Curso de electricidad

1. Ingeniería eléctrica II
IME Pedro Antonio Navarrete Sosa
1° Sesión

2. Objetivo de la materia
Al terminar este curso el alumno aplicará conceptos de ingeniería
eléctrica industrial tales como teoría de tableros eléctricos y cálculo de
instalaciones en general, incluyendo red de tierras y corrección de
factor de potencias; todos estos temas apoyados por los fundamentos
conceptuales aprendidos en un primer curso de la materia

3. Forma de evaluación
• Examen *80%
• Caso practico 20%
• tareas y trabajos
• Extraclase 10%
• 100%
• Como parte de las actividades extraclase será obligatorio elaborar y
entregar vía electrónica un glosario de términos y lista de errores
del fascículo por alumno.

4. Contenidos por sesión
• 1° y 2° unidad I :Protección contra sobrecorriente y corto circuito.
• 2° y 3° unidad I : Protección contra sobrecorriente y corto circuito.
• Unidad II : Fundamentos de tableros eléctricos.
• 4° Unidad III: Fundamentos para el proyecto de instalaciones
eléctricas industriales.

5. Unidad I protección contra sobrecorrientes y
corto circuito
• Dispositivos de seguridad
Interruptor de seguridad con fusibles (De
navajas)
Es el equipo necesario que sirve de control y
protección principal y consiste de un interruptor
de navajas con fusibles, localizado cerca del
punto de entrada de los conductores de
suministro a una área definida (casa habitación),
en un lugar de rápido acceso y a no mas de 5
metros del equipo de medición , deberá
identificarse permanentemente e indicar si esta
abierto o cerrado.

6. Tipos de interruptores
• Se dividen en los de bajo voltaje 110V , medio voltaje 220V y 440v y
alto voltaje trifásicos 13400V y mas.
• bajo voltaje 110V
• medio voltaje 220V y 440v
• alto voltaje trifásicos.
• Interruptores

7. Interruptores
110V

9. • El interruptor de potencia es el dispositivo encargado de
desconectar una carga o una parte del sistema eléctrico,
tanto en condiciones de operación normal (máxima carga o
en vacío) como en condición de cortocircuito. La operación
de un interruptor puede ser manual o accionada por la señal
de un relé encargado de vigilar la correcta operación del
sistema eléctrico, donde está conectado.

10. • Existen diferentes formas de energizar los circuitos de control.
Para obtener una mayor confiabilidad, estos circuitos se conectan
a bancos de baterías. Este tipo de energización, sí bien aumenta
los índices de confiabilidad, también aumenta el costo y los
requerimientos de mantención exigidos por las baterías.
• Las tensiones más empleadas por estos circuitos son de 48V y
125V. También es común energizar estos circuitos de control, a
través de transformadores de servicios auxiliares, conectados
desde las barras de la central generadora o subestación, con un
voltaje secundario en estrella de 400/231 Volts

11. Arco Eléctrico
• Cuando un interruptor abre un circuito con carga o por despejar una falla
es inevitable la presencia del arco eléctrico, la que sin duda es una
condición desfavorable, en la operación de interruptores. Durante la
presencia del arco se mantiene la circulación de corriente en el circuito de
potencia. Las características del arco dependen, entre otras cosas de:
• • La naturaleza y presión del medio ambiente donde se induce.
• • La presencia de agentes ionizantes o desionizantes.
• • La tensión entre los contactos y su variación en el tiempo.
• • La forma, separación y estructura química de los contactos.
• • La forma y composición de la cámara apaga chispa.
• • Sistema de extinción del arco.

12. • La generación del arco se debe a la ionización del medio entre los
contactos, haciéndolo conductor, lo que facilita la circulación de
corriente. La presencia de iones se origina por la descomposición de
las moléculas que conforman el medio entre los contactos, producto
de colisiones entre éstas y los electrones aportados por la corriente.
Se puede decir que la emisión de electrones desde la superficie de los
contactos de un interruptor, se debe a las siguientes causas:
• • Aumento de temperatura, originando una emisión termo-iónica de
electrones.
• • Presencia de un alto gradiente de tensión, responsable de la
emisión de electrones por efecto de campo.

13. 1.Terminal superior de corriente.
2.Superficie aislante.
3.Contacto principal fijo.
4.Contacto fijo arco.
5.Movimiento contacto arco.
6.Boquilla aislante.
7.Contacto principal ( movimiento).
8.Pistón (movimiento).
9.Cámara de presión.
10.Terminal inferior de corriente.
11.Barra de conexión.
12.Biela.
13.Sello.
14.Ventilación o extracción de residuos.
15.Canasto molecular.
16.Base.

