindado 2300 V y 15000 V.

1.3.2 Transformadores.

1.3.3 Equipo de control de motores para sistemas de 2300 V, 4160 V, 6900 V y 13.800.

1.3.4 Tableros de potencia de 480 V.

1.3.5 Equipo de control para motores de 460 V y circuitos de 480 V.

1.3.6 Motores.

1.3.7 Tomacorrientes para soldadura.

1.3.8 Iluminacin.1.3.9 Canalizaciones elctricas.

1.3.10 Cableado elctrico.

1.3.11 Conexiones de instrumentos elctricos.

1.3.12 Puesta a tierra.

1.3.13 Sistema de reserva.

1.3.14 Intercomunicacin de la planta.

1.3.15 Calefaccin elctrica (donde se indique).

1.3.16 Seales de peligro para aviacin o luces de indicacin de obstaculos(obstruccin).

1.3.17 Ensayos.


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1.4 Los siguientes renglones son excluidos del alcance de las obras elctricas:

1.4.1 Servicios de alimentacin (excepto en caso de conexiones descritas en estagua).

1.4.2 Sistema telefnico (excepto por las tuberas y cajas vacas).

1.4.3 Sistema de alarma contraincendio.

2 NORMAS Y REFERENCIAS

2.1 La ltima edicin de los cdigos y especificaciones listados a continuacin,constituirn los requerimientos mnimos.

Esta especificacin adems requiere el cumplimiento de los cdigos, normas yregulaciones venezolanas.

2.1.1 ComitVenezolano de Normas Industriales (COVENIN).

2.1.2 Cdigo Elctrico Nacional, COVENIN 200.

2.1.3 Cdigo Nacional de Seguridad en Instalaciones de Suministro de EnergaElctrica y de Comunicaciones, COVENIN 734.

2.1.4 Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI).

2.1.5 Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrnicos (IEEE).

2.1.6 Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos (NEMA).

2.1.7 Asociacin de Ingenieros de Cables Revestidos (ICEA).

2.1.8 Instituto Americano de Petrleo (API).

2.1.9 Asociacin Nacional de Proteccin Contra Incendios (NFPA).

2.1.10 Administracin Federal de Aviacin (FAA).

2.1.11 Las normas IEC se utilizarn cuando no aplique ninguna de las normasanteriores.

2.2 Otros cdigos y normas reconocidos, de otros pases, sern aceptables si lainstalacin elctrica y los equipos basados en dichas normas son al menosiguales a los que se rigen por las normas listadas anteriormente.

2.3 El equipo y material elctrico serdiseado, fabricado y ensayado segn lasnormas y regulaciones del pas donde son fabricados. En general, en caso deconflicto, las recomendaciones de la Comisin Electrotcnica Internacional (IEC)regirn para los equipos fabricados fuera de los Estados Unidos y las normasNEMA rige para los fabricados en ese pas.
http://www.intevep.pdv.com/santp/home.htmlhttp://www.intevep.pdv.com/santp/home.htmlhttp://www.intevep.pdv.com/santp/home.htmlhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/indice_mid.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/vol04-1/indice_vol04-1.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_norm_inter_frame.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/vol04-1/indice_vol04-1.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/mid/indice_mid.htmhttp://www.intevep.pdv.com/santp/home.html


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2.4 Si los requerimientos contenidos en esta especificacin son mayores o ms

rigurosos que los de los cdigos o normas sealados anteriormente, estaespecificacin serla que rige.

2.5 Especificaciones de Ingeniera:

Site Data PDVSA SD251Equipo Generador de Electricidad de Reserva PDVSA GE211General Purpose Application of API 541 FormWoundSquirrelCage Induction Motors 250 Horsepowerand Larger PDVSA NB268Special Purpose Application of API 541 FormWoundSquirrelCage Induction Motors 250 Horsepowerand Larger PDVSA NB269

2.6 La instalacin y el equipo elctrico sern aptos para las zonas ssmicasespeciales, de acuerdo con la Especificacin de Ingeniera Datos del SitioPDVSA SD251.

3 DISEO DEL SISTEMA DE POTENCIA

3.1 Contenido

Resumen de requerimientos adicionales

Documentacin

Definiciones

Sistema de Potencia: definiciones, arreglos y proteccin

Seleccin de la capacidad de los componentes y sus impedancias.

Seleccin del tipo de componente.

Circuitos de control.

Suministro de potencia en paradas programadasMedicin

Alarmas

Suministro de potencia para mquinas de soldadura

Tomacorrientes de uso general
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3.2 Resumen de requerimientos adicionales

3.2.1 Las siguientes publicaciones y normas sern usados con esta especificacin:IECINTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION PUBLICATION341Recomendaciones para Maquinaria Elctrica Rotativa.

IPCEA Insulated Power Cable Engineers Association

S135 Capacidad de los Cable de Potencia (P46426).

Normas ANSI

C48.1Tensiones Normalizadas para Sistemas y Equipos de Potencia.

Actas AIEE

Tema 55142 (Parte II, Aplicaciones en la industria, Vol. 74, 1955,pgs. 90101).Variacin en el Tiempo de las Corrientes de Cortocircuito de Sistemas Industriales y Contribucin de losMotores.

IEEEActas para la Industria y Aplicaciones GeneralesActas IGA Mar./Abr. 1965 (pgs. 130139) Tolerancia para la Cada de Tensine Interrupciones en Rels Industriales.

IECInternational Electrotechnical Commission

Publicacin 76, Transformadores de Potencia.3.3 Documentacin

Diagramas de cableado

3.3.1 Los diagramas unifilares cubrirn los circuitos de potencia y excitacin incluyendomedicin y proteccin. Los diagramas incluirn la siguiente informacin:

a. Los valores nominales de los equipos mayores que se indican a continuacin:

EQUIPO MAYORDATOS NOMINALES A SER

MOSTRADOS EN LOSDIAGRAMAS UNIFILARES

Generadores V, KW, Fp, Xd, Xd, Xd

Transformadores de potencia KVA (OA/FA), V, Gama de las tomas,Impedancia, BIL.

Interruptores automticos Amperios continuos, MVA o KA deinterrupcin, KA momentneo (si haydiferencia con el de interrupcin), BIL(Especificar si se usan valoresasimtricos para la capacidad deinterrupcin)
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EQUIPO MAYOR

DATOS NOMINALES A SER

MOSTRADOS EN LOSDIAGRAMAS UNIFILARES

Barras Amperios continuos, KA momentneo(Especificar si se usan valoressimtricos o asimtricos).

