Instalaciones industriales: Eléctricas e hidráulicas
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Queman un combustible fósil (carbón, fuel-oil o gas) para producir vapor que, como en el caso de las centrales nucleares, permite generar energía eléctrica mediante un conjunto turbina de vapor-alternador. La Figura 1.2 ilustra la estructura de las centrales que emplean un conjunto turbina de vapor-alternador para producir energía eléctrica.
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Integran una turbina de gas (similar a la turbina de un avión de reacción) que mueve directamente un alternador, y una turbina de vapor que mueve el mismo u otro alternador, y es alimentada con vapor obtenido fundamentalmente empleando el calor de los gases de combustión de la turbina de gas.
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A partir de una cierta potencia, las instalaciones industriales no se pueden alimentar en baja tensión por lo que deben conectarse a la red de media tensión a través de centros de transformación.
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a. En función de la densidad de carga se pueden emplear redes radiales, en anillo o malladas.
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Cuando el tamaño de la industria es grande (varios MW) se suele instalar un centro de transformación con un único transformador o varios transformadores conectados en paralelo por el devanado de baja tensión.
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Independientemente de que el diseño sea más o menos mallado, las redes de distribución se suelen operar de forma radial. Esta estructura es adecuada para condiciones normales de funcionamiento y para condiciones de falta debido, principalmente, a que el sentido de la energía es único, lo que simplifica el sistema de protección.
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Se consigue abriendo un conjunto de interruptores localizados en determinadas ramas de la red. En caso de falta, el tramo defectuoso se puede aislar rápidamente manteniendo la continuidad del suministro mediante la apertura y cierre de los interruptores correspondientes. La reconfiguración de la red comprende las maniobras de apertura y cierre de interruptores que cambian la topología de la misma.
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El control óptimo de los interruptores, de los condensadores y de los cambiadores de tomas de los transformadores resulta en unos flujos de potencia por la red de distribución que dan lugar a una operación óptima desde el punto de vista de las pérdidas o del nivel de tensión.
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La reglamentación de cada país establece los límites de variación de la tensión.
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La principal ventaja del uso de redes radiales es su bajo coste.
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¿Porqué las redes en general son trifásicas y el consumo es monofásico?
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¿Porqué se emplea corriene alterna y no contínua?
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¿Porqué se emplean puestas a tierra?
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¿Por qué generalmente no se consume energía en alta tensión evitando así los centros de transformación?
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¿Por qué no se pueden proteger los transformadores de corriente con fusibles?
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Las subestaciones constituyen los nudos del sistema eléctrico y su operación es fundamental para el funcionamiento correcto del sistema en condiciones normales y para evitar que una falta en algún punto del sistema provoque perturbaciones en el resto del mismo.
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Las líneas aéreas de alta tensión necesitan elementos tales como aisladores, herrajes, cadenas de suspensión, cadenas de amarre y otros elementos que las mantengan separadas del suelo, como los apoyos.
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El punto de partida del diseño de la instalación de acometida es la potencia eléctrica demandada.
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Se llama fase a cada una de las partes de un circuito trifásico en la que se genera, se transporta, se distribuye o se utiliza cada una de las tensiones de un sistema trifásico, y secuencia de fases, al orden en el que se suceden las diferentes tensiones del circuito trifásico.
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El transporte de un fluido por un conducto puede hacerse a presión o sin presión.
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Las instalaciones hidráulicas por conducción forzada pueden clasificarse en unidireccionales, ramificadas o redes de distribución.
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Las pérdidas de energía en una instalación son una manifestación de la resistencia asociada al flujo de fluido hidráulico.
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Un sistema es unidireccional cuando el flujo entre dos puntos transcurre, preferentemente, en un sentido predeterminado.
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La experiencia aconseja que la velocidad mínima en las conducciones forzadas, para el caudal medio repartido uniformemente entre las 24 horas de funcionamiento de una instalación, sea del orden de 0,6 m/s.
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El diámetro económico de una instalación de bombeo se define como aquél que minora el coste global.
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El buen gobierno de cualquier instalación hidráulica requiere el empleo de válvulas que pueden funcionar de forma autónoma o siguiendo las órdenes de un operador.
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Es fundamental seleccionar la característica de caudal más adecuada de una válvula para una instalación, para garantizar su buen funcionamiento y la aplicación correcta de la válvula de control.
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La selección de una válvula de control exige considerar en detalle los requisitos de capacidad y regulación, buscando siempre la mejor combinación de cuerpos, obturadores y materiales de cada servicio específico.
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Cuando el fluido contiene partículas abrasivas, el cuerpo de la válvula ha de tener un perfil suave que minimice las turbulencias y el rozamiento.
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El ruido por vibración mecánica se produce por las fluctuaciones de presión entre el cuerpo de la válvula y sus partes móviles en contacto con el fluido.
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El ruido aerodinámico es generado por la turbulencia asociada a las altas velocidades de flujo que se producen en las válvulas de control, en especial de gases.
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El control del ruido es una materia actualmente objeto de estudio y de diseño, para cuya resolución se siguen dos estrategias principales: la reducción de la generación y el aislamiento de la fuente.
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