Sistema derivado separado-transfer 4 polos

[JOSE LUIS FALCON cHAVEZ]

Estimados amigos: derivado de un enlace que alguien de la lista compartió, me di a la tarea de investigar cuando se requiere usar  un sistema derivado separado de generación con un Switch de Transferencia de 4 polos.

 

Aunque he buscado en varios libros, WP y San Google, no me ha quedado claro esto, ¿alguno de ustedes me puede ayudar a explicarme cuando usarlo?

 

 

Saludos desde México¡¡¡

 

 

ING. JOSE LUIS FALCON

DIRECTOR DE PROYECTO

KODEK-TI

AREA INGENIERIA ELECTRICA y REDES

55-3400-4806

 

jlfa...@kodek.com.mx

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[Juan Melgarejo]

Estimado Jose Luis

Cuando son 2 sistemas eléctricos separados, el aterramiento del neutro es diferente, en este caso se debe usar un Interruptor de transferencia tetrapolar para separar los neutros de los 2 sistemas eléctricos diferentes.

Cuando se tiene un solo sistema eléctrico donde los neutros tienen una sola barra equipotencial donde se conectan tos  neutros y tierra, se puede usar un interruptor de transferencia tripolar.

Adjunto paginas del std IEEE 602-2007 y paginas  National Electrical Code Hanbook de McParland

 Saludos cordiales

Ing Juan Melgarejo Garcia 

Lima Peru

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*Ing. Juan Melgarejo Garcia*
Ing. Mecanico y Electricista CIP 17115
Telefax: 422 1714

[Pablo Costantini]

José Luis:

                   Tuve tu misma inquietud y encontré lo que te adjunto que a mí me aclaró bastante.

Saludos

Pablo Costantini

Buenos Aires

Argentina

--

[omar graterol]

José Luis, saludos.

En relación con el tema, el cual fue respondido en forma muy acertada por el colega Juan Melagrejo, especialmente en la aplicación de generadores, pero que algunas veces, especialmente en el caso del uso de interruptores de 4 polos en UPSs  tiende a confundir, quiero comentar lo siguiente:

1-Lo primero es entender lo que es un sistema “Derivado Separado”; sistema en el cual el neutro de la entrada es diferente al neutro de salida, un transformador, un generador de emergencia o un UPS pueden estar en esta clasificación.

Sobre este punto, según lo indicado por Juan, y respaldado en los anexos cuando se refiere a un generador, está claro y debe entenderse que para un generador conectado a un sistema de 4 hilos ( 3 fases + N), se pueden conectar los neutros , usando un solo punto de tierra (Tierra de la fuente normal), y usando un transfer de 3 polos. En otro caso, cuando se tiene un generador cuyo neutro está puesto a tierra ( la fuente también tendrá su neutro puesto a tierra; en este caso  no se puede usar un transfer de 3 polos, porque tendríamos que conectar los neutros para que con cualquiera de las dos fuentes el sistema mantenga su neutro, quedando el sistema con dos caminos de tierra, lo cual es un problema para la actuación de protecciones en el caso de falla a tierra; en este caso se requiere el transfer de 4 polos, lo cual también coincide con lo indicado por Juan.

 

2-En el caso de UPSs, se puede complicar el punto, y es muy común encontrar sistemas de UPS, con interruptores de 4 polos en el BYPASS o en la propia fuente. De este tema les anexo una guía de la General Electric “UPS APPLICATION GUIDE”, donde pueden ver que aunque la fuente siempre esta con el neutro a tierra,  las variantes en la parte del UPS, y del Bypass,  pueden en determinado momento, con el uso de un interruptor de 4 polos abrir el circuito de retorno por el neutro, originando una situación insegura, porque al estar abierto el camino de retorno, y existir una falla a tierra en la carga, los fusibles o protecciones correspondientes no actuarán, por lo cual no se recomienda su uso.  Ver caso 2-4 del paper anexo, del cual copio a continuación el párrafo que ilustra lo comentado.

Case 2: 4 pole-breaker used (neutral disconnected) (SP & SG)

Opening a neutral conductor by a four pole breaker, means the current cannot flow through the circuit; therefore the fuse doesn’t blow. UPS will continue to work whilst a critical safety condition is in action.

 

Bueno, como pueden ver en el paper anexo, el caso de los UPS se debe analizar, y especialmente en el caso de reemplazo de algún UPS, asegurarse de cualquier cambio en el sistema de neutro, y analizar la operabilidad de las protecciones, e incluso la factibilidad de desbalances de voltaje originados por desbalances en la carga, cuando por el uso de un breaker de 4 polos quede con neutro flotante, lo cual puede suceder cuando el sistema quede por baterías o incluso por el Bypass.