Pararrayos kV de operacin

Elementos de puesta a tierra del neutro Amperios (Lmite)

Transformadores de potencial Relacin de Transformacin

Transformadores de corriente Relacin de Transformacin

Cable para alimentacin de

transformadores de potencia y sistemasde distribucin

Calibre y tipo

b. Cantidad y conexiones de transformadores de corriente y potencial.

c. Conexiones de los transformadores de potencia (estrella o delta), forma depuesta a tierra del neutro.

d. Descripcin de los rels incluyendo modelo, fabricante, caractersticas de tiempo,gama y cantidad de elementos.

e. Se usarn lneas punteadas para asociar los rels principales con los rels

auxiliares o dispositivos primarios en los que actan, utilizando flechas al final deestas lneas para indicar los dispositivos operados. Se llevartambin una tablapara asociar los rels principales con los auxiliares o con dispositivos primarios.

f. Niveles mximos y mnimos de corto circuito que se utilizan como base de diseo.

g. Identificacin y tamao de las cargas individuales conectadas a cada interruptorde potencia, centro de control de motores y barra de distribucin.

h. Nmero de etapa de reaceleracin para cada motor provisto de controlautomtico de reaceleracin.

3.3.2 Los diagramas de interconexin mostrarn los mismos nmeros de terminal ydesignaciones para el dispositivo y el cable que aparecen en los diagramas deconexin. Estos indicarn la ubicacin de terminales si el equipo los tiene en msde una ubicacin.

Informacin

3.3.3 El Ingeniero del Proyecto prepararla siguiente informacin y la usarcomo basepara dimensionar los componentes del sistema, comprobar el funcionamiento delmismo y determinar el ajuste de los rels y dispositivos del sistema de proteccin:


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a. Carga

b. Nivel de cortocircuito.c. Perfil de tensin.

d. Temperatura de trabajo de los motores.

e. Bases para el dimensionamiento de cables

f. Rels.

g. Bote de carga.

En caso de proyectos contratados, el consultor suministrar copias de lainformacin para obtener la aprobacin del ingeniero de la Filial. Una vez

aprobado, el consultor suministrarlas copias definitivas al ingeniero de la Filial.Se suministrarun resumen de los resultados y la descripcin de las condicionesdel sistema usados como base para cada uno de los clculos de la carga, nivelde cortocircuito y perfil de tensin.

3.3.4 Lo siguiente puede ser preparado utilizando programas de computacin:

a. Datos de carga

b. Niveles de cortocircuito

c. Perfiles de tensin

d. Temperatura de los motores.e. Bote de carga.

f. El consultor utilizarsus propios programas, realizarclculos manuales (parasistema pequeos) u omitirlos clculos para las condiciones no aplicables oaquellas que por inspeccin se puede ver que la omisin no crea problemas. Sise efectan clculos manuales se anexaruna copia de todos.

3.3.5 Los datos de carga sern acompaados por un diagrama unificar (simplificado)con las barras, alimentadores de barras y transformadores identificados demanera que coincidan con los resultados obtenidos por computacin. Las

demandas se expresarn en KVA con sus correspondientes KW y KVAR. Losciclos reales de trabajo se usarn para cargas no continuas.

El resumen de resultados debe incluir la siguiente informacin:

a. Demanda mxima de 8 horas y demanda mxima de 15 minutos de la carga totalen cada barra.

b. Demanda mxima de 8 horas de la carga total en cada transformador de potencia.

c. Demanda mxima de 8 horas de la carga total en cada cable de alimentacin abarras.


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3.3.6 Para subestaciones secundarias selectivas las demandas se darn con el

interruptor de enlace de barras cerrado y abierto. En subestaciones de dobleentrada sin interruptor de enlace, las demandas se darn para operacin normaly operacin con un solo alimentador en servicio.

3.3.7 La informacin de cortocircuito ser acompaada por un diagrama deimpedancias de secuencia positiva de la red. Cuando se especifique, sesuministrarn tambin los diagramas de secuencia negativa y cero. El diagramade impedancias se preparar en forma de diagrama unifilar (puede sersimplificado) y todas las impedancias y barras sern identificadas de manera quecoincidan con los resultados obtenidos por computadora.

El resumen de resultados incluirla siguiente informacin:

a. Corrientes de cortocircuito en cada barra y lnea para establecer la capacidad deinterrupcin y capacidad momentnea en los fusibles, interruptores y otrosdispositivos de interrupcin en barras y lneas.

b. Corrientes de cortocircuito mximas y mnimas, simtricas y asimtricas en cadabarra y lnea para establecer ajustes en los rels y dispositivos de proteccin.

3.3.8 La informacin de carga y cortocircuito sersuministrada por el Consultor a laFilial al menos en dos oportunidades:

a. Previamente a la compra del equipo elctrico mayor (transformadores depotencia e interruptores).

NOTA:Las emisiones de informacin son preliminares y sern lo suficientementeexactas para verificar que se haya especificado apropiadamente la corriente deinterrupcin y momentnea de los interruptores de potencia, la capacidad de lostransformadores enfriados por aire forzado o enfriados por circulacin natural deaire.

b. Cuando se presenta un diagrama unifilar para su aprobacin definitiva y lascargas son definitivas. La aprobacin final es APC (Aprobado para Construccin).

3.3.9 La informacin del perfil de tensin incluir:

a. Variaciones de tensin en barras y terminales de motores en operacin normal.

b. Variaciones de tensin en barras y terminales de motores en el arranque oreaceleracin de los mismos, dependiendo de cual sea el de mayor variacin.

c. Cargas en amperios de los alimentadores y de las barras en el momento dereaceleracin de los motores.

d. Tabla de reaceleracin de los motores donde se muestren los motores asignadosen cada etapa.


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e. Toma seleccionada, para los transformadores de potencia.

3.3.10 La informacin de calentamiento mostrarel aumento de temperatura del rotoren el momento del arranque de cada motor tipo jaula de ardilla mayor a 1500 Hp(1100 Kw) arrancando bajo condiciones de diseo.

3.3.11 Las bases para el dimensionamiento de los cables sern suministradas,incluyendo la implantacin de los requerimientos de esta especificacin enrelacin a:

a. Bases del dimensionamiento de la capacidad de corriente incluyendo factorestales como temperatura del conductor, factor de carga, resistividad trmica delsuelo, temperatura ambiente del suelo y del aire.

b. Bases de la disminucin de la capacidad de corriente incluyendo los factores dedisminucin por agrupacin de cables, separacin, proximidad a equipos de altatemperatura y el efecto de cubiertas protectoras contra incendio.

c. Bases de dimensionamiento para cumplir con las limitaciones de cada de tensindurante operacin normal y durante el arranque o reacelaracin de motores.

d. Bases de dimensionamiento para cumplir con la capacidad de cortocircuito.

