Sistema Corriente Directa JEMA 2013

1229 CT-TG BAJA CALIFORNIA II, FASE 1

PLAYAS DE ROSARITO2013

RECTIFICADORES Y BATERIAS01-02-03BU10/01-02-03BTL10/01-02-03BTA10

INVERSORES01-02-03BR10/01-02-03BRU10/01-02-03BRT10/01-02-03BRA10

El objetivo del curso es conocer las maniobras, alarmas y protecciones bsicas que disponen los equipos de tensin segura y como interpretar si ocurre alguna falla

Se aaden unos anexos de explicaciones tcnicas, los cuales nos permitirn la identificacin de las distintas partes del equipo

Se han aadido unas fotos como complemento a la parte prctica

2

ALCANCE

2

Se trata de un conjunto de sistemas (Rectificador+bateras+inversor) que permiten que haya suministro de electricidad directa y alterna aunque no haya tensin en la red.

Por lo general presentan redundancias y maniobras varias, con el objetivo de que siempre se suministre tensin en la salida, incluso cuando se est en modo de mantenimiento.

3

SISTEMA DE TENSION SEGURA

3

4SISTEMA DE TENSION SEGURA ROSARITO

4

5SISTEMA DE TENSION SEGURA ROSARITO

5

Descripcin general

Partes principales

Unifilar principal

Caractersticas tcnicas

Modos de operacin

Interface

Mantenimiento

6

RECTIFICADOR

6

El rectificador convierte la tensin AC en tensin DC

La tensin DC se utiliza para alimentar cargas DC y gestionar bateras

Las bateras almacenan la energa y la entregan cuando el rectificador est apagado.

ROSARITO:

3 RECTIFICADORES cada uno de ellos con su batera y su distribucin.

7

RECTIFICADOR/ Descripcin general

7

8RECTIFICADOR/ Descripcin general

8

9RECTIFICADOR/ Bateras

9

TRANSFORMADOR DE ENTRADA Con aislamiento galvnico

Adapta la tensin de entrada a la requerida por el RECTIFICADOR

10

RECTIFICADOR / Partes principales

Trafo de aislamiento con desplazamiento de 30. Adems

de aislamiento galvnico y supresin de ciertos armnicos,

se consigue un neutro en el secundario

10

TRANSFORMADOR DE ENTRADA

11


11

FILTRO DE ENTRADA(L-C-L) para reduccin del THDi: RECTIFICADOR 6 (30% THDi)

12 pulsos+ L-C-L filtro => 10%-5%

12


Nuestro sistema NO dispone

de un filtro de entrada LC, el

cual evita que los armnicos

generados en las

conmutaciones de los diodos

penetren en la lnea

12

Mdulo RECTIFICADOR RECTIFICADOR 6 pulsos: 1 puente de 6 tiristores o de 6 pulsos B6C

RECTIFICADOR 6 pulsos => 30% distorsin THDi en la entrada

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RST

R S T

V0

Suponiendo una RLmuy grande

R

L

La tensin V0 ser la

envolvente de esta forma

de onda

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Mdulo RECTIFICADOR

14


14

Inductancia de salida Disminuye los picos de corriente y el rizado de tensin. Acta de filtro

paso bajos y la inductancia hace disminuir los cambios de corriente.

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Es importante la utilizacin de

una bobina, ya que consigue

linealizar de una manera

importante la corriente, adems

de reducir el rizado de 360Hz

inherente en este tipo de

rectificadores

15

Inductancia de salida

16


16

Filtro de salida(L-C) Elimina la componente de tensin alterna a la salida del

RECTIFICADOR

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LLV2

iin

Si queremos disminuir an

ms el rizado, podemos

utilizar un filtro por

condensador. Con un

condensador infinito

tendramos una tensin de

salida igual al valor de pico

de la tensin de entrada:

2VLL=1.41VLL

17

Unidad de control Basada en tcnicas de microprocesador

Gobierna y controla todas las operaciones del sistema.

Unidad de bateras Almacenan la energa y la utilizan cuando el rectificador est fuera de

servicio.

