MEMORIA 8: Control de alumbrado pblico mediante contactores

MEMORIA 8: Control de alumbrado pblico mediante contactores

Control Automtico con interruptor crepuscular e interruptor horario, y control manual mediante interruptor rotativo.

-Explicacin de la aplicacin de est prctica:

La finalidad de est prctica es la realizacin del control de alumbrado pblico utilizando contactores. Para realizarlo se van a utilizar dos sistemas: automtico y manual. Para el primer sistema, el automtico, antes solo se utilizaba un reloj horario, en el cul se marcaban unas horas fijas para el encendido y el apagado. Pero surga el problema de que debido a que a lo largo del ao la duracin del da y de la noche varan segn el momento (por ejemplo, en verano las noches son ms cortas que en invierno), haba que estar manipulando peridicamente el reloj horario. Ahora lo que se hace es colocar tambin un interruptor crepuscular, que es un aparato que se encarga de medir el nivel de iluminacin. De est manera, con el reloj horario se pueden marcar unas horas lmites de encendido y apagado, y que sea en realidad el crepuscular el que se encarga de activar el alumbrado y desactivarlo. Adems tambin se puede tener la opcin de seleccionar un reloj horario semanal o mensual, y que solo permita que unos determinados das puedan funcionar el alumbrado, y dejar la funcin de controlar el encendido y el apagado solamente al crepuscular.

-Elementos o aparatos novedosos de est prctica.

Los elementos y aparatos novedosos aparecidos en est prctica son:

Interruptor crepuscular:

El interruptor crepuscular es un aparato que se encarga de medir el nivel de iluminacin, y as controlar circuitos en funcin de la iluminacin. Su principal funcin es el control de alumbrado pblico.

El principio de funcionamiento de este aparato se basa en que una clula integrada en el mismo mide la intensidad luminosa que es comparada con un umbral fijado por el usuario. As pues, si el nivel de iluminacin es inferior al fijado, la salida esta activada, mientras que si es superior, la salida est inactiva. Este aparato adems posee un piloto de sealizacin para saber el estado de la salida, un potencimetro para regular el umbral y una temporizacin en el contacto, tanto en la conexin como en la desconexin, para evitar conmutaciones intempestivas a causa de variaciones bruscas del nivel de iluminacin.

Cuando se instala, el potencimetro regulador se ha de girar totalmente a la izquierda, y cuando el nivel de iluminacin sea el deseado para el umbral, girar el potencimetro hacia la derecha hasta que se encienda el piloto. De est manera el interruptor crepuscular queda regulado al momento elegido.

La instalacin del interruptor crepuscular debe hacerse en una pared exterior protegida de a insolacin directa , y sin exponerse directamente a una luminaria. Se debe colocar con el piloto y el potencimetro colocados hacia abajo para asegurar la estanqueidad, y siempre que se pueda, se han de sacar los cables por abajo. El esquema de conexin del aparato es el siguiente:

Las caractersticas y especificaciones tcnicas de este aparato son:

Alimentacin: que es la tensin a la que puede ser sometido el aparato. En este caso la tensin es de 230V con margen de + - 10%, a una frecuencia de 50 o 60 Hz.

Consumo: que es la potencia que consume el aparato, siendo en este caso de 1VA.

Salida: es el tipo de corte que hace el aparato. En este caso es un contacto NA, con una temporizacin para el encendido de 10 segundos, y para el apagado de 40 segundos, y con un poder de corte mximo AC1 de 10 a 250V.

Temperatura de funcionamiento: es la temperatura ala que el aparato funciona correctamente, siendo en este caso desde 25C hasta +45C.

Temperatura de almacenamiento: que es la temperatura a la que puede ser almacenado el aparato sin riesgo de sufrir dao, siendo en este caso des 20C hasta +60C.

Capacidad de conexin: es la mxima seccin a la que puede ser conectado el aparato, y en este caso es de 2,5 mm2.

Interruptor horario:

Es un aparato para el control de circuitos elctricos mediante programaciones diarias, semanales o mensuales. Su principal utilidad al igual que la del crepuscular es el control de alumbrado pblico, aunque tambin puede utilizarse para el control automtico de bombas de pozos, etc...

El principio de funcionamiento de este aparato se basa en que el reloj horario contiene un mecanismo que hace girar una ruleta que o bien puede marcar las horas del da, das del mes, etc... Est ruleta contiene unas pestaitas que se pueden levantar en funcin del da o la hora a la que queramos que el circuito al que esta conectado el reloj horario se active o se desactive. Conforme la ruleta va girando, las pestaitas seleccionadas, levantan una palanquita, la cul cambia un contacto interno que tiene y activa o desactiva el circuito al que esta asociado este contacto.

Para regular la hora, simplemente hay que girar la esfera hasta que seale la hora actual, y seleccionar las pestaitas correspondientes con el tiempo que queramos que cambie el contacto. Adems el reloj horario posee dos posiciones ha elegir, funcionamiento automtico o funcionamiento permanente, y una reserva de marcha para mantener su funcionamiento en caso de cortarse la alimentacin.

La instalacin del reloj horario no debe realizarse cerca de cargas inductivas como contactores, transformadores, etc... El esquema de conexin del reloj horario es el siguiente:

Las caractersticas y especificaciones tcnicas del reloj horario son:

Alimentacin: en este caso es 230V, a una frecuencia de 50Hz.

Poder de ruptura: que es la tensin y la intensidad mxima que soporta el dispositivo. En este caso es de 16 y de 250V.

Consumo: es de 0,5W.

Precisin de marcha: es el error que puede llegar cometer el reloj horario. Es de + - 1seg/da.

Reserva de marcha: es el tiempo mximo que el reloj puede funcionar sin alimentacin, siendo en este caso de 100 horas.