3.3.12 Se suministrar la informacin que se indica a continuacin para cada relajustable o algn otro elemento de proteccin:

a. Cdigo ANSI del elemento, circuito al cual se aplica y relacin de transformacindel TC (si se utiliza).

b. Identificacin del elemento incluyendo el modelo, caractersticas de tiempo ygama de corriente o tensin.

c. Ajuste del elemento, punto de calibracin y uno o ms puntos de verificacin.

La informacin incluirtambin los ajustes para rels y elementos auxiliares, talescomo contadores de horas, asociados con cada elemento de proteccin.

3.3.13 Se utilizaruna tabla para presentar la informacin referente al rel. Se dejarncolumnas adicionales para incluir los valores reales de prueba (tensin, corriente

y tiempo) correspondientes a puntos de verificacin y calibracin resultantes deajustes, calibracin y pruebas en campo.

3.3.14 Junto con la informacin del relse incluirn las curvas de coordinacin. Sesuministrarun juego de curvas para cada nivel de tensin, mostrando tiempo vs.corriente (o tensin) para todos los rels de fase y otros elementos protectoresde fase para los ajustes especificados. Se suministrarpor separado un juego decurvas similar para los rels de proteccin de fallas a tierra y otros elementosprotectores de fallas a tierra. En cada juego de curvas se mostrarn los nivelesmximos y mnimos de cortocircuito simtrico.


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La coordinacin de las protecciones incluirlo siguiente:

a. Para niveles de tensin suministrados a travs de transformadores:1. Curva del rel de sobrecorriente del primario del transformador vista

desde el lado secundario.

2. Para transformadores en DeltaY, tolerancia para una corriente mayor enuna fase primaria (16% ms que la corriente de fase secundariaequivalente) durante fallas secundarias de fase a fase.

3. Curva de dao del transformador para una falla trifsica alimentada por elsecundario; tambin, curvas de dao para otros tipos de fallas si son mslimitantes que las trifsicas.

b. Para subestaciones secundarias selectivas con transferencia automtica:1. Coordinacin entre los rels de baja tensin iniciadores de la transferencia

y los rels de sobrecorriente del interruptor de entrada (ver IEEE Actas IGAmarz./abr. 1965 pgs. 130139 para el mtodo).

2. Ajustes de los rels de baja tensin y los instantneos de sobrecorrienteusados para bloquear la transferencia automtica.

c. Para subestaciones que utilicen rels de baja tensin temporizados paraproteccin de baja tensin en motores, la coordinacin entre los rels desobrecorriente y rels de baja tensin en el motor (ver referencia IEEE indicada

en subprrafo b, pto. 1).d. Curvas de coordinacin de la proteccin de cada motor con tensin mayor a 600

voltios incluyendo la curva de dao del motor. Se puede utilizar una hoja de curvaspara varios motores si son de la misma tensin, tienen la misma curva de daoy la misma proteccin.

e. En cables de alimentacin para barras y transformadores de potencia, la curvade dao para el cable, ubicado en la misma hoja con las curvas de los dispositivosde proteccin del alimentador.

3.3.15 Los efectos sobre el nivel de cortocircuito y la respuesta de los rels debido a la

disminucin de la tensin se mostrarn en la coordinacin de protecciones si lageneracin en planta contribuye a la falla.

El mtodo para ver la respuesta de los rels de tiempo inverso a la disminucinde tensin puede encontrarse en las Actas IEEE para Industria y AplicacionesGenerales marz./abr. 1965, pgs. 130139.

3.3.16 Las curvas de coordinacin de rels se suministrarn en dos oportunidades:

a. Previamente a que se especifique al fabricante la relacin de transformacin delos transformadores de corriente y las gamas y caractersticas de los rels.


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NOTA:

Esta emisin de la coordinacin es preliminar y serlo suficientemente exactacomo para verificar la seleccin de relacin de transformacin, rango ycaractersticas apropiadas.

b. Cuando la informacin de rels es presentada para su aprobacin final.

3.3.17 La informacin del generador sersuministrada para unidades de polos salientesmayores a 60 KW. Esta informacin consistirde:

a. Reactancias sincrnica, subtransitoria y transitoria de eje directo y de cuadratura.

b. Impedancias de secuencia negativa y cero.

c. Curvas de disminucin de tensin para fallas trifsicas y de fase a fase, con elgenerador operando a plena carga y con la excitatriz bajo control de un reguladorautomtico de tensin.

Si no es posible obtener stas, suministrar las curvas de disminucin de tensinpara fallas trifsicas y de fase a fase con el generador a plena carga y con latensin de excitacin constante.

d. Tensin mxima de la excitatriz y tensin de plena carga.

e. Corriente de campo sin carga y a plena carga.

f. Constante de tiempo transitoria para circuito abierto transiente y subtransiente de

eje directo y de cuadratura.g. Reactancia de fuga del estator.

3.3.18 Los proyectos elctricos incluirn los siguientes planos:

a. Ubicacin geogrfica de las instalaciones.

b. Diagrama unifilar.

c. Clasificacin de reas.

d. Ubicacin de los equipos en el rea.

e. Detalles de la estructura e instalacin de equipos mayores tales comotransformadores, generadores, barras, tableros de control, etc.

f. Plano de planta Disposiciones de las tuberas conduit ytanquillas para BT, AT e iluminacin.

g. Plano de planta Canalizaciones del sistema de potencia ycontrol.

h. Plano de planta Sistema de puesta a tierra y proteccin contradescargas atmosfricas (pararrayos).


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i. Detalles Instalacin de equipos

Zanjas para cables Alimentadores

Sistema de puesta a tierra

Pararrayos

Iluminacin

j. Disposicin del sistema de barras y tableros de potencia.

k. Distribucin de equipo interior y exterior en tableros de control.

l. Diagramas de cableado y conexin de acuerdo a las especificaciones de losequipos de medicin, proteccin y control.

m. Diagrama unifilar que muestre los niveles de cortocircuito.

n. Lista de cables y tuberas elctricos.

o. Diagramas de secuencia positiva, negativa y cero (componentes simtricas).

p. Diagrama de flujo de carga bajo condiciones normales y de emergencia.

q. Diagrama de alimentadores, proteccin, medicin e identificacin de fusibles.

r. Curvas de coordinacin de protecciones.

s. Diagramas elementales de control, apertura y cierre de interruptores y diagramasdel sistema de enclavamiento.

t. Diagramas de C.A., C.C y de los sistemas auxiliares.

u. Lista de cdigos de identificacin de equipos, placas de identificacin, catlogos,manuales de mantenimiento y diagramas especficos.


