SISTEMAS AUXILIARES DE TENSIÓN.GRUPOS ELECTRÓGENOS.

SISTEMAS AUXILIARES DE TENSIÓN.GRUPOS ELECTRÓGENOS.

Estos equipos auxiliares se ponen en marcha cuando existe la necesidad de de asegurar el suministro de electricidad frente a un fallo del suministro normal en nuestro lugar de trabajo instalaciones que siempre deben tener una alternativa de alimentación como pueden ser Hospitales, Puentes móviles,Residencias de ancianos, colegios o para rebajar nuestro gasto económico en energía, por ello es necesario saber cómo seleccionar un grupo  electrógeno correctamente.

Normativa de carácter estatal. 

Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión e Instrucciones Técnicas Complementarias.

Enlace  BOE: http://www.boe.es/g/es/iberlex/bases_datos/doc.php? coleccion=iberlex&id=2002/18099 

Reglamento de Actividades Molestas, Nocivas, Insalubres y Peligrosas. Decreto 2414/1961, de 30 de noviembre. 

Normativa de carácter local.

GRUPOS GENERADORES ELÉCTRICOS DE BAJA TENSIÓN .

Ordenanzas Municipales, si existiesen.
Estos equipos tienen como principio de funcionamiento la particularidad de que principalmente los controlan mediante un sistema automatizado que en primer lugar controla que el suministro de red sea el adecuado a los receptores que alimenta la instalación cuando la tensión de red cae por debajo de los 210 ó 360 voltios.Si el sistema es trifásico se crean problemas en los equipos por la falta de tensión ya que la normalizada en nuestras instalaciones son 230v y 400v.Cuando se detecta la falta de suministro durante un tiempo determinado el sistema de control desconecta de red de la linea de distribución de la compañía suministradora y pone en funcionamiento un equipo auxiliar en nuestro caso un grupo Electrógeno que garantiza la trnsión requerida para la instalación que debe alimentar.Este cambio de red se realiza de forma sencilla y evitando que ambas instalaciones funcionen de forma conjunta.En primer lugar mediante un sistema auxiliar desconecta un contactor que llamaremos  K1 que controla la red de alimentación principal que cuando detecta mediante un voltímetro que controla el sistema que la tensión de alimentación   cae por debajo de los valores de referaencia.Tras unos segundos predeterminados y debidos al equipo que deben auxiliar que comprenden desde quirófanos hasta centros de pública concurrencia pone en funcionamiento mediante un temporizador a
otro contactor que llamaremos K2 que pone en funcionamiento el equipo electrógeno que ya debe estar en precarga dependiendo del sistema de control.Debemos procurar en el sistema de control que en caso de restaurarse la tensión de red desconecte de forma controlada a el equipo auxiliar y posteriormente poner en marcha el sistema de red.Por este motivo debemos incidir en la importancia de cortes de tensión cortos o microcortes, por ello la necesidad de colocar el temporizador.Este sistema que recomiendo sea mediante un sistema controlado por una placa electrónica que realice de manera controlada la gestión del funcionamiento del sistema.  

Para evitar averías en los equipos a los que se alimenta cuando entren en funcionamiento el grupo electrógeno debemos tener en cuenta que  cuando estos equipos entran en funcionamiento,los motores eléctricos consumen entorno a 4 veces su In “corriente de arranque” si el motor es arranque estrella triángulo; 6 veces la corriente nominal o de trabajo,En el caso de ascensores, los motores eléctricos pueden estar  variadores de frecuencia, y la corriente de arranque se puede estimar en 2,5 veces la corriente nominal o de trabajo.

Por lo general, la potencia de un motor expresada en HP (caballos), se convierte a consumo eléctrico multiplicando este valor por un factor de 0,736, dando por resultado kilowatts (kW). Por lo tanto, todos los motores eléctricos se deben llevar a la unidad de potencia kW y aplicar el factor que corresponda a su tipo de partida.

¿Qué zonas deben continuar con iluminación básica?Se deberá calcular en base a la cantidad total de fuentes lumínicas de emergencia, multiplicado por el consumo expresado en vatios  de cada una de ellas, y el total se dividirá por 1.000 para obtener kilowatts.

¿Cómo determinar el grupo electrógeno?

