DISEÑO E INSTALACIÓN DE DOS TOMÓGRAFOS

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DISEÑO E INSTALACIÓN DE DOS TOMÓGRAFOS

TRANSFORMADORES

DIRIGIDO A:

OSCAR FLOREZ

PRESENTADO POR:

JAIRO WILMER GARCIA MELGAREJO 20132005094

LUIS HERNAN LEGUIZAMO 20132005

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

2016

INTRODUCCIÓN

La tomografía computarizada se ha convertido en una de las técnicas de diagnóstico más utilizadas. Desde su introducción clínica en 1971 ha experimentado sucesivos avances que han hecho posible la aparición de indicación en diferentes campos de la medicina. Una de esta modalidades son los rayos x que permitían obtener unidamente imágenes axiales del cerebro en interés en neurología, en este trabajo se investigara todos los sistemas que permitan la instalación de dos a tomógrafos, para así ponerlos en servicio, teniendo en cuenta  aspectos  como el transformador, protecciones y acometidas para el montaje del tomógrafo.

OBJETIVOS

Objetivo principal:

• Seleccionar dos tomógrafos comercialmente diferentes y diseñar todo el sistema eléctrico para ponerlos en servicio.

Objetivos específicos:

• Seleccionar el transformador para alimentar la carga exclusiva de dos tomógrafos considerando un nivel de tensión de la red de distribución de 11400v/60Hz.
• Seleccionar las protecciones por corriente para cada transformador.
• Seleccionar las protecciones para sobre tensiones para cada transformador.
• Seleccionar los transformadores de medida para el lado de alta y baja tensión del transformador.
• Diseñar la acometida eléctrica para una ubicación de los tomógrafos de 300 y 350m respectivamente a partir del transformador.

TOMOGRAFOS

SOMATOM Force:[pic 2]

Figura 1. Tomógrafo SOMATOM Force.[pic 3]

Figura 2. Especificaciones SOMATOM Force.

SOMATOM Definition: [pic 4]

Figura 3. Tomógrafo SOMATOM Definition.

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Figura 4. Especificaciones SOMATOM Definition.

Los tomógrafos de Siemens nos ofrecen especificaciones para generadores de 240Kv y 200Kv los cuales nos ayudaran para seleccionar el tipo de transformadores para la alimentación de los mismos, de una fuente de 11400v/60Hz.

TRANSFORMADORES

En el transformador SOMATOM Force, en la hoja de especificaciones tenemos que:[pic 6]

Figura 5. Requerimientos de alimentación para el tomógrafo SOMATOM Force.

Para el tomógrafo SOMATOM Force se tiene que la línea de alimentación es una línea trifásica  de 480v además nos indican que el transformador debe ser de mínimo 385KVA con sistemas de alimentación de agua con sistema de aire acondicionado o si se quiere, sin agua y con sistema de aire acondicionado, también nos advierten de que no conectemos componentes como cámaras o videocámaras para el sistema de distribución es decir el sistema de distribución es solo para el tomógrafo SOMATOM Force.

El transformador que se escogió  es un trasformador PTF-SDT-1059D (ver Anexo 1) trifásico  con potencia aparente de 400KVA serie ≤15Kv De la empresa SIEMENS fabricado con la norma NTC 819 con clase de aislamiento tipo A, es decir, es diseñado  para operar a no más de 55°C de elevación de temperatura que es el próximo al punto de ebullición del agua, su  grupo de conexión es el  Dyn5, es decir:

D: las bobinas del primario están conectadas en Delta.

Y: Las bobinas del secundario están conectadas en estrella.

N: El secundario tiene el neutro.

5: Es el desfase en grados entre el primario y el secundario, en este caso es de 150 grados.

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Figura 6. Diagrama fasorial de un transformador con conexión Dyn5.

En el transformador SOMATOM Definition, en la hoja de especificaciones tenemos que:

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Figura 7. Requerimientos de instalación tomógrafo SOMATOM Definition.