16. Interruptor de potencia
• Un interruptor de potencia es un equipo cuya función es la de
encender y apagar las corrientes eléctricas en las redes de
distribución y de transmisión de potencia para las operaciones de
rutina y la protección de otros equipos.
• Pueden ocurrir rupturas en el sistema de transmisión eléctrica y la
destrucción del equipo si un interruptor no llega a operar debido a la
falta de un mantenimiento preventivo

19. Corto circuito
• Se denomina cortocircuito al fallo en un aparato o línea
eléctrica por el cual la corriente eléctrica pasa directamente del
conductor activo o fase al neutro o tierra en sistemas
monofásicos
• de corriente alterna, entre dos fases o igual al caso anterior
para sistemas polifásicos, o entre polos opuestos en el caso de
corriente continua. Es decir: Es un defecto de baja impedancia
entre dos puntos de potencial diferente y produce arco
eléctrico, esfuerzos electrodinámicos y esfuerzos térmicos

20. • El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en
el aislante de los conductores, cuando estos quedan
sumergidos en un medio conductor como el agua o por
contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes
vientos o rotura de los apoyos.
• Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños
en las instalaciones eléctricas e incluso incendios en edificios,
estas instalaciones están normalmente dotadas
de fusibles o interruptores termomagnéticos a fin de proteger a
las personas y los objetos

21. Efecto Joule
• Efecto Joule Según el Efecto Joule la corriente que circula por
un conductor genera un calor que puede determinarse según la
relación:
• Por lo que si la corriente adquiere valores excesivos, la
cantidad de calor puede ser tal que puede fundir casi
instantáneamente los conductores del circuito, siendo este el
fenómeno más apreciable en un cortocircuito

23. Alimentación de un corto circuito
• a)Red de suministro ( CFE)
• Se expresa en kiloamperes o en su potencia generada MVA. Este dato
lo proporcionara la compañía que suministra la energía eléctrica.
• Ver ejemplo de fascículo pág. 30
• B) Turbogeneradores

24. • c)Motores síncronos

25. • d) Motor de inducción ( jaula de ardilla)

26. Forma DE LA ONDA DE CORTO CIRCUITO
• Estudio de la forma de onda de la corriente de falla
• Para entender el comportamiento de las corrientes de corto
circuito, se deben considerar dos tipos de forma de onda:
simétrica y asimétrica. Además, ya que los cortos circuitos
usualmente fluyen por pocos ciclos, es necesario entender los 4
diferentes tipos de corriente: RMS simétrica, RMS monofásica
máxima, RMS trifásica promedio y amperes pico instantáneos.
De hecho lo que se requiere conocer es bastante simple.

28. Corriente de falla simétrica en un
circuito resistivo

29. Onda asimetrica
• Corriente de falla asimétrica en un circuito resistivo.
• El circuito que produciría esta forma de onda, como en la figura 1, es
uno conteniendo solamente resistivo, con un factor de potencia de
cero. Aunque es el mismo circuito, la forma de onda de corriente de
corto circuito resultante es asimétrica con respecto al eje X (el valor
pico positivo de cualquier curva o número de curvas es mas grande
que la corriente simétrica). La razón para la diferencia del resultado
mostrado en la figura 1 es que el corto circuito en la figura 2 ocurre a
el instante en que el voltaje generado pasa a través del eje cero en
una dirección positiva. Note también, que el tipo de onda de
corriente de corto circuito es todavía simétrico, pero a un eje
desplazado.

30. corriente de falla asimétrica en un circuito resistivo.

31. • Corriente de falla simétrica en un circuito con resistencia y
reactancia.
• El circuito que produciría esta forma de onda contiene
resistencia y ractancia, con un factor de potencia mas grande
que cero. El corto circuito ocurre a el ángulo μ, medido desde
el punto donde la onda de voltaje pasa a través del eje cero
en una dirección positiva. Comparando esta onda simétrica
con la que se mostró en la figura 1 (para un circuito
conteniendo solamente resistencia), indica que ambos tipos
son idénticos excepto por el punto al cual ocurre el corto

32. Corriente de falla simétrica en un circuito con resistencia y
reactancia

33. • Ver en pagina 32 la forma de ondas de corto circuito originadas por
sus fuentes.

34. Calculo de la corriente de corto circuito
• Formula:
• ITCC=ISCC+IMCC
• ITCC= corriente de corto circuito en el punto de falla.
• ISCC= corriente de corto circuito que alimenta la red o sistema de
alimentación de baja tensión.
• IMCC= corriente de corto circuito con que contribuyen los motores.
• IMCC= 5 x (suma de las corrientes a plena carga de contribución de
los motores

35. ejemplo
• Solucionar ejemplo 1-1 pág. 36

36. Calculo del c.c en la instalación(baja tensión)
• PCCS=√3*V*ICCS ( CIRCUITO TRIFASICO)
• Siendo PCCS la capacidad interruptora.

37. • Algunas veces la compañía suministradora proporciona la impedancia
en el punto de alimentación en su forma compleja.
• ZX=Ri+ Xj
• Por lo tanto
• ICCS= VS
• √3*ZS
• VS=Voltaje del sistema
• ZS= impedancia hasta el punto de alimentación.

38. • La corriente total del circuito es
• ITCC= VS + IMCC
• 3ZS
• Ver ejemplo 1-2 pág. 37