Tipo de esfera: nmero de caballetes que posee el reloj. Diaria: 96 caballetes y Semanal:84 caballetes.

Tiempo mnimo de maniobra: es el tiempo mnimo que se puede seleccionar en la esfera. Diario: 15 minutos y Semanal: 2 horas.

Temperatura de funcionamiento: en este caso va desde 10C hasta +50C.

-Lista de aparatos necesarios, indicando su nmero para que sirve cada uno de ellos.

-Contactores: aparato de conexin y desconexin con una sola posicin de reposo. N de ellos: 1

-Diferencial: aparato de proteccin contra derivaciones y contactos. N de ellos: 1

-Magnetotrmico: aparato de proteccin contra sobrecargas y cortocircuitos. N de ellos: 1

-Disyuntor : aparato de proteccin contra sobrecargas y cortocircuitos. N de ellos: 1

-Interruptor rotativo:

-Crepuscular: aparato para el control de circuitos en funcin del nivel de iluminacin. N de ellos: 1

-Reloj horario: aparato para el control de circuitos elctricos mediante programaciones diarias, semanales o mensuales. N de ellos: 1

-Realizacin de los clculos necesario para la eleccin de los aparatos, en funcin de las caractersticas del receptor.

Para poder llevar a cabo los pasos para la leccin de los diferentes elementos son necesarios una serie de datos, que vienen a continuacin:

-Receptor: lmpara de descarga, que poseen picos de intensidad en el arranque.

-Potencia: cada lmpara es de 500W, y se van a utilizar 12 lmparas, divididas en tres grupos, con lo que la potencia total ser de 6kW.

-Tensin nominal de cada lmpara: 230V

-Tensin de la red: 400V, en un circuito trifsico + neutro.

-Cos (: 0,5

1- Obtencin de la corriente de servicio que consumen las lmparas.

ILMPARA = P / VLAMPARA cos (ILMPARA = 6000 / 230 0,5 = 30,12 A2-Obtencin de la categora deservicio del contactor y el calibre del mismo.

Habra que obtenerlo teniendo en cuenta el tipo de carga y su factor de potencia. En este caso como son lmparas de descarga, producen picos de intensidad en el arranque al igual que los motores. Segn el cos ( , le correspondera la categora de servicio AC-3, porque el valor est comprendido en el margen de 0,35 a 0,65. No sera de la categora AC-4 por se esta para receptores con marchas a impulsos, intermitencias, etc...

El calibre del contactor que elijamos debe ser superior a la corriente de servicio que consume el receptor.

Calibre (A)AC-3912182532405060

AC-42525324050608090

Teniendo en cuenta todo esto, el contactor seleccionado ser de categora AC-3 con un calibre de 32A3-Eleccin del rel trmico.

La clase del rel trmico estar en funcin de la intensidad de ajuste y el tiempo de disparo. La duracin del disparo segn norma es de 7,2 veces la corriente de ajuste (7,2 IR). Suponiendo que el tiempo mximo de sobreintensidad a 7,2 veces la corriente de ajuste es de 16 segundos, segn la tabla ( pgina 61 del libro) elegimos la Clase 20A , y la zona de ajuste que es el margen donde se encuentre comprendida la corriente de servicio sera de 28 36 A.

4-Eleccin de los fusibles que protegen y acompaan a los rels trmicos.

Los fusibles utilizados seran de tipo aM, que son fusibles de acompaamiento para proteccin contra cortocircuitos. Su calibre sera de 35 A, y la fusin del fusible se produce para una intensidad superior a cuatro veces la nomial.

5-Eleccin de la proteccin general basado en magnetotrmico y diferencial.

Magnetotrmico:

Dato: sobreintensidad admisible de 1,8 Ie.

Para el magnetotrmico, elegimos el tipo de curva segn la tabla correspondiente (pgina 62 del libro), siendo la adecuada la curva de disparo C, tomando la corriente del magntico el siguiente valor:

30,12 10 = 301,2 A

que es un valor superior a la mxima sobreintensidad admisible que es:

1,8 30,12 = 54,21 A

que es inferior a la anterior y por tanto no actuar el magnetotrmico.

Teniendo en cuenta la tabla que viene a continuacin, el calibre sera de 40A, alor normalizado inmediato superior a la corriente de servicio.

Calibres (A)2346101620254060

Diferencial:

Suponiendo un emplazamiento seco donde VL = 50V, teniendo por tanto como tensin mxima 50V,la resistencia de tierra de las masas debe ser inferior o igual a la tensin de contacto mxima permitida por la sensibilidad del diferencial.

RT ( VL / IAN RT =Resistencia a tierra de las masas

VL = Tensin de contacto mxima permitida

IAN= Sensibilidad del diferencial

Pasos a seguir para seleccionar el diferencial:

1-Conocer el valor de RT

2-Obtener la corriente de defecto que se deriva a tierra, a partir de la siguiente formula:

ID = VL / RT3-La sensibilidad del diferencial , que se obtiene a partir del tiempo mximo de intervencin de la proteccin.

ID / IANT (ms)

11000

2150

1030

Datos:

-VL = 50V

-RT = 20(-t = 30 milisegundos (tiempo de intervencin)

1-RT = 20(2-ID= 50 / 20 = 2,5 A

3-t = 30 ms IAN = Id / 10 = 2,5 / 10 = 0,25 A = 250 mA

Sensibilidad diferenciales30 mA300 mA650 mA1 A

Se elegir un diferencial de 30 mA con un calibre de 40 A

Nota:

Cos (: ngulo de desfase entre intensidad y tensin.

P= V I cos ( I= P / U cos (

La raz de tres solo se pone en caso de que se trifsico, si es monofsico no se pone.