Compensación de baja tensión: problemas comunes

I. Comparativa de los conjuntos de aparamenta de baja tensión actuales
Existen muchos modelos populares de aparamenta en el mercado. Por lo general, pueden resumirse de la siguiente manera. A continuación, se enumeran los modelos principales, así como sus ventajas y desventajas.

A. Introducción a los modelos GGD, GCK, GCS, MNS y MCS

1. Serie GGD
Los armarios de distribución de baja tensión de CA modelo GGD son adecuados para sistemas de distribución de CA a 50 Hz, con una tensión nominal de servicio de 380 V y una corriente nominal de servicio de 1000 a 3150 A, destinados a subestaciones, centrales eléctricas, fábricas, minas y otras instalaciones de consumo eléctrico. Se utilizan para la conversión, distribución y control de energía eléctrica en equipos de potencia, iluminación, generación y distribución.

Los armarios de distribución de baja tensión de CA GGD representan un nuevo tipo de armario diseñado conforme a los requisitos del antiguo Ministerio de Energía, los usuarios finales y los institutos de diseño, siguiendo principios de seguridad, economía, racionalidad y fiabilidad. Se caracterizan por una elevada capacidad de ruptura, buena estabilidad dinámica y térmica, esquemas eléctricos flexibles, facilidad de combinación, un alto grado de estandarización y practicidad, una estructura innovadora y un elevado grado de protección; pueden utilizarse como una solución mejorada de aparamenta de baja tensión.

Designación/significado del producto y características estructurales:
El armario GGD adopta una estructura universal. El bastidor se ensambla mediante soldadura localizada de perfiles de acero conformado en frío tipo 8MF e incluye orificios de montaje basados ​​en un sistema modular de 20 unidades, lo que proporciona un alto grado de versatilidad.

El diseño del armario GGD contempla exhaustivamente la disipación de calor. Se han dispuesto ranuras de ventilación en cantidades variables en las partes superior e inferior del armario. Cuando los componentes eléctricos internos generan calor, el aire caliente asciende y sale por las ranuras superiores, mientras que el aire frío entra continuamente por las ranuras inferiores, creando así un flujo de ventilación natural ascendente (de abajo hacia arriba) en el interior del armario cerrado.

La forma y las dimensiones de la sección transversal del armario se han diseñado siguiendo los requisitos estéticos modernos de los productos industriales y aplicando el principio de la proporción áurea, lo que confiere al conjunto un aspecto atractivo y actual.
La cubierta superior puede retirarse cuando sea necesario para facilitar el montaje y el ajuste de las barras colectoras principales in situ. En las cuatro esquinas de la parte superior se han instalado cáncamos de elevación para facilitar el izado y el transporte. El grado de protección estándar es IP30; Se puede seleccionar entre IP20 e IP40 según los requisitos ambientales.

Below is the complete Spanish translation, keeping the technical terminology and structure as close to the original as possible.

2. Serie GCK

Modelo del producto y significado: GCK — G significa aparamenta cerrada, C significa tipo extraíble y K significa centro de control.

El cuadro eléctrico extraíble de baja tensión GCK consta de una sección de Centro de Potencia (PC) y una sección de Centro de Control de Motores (MCC). Es adecuado para sistemas de distribución y control de energía de CA de 50(60) Hz, con una tensión nominal de servicio de hasta 660 V y una corriente nominal de hasta 4000 A, para aplicaciones de distribución eléctrica, control de motores, iluminación y similares.

El cuadro GCK cumple con las normas IEC 60439-1, GB 7251.1-1997 y GB/T 14048.1-93. Ofrece una alta capacidad de corte, buena estabilidad dinámica y térmica, una estructura avanzada y racional, esquemas eléctricos flexibles, alto grado de serialización y universalidad, combinación arbitraria de unidades de esquema, un elevado número de circuitos por armario, menor superficie ocupada, alto grado de protección, seguridad, fiabilidad y facilidad de mantenimiento.