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3.4 Disposici n y Proteccin del Sistema de Potencia Alimentacin y

Reaceleracin de Motores3.4.1 El arranque a plena tensin podr usarse en todos los motores, cuando se

cumplan las siguientes condiciones:

a. Para el caso de motores sometidos a condiciones de arranque poco frecuente,la cada de tensin durante el arranque no excedercualquiera un valor quepueda ocasionar las consecuencias siguientes:

1. Evitar que el arrancador del motor se cierre adecuadamente durante elarranque.

2. Provocar que los arrancadores de otros motores se abran o zapateen.

3. Provocar el bloqueo del rotor de otros motores.

b. Para motores sometidos a una frecuencia de arranque mayor a una vez por hora,la tensin en la barra que alimenta los motores no caerpor debajo del 80% dela tensin nominal del sistema, cuando estos motores sean arrancadosindividualmente, con las condiciones de plena carga en el sistema.

c. Los rels puedan ser ajustados para proteger el motor y sus alimentadores ypermitir el ajuste selectivo de los rels ubicados aguas arriba.

3.4.2 Alimentacin a motores de reserva o de servicio mltiple. Para los casos demotores diseados para las condiciones normal y reserva, 2 3 en operacinnormalu otra equivalente o cuando dos o ms motores, en el mismo servicio,puedan funcionar independientemente para servicio parcial (Ejemplo:ventiladores de intercambiadores de calor enfriados por aire y bombas paralelasde circulacin de agua de enfriamiento), se cumplirlo siguiente:

a. Si tales motores son alimentados directamente desde barras secundariasselectivas o tipo spot network la alimentacin a los motores de cada servicio sedividirentre las barras.

b. Si tales motores son alimentados desde barras radiales (las cuales pueden seralimentadas desde barras secundarias selectivas o tipo spot network), es

preferible que la alimentacin a los motores de cada servicio sea dividido entreellas. Esto es aceptable si las barras radiales son alimentadas desde una barracomn.

3.4.3 Mantenimiento de barras conectadas a motores crticos sin respaldo. Las barraspodrn someterse a mantenimiento con la planta en servicio; todos los motoressin respaldo, necesarios para la operacin de la planta, dispondrn dealimentacin alterna desde dos barras. Un arreglo aceptable para la plantaconsiste de un cubculo para cada barra, pero solo un arrancador para cada motorms un arrancador de reserva (de cada tipo usado para tales motores). Este


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requerimiento ser especificado, normalmente, solo para subestaciones que

alimentan dos o ms plantas con paradas desfasadas o que alimenten plantassusceptibles a experimentar paradas no planificados.

3.4.4 Alimentacin a motores monofsicos. Los tableros de iluminacin no alimentarna motores monofsicos pertenecientes a servicios considerados crticos.

3.4.5 Reaceleracin de motores. Los motores diseados con requerimientos dereaceleracin Necesaria (Condicin A) o Deseable (Condicin B), sernreacelerados automticamente. Cuando se requiera reaceleracin por etapas,los motores de la condicin A se reacelern primero que los motores de lacondicin B. La prioridad de las etapas de reaceleracin dentro de los gruposde motores, se basaren las prioridades especificadas del proceso. El consultor

sometersu programa o plan de reaceleracin al ingeniero del Proyecto, para suaprobacin.

3.4.6 Actuadores de vlvulas elctricas motorizadas. La alimentacin a las vlvulas debloqueo, designadas como RBV Tipo C o Tipo D, usadas en cierres deemergencia, parada y extraccin de lquidos o purga de gases, cumplirn con lossiguientes requisitos:

a. La alimentacin se har desde una fuente de potencia dual tal como unasubestacin secundaria selectiva. Preferiblemente, la alimentacin se tomardela subestacin que alimente las instalaciones asociadas a las vlvulasmencionadas. De otra forma, las vlvulas se alimentarn desde el tablero deservicios esenciales de la fuente de potencia de instrumentos para lasinstalaciones asociadas a dichas vlvulas.

b. La alimentacin para una vlvula asociada a una bomba motorizada, uncompresor u otro equipo, se tomar de una barra diferente a la que estalimentando el motor correspondiente al equipo considerado.

c. Las vlvulas pueden ser alimentadas desde la subestacin mediantealimentadores individuales de un centro de control de motores o desde una barraremota de la subestacin, tal como un tablero de distribucin local; el cual esalimentado por alimentadores duales desde barras separadas en la subestacin.

Estas barras remotas tendrn un dispositivo local de desconexin para cadaalimentador, tal como un interruptor no automtico dispuesto para transferenciamanual y con enclavamiento para prevenir la puesta en paralelo de los dosalimentadores.

d. La tensin para cada barra remota que alimente vlvulas de emergencia, estarsupervisada por un rel normalmente energizado que tenga un contactonormalmente abierto conectado a una alarma Prdida de Tensin en la Barra.Los rels sern adecuados para operacin continua a la tensin de la barra, sintendencia a pegarse en la posicin energizada y tendrn un tiempo de retardo en


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condicin de apertura. El retardo de tiempo serlo suficientemente largo para

evitar la operacin en condiciones de cadas transitorias de tensin.3.4.7 Alimentacin a transformadores cautivos. En caso de ser especificado, un motor

grande puede ser alimentado desde un transformador cautivo; en este caso, elinterruptor del transformador servircomo arrancador del motor y se ubicarenla subestacin que alimente al transformador. El alimentador de llegada a untransformador cautivo no se usarpara alimentar ninguna otra carga.

Seccionamiento de barras

3.4.8 En subestaciones secundarias selectivas, el seccionamiento de barras seobtendrmediante un interruptor normalmente abierto. La distribucin de las

cargas en cada alimentador se harequitativamente.3.4.9 Las subestaciones tipo spot network tendrn un dispositivo seccionador de barras

normalmente cerrado, tal como un interruptor o un suiche.

Puesta a tierra del neutro

3.4.10 10 Los neutros de los sistemas de potencia originados en la planta, sernconectadas a tierra de la manera siguiente:

a. Puesta a Tierra SlidaSistemas de 120/208 V.

b. Puesta a Tierra SlidaSistemas de 480 V.

c. Puesta a Tierra de Baja Resistencia Sistemas de 2300V, 4160V, 6900V y13800V.