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18

Unidad de control

19


19

20

RECTIFICADOR / Diagrama Unifilar

01F01 Automtico de entrada

01T01 Transformador de entrada

01A01 Mdulo de RECTIFICADOR

01A02 Condensadores de filtro de salida

01F02 Automtico de salida

05F01 Automtico de bateras

01L01 Inductancia de filtro

20

Entrada Tipo de RECTIFICADOR: 6 Pulsos

Tensin Entrada: 480Vac 10% (3Ph)

Frecuencia: 60Hz 5%

Salida Tensin de salida: 125VDC 10%

Factor de rizado con bateras: 1%

Factor de rizado sin bateras: 2%

21

RECTIFICADOR / Caractersticas Tcnicas

21

General Factor de potencia: 0,85

Control RECTIFICADOR : Digital

Rango de Temperaturas: 0 40C

Humedad: 95% RH

Tipo de refrigeracin: Natural

Altitud: n.a.

22

RECTIFICADOR / Caractersticas tcnicas

22

Funcionamiento normal: Cada rectificador funcionar alimentando sus distribuciones y

gestionando sus bateras

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RECTIFICADOR / Modos de operacin

Rectificador

01BTL10-ON

Distribucin

01BUA10

Batera

01BTA10

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Fallo de uno de los rectificadores: Si el rectificador falla, las bateras se encargaran de alimentar la

distribucin.

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RECTIFICADOR / Modos de operacin

Rectificador

01BTL10-OFF

Distribucin

01BUA10

Batera

01BTA10

24

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RECTIFICADOR / Operacin NORMAL Conexin del rectificador 01-02-03BTL10:

Cierre del interruptor automtico de salida del RECTIFICADOR 01F02

Cierre del interruptor automtico de entrada del RECTIFICADOR 01F01

En este momento habr tensin en el transformador de entrada

El rectificador arrancar automticamente

Cierre del automtico de bateras 05F01

Desconexin: Apertura del interruptor automtico de entrada del rectificador 01F01

Abrir el automtico de salida 01F02

Para aislar todo el equipo de tensin, adems de lo anterior abrir 05F01

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RECTIFICADOR sistema de falla de tierra La distribucin dispone de unos toroides que detectan si

algn polo de ese automtico est derivada a tierra. A travs de un mdulo de controlador 08U10 que controla el inyector

08U11 (el cual inyecta una seal de multifrecuencia) y el localizador 08U12 y 08U13 (12 por localizador) a travs de los toroides que dispone cada automtico se controlan las salidas de distribucin.

As, si ocurriera una falla a tierra, el localizador nos indicara en que automtico ha ocurrido la falla y sera fcil aislar este.

26

27

RECTIFICADOR sistema de falla de tierra

27

28

RECTIFICADOR / Interface Operador Display local (01BTL10)

Permite al operador actuar y visualizar maniobras del RECTIFICADOR

1

2

3

4

1: Acceso a la pantalla de alarmas

2: Botn de informacin

3: Botn de herramientas

4: Seleccin de la operacin con

bateras:

Flotacin

Carga

Carga profunda(La aparicin de los botones

Depende de los estados de

Automticos)

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29

RECTIFICADOR / Interface Operador Pantalla de informacin

Informacin del equipo

29

30

RECTIFICADOR / Interface Operador Pantalla de herramientas

Acceso para modificar

Idiomas

Fecha y hora

Acceso a pantallas de mantenimiento de JEMA

(protegida con password)

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31

RECTIFICADOR / Interface Operador Pantalla de alarmas

1: Exportar la lista de alarmas

2: Reconocimiento individual

y global de las alarmas

3: Acceso al histrico de Alarmas

1

2

3

31

32

RECTIFICADOR / Mantenimiento

Condiciones ambientales Mantenimiento de temperatura 10 35C

Humedad relativa 8 95% (sin condensacin)

El aire acondicionado incrementa horas de funcionamiento de los equipos.

32

33


Acciones preventivas Diariamente controlar las alarmas que puedan haberse originado en el

RECTIFICADOR

Cada 6 meses inspeccionar el estado de todos los componentes:

Ausencia de puntos calientes

Ausencia de cualquier aumento volumen o fugas en los condensadores

Evitar las filtraciones de humedad o agua en la unidad

Cada ao limpie la unidad con un pincel y un aspirador.