Características estructurales

1. El armario completo utiliza una estructura modular ensamblada con orificios de montaje modulares. Las piezas presentan una alta intercambiabilidad, buena adaptabilidad y un alto grado de estandarización.
2. La parte superior es el compartimento de barras colectoras, la parte frontal es el compartimento de dispositivos eléctricos y la parte posterior es el compartimento de entrada/salida de cables. Los compartimentos están separados mediante chapas de acero o placas aislantes para garantizar la seguridad.
3. La puerta del compartimento de cajones MCC está enclavada mecánicamente con la maneta de accionamiento del interruptor automático o del interruptor-seccionador. La puerta solo puede abrirse cuando la maneta está en la posición OFF.
4. Los interruptores de entrada, los interruptores de acoplamiento de barras y los cajones MCC tienen tres posiciones: conectado, prueba y desconectado.
5. Puede instalarse un puente de barras en la parte superior del cuadro según lo requiera la configuración de alimentación de entrada.

3. Serie GCS

El cuadro eléctrico extraíble de baja tensión GCS se utiliza en sistemas trifásicos de generación y suministro de energía de CA de 50 Hz, con una tensión nominal de servicio de 400 V (690 V) y una corriente nominal de hasta 4000 A, para distribución eléctrica, control centralizado de motores y compensación de condensadores. Se utiliza ampliamente en centrales eléctricas, industrias petroleras, químicas, metalúrgicas y textiles, así como en edificios de gran altura. También puede utilizarse en grandes centrales eléctricas, sistemas petroquímicos y otros lugares altamente automatizados que requieran interfaces informáticas.

Normas aplicables: GB 7251.1-1997, “Conjuntos de aparamenta y control de baja tensión”, y JB/T 9661-1999, “Conjuntos de aparamenta extraíble de baja tensión”.

Características estructurales

1. El bastidor utiliza perfiles de acero de sección abierta 8MF. En el bastidor principal se disponen orificios de montaje de Φ9,2 mm, con módulos E = 20 mm y 100 mm, lo que permite un montaje flexible y cómodo.
2. Los compartimentos funcionales están mutuamente aislados e incluyen el compartimento de unidades funcionales, el compartimento de barras colectoras y el compartimento de cables. Cada uno desempeña una función relativamente independiente.
3. La barra colectora horizontal está instalada de forma plana en la parte posterior del armario para mejorar su capacidad de soportar esfuerzos electrodinámicos y proporcionar una alta resistencia al cortocircuito en el circuito principal.
4. El diseño del compartimento de cables permite una entrada/salida de cables cómoda tanto por la parte superior como por la inferior.
5. La altura de los cajones utiliza un módulo de 160 mm. Los cambios de tamaño de los cajones se realizan únicamente en altura; la anchura y la profundidad permanecen sin cambios. Los cajones de unidades funcionales idénticas presentan una alta intercambiabilidad. La corriente nominal del circuito de cada unidad puede alcanzar 400 A.
6. El panel del cajón tiene indicaciones claras para las posiciones OFF, ON, TEST y WITHDRAWN. La unidad extraíble dispone de un dispositivo de enclavamiento mecánico. Las unidades de cajón pueden combinarse con unidades fijas según las necesidades.
7. El grado de protección del armario puede ser IP30 o IP40, y también puede seleccionarse de acuerdo con los requisitos del usuario.

4. Serie MNS

El cuadro eléctrico extraíble de baja tensión MNS es un producto avanzado desarrollado y mejorado tomando como referencia los diseños MNS extranjeros para satisfacer las necesidades de desarrollo de la industria eléctrica. Cumple con GB 7251, VDE 660, ZBK 36001-89 e IEC 439. El cuadro MNS es adecuado para una amplia variedad de aplicaciones de suministro y distribución eléctrica y puede utilizarse ampliamente en centrales eléctricas, subestaciones, empresas industriales y mineras, edificios de oficinas, hoteles y proyectos de construcción municipal.