 

Saludos,………Omar Graterol

Ingeniero Electricista

Maracaibo – Zulia – Venezuela

Telf. 58-261-7436648

Cel. 58-414-6338693

El Martes 17 de junio de 2014 11:42, Pablo Costantini <pcost...@eling.com.ar> escribió:

José Luis:

                   Tuve tu misma inquietud y encontré lo que te adjunto que a mí me aclaró bastante.

Saludos

Pablo Costantini

Buenos Aires

Argentina

 

De: listaele...@googlegroups.com [mailto:listaele...@googlegroups.com] En nombre de JOSE LUIS FALCON cHAVEZ
Enviado el: martes, 17 de junio de 2014 12:07
Para: 'Lista Eléctrica'
CC: 'Henry Vargas'; Enrique Jaureguialzo; Enrique Jaureguialzo; 'omar graterol'; 'SEGELECTRICA MÉXICO'
Asunto: [LESM] Sistema derivado separado-transfer 4 polos

 

Estimados amigos: derivado de un enlace que alguien de la lista compartió, me di a la tarea de investigar cuando se requiere usar  un sistema derivado separado de generación con un Switch de Transferencia de 4 polos.

 

Aunque he buscado en varios libros, WP y San Google, no me ha quedado claro esto, ¿alguno de ustedes me puede ayudar a explicarme cuando usarlo?

 

 

Saludos desde México¡¡¡

 

 

ING. JOSE LUIS FALCON

DIRECTOR DE PROYECTO

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[JOSE LUIS FALCON cHAVEZ]

Muchisimas gracias a Juan, Omar, Braulio y Pablo por las oportunas colaboraciones.

 

Saludos desde México¡¡

 

 

ING. JOSE LUIS FALCON

DIRECTOR DE PROYECTO

KODEK-TI

AREA INGENIERIA ELECTRICA y REDES

55-3400-4806

 

jlfa...@kodek.com.mx

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[JAVIER REYES B]

Que tal Omar…estoy totalmente de acuerdo con lo indicado en el punto 1 de tu correo sobre la descripción de un Separately Derived System pero no logro captar en que parte de tu correo se explica en que situaciones se debe usar el ATS o MTS de 4 polos…con respecto al segundo punto el breaker de 4 polos estoy un poco confuso ya que el tema que nos ocupa es suministrar una explicación sobre la  aplicación de un ATS o MTS de 4 polos y considero que la inserción de un dispositivo de protección o de desconexión de 4 polos no tiene nada que ver con lo solicitado en la solicitud de José Luis Falcon que indica “cuando se requiere usar  un sistema derivado separado de generación con un Switch de Transferencia de 4 polos”.

 

Lo del breaker de 4 polos me parece que es un tema que debería tratarse aparte y no como un elemento integrante del esquema de transferencia automático o manual ejecutado por un dispositivo de 4 polos…si tenés tiempo me gustaría me sacaras de esta duda lo cual te lo agradecería.

Gracias

Javier Reyes B

Managua, Nicaragua

 

De: listaele...@googlegroups.com [mailto:listaele...@googlegroups.com]

Enviado el: martes, 17 de junio de 2014 10:57 p.m.
Para: Pablo Costantini; 'JOSE LUIS FALCON cHAVEZ'; 'Lista Eléctrica'

[omar graterol]

Javier, saludos. En relación a tu consulta o aclaratoria, a continuación un resumen del punto o aclaratoria solicitada.

 

El uso de un interruptor de 4 polos, es obligatorio cuando se requiere abrir el NEUTRO junto con las tres fases en el caso de una falla. Su aplicación está basada normalmente en exigencias del CODIGO ELECTRICO LOCAL aplicable o en el sistema de tierras existente y su sistema de protección desde el punto de vista de seguridad personal (Riesgo de choques eléctricos, por diferencia de potenciales). No esta definido para la seleccion de un transfer por el uso de un generador de emergencia; lo que sucede es que en muchos sistemas con generadores de emergencia se encuentran sistemas que lo requieren, entre ellos centros de computos; en todo caso a continuacion las razones para su justiificacion.

Desde el punto de vista del sistema de tierras y su sistema de protección, se requiere cuando el sistema de puesta a tierra se clasifica como TN-S (Neutro puesto a tierra, separado del cable de protección PE). Anexo archivo “Earthing systems in LV de Schmeider”, en el cual explican los diferentes sistemas de puesta a tierra. El sistema TN-S, tiene la característica de llevar corriente en todos sus conductores, incluyendo el Neutro, en el cual puede existir un potencial con respecto a tierra; lo cual ocurre en sistemas trifásicos con cargas desbalanceadas, o con alto contenido de armónicos del 3er. Orden, en los cuales las corrientes en el neutro no se NEUTRALIZAN. En este caso, hasta el conductor de NEUTRO se puede sobrecargar y puede quedar con un potencial con respecto a tierra, lo cual es un riesgo, esto último obliga a ABRIR EL NEUTRO para evitar riesgos de choques eléctricos a cualquier persona en contacto con tierra y chasis de los equipos.