Alimentadores con derivacin

3.4.11 Un interruptor puede alimentar dos o ms transformadores a la vez. No se usarnderivaciones sobre el mismo cable; en su lugar pueden hacerse conexionesadicionales tanto en los terminales del interruptor como en los del transformador.El mximo nmero de transformadores por circuito ser especificado por elingeniero de LA FILIAL.

3.4.12 En caso de que un alimentador supla a dos o ms transformadores, deberncolocarse dispositivos de desconexin en el primario en cada transformador. Eltipo de dispositivo sercomo se indica a continuacin:

Suiches bajo carga en aire en todos los transformadores con primarios de mediatensin. Colocar entradas dobles de cables como extensin al alimentador, entodos los casos.

3.4.13 En caso de usarse enlaces o suiches sin capacidad de interrupcin o concapacidad de conexin no adecuada, sernecesario desenergizar totalmente el


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alimentador durante las operaciones de desconexin y reconexin. Se colocarn

llaves o enclavamientos elctricos para garantizar un procedimiento seguro.3.4.14 Se colocarn protecciones en el primario de los transformadores conectados a

alimentadores con derivaciones, cuando el tamao del transformador seademasiado pequeo para ser protegido mediante los rels del alimentador. Laproteccin mnima aceptable cumplircon los siguientes requerimientos:

a. Evitar daos al transformador causados por la corriente de una falla en elsecundario.

b. Proveer proteccin contra falla de fase de la barra secundaria.

El sistema de rels de proteccin del alimentador estar coordinado con losdispositivos de proteccin secundarios y se ajustarn tomando en cuenta losiguiente: corriente de magnetizacin, reaceleracin y corriente mxima de cargade todos los transformadores conectados al alimentador.

3.4.15 Para transformadores menores a 500 KVA conectados a alimentadores conderivaciones, la proteccin en el primario (cuando sea requerida por el prrafo3.4.14) podrser con fusibles. Se revisarn conjuntamente con el ingeniero delproyecto todas las aplicaciones de fusibles como proteccin del primario de6900V y 13800V.

3.4.16 Para transformadores de 500 KVA o mayores conectados a alimentadores conderivaciones, la proteccin en el primario (cuando sea requerida por el prrafo4.14) constarde rels de sobrecarga en las tres fases (no dos fases y tierra). Losrels utilizarn transformadores de corriente ubicados sobre o en los aisladoresdel lado primario de los transformadores de potencia o en los terminales del cable;y se dispondrn para transferencia de apertura del interruptor del alimentador atravs de un relde bloqueo 86T. Este sistema de rels se calibrarpara darproteccin contra falla de fase de la barra secundaria.

Como alternativa, el consultor podrproponer a la aprobacin del ingeniero del

proyecto un sistema de proteccin en el primario con fusibles limitadores decorriente. Sin embargo, se considera que esta alternativa no provee proteccincontra falla de fase de la barra secundaria y por lo tanto se complementarconproteccin en el secundario, la cual consistirde lo siguiente:

a. Rels de sobrecarga trifsicos, energizados desde transformadores de corrientecolocados en o sobre los aisladores del lado secundario del transformador depotencia, o

b. Los dispositivos de proteccin del interruptor principal del lado secundario.


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Proteccin de transformadores con fusibles en el primario contra

alimentacin monofsica3.4.17 Se proveerproteccin contra alimentacin monofsica, para los siguientes tipos

de transformadores, en caso de que los fusibles contribuyan a su proteccinprimaria.

a. Transformadores de cualquier tamao en subestaciones de primario osecundario selectivo y en subestaciones tipo spot network.

b. Transformadores de 500 KVA o mayores ubicados en subestaciones radiales.

3.4.18 La proteccin contra alimentacin monofsica cumplir con los siguientesrequisitos:

a. Los sistemas de rels que operan por balance de tensin o corriente soninaceptables.

b. Un relde tensin de secuencia negativa en el secundario es aceptable. El tendrun filtro similar al tipo NBV de GE o CVQ de Westinghouse.

c. Es aceptable la deteccin mecnica de fusibles quemados.

d. La proteccin provocar la apertura del interruptor para el caso detransformadores con alimentacin individual.

e. Para el caso de transformadores conectado radialmente en alimentadores con

derivaciones, la proteccin accionaruna alarma.f. Para los casos de subestaciones secundarias selectivas y tipo spot network en

alimentadores con derivaciones, la proteccin iniciar un proceso detransferencia automtica. Si la transferencia automtica no se activa, sonarlaalarma.

Interruptores principales de entrada y salida

3.4.19 Los interruptores de salidas principales de las subestaciones radiales o conprimario selectivo podrn omitirse solamente en caso de que las dos condicionessiguientes se garanticen por otros medios:

a. Desenergizacin de emergencia de la barra principal.

b. Proteccin de falla de la barra principal.

3.4.20 La desenergizacin de emergencia de la barra principal podrlograrse mediantealguno de los medios siguientes:

a. Interruptor en el primario ubicado en la misma sala.b. Suiche de desconexin bajo carga del primario del transformador.c. Accionamiento manual del relde transferencia de disparo 86T.


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3.4.21 En ausencia de un interruptor de salida principal, la proteccin de falla de la barra

principal puede lograrse mediante alguno de los medios siguientes:a. Usando el sistema de proteccin del primario si el transformador estal 50% de

la carga del interruptor, como mnimo.

b. Usando el sistema de transferencia del primario para disparar el interruptor deentrada.

c. Usando el sistema de transferencia del secundario para la apertura del interruptorde entrada.

3.4.22 Se requiere la instalacin de interruptores de entrada o interruptor principal en lasalida de las subestaciones tipo spot network y secundario selectivo que tengantransferencia automtica.

3.4.23 Los interruptores de salida principales para subestaciones radiales alimentadasdirectamente a la tensin de la barra, pueden omitirse bajo cualquiera de lassiguientes condiciones:

a. Existe un interruptor de entrada.

b. Existe disparo del interruptor de entrada con la transferencia manual.

c. El interruptor de entrada se encuentra en la misma sala.

3.4.24 Se requiere la instalacin de rels de sobrecarga o dispositivos de aperturadirecta, para los interruptores de salida y los interruptores de entrada, para darproteccin de falla a la barra principal. Para el caso de subestaciones con puestaa tierra de baja resistencia o con neutros solidamente conectados a tierra, serequerirproteccin para sobrecarga por falla a tierra.

Otros sistemas de proteccin para transformadores

3.4.25 Se colocarun relde presin sbita (63) en transformadores de 500 KVA omayores, a fin de abrir el interruptor de entrada.