Características estructurales

1. El bastidor MNS tiene una estructura modular ensamblada con perfiles de acero de sección C. Todas las piezas estructurales están galvanizadas y se conectan mediante tornillos autorroscantes autoblocantes o pernos hexagonales de grado 8.8, formando el bastidor básico. Posteriormente se ensamblan las puertas, separadores, soportes de montaje, unidades funcionales de barras colectoras y demás componentes según el esquema seleccionado. Las dimensiones internas, las dimensiones de los componentes y las dimensiones de los compartimentos siguen un sistema modular (E = 25 mm).
2. Cada armario MNS está dividido en tres compartimentos: compartimento de barras colectoras horizontales (posterior), compartimento de cajones (frontal) y compartimento de cables (inferior o frontal derecho). Los compartimentos están separados mediante chapas de acero o placas funcionales de plástico ignífugo de alta resistencia. Las placas metálicas perforadas separan los cajones superiores e inferiores, reduciendo el riesgo de accidentes provocados por fallos de arco en los dispositivos de conmutación o por cortocircuitos entre las barras colectoras y otros circuitos.
3. La estructura admite diferentes configuraciones de entrada/salida de cables: entrada superior/salida superior, entrada superior/salida inferior, entrada inferior/salida superior y entrada inferior/salida inferior.
4. Diseño compacto: permite alojar más unidades funcionales en un espacio menor.
5. Los componentes estructurales presentan un alto grado de universalidad y flexibilidad de montaje. Con E = 25 mm como módulo, las estructuras y las unidades extraíbles pueden combinarse libremente para satisfacer los requisitos de diseño del sistema.
6. Las barras colectoras están protegidas mediante placas funcionales de plástico de alta resistencia, ignífugas y con alto aislamiento, resistentes a los arcos de fallo, lo que mejora la seguridad y fiabilidad durante el funcionamiento y el mantenimiento.
7. Los enclavamientos mecánicos de los cajones de diferentes tamaños cumplen los requisitos de las normas y proporcionan tres posiciones claramente definidas: conectado, prueba y aislado.
8. El diseño modular estándar permite formar unidades de protección, operación, conmutación, control, regulación, medición e indicación, que pueden ensamblarse según las necesidades.
9. Se utilizan plásticos técnicos ignífugos de alta resistencia para mejorar el nivel de seguridad de protección.
10. Alto grado de universalidad y estandarización, con montaje cómodo y garantía de calidad fiable.
11. El grado de protección del armario puede seleccionarse según los diferentes entornos de operación.
12. Continuidad y fiabilidad de la protección del equipo.

5. Serie MCS

El cuadro eléctrico inteligente extraíble de baja tensión MCS es un producto avanzado desarrollado mediante la integración de las ventajas de otros productos de baja tensión. Es adecuado para sistemas eléctricos de CA de tres fases y cuatro hilos (o cinco hilos), 50/60 Hz, con una tensión nominal de 380 V y una corriente nominal de hasta 4000 A, en centrales eléctricas, industrias petroquímicas, metalúrgicas, de telecomunicaciones, industria ligera, textiles, edificios de gran altura, edificios civiles y empresas industriales/mineras.

En grandes centrales eléctricas altamente automatizadas, sistemas petroquímicos y sistemas de telecomunicaciones que requieren interfaces informáticas, sirve como equipo de distribución de baja tensión para distribución eléctrica, control centralizado de motores y compensación de potencia reactiva.

Características estructurales

① El bastidor básico está ensamblado con perfiles de acero de sección C (o 8MF), con una apariencia uniforme, alta precisión dimensional y buena intercambiabilidad de los cajones.

② El armario MCC tiene una anchura de solo 600 mm, pero proporciona un gran espacio útil, permitiendo instalar más unidades funcionales y reduciendo la superficie necesaria para la instalación.

③ Se pueden configurar diferentes modelos de interruptores dentro del armario según los requisitos del usuario para mejorar la fiabilidad.

④ Pueden reservarse interfaces de automatización e instalarse módulos inteligentes en el cuadro para implementar las funciones de “tres remotos”: señalización remota, medición remota y control remoto.

⑤ Las unidades funcionales extraíbles se dividen en MCCI, MCCII y MCCIII.

MCCI: anchura del cajón de 600 mm; alturas de 180 mm, 360 mm y 540 mm. La altura de instalación disponible por armario es de 1800 mm, y pueden combinarse hasta 10 unidades según el tamaño requerido de los cajones. Es adecuado para centros de control de motores y circuitos de alimentación de mayor corriente.