 

Como pueden ver, la nota anterior, esta basada y hacia énfasis en cómo debe ser la puesta a tierra en el lado del generador en el caso de existir un interruptor o transfer de 4 polos (Que en este caso como se explica en esta nota es requerido por el sistema eléctrico según su sistema de puesta a tierras).

 

Les copio un LINK de ENG-TIPS, que trata este punto, en el cual he basado algunas de mis explicaciones.

http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=201637

 

Saludos,…….Omar Graterol

Ingeniero Electricista

Maracaibo – Zulia – Venezuela

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LISTA ELECTRICA SALVADOR MARTINEZ
 
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[Sergio Iniguez]

Estimados Jose Luis y demas colegas.

De mi parte les aporto algunas consideraciones practicas al respecto:

-Los ATS de 4 polos generalmente se emplean cuando las dos fuentes (linea y generador) estan ambos con sus neutros aterrados por lo tanto (como se mencionara en email anterior) para evitar doble circulacion a tierra de corrientes de falla se conmuta el neutro, En aquellas instalaciones donde es requerido instalar proteccion de corrientes residuales a tierra es mandatorio el uso de la conmutacion de neutro para evitar el disparo de dichos dispostivos debido a que generalmente el neutro del transformador siempre esta por encima de cero volt y si los neutros estan vinculados fluye corriente a tierra a traves de la puesta a tierra del generador, esto ultimo es mas comun encontrarlo en instalaciones de BT bajo normas IEC.. 

Por otra parte si aguas abajo se alimentan equipos UPS, el hecho de dejar el neutro flotante en la mayoria de los casos genera fallas en los UPS sobre todo si las cargas estan desbalanceadas, si ademas estan 2 o mas UPS en paralelo pueden llegar a perder el sincronismo, en estos casos lo mas saludable es alimentar los UPS a traves de un transformador de aislacion Delta-estrella conectando el neutro del secundario del transformador a tierra, la cual pasara a ser permanente garantizando asi la operacion del UPS.

Segun sea el caso particular de la aplicacion se pueden emplear ATS con conmutacion solapada de neutro lo que evita que el neutro quede flotante durante la conmutacion.

Esperando les sea de utilidad los saludo atentamente.

Sergio Iñiguez
Elcom Bahia SRL
Bahía Blanca, Argentina.
email/Talk: sergio....@gmail.com

El 18 de junio de 2014, 18:57, JAVIER REYES B <jnr...@cablenet.com.ni> escribió:

aker

[Braulio Alzate Duque]

Buen día Amigos todos,

 

lo primero que es importante anotar que el generador puede o no ser instalado como un sistema derivado separado y en consecuencia cuando se desea instalar un generador como un sistema derivado separado, en una instalación donde además del generador, existe otra (s) fuente (s) de alimentación, también puede o no hacerse necesario usar un interruptor de 4 vías o 4 polos para realizar la transferencia interrumpiendo el neutro de tal forma que no haya unión eléctrica entre el punto neutro del generador y el punto neutro la fuente de alimentación adicional las siguientes son las consideraciones que debemos de ponderar para tomar la decisión de usar un interruptor de 4 vías o 4 polos:

 

1. si entre bornes del generador o de la fuente de alimentación adicional y la transferencia, existe alguna carga que obligue a que la unión neutro a tierra no se pueda hacer en la transferencia sino en bornes de las fuentes de alimentación (geneador y transformador por ejemplo) y en consecuencia la corriente de falla de tal carga no deba ir hasta un equipo aguas abajo (transferencia).

2. si la ubicación de los equipos de alimentación (generador y fuente de alimentación adicional) es tal, que se puede hacer una conexión directa al suelo en ambos casos sin que estos tengan que conectarse obligatoriamente (suficientemente separadas), esto también se analiza por que de nada sirve separar los neutros si en condiciones de falla la corriente se puede dividir entre los conductores de puesta a tierra para equipos y el electrodo de puesta a tierra (si este fuera común a ambas fuentes de alimentación).

3. Garantizar mediante un análisis del sistema en condiciones normales de operación, que la corriente de neutro no circula por tierra y mas aún si no llega hasta bornes de la fuente que esté fuera de operación.