3.4.26 Relde respaldo en el neutro (51G). Se colocarun relpara falla a tierra ensubestaciones de 500 KVA o mayores con puesta a tierra de baja resistencia oque tenga el neutro slidamente conectado a tierra. El relpara falla a tierra,conectado desde un transformador de corriente en el neutro del transformador de

potencia, abrirel interruptor de entrada.3.4.27 Para transformadores alimentados por lneas areas se colocar proteccin

donde sea necesario, para prevenir la energizacin de la lnea a travs deltransformador (en plantas con generacin propia); donde no existe disparotransferido entre el interruptor de alimentacin y el interruptor del secundario deltransformador. Esta proteccin consistirde un relde potencia direccional consuficiente sensibilidad para detectar las prdidas en el ncleo cuando seaalimentado desde el secundario. El reldeberser General Electric tipo CCP13Do equivalente.


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3.4.28 Rels de Proteccin Diferencial. Para transformadores de 10.000 KVA o

mayores, se colocar proteccin diferencial que abrir el interruptor delalimentador y el interruptor del secundario, mediante un relde bloqueo (86T) (loscontactos de disparo del reldiferencial estarn en paralelo con los contactos dedisparo de los rels 51G y 63). Los rels diferenciales sern del tipo de altavelocidad y tendrn restriccin armnica para evitar una operacin indebidacausada por la magnetizacin del transformador al energizarlo.

3.4.29 Despeje rpido de Falla. En general y especialmente para el caso de 600 V. omenos, es ms adecuado minimizar daos por arco mediante el despeje rpidode falla que colocando selectividad adicional mediante pasos intermedios derels.

Disposicin de las barras en subestaciones

3.4.30 La disposicin de las barras cumplircon los siguientes aspectos:

a. Para subestaciones radiales, una barra sencilla alimentando todos los circuitosramales; todos en el primer paso de coordinacin.

b. Para el caso de subestaciones con secundario selectivo o tipo spot network, secolocarn dos barras, cada una alimentando circuitos ramales; todos en el primerpaso de coordinacin.

c. Para la interconexin entre equipos dismiles ubicados en la misma sala, talescomo tableros principales y centros de control de motores, se usarn cubculosde transicin de barras o ductos de barras, cuando se requiera segn lo indicadoen los prrafos (a) y (b) anteriores.

Interruptores alimentadores de la subbarra

3.4.31 Los casos cuando se requiere el uso de interruptores alimentadores de lasubbarra u otras opciones aceptables as como las condiciones para suutilizacin, son los siguientes:

a. Para Subestaciones que alimenten dos o ms unidades de proceso quefuncionen independientemente entre s, como una alternativa al arreglopropuesto en el prrafo 30, el consultor la podrsometer a la aprobacin del

ingeniero del proyecto, una proposicin para separar las cargascorrespondientes a cada unidad de proceso mediante subbarrasindependientes, alimentadas separadamente por un interruptor ubicado en eltablero principal. Los interruptores de las subbarras tendrn dispositivos deproteccin coordinados con los alimentadores de salida de la subbarra y laproteccin del interruptor principal.

b. Los alimentadores a barras ubicados remotamente se protegern medianteinterruptores en el tablero principal que tengan dispositivos de proteccincoordinados.


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c. Se utiliza cable para alimentar una barra que est en la misma sala o sala

adyacente o un tablero exterior, la capacidad del cable serigual a la capacidadde la barra alimentada y se colocaren medio para desconectar el cable en el ladodel suministro. Si no se utilizan interruptores para subbarras, de acuerdo con elprrafo a, el medio de desconexin mencionado serno automtico, como porejemplo un interruptor sin elementos de proteccin o un suiche bajo carga decapacidad momentnea y de cierre adecuado.

d. Los alimentadores para centro de potencia de reserva, se protegern coninterruptores.

Proteccin de los alimentadores

3.4.32 Los interruptores de alimentadores que requieran proteccin (Prrafo 3.4.31),tendrn apertura de tiempo (largo y corto) e instantneo de sobrecorriente de fasecon la excepcin que el disparo instantneo seromitido si existe proteccinaguas abajo sin que intervenga una impedancia significativa. Si la nicaproteccin, aguas abajo, con la cual los rels del alimentador coordinarn confusibles, se debe suministrar la proteccin de sobrecorriente de fase instantneasi puede obtenerse selectividad. Esto requiere que el ajuste del disparoinstantneo ser el 70% de la corriente de operacin del fusible de mayorcapacidad a utilizar y que el fusible sea limitador de corriente al nivel de falla delsistema donde estlocalizado.

3.4.33 Proteccin de falla a tierra con energizacin residual o de transformadores decorriente de secuencia cero es preferido tal como se menciona mas adelante parainterruptores de alimentadores que requieran proteccin de acuerdo con elprrafo 3.4.32:

a. Requerido en subestaciones, puestas a tierra con baja resistencia.

b. Preferido en todas las subestaciones solidamente puestas a tierra.

3.4.34 El relde falla a tierra serinstantneo si utiliza transformadores de corriente desecuencia cero y si no existen fusibles u otros rels aguas abajo que pudierandetectar la misma falla a tierra. De otra manera se utilizarn rels con retardo de

tiempo definido o el de caracterstica ms inversa disponible.3.4.35 Los alimentadores de subestaciones radiales con relde presin sbita (63) o

relde respaldo de falla a tierra (51G) o los dos, sern disparados a travs delrel(86T) de la subestacin. Los rels 86 tendrn un sistema mecnico o elctricoque permite armar el rel. Si no existe batera para el control de la subestacin,los rels 86 con bobina de disparo, requerirn condensadores locales paraefectuar el disparo. En este caso la carga para los condensadores serdada porun rectificador local y tambin por un hilo piloto desde la batera de la subestacinalimentadora a travs de un diodo de bloqueo.


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3.4.36 Sobrecarga vs. proteccin de falla, tal como se usa en la discusin de

selectividad, se refiere a la parte de la curva caracterstica tiempocorriente porencima o por debajo de dos segundos, del rel, elemento de proteccin o fusible.