Según las especificaciones eléctricas se tiene un voltaje de 480V que varía 10% de su valor real, con respecto a la potencia aparente del tomógrafo nos indica que la máxima con la que trabaja el tomógrafo es 140 KVA, pero nos especifica que la potencia recomendada para el transformador debe ser mínimo de 160KVA por lo que se puede escoger un trasformador de mucha más potencia aparente, en este caso escogeremos la potencia más cercana a los valores de voltaje de salida del secundario , la cual es de 225KVA, para la elección del transformador se escoge el transformador de pedestal radial serie ≤15kv fabricado por Siemens modelo PTF_SDT_1087D (Ver anexo 2), el cual nos ofrece una salida 456v, con resistencia a la temperatura de 60°C, ya que es serie  ≤15kv tiene  un grupo de conexión que es el  Dyn5.

Figura 8. Transformador  SIEMENS modelo PTF_SDT_1087D.[pic 9]

Los transformadores serie ≤15Kv constan de dos bobinas con constitución similar a la de un transformador monofásico, por lo general estos transformadores reciben la tensión trifásica de transformadores de potencia con neutro aterrizado, por lo que las bobinas primarias se disponen en conexión triangulo o delta y las secundarias por lo general se conforman con una conexión Y o estrella y requieren cuatro pasa etapas tres fases para las fases uno y neutro. Con un desfase fasorial de 150° entre alta y baja tensión. Algo importante a mencionar es que se debe tener en cuenta para los transformadores en general que si la superficie de radiación de calor del tanque es insuficiente, se refuerza con baterías de radiadores; si estos son prohibidos será necesario aumentar el tamaño del tanque o disminuir las perdidas internas.[pic 10]

Figura 9. Transformador serie ≤15Kv.

PROTECCIÓN DE CORRIENTE

Si se tiene un cortocircuito producido a la salida de un transformador para baja tensión, es decir, el cortocircuito más desfavorable que puede producirse. Para determinar esta intensidad dispondremos de un método que nos ayuda a la protección del transformador, en donde se debe tener en cuenta los KVA del transformador, en términos más exactos sabemos que la potencia por ley de ohm es:

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De esta fórmula despejamos la corriente y se obtiene para líneas trifásicas:

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Donde

Cos (Ø)=Factor de potencia

λ= 0.9

Como el factor de potencia que se especifica es de 0.85 para los dos tomógrafos, escogemos uno un poco mayor a este, como F.P=0.88.

Lo que se tiene, para el primer transformador:

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Para el segundo transformador:

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Los fusibles son los dispositivos más simple y económicos del sistema de protección, además, son muy confiables porque pueden cumplir con sus funciones por más de 20 años sin la necesidad de mantenimiento, su función principal es la de servir como un enlace débil entre dos secciones de la red eléctrica, pero para que funcionen apropiadamente deben de censar la condición que tratan de proteger, interrumpir la falla rápidamente y coordinar con todos los demás dispositivos de la red.

El fusible que se escogió para el primer transformador es el fusible HRCI-CB con cuerpo cerámico, capaz de soportar una corriente de 30 A, a continuación se puede ver las curvas de corriente con respecto a tiempo del fusible, la cual nos muestra una excelente respuesta para el objetivo a cumplir. (Anexo 3)[pic 15]

Figura 10. Curvas de corriente del fusible HRCI-CB.

El fusible que se escogió para el segundo transformador se utiliza un fusible DIN BUSSMANN gama F modelo  12FDLSJ16 (ver anexo 4) que nos soporta hasta 16 amperios, con un voltaje de operación de hasta 12kv, más que suficiente para la operación a realizar.

Para los breaker se tiene que calcular la corriente dinámica que es la siguiente:

Primer transformador del tomógrafo SOMATOM Force:

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Para el segundo trasformador del tomógrafo Definition:

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El breaker es un dispositivo de encendido y apagado mecánico utilizado para encender, apagar y dividir el circuito, y transmitir la corriente de este circuito bajo condiciones de operación normales y automáticamente corta el circuito en condiciones anormales, tales como cortocircuitos y sobrecargas.  La principal función del disyuntor o breaker, aparte de encender y apagar el circuito, es proteger el circuito en condiciones anormales. Para que cumpla sus funciones de protección, existen algunas unidades en el dispositivo. Las unidades de activación de los interruptores de circuito LV se definen como liberadores en la norma TS EN 60947-2.[pic 18]

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