12 - LOS SERVICIOS AUXILIARES (continuación)
SERVICIOS AUXILIARES EN CORRIENTE CONTINUA
Normalmente 220 Vcc (o 110 Vcc) o 48 Vcc
El consumo de este sistema responde a las necesidades de las protecciones y el accionamiento de los equipos de maniobra.
La potencia y la capacidad del sistema depende del tipo de baterías y del tiempo estimado en que funcionará en emergencia.
Las baterías pueden ser alcalinas (Ni-Cd) o ácidas (Pb-Ca).
Como valores característicos se puede establecer un tiempo mínimo de descarga de 5 horas y una tensión final por elemento de 1.1 V para las baterías alcalinas.
Los límites de servicio de las baterías es de +/- 10% Un.
El rectificador es del tipo puente trifásico, con diodos de silicio y estabilización de la tensión de salida por medio de reactores saturables o tiristores. El transformador de alimentación del puente es del tipo de aislación seca.
La tensión de salida deberá mantenerse constante, admitiéndose variaciones da +/- 2% del valor estabilizado, para variaciones descarga entre 0 y 100 % de la corriente nominal, y con variaciones de tensión y frecuencia de la fuente de alimentación de corriente alterna de +10, - 15 y +/- 2% respectivamente.
La corriente de salida deberá ser limitada automáticamente por los cargadores.
Tal limitación se fija normalmente en el 100 % de la corriente nominal.
El cargador deberá permitir la carga de la batería en "flote" y a "fondo", la conmutación de modos de carga deberá poderse hacer en modo manual y automático.
Con el cargador en "automático", la posición de carga habitual es en "flote" y se pasara automáticamente a "fondo" por baja tensión de batería o con posterioridad a una falta de tensión de entrada.
Completada la carga de la batería se retornara automáticamente a "flote". La duración de la carga a fondo es controlada por un temporizador ajustable.
En la derivación al consumo el cargador deberá estar dotado de filtros para mantener el ondeo residual (ripple) dentro de los siguientes valores indicativos:
- con batería conectada: 2 % eficaz
- con batería desconectada: 5 % eficaz
También en la derivación al consumo deberá preverse en el cargador dispositivos adecuados para que, cualquiera sea la condición de carga de la batería, la tensión del consumo se mantenga dentro de los limites +/- 10 % de su valor nominal, 220 (o 110) V, valor estabilizado.
En caso de baja tensión en el cargador, deberá evitarse la descarga de la batería sobre aquel.
Todas las anormalidades del cargador deberán visualizarse con indicación local y con contacto libre de potencial para poder desarrollar circuitos de alarma.
Básicamente contará con las siguientes alarmas:
- Falta de tensión de alimentación 380/