MCCII: anchura del cajón de 600/2 mm; altura de 200 mm. La altura de instalación disponible es de 1800 mm; pueden combinarse hasta 18 unidades. Es adecuado para unidades inferiores a 100 A.

MCCIII: anchura del cajón de 600/2 mm; alturas de 180 mm, 360 mm y 540 mm. La altura de instalación disponible es de 1800 mm; pueden instalarse hasta 20 circuitos. Es adecuado para unidades inferiores a 100 A.

⑥ Mecanismo de operación: cada cajón dispone de un mecanismo especialmente diseñado para abrir y cerrar el interruptor e incluye enclavamientos mecánicos y otras funciones para evitar operaciones incorrectas. Los cajones MCCI tienen cuatro posiciones de ubicación: Desconectado, Prueba, Servicio y Extraído, y utilizan un mecanismo de inserción mediante manivela. Las unidades de cajón MCCII y MCCIII utilizan una estructura de empuje y extracción con funciones de posicionamiento y prevención de operaciones incorrectas.

II. Diferencias entre los modelos de cuadros eléctricos

1. Diferencias entre GCS, GCK, MNS y GGD

El GGD es un cuadro eléctrico de tipo fijo, mientras que GCK, GCS y MNS son cuadros eléctricos de tipo extraíble. Los mecanismos de inserción de los cajones GCK son diferentes de los utilizados en GCS y MNS.

El GCS solo puede configurarse como un armario de operación unilateral con una profundidad de 800 mm. El MNS puede configurarse para operación por ambos lados con una profundidad de armario de 1000 mm.

2. Similitudes y diferencias — Tabla 1

Tamaño del módulo: GCK (Senyuan), unidad mínima de cajón = 1 módulo; GCS, unidad mínima de cajón = 1/2 módulo; MNS (tecnología ABB importada), unidad mínima de cajón = 1/4 de módulo.

Barras colectoras: en MNS y GCS, las barras colectoras horizontales están dispuestas en la parte posterior, y los separadores las aíslan de las unidades de cajones situadas en la parte frontal izquierda y del compartimento de salida de cables situado en la parte frontal derecha. Las barras verticales están instaladas dentro de placas funcionales de plástico ignífugo, proporcionando una mayor fiabilidad.

En GCK, la barra colectora horizontal está instalada en la parte superior del armario y la barra vertical no dispone de una placa funcional de plástico ignífugo. Los cables pueden salir por la parte posterior o por un compartimento de cables situado a la derecha. Su mecanismo de inserción de cajones es diferente del de GCS/MNS y es relativamente sencillo.

Cajones: el tamaño mínimo del cajón GCS es de 1/2 unidad; MNS dispone de cajones de 1/4 de unidad. Los cajones MNS también incluyen un mecanismo de enclavamiento, mientras que GCS depende principalmente del propio mecanismo del interruptor.

3. Diferencias entre GCS y MNS

1. Diferente origen: GCS fue diseñado y desarrollado independientemente en China, mientras que MNS fue introducido por ABB. GCS entró en el mercado alrededor de 1996 e imita al MNS en muchos aspectos, como la disposición de las barras horizontales y los métodos de entrada/salida de líneas.
2. Diferente ensamblaje del bastidor de acero: GCS utiliza perfiles de acero 8MF (KS), mientras que MNS utiliza perfiles de acero de sección C (KB). En términos de resistencia estructural, se considera que GCS es más robusto; en cuanto a apariencia, MNS generalmente resulta más atractivo, y muchos fabricantes utilizan perfiles C al producir GCS. El diseño original de GCS estaba limitado a una corriente máxima de 4000 A, mientras que MNS podía alcanzar valores superiores. Después de numerosas mejoras, GCS puede alcanzar actualmente 6300 A.
3. Diferentes mecanismos de los cajones: GCS utiliza un mecanismo de inserción giratorio (CJG-1~3), mientras que MNS utiliza un mecanismo de enclavamiento de gran tamaño. Los cajones GCS son relativamente más fáciles de insertar y extraer.
4. Diferentes módulos de instalación: el módulo de instalación de MNS es de 25 mm y el de GCS es de 20 mm. GCS puede tener hasta 11 niveles de cajones, mientras que MNS puede tener hasta 9 niveles; sin embargo, MNS puede utilizar un armario de doble acceso con cajones tanto en la parte frontal como en la posterior. Por lo tanto, GCS puede alojar hasta 22 cajones, mientras que MNS puede alojar hasta 72 cajones (GCS no dispone de cajones de 1/4 de unidad, mientras que MNS sí). MNS presenta ventajas para circuitos de pequeña corriente, mientras que GCS ofrece algunas ventajas para circuitos de gran corriente.