3.4.37 El tipo y el ajuste de los rels de proteccin, elementos de disparo directo yfusibles, se seleccionarn para tener selectividad y proveer proteccin derespaldo tal como se especifica a continuacin:

PROTECCIONALEJADA DE LA

SELECTIVIDAD Y RESPALDO POR PROTECCION MASCERCA DE LA FUENTEALEJADA DE LA

FUENTE SOBRECARGA FALLA DE FASE FALLA A TIERRA

SOBRECARGA VEASE NOTA 1 NO APLICA NO APLICA

FALLA DE FASE (INHERENTE) VEASE NOTA 2 VEASE NOTA 3FALLA A TIERRA (INHERENTE) REQUERIDO REQUERIDO

NOTAS

1. Se debe dar selectividad entre protecciones de sobrecarga, excepto quezonas de noselectividad de hasta 1,5 en gama de corriente sonaceptables para obtener sensibilidad y despeje de la falla. Vase Figura1.

2. Selectividad es requerida entre las protecciones de falla de fase aguasarriba y aguas abajo, excepto que zonas de no selectividad de hasta 1,5en gama de corriente son aceptables para obtener una sensibilidad ydespeje rpido de la falla aguas arriba. Vase Fig. 1.

3. La selectividad entre la proteccin de falla a tierra aguas arriba y laproteccin de falla de fase aguas abajo, es innecesaria si existe proteccinde falla a tierra aguas abajo. Si no hay proteccin, se requerir laselectividad de hasta al menos 0,3 segundos y podrser excedida en 0,3seg. solamente si es necesario para obtener sensibilidad razonable de laproteccin de falla a tierra aguas arriba. Vase Fig. 2.

3.4.38 Como alternativa para disparo selectivo, se puede utilizar recierre selectivo en losinterruptores limitadores de corriente, siempre y cuando sea aprobado por elingeniero del proyecto.

3.4.39 Se requiere proteccin de respaldo contra falla a tierra y fase para todas las fallasexcepto para fallas a tierra en el secundario de transformadores con puesta atierra a travs de impedancia. La proteccin de respaldo para fallas a tierra en elsecundario, con ste slidamente conectado a tierra, no necesita ser sensible afallas con un alto componente de tensin de arco.


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Fig 1. FALLA DE FASE YSOBRECARGA SIN

COORDINACION CON CARGASUNITARIAS GRANDES

Fig 2. FALLA DE FASE ATIERRA SIN COORDINACION

CON CARGAS UNITARIASGRANDES

PROTECCION DE FALLA DE FASEMAS ALEJADA DE LA FUENTE

PROTECCION DE FALLA DE FASEMAS CERCA DE LA FUENTE

ZONA DE FALLA DEFASE SIN SELECTIVIDADRELACION DE CORRIENTEMAXIMA = 1,5:1

ZONA DE DESCARGASIN SELECTIVIDADRELACION DE CORRIENTEMAXIMA = 1,5:1

2 SEGUNDOS

TIEMPO

CORRIENTE

FUSIBLE ALEJADO DE LAFUENTE, SIN PROTECCIONDE FALLA A TIERRA

EL ARRANQUE SE AJUSTARAPOR DEBAJO DE LA CORRIENTEMINIMA DE FALLA A TIERRA CON-SIDERANDO UN ARCO EN LA FA-LLA LINEA/TIERRA PERO NO ME-NOR DEL 15% DE LACORRIENTE MAXIMA DE FALLAA TIERRA

2 SEGUNDOS

CORRIENTE

RELE DE FALLA A TIERRAMAS CERCA DE LA FUENTE

TIEMPO

0,3 SEGUNDOS MINIMOEN LA CORRIENTEMAXIMA DE FALLA ATIERRA

0,3


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3.4.40 El respaldo requerido es inherente cuando el sistema de proteccin se disea de

acuerdo a esta especificacin. Sin embargo, los rels de respaldo sern utilizadosen otras situaciones, como por ejemplo en los interruptores de los generadoresen las plantas elctricas, en la proteccin diferencial de barras o en ambos casos.Se considerarla proteccin de presin sbita del transformador como respaldo(ver prrafo 7.5.11).

3.4.41 Alimentadores de transformadores. La proteccin de sobrecorriente paraalimentadores de transformadores consistir de un rel de sobrecorriente detierra si el neutro est slidamente conectado a tierra o a travs de bajaresistencia.

3.5 Capacidad de los Componentes y Seleccin de las ImpedanciasCriterios para el dimensionamiento de los componentes

3.5.1 El Consultor revisar la capacidad de aquellos componentes cuya dimensinhayan sido especificada en la Ingeniera. Si de esta revisin resulta que haycambios con respecto a lo originalmente especificado, el consultor lo notificaralingeniero del proyecto.

3.5.2 Las demandas mximas para el dimensionamiento de los componentes sebasarn si es posible en datos reales de carga ms cualquier reservaespecificada. Si no es posible conseguir la informacin real sobre la carga, se

harel mejor estimado posible.3.5.3 Si se incrementa la capacidad del equipo por utilizar una demanda mxima

ajustada basada en informacin no real, al compararlo con la demanda estimadano ajustada, el consultor informar al Ingeniero del proyecto sobre la doscapacidad y la diferencia en costo instalado, o considerando todos loscomponentes afectados.

3.5.4 La capacidad definitiva del equipo debe ser al menos igual a la demanda mxima.

3.5.5 Capacidad e impedancia de los transformadores. La demanda mxima de 8 horasdebe ser la base para estimar la capacidad de los transformadores.

3.5.6 En subestaciones radiales y con primario selectivo, la capacidad OA deltransformador ser igual o mayor que la demanda mxima ajustada. Lostransformadores de 750 KVA y mayores tendrn previsiones para operacin FA.La capacidad OA estarbasada en un aumento de temperatura de 65C.

3.5.7 En subestaciones con secundario selectivo y tipo spot network la capacidad decada transformador sertal, que si cualquiera de los transformadores estfuerade servicio, el otro transformador suministrarla demanda mxima ajustada consu capacidad FA.


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3.5.8 Impedancia de los transformadores. Se utilizarn transformadores que tengan

impedancias estndar, excepto cuando se requieran otros valores, segn loscasos siguientes:

a. Para cumplir con las limitaciones de cada de tensin.

b. Por economa, utilizando el tablero de distribucin con menor capacidad deinterrupcin.

Capacidad del tablero de potencia

3.5.9 Una demanda mxima de 15 minutos serla base para el dimensionamiento deltablero de potencia.

3.5.10 Los interruptores de generadores tendrn una capacidad al menos igual a 1,05veces la capacidad mxima continua, o una sobrecarga del generador de 15minutos o ms.

3.5.11 Los interruptores del primario y secundario de los transformadores tendrn unacapacidad continua, al menos igual a la capacidad FA del transformador, sucapacidad ser al menos igual a la suma de las capacidades FA de lostransformadores de las subestaciones con secundario selectivo o tipo spotnetwork la capacidad OA (basados en aumento de temperatura de 65C) de lostransformadores de las subestaciones radiales por l alimentadas.