Verificar las conexiones de los cables de interruptores y seccionadores

Comprobar el estado general de las conexiones

33

34


Acciones preventivas Comprobar el estado de la conexin a tierra

Cada ao, reemplazar todos los filtros de entrada de aire en los armarios

Cada dos aos, sustituir todos los ventiladores de la unidad

Cada cinco aos, reemplazar todos los condensadores de la unidad

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35


PLAYAS DE ROSARITO 2013

BATERIAS 01-02-03BTA10

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Caractersticas

Seguridad

Operacin

Mantenimiento

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BATERAS

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Calculo segn la curva de descarga IEEE 485

Tipo de BATERIA : 5 OPzS 250 LA

Capacidad: 330Ah @25C-10h/312Ah @20C-10h

V min 1,75V/celda

Tensin nominal: 2V/celda - N de celdas: 60

Densidad: 1,24g/ml

Tensin de flotacin: 2.23V/Cell (60*2,23=133,8Vdc)

Tensin de carga: 2.32V/cell (60*2,32=139,2Vdc)

Tensin de carga profunda: 2.4V/cell (60*2,4=144Vdc)

Corriente de carga: 33 Amp / 31,2 Amp

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BATERIA / Caractersticas

37

38

BATERIA / Caractersticas

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Riesgo de explosin

Riesgo de cortocircuito

Riesgo de corrosin / contacto con la piel

39

BATERIA / Seguridad: Riesgos

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Equipos de proteccin personal. Herramientas aisladas.

Guantes de goma

Extintor de incendios (para CO2)

Guantes de proteccin.

Material para neutralizacin rpida de cido.

Pantalla facial.

Mscara.

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BATERIA / Seguridad

40

Si la BATERIA est cargada: La tensin del RECTIFICADOR estar en FLOTACIN.

Si la BATERA est descargada: El RECTIFICADOR elevar la tensin a CARGA automticamente

Cuando las bateras vuelven a estar cargadas el RECTIFICADOR baja la tensin a FLOTACIN automticamente.

Carga profunda: Debe ser supervisado por un operador

La tensin de entrada debe estar en valor nominal

El operador debe seleccionar manualmente CARGA PROFUNDA

Las cargas de las distribuciones deben estar aisladas.

41

BATERIA / Operacin

41

IMPORTANTE: El automtico 05F01 no dispone de ningn rel de disparo. As cuando

la tensin del sistema llegue a la tensin mnima o fin de autonoma 105Vdc, el automtico a de abrirse, ya que si la tensin bajara de ese voltaje las bateras envejeceran de una manera muy rpida, sulfatndose en un periodo de tiempo muy corto.

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BATERIA / Operacin

42

43

BATERIA / Operacin

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CADA SEIS MESES

Medir y registrar las siguientes medidas:

Medida de la tensin de BATERAS (en flotacin)

Tensin individual de las celdas (de algunas)(en flotacin)

Densidad del electrolito de las celdas seleccionadas (aprox. 20%).

Temperatura del electrolito de las celdas seleccionadas.

Nivel del electrolito de las celdas.

Temperatura ambiente

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BATERIA / Mantenimiento

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ANUALMENTE

Medida y registro de los valores:

Tensin completa de bateras (en flotacin).

Tensin individual de cada celda(en flotacin).

Densidad del electrolito en todas las celdas

Temperatura del electrolito en todas las celdas.

Nivel del electrolito en todas las celdas.

Temperatura ambiente.

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45

ANUALMENTE

Inspeccin visual Inspeccin visual de todas las conexiones entre celdas.

Tensin, densidad y temperatura de todos los elementos.

Comprobacin de las conexiones roscadas para asegurar que estn bien sujetos(se recomienda seguir recomendaciones fabricante bateras).

Chequeo visual de los rack de BATERAS.

Aseguramiento de la correcta ventilacin de la sala de BATERAS.

Cargar con agua destilada (DIN 43530, parte 4 con menos de 30uS/cm) las celdas que presenten poco lquido en la ventana de las bateras.

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46

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PLAYAS DE ROSARITO

INVERSORES01-02-03BR10/01-02-03BRU10/01-02-03BRT10/01-02-03BRA10

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Descripcin general

Partes principales

Diagrama unifilar

Caractersticas tcnicas

Modos de operacin

Interface Operador

Mantenimiento

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INVERSOR

TA +

TA -

A

0

VD/2

VD/2

TB +

TB -

B

VD

VAB

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INVERSOR convierte tensin DC en tensin AC

Adecuado para cargas crticas: Alta estabilidad en estado estacionario y transitorio

Estabilidad de alta frecuencia

Aislamiento total de la red de distribucin elctrica

Puede alimentarse desde bateras

Posibilidad de transferencia de la distribucin a red auxiliar en caso de fallo sin paso por cero.