La determinación del tamaño o capacidad del grupo electrógeno y su configuración, son parte del proyecto eléctrico determinado por el técnico director de la obra que deberá definir:

La potencia necesaria para cubrir necesidades presentes y futuras.Elementos que debe incorporar el equipo (arranque manual o automático, operación en paralelo con otros equipos o con la red pública, insonorización, depósitos de combustible auxiliar, calefactores, etc.).Normativas legales a cumplir (eléctrica, ruido, emisión de gases y partículas).Lugar donde serán instalados el o los equipos (bajo techo, intemperie, elevación sobre el nivel del mar, ambientes polvorientos, etc.).

¿Cómo estimar la potencia del grupo electrógeno?

Si vamos a determinar la potencia de un grupo electrógeno para un edificio de apartamentos de 12 pisos con los siguientes equipos a alimentar:

1 Ascensor de 15 kW: arranque con variador de frecuencia (VF), 380V.

2 bombas de agua: 10 HP c/u, arranque estrella-triángulo (E-T), 380V.

1 bomba caldera: 5 HP arranque directo (DOL), 380V

1 escala presurizada para incendios: 15 HP, arranque directo (E-T), 380V.

Iluminación pasillos comunes: 5,5 kW (55 fuentes de 100 W c/u), 220V.

Iluminación Hall de acceso: 1,5 kW (15 fuentes de 100 W c/u), 220V.

Portón acceso vehículos: 0,5 kW, arranque directa (DOL), 220V

A continuación, haremos el cuadro de cargas y se definirán las potencias de arranque de cada equipo. Para este caso, veremos el escenario con más demanda para el cálculo del grupo electrógeno, uno con ascensor. 

Cuadro de Cargas
Equipo	Potencia Nominal (kW)	Tensión (V)	Potencia Equivalente 380 V (kW)	Tipo de arranque	Factor de arranque	Potencia de arranque (kW)
Ascensor	15	380	15	VF	2,5	37,5
Bomba de agua	7,5	380	7,5	E-T	3	22,5
Bomba de agua	7,5	380	7,5	E-T	3	22,5
Bomba de caldera	3,7	380	3,7	DOL	6	22,2
Iluminación pasillos	5,5	220	1,9	-	1	1,9
Iluminación hall	1,5	220	0,5	-	1	0,5
Portón	0,5	220	0,5	DOL	6	3,0
Total con ascensor		TOTAL	36,6
		Total potencia de partida con ascensor (kW)				110,1

En cálculos más exactos se deben considerar factores como tipo de cargas lineales o no lineales, factores de uso, simultaneidad de los arranques…La peor condición es con el ascensor funcionando, es decir 110,1 kW: Esta potencia es la máxima transitoria que podría eventualmente solicitarse al generador, el cual tiene un factor de potencia de 0,8 (valor para todos los alternadores AC estándar). Entonces, se tiene que kVA = kW / 0,8

Entonces, la potencia aparente (kVA) del generador será de: 110,1 / 0,8 = 137,6 kVA, potencia máxima transitoria solicitada al grupo electrógeno considerando que todos los equipos arranquen simultáneamente. Sin embargo, la potencia cuando todos los equipos estén funcionando será de 36,6 / 0,8 = 45,8 kVA.

Cuadro de interconexiones recomendado.

¿Arranque simultáneo o secuencial?

A la hora de seleccionar un grupo electrógeno también hay que definir la potencia que debe tener el grupo electrógeno . Esto será en función de factores de simultaneidad y de uso que aplican los proyectistas eléctricos.Una buena aproximación es aplicar un factor de 0,8 a la potencia máxima calculada, es decir 137,6*0,8 = 110 kVA, que esta será la potencia
Stand-by o de emergencia que deberá tener el grupo electrógeno.

Si se pudiera hacer una secuencia de puesta en marcha de los equipos de forma escalonada en la cual los  equipos arrancan de manera secuencial, la condición más crítica para el grupo electrógeno será cuando todos los equipos estén funcionando y arranque el ascensor, cuando la potencia máxima solicitada será de (36,6 kW – 15 kW) + 37,5 = 59,1 kW.En este caso, la potencia aparente será 59,1 / 0,8 = 73,9 kVA.Se aprecia la diferencia que resulta considerando un arranque simultáneo de todos los equipos (110 kVA) comparado con el arranque de los equipos en forma secuenciada (73,9 kVA), un 33%.Con este valor de potencia, el cliente ya puede comenzar una evaluación preliminar técnico-económica de su necesidad de respaldo de energía.

En resumen, para seleccionar un grupo electrógeno se debe considerar:

Definir que equipos se conectaran al grupo electrógeno.