4. Garantizar mediante un análisis del sistema en condiciones de falla, que la trayectoria de la falla acompaña el recorrido del circuito que la genera y que la impedancia de la falla no se aumenta al desviar la corriente de falla hasta puntos de la red donde no debe llegar.

 

Para facilitar este análisis es muy provechoso checar el IEEE 446.

 

 

saludos,

Braulio Alzate Duque

(052) 55 3898 2766

México-Bogotá.

--
Braulio Alzate Duque
SEGELÉCTRICA MÉXICO

(0521) 55 3898 2766

[JAVIER REYES B]

Omar, gracias por tu inmediata repuesta…me tome la libertad de indicar ciertos comentarios (en rojo) los cuales se encuentran incluidos en tu correo de abajo…no es la intención de los mismos adoptar una posición que cause molestias sino más bien que sirva como abono a nuestro aprendizaje cotidiano…de nuevo muchas gracias.

Javier Reyes B

Managua, Nicaragua

 

De: omar graterol [mailto:ogra...@yahoo.es]
Enviado el: miércoles, 18 de junio de 2014 08:36 p.m.
Para: JAVIER REYES B; listaele...@googlegroups.com
Asunto: Re: [LESM] Sistema derivado separado-transfer 4 polos

 

Javier, saludos. En relación a tu consulta o aclaratoria, a continuación un resumen del punto o aclaratoria solicitada.

 

El uso de un interruptor de 4 polos, es obligatorio cuando se requiere abrir el NEUTRO junto con las tres fases en el caso de una falla...Este es un tema que me gustaría lo discutiéramos en otra ocasión con mayor amplitud ya que lo considero un tema controversial y polémico…he observado consideraciones un poco diferentes con respecto a esta aplicación cuando se utilizan criterios Europeos vs. Americanos. Su aplicación está basada normalmente en exigencias del CODIGO ELECTRICO LOCAL…a cual código te referís? aplicable o en el sistema de tierras existente y su sistema de protección desde el punto de vista de seguridad personal (Riesgo de choques eléctricos, por diferencia de potenciales). No esta definido para la seleccion de un transfer por el uso de un generador de emergencia…si estamos en la misma sintonía te digo que a esto es lo que yo me refería en mi correo anterior, en otras palabras la selección de un esquema ATS o MTS no demanda la inclusión de un breaker de 4 polos ni de ninguno…me imagino que en tu correo anterior mencionaste lo del breaker de 4 polos como una contribución adicional que habría que tener en cuenta en caso de tener ambas fuentes de alimentación puestas a tierra…es así o no?...de aquí se deriva otra inquietud mía, por que poner a tierra ambas fuentes en un proyecto nuevo?...se tiene sabido que cualquiera de las fuentes se puede conectar a tierra, pero solamente una, eligiendo como primera opción la acometida de servicio (TNCS) hacia la estructura proveniente de la empresa eléctrica distribuidora y luego conectar ambos neutros en un punto fijo el cual se centra generalmente en el TS…a continuación se podrían crear sistemas derivados y separados según sea conveniente.  ; lo que sucede es que en muchos sistemas con generadores de emergencia se encuentran sistemas que lo requieren, entre ellos centros de computos; en todo caso a continuacion las razones para su justiificacion.

Desde el punto de vista del sistema de tierras y su sistema de protección, se requiere cuando el sistema de puesta a tierra se clasifica como TN-S (Neutro puesto a tierra, separado del cable de protección PE). Anexo archivo “Earthing systems in LV de Schmeider”, en el cual explican los diferentes sistemas de puesta a tierra. El sistema TN-S, tiene la característica de llevar corriente en todos sus conductores, incluyendo el Neutro, en el cual puede existir un potencial con respecto a tierra; lo cual ocurre en sistemas trifásicos con cargas desbalanceadas, o con alto contenido de armónicos del 3er. Orden, en los cuales las corrientes en el neutro no se NEUTRALIZAN. En este caso, hasta el conductor de NEUTRO se puede sobrecargar y puede quedar con un potencial con respecto a tierra, lo cual es un riesgo, esto último obliga a ABRIR EL NEUTRO para evitar riesgos de choques eléctricos a cualquier persona en contacto con tierra y chasis de los equipos...las corrientes de falla y/o stray currents tienen la tendencia de circular hacia la fuente, una vez que llegan a su punto de origen estas son reinyectas al sistema eléctrico pasando por el o los breakers colocados en el circuito que presenta la falla consecuentemente se espera que el breaker haga su función y abra el circuito, una vez que el circuito está abierto cesa la falla.

 

Todavía queda pendiente la explicación sobre: “cuando” se utiliza un esquema de transferencia que incluya un equipo de 4 polos.