3.5.12 Los interruptores de salida o interruptores de entrada que alimenten barrastendrn una capacidad continua igual a la demanda mxima ajustada.Para subestaciones con secundario selectivo, la demanda mxima ajustada debeser determinada con el interruptor de enlace de barras cerrado.

3.5.13 Los interruptores de enlace de barras en subestaciones con secundario y tipospot network tendrn una capacidad continua igual a la demanda mximaajustada de cualquiera de las barras, y no menor que la mitad de la capacidad FAde cualquiera de los transformadores.

3.5.14 Los interruptores usados como arrancadores de motores tendrn una capacidadcontinua al menos igual a 1,15 veces la corriente del motor, en motores que

tengan un factor de servicio de 1,0, 1,25 veces para motores con factor de serviciode 1,15.

3.5.15 La capacidad nominal de interrupcin seradecuada para el nivel mximo decorto circuito.

3.5.16 La capacidad nominal momentnea seradecuada para el nivel mximo de cortocircuito y nmero mximo de motores operando en condiciones normales con unacarga estimada que existira cuando el transformador o el generador instalado,estcargado a su capacidad nominal.


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3.5.17 En subestaciones con secundario selectivo, las capacidades nominales de

interrupcin y momentneas sern calculadas con un interruptor de entradaabierto y el interruptor de enlace cerrado.

3.5.18 Para el tablero principal no se considerarun factor de sobrecarga de emergenciamayor que su capacidad nominal.

3.5.19 Los interruptores de caja moldeada utilizados en la proteccin de circuitosramales tendrn una capacidad de interrupcin que sea al menos el 90% de lacorriente de falla simtrica tericamente obtenible considerando todas lasfuentes.

La contribucin de los motores de baja tensin se calculcomo sigue:

0,9 x (corriente del motor con rotor bloqueado) x (equivalente a disminucin detensin CA). Si no se dispone de mejor informacin el equivalente a ladisminucin de tensin CA se tomarde AIEE 5612, utilizando:

disminucin de tensin = e** (1/2 ciclo/constante de tiempo).

Los ejemplos son: 85% para 75 hp (55 kw) 2 polos, 68% para 20 hp (15 kw) 4polos. La contribucin total de los motores tomar en cuenta los factores dereserva que puedan instalarse en el futuro hasta alcanzar la capacidad FA deltransformador.

No se acepta la instalacin de interruptores en cascada.

3.5.20 Capacidades menores que las especificadas en el prrafo 3.5.19 son aceptables

si se cumple con las siguientes condiciones:a. En arrancadores de combinacin que usan rels de sobrecarga, si el fabricante

demuestra mediante pruebas que el interruptor puede interrumpir efectivamenteuna falla trifsica en el lado de carga del arrancador y de los rels de sobrecarga,con una corriente de cortocircuito en los terminales del interruptor igual o mayorque el valor disponible tericamente descrito en el prrafo 3.5.19.

b. Si el arrancador utiliza un transformador de control, no encapsulado, este serprotegido en el lado primario mediante fusibles limitadores de corriente.

Dimensionamiento de los cables de potencia

3.5.21 Una demanda mxima de 8 horas serla base para el clculo de la capacidad delcable.

3.5.22 Una barra que alimente radialmente a otra tendruna capacidad no menor quela demanda mxima ajustada en la barra alimentada. La demanda mxima de labarra serigual al total de la demanda mxima de todas las cargas (exceptuandolos alimentados a travs de los transformadores) suplidas desde la barra, ms lacapacidad FA de los transformadores, (la capacidad de un solo transformadorserincluida cuando se trate de subestaciones con secundario selectivo y tipospot network).


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3.5.23 Los alimentadores de transformadores tendrn una capacidad no menor que la

capacidad FA del transformador. Cuando un alimentador abastece a ms de untransformador, su capacidad seral menos igual a la suma de las capacidadesFA de las subestaciones con secundario selectivo y tipo spot network ms lacapacidad OA de los transformadores de subestaciones alimentadasradialmente.

3.5.24 Los alimentadores de tableros de iluminacin tendrn una capacidad no menora la demanda mxima ajustada de la carga.

3.5.25 Los alimentadores de los motores tendrn una capacidad no menor a 1,25 vecesla corriente a plena carga del motor, para motores que tengan un factor de serviciode 1,0.

3.5.26 Capacidad de corto circuito. Los alimentadores a barras desde lostransformadores de potencia por encima de 600 voltios tendrn una capacidadtal que soporten el calentamiento causado por el corto circuito. El nivel mximode corto circuito disponible y el tiempo de despeje de la falla por la proteccin delalimentador se utilizarpara determinar esta condicin.

Los cables de 600 V y menores y los alimentadores a los motores mayores de 600V, no sern incrementados en capacidad por causa del cortocircuito.

3.5.27 La capacidad del cable se basaren su fabricacin.

Tensin en los terminales y cada de tensin3.5.28 La variacin de tensin en los terminales de motores trifsicos estardentro de

la tolerancia de la tensin nominal a plena carga. Si los motores tienen ms de5% de tolerancia, la variacin seran ms limitada, de acuerdo a lo siguiente:

a. 600 V y menorLa variacin no excederla tensin Gama A de acuerdo a lanorma ANSI C84.1, a menos que la Gama menos severa (Gama B) sea aprobadapara casos especiales por el Ingeniero del Proyecto.

b. Mayores que 600 V, 95,5106,5% de la tensin nominal del motor.

3.5.29 La variacin de tensin en los dispositivos de iluminacin no exceder5% de

la tensin del bombillo o del balastro.

3.5.30 La cada de tensin en cables no exceder lo siguiente, en porcentaje de latensin nominal lneaaneutro:

a. Alimentadores de motores5% a corriente de plena carga.

b. Alimentadores de motores que reacelerarn automticamente 10% a lacorriente de rotor bloqueado.

c. Los Alimentadores de tableros de iluminacin1%.


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d. Circuitos ramales de iluminacin2%.

3.5.31 El clculo de la cada de tensin en cables de alimentacin para motores quereacelerarn automticamente permitir un factor de potencia bajo a rotorbloqueado.

3.5.32 El lmite de 10% indicado en el prrafo 3.5.30 (b) puede obviarse solo en lascondiciones y hasta el grado indicado a continuacin:

a. En casos en que la reaceleracin de motores individuales puedan ser transferidasa un paso posterio

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