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INVERSOR / Descripcin general

49

50

INVERSOR / Descripcin general

50

Mdulo INVERSOR Encargado de convertir la tensin DC en tensin AC

Formado por

Mdulos de IGBT en INVERSOR con configuracin monofsica

Transformador de aislamiento

Filtro de salida

Mdulo de BY-PASS ESTTICO Selecciona la red de salida entre inversor y red auxiliar.

Pareja de tiristores en configuracin antiparalelo W1C

Transferencia entre INVERSOR / Red auxiliar: t < 3 ms

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INVERSOR / Partes principales

51

52


52

Mdulo de BY-PASS MANUAL Permite seleccionar entre la salida por red auxiliar y salida por By-pass

esttico.

Asla la UPS para trabajos de mantenimiento

Formado por seccionadores manuales 03Q01, 03Q02, 03Q03

Dispone de contactores para maniobra 03K01, 03K02,03K03,03K04

Transformador estabilizador de aislamiento para ambas redes auxiliares Construido por un transformador con regulacin electromecnica.

Proporciona una red auxiliar regulada

Proporciona aislamiento galvnico a la red auxiliar.

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53

54


54

55


55

Unidad de control Sistema de control global

Control del INVERSOR basado en modulacin de ancho de pulso (PWM)

Sincronizacin del INVERSOR con la RED AUXILIAR que est trabajando en cada momento

Control del By-Pass esttico.

Gestin de las alarmas y medidas del sistema

Control de los datos a visualiza en la pantalla y del envo de seales hacia el DCS.

56


56

Unidad de control

57


57

Sealizacin digital Pantalla tctil de 4,3

58


03K03

03K01

03K04

03K02

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Sealizacin digital Incluye comunicacin MODBUS TCP-IP

Ofrece informacin sobre el estado del INVERSOR:

Sinptico

Alarmas: Alarmas actuales y histrico de alarmas

Medidas:

Valore de tensin y corrientes RMS tanto de la parte de DC como de AC.

Valores de frecuencia de salida y de red auxiliar.

59


59

60

INVERSOR / Diagrama unifilar

60

61

INVERSOR / Diagrama unifilar

Automtico de entrada 02F01

02A04 Mdulo de precarga

02A03 Filtro de condensadores

Mdulos de INVERSOR 02A03

Mdulo de By-Pass esttico 03A01

By-Pass manual 03Q01, 03Q02, 03Q03

Red auxiliar, automtico de entrada 03F01

Transformador estabilizador 03T01 480/120Vac

Automtico acometida distribucin 08F00

By-Pass automtico 03K01,03K02,03K03,03K04

61

62

INVERSOR / Precarga Al activar el F01 se activa el contactor

K02, y el DC link se

empieza a cargar a

travs de las

resistencias

(R01,02,03,04).

Una vez que llegue al

nivel mnimo de

voltaje, permite la

activacin del

automtico 02F01 a

travs de la bobina

de mnima.

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63

INVERSOR / Precarga

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INVERSOR Tipo de INVERSOR: Monofsico

Potencia: 7,5KVA (con sobrecarga permanente 125%=9,4KVA)

Tensin entrada: 125Vdc +12% / -16%

Precarga: si

Tensin de salida: 120Vac Ph+N / 60Hz

Tensin de salida/ Rango de frecuencia: 1%

Factor de potencia: 0.8 - 1%

THDy:

Redes auxiliares Transformador con regulacin electromagntica

Input Voltage: 480Vac 2Ph / 60Hz

Variacin de la tensin de entrada: 10%

Tensin de salida: 120Vac Ph+N / 60Hz

Variacin de la tensin de salida: 5%

By-Pass Variacin de la tensin de salida: 2%

Tiempo de transferencia entre invesor y red auxiliar

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INVERSOR / Modos de operacin Operacin normal

Entrada DC: OK

Red Auxiliar: Ok

INVERSOR: Ok

By-Pass manual: Abierto

By-Pass esttico: INVERSOR

03K03

03K01

03K04

03K02

66

67

INVERSOR / Modos de operacin Operacin con inversor parado

Entrada DC: OK

Red Auxiliar: Ok

INVERSOR: PARADO


By-Pass esttico: Red Auxiliar

03K03

03K01

03K04

03K02

67

68

INVERSOR / Modos de operacin Operacin con sobrecarga

Entrada DC: OK

Red Auxiliar: Ok

INVERSOR: PARADO

Alarma de sobrecarga



220

03K03

03K01

03K04

03K02

68

69

INVERSOR / Modos de operacin Forzado a red auxiliar manual

Entrada DC: OK

Red Auxiliar: Ok

INVERSOR: PARADO

By-Pass manual: CERRADO


220

03K03

03K01

03K02

03K04

69

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INVERSOR / Operacin marcha INVERSOR Secuencia de arranque inversor con RED AUXILIAR