Dimensionar el grupo electrógeno en función de los equipos que se conectarán

Tablero de Transferencia Automatica TTA

Es un complemento muy util para un grupo electrogeno, en aquellos casos en que uno necesite un suministro de energia constante. El TTA le brindara comodidad y tranquilidad al momento de un fallo en la red externa de energia, poniendose en marcha el equipo previamente a un precalentamiento del motor. Los TTA son programables según las necesidades, con fuente de energía propia para asegurar su funcionamiento.La transferencia automática de energía eléctrica de la red externa al grupo electrógeno es un dispositivo que permite ante el fallo del suministro de energía eléctrica externa, poner en marcha el grupo, hacer caer los contactores o llave motorizada correspondientes a la entrada externa y dar energía a la del grupo generador interno, luego de cumplir con las pautas de encendido previstas para el mismo.El TTA realiza la siguiente serie de acciones cronologicamente ante una fallo electrico, en funcion de poner en marcha el grupo electrogeno:

1-Comportamiento frente a una fallo de energia externa: La unidad se encuentra supervisando la presencia de las fases de entrada en modo permanente y si es normal y permanece a la espera, será considerada de falla de suministro de energía externa ante una caida de tension por debajo de 200 Voltios de manera sostenida por un tiempo programado.

2-Arranque de motor: Ante una fallo se pone en contacto el grupo, operación que se verifica con el encendiendo de la luz indicadora de contacto, seguidamente energiza el sistema encendiendo la luz del indicador arranque y una vez establecido, quita la energía al arranque. Esta operación se verifica con el apagado de la luz correspondiente. A partir de este momento, espera el tiempo programado para precalentamiento del motor (programable de 0 a 180 segundos).

3-Transferencia de cargas: Una vez superado el tiempo de precalentamiento, inicia la transferencia, habiendo anteriormente desconectado ya la de red, procede a conectar el grupo. En caso de encontrarse en periodo de espera para transferir, y encontrar que la tensión de red se ha normalizado, no produce la transferencia y salta al paso de reconexión en espera que se venza el tiempo de retorno estable de la tensión de red.

4-Espera de normalización de red externa: Una vez terminada la rutina de transferencia de cargas, queda en espera del retorno de la red externa y controlando permanentemente el normal funcionamiento del grupo generador.

5-Reconexion a red externa: Cuando se detecta el retorno de red externa, la unidad esperará que la misma se mantenga normal por un periodo 300 segundos. Superado tal tiempo se producirá el paso a la rutina de reconexión a red externa.

6-Finalización de maniobra de reconexion a red externa: Una vez devuelta la carga a Red Externa, se esperará el tiempo programado de apagado del motor (tiempo variable de 0 a 300segundos), útil por ejemplo para permitir una baja de temperatura del motor por encontrarse sin carga antes de apagarlo. Luego de este tiempo se quitará el contacto al grupo finalizando así el ciclo de transferencia por fallo en el suministro de la Red Externa. Una vez apagado el grupo normalmente, el sistema permanecerá en alerta para una nueva llamada de transferencia.

En general los tiempos que se programan para las instalaciones con grupos típicos son:

Espera para reconocer el corte ó baja tensión = de 0,1 á 30 segundos.

Precalentamiento de bujías diesel = especifico para cada motor.

Tiempo de precalentamiento de motor antes de conectar la carga = 3 minutos.

Espera para reconocer el retorno de servicio = 3 minuto.

Tiempo de enfriamiento = 3 minutos.

El tiempo de precalentamiento del motor puede reducirse hasta un mínimo de 6 segundos para que estabilice la marcha, siempre que se trate de un motor moderno que por sus características no necesite más. Para lograr esto hay que poner un sistema precalentador de  aceite que mantenga el block del motor a 60º C de manera que este en condiciones de tomar la carga sin peligro de roturas por motor frío. El tiempo mínimo que podemos ofrecer entre la interrupción del servicio y la reposición mediante grupo es de 3 segundos. En el intervalo debe usar sistemas UPS para los servicios que no admiten ese lapso sin energía.

Diferentes tipos de conexiones de grupos electrógenos que entran en funcionamiento cuando falla la red de alimentación y sistema que controlan la maniobra de desconexión de la red general y entrada del equipo auxiliar de generación.

Enlaces:

[PDF]

grupos electrógenos - Electricos.org

http://lawebtecnica.freevar.com/elmec/grupelec/grupelec.html