Tabla 2

III. Ventajas y desventajas de los diferentes modelos de cuadros eléctricos

En general, los cuadros eléctricos de tipo extraíble ahorran espacio, son fáciles de mantener y proporcionan más circuitos de salida, pero son más costosos. Los cuadros de tipo fijo tienen relativamente menos circuitos de salida y requieren una mayor superficie de instalación. Si el cliente dispone de un espacio de instalación demasiado reducido para un cuadro de tipo fijo, debe utilizarse un cuadro de tipo extraíble.

Armario de distribución de CA de baja tensión GGD

Ventajas: estructura racional, instalación y mantenimiento cómodos, buenas prestaciones de protección, alta capacidad de corte, gran capacidad, fuerte capacidad de seccionamiento, alta estabilidad dinámica y amplia aplicabilidad de los esquemas eléctricos. Puede utilizarse como producto de sustitución mejorado.

Desventajas: menor número de circuitos, las unidades no pueden combinarse libremente, gran superficie ocupada y ausencia de interfaz informática.

Cuadro eléctrico GCK

Ventajas: alta capacidad de corte, buena estabilidad dinámica y térmica, estructura avanzada y racional, esquemas eléctricos flexibles, fuerte serialización y universalidad, combinación arbitraria de unidades de esquema, numerosos circuitos por armario, menor superficie ocupada, alto grado de protección, seguridad, fiabilidad y facilidad de mantenimiento.

Desventajas: la barra colectora horizontal está situada en la parte superior del armario, la barra vertical no dispone de una placa funcional de plástico ignífugo y el sistema no puede comunicarse con un ordenador.

Cuadro eléctrico extraíble de baja tensión GCS

Ventajas: altos indicadores de rendimiento técnico, capaz de satisfacer las necesidades de desarrollo del mercado eléctrico y competir con productos importados. Está diseñado de acuerdo con los principios de seguridad, economía, racionalidad y fiabilidad, con alta capacidad de corte y cierre, buena estabilidad dinámica y térmica, esquemas eléctricos flexibles, combinación cómoda, gran practicidad y serialización, estructura novedosa y alto grado de protección.

Serie MNS — Ventajas

• Diseño compacto: permite alojar más unidades funcionales en un espacio menor.
• Alta universalidad estructural y montaje flexible: los perfiles C con un módulo de 25 mm permiten satisfacer diferentes formas estructurales, grados de protección y requisitos de entorno operativo.
• Diseño modular estándar: las unidades de protección, operación, conmutación, control, regulación e indicación pueden seleccionarse y ensamblarse según las necesidades.
• Alto rendimiento técnico: los parámetros principales alcanzan los niveles técnicos internacionales contemporáneos.
• Menor espacio requerido: el alto grado de estandarización y modularización reduce considerablemente el área necesaria para almacenamiento, transporte y prefabricación.
• Montaje cómodo: no requiere procesos especiales y complejos.

Cuadro eléctrico extraíble de baja tensión MCS — Ventajas

1. El bastidor del armario está ensamblado con perfiles de acero de sección C, con apariencia uniforme, alta precisión y buena intercambiabilidad de los cajones.
2. La anchura del armario MCC es de solo 600 mm, al tiempo que proporciona una gran capacidad y espacio para más unidades funcionales, reduciendo la superficie necesaria para la instalación.
3. Se pueden configurar diferentes modelos de interruptores según los requisitos del usuario para garantizar un funcionamiento altamente fiable.
4. Pueden reservarse interfaces de automatización e instalarse módulos para realizar señalización remota, medición remota, control remoto y otras funciones de control.

Desventaja: alto coste, que puede resultar difícil de aceptar para usuarios pequeños y medianos.

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