Cerrar los seccionadores 03Q01 y 03Q02 y cerrar el automtico 08F00

Conectar la RED AUXILIAR cerrando 03F01

Comprobar que el selector AUTO/RED est en AUTO

Meter el interruptor de precarga F01 y esperar hasta piloto encendido.

Cerrar el automtico 02F01.

Seleccionar MARCHA en el selector de MARCHA/PARO

Cuando la tensin se sincronice con la tensin de la RED, el By-Pass esttico conmutar a INVERSOR.

70

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INVERSOR / Operacin parada INVERSOR Secuencia de parada de INVERSOR

Seleccionar PARO en el selector MARCHA/PARO del INVERSOR

El By-Pass esttico conmutar a RED AUXILIAR

Para aislar la potencia de la tensin de entrada, abrir el automtico 02F01 y el automtico F01.

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INVERSOR / Operacin del By-Pass manual Secuencia puentear el BY-PASS

Seleccionar PARO en el selector MARCHA/PARO del INVERSOR.

El By-Pass conmutar a RED AUXILIAR

Seleccionar RED en el selector AUTO/RED

Cerrar el seccionador manual 03Q03 y abrir los seccionadores 03Q01 Y 03Q02.

72

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INVERSOR / Operacin del By-Pass manual Secuencia deshacer el puente del BY-PASS

Cerrar los seccionadores manuales 03Q01 y 03Q02 y abrir el seccionador 03Q03.

Seleccionar AUTO en el selector AUTO/RED

Seleccionar MARCHA en el selector MARCHA/PARO del INVERSOR.

Cuando el INVERSOR arranque y se sincronice con la RED AUXILIAR, el By-Pass conmutar a INVERSOR

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INVERSOR / Operacin con contactores Secuencia automtica de contactores

Contactores:

03K01: contactor de la tensin auxiliar al bypass esttico

03K02: contactor de salida del bypass esttico

03K03: contactor del bypass manual

03K04: contactor de la tensin de inversor al bypass esttico

Selector 04S03 BYPASS AUTOM.(AUTO/RED)

Cuando el selector 04S03 est en modo auto, el sistema seleccionar automticamente los contactores (si est por inversor el 03K04 y el 03K02), si est por auxiliar el 03K01 y el 03K02.

-Si el selector 04S03 pasa a Red, se forzar el paso a red

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INVERSOR / Interface de Operador Pantalla de informacin

Pantalla de informacin del equipo

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INVERSOR / Interface de Operador Pantalla de herramientas

Acceso para modificar

Idiomas

Fecha y hora

Acceso a pantallas de mantenimiento de JEMA

(protegida con password)

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INVERSOR / Interface Operador Pantalla de alarmas

1: Exportar la lista de alarmas

2: Reconocimiento individual

O global de las alarmas

3: Acceso al histrico de alarmas

1

2

3

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INVERSOR / Mantenimiento

Condiciones ambientales Mantener la temperatura entre 10 35C

Humedad relativa entre 8 95% (sin condensacin)

El aire acondicionado incremente las horas de vida y la fiabilidad de los equipos.

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Acciones preventivas Diariamente controlar las alarmas que puedan haberse originado en el

RECTIFICADOR

Cada 6 meses inspeccionar el estado de todos los componentes:

Ausencia de puntos calientes

Ausencia de cualquier aumento volumen o fugas en los condensadores

Evitar las filtraciones de humedad o agua en la unidad

Cada ao limpie la unidad con un pincel y un aspirador.

Verificar las conexiones de los cables de interruptores y seccionadores

Comprobar el estado general de las conexiones

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80


Acciones preventivas Comprobar el estado de la conexin a tierra

Cada ao, reemplazar todos los filtros de entrada de aire en los armarios

Cada dos aos, sustituir todos los ventiladores de la unidad

Cada cinco aos, reemplazar todos los condensadores de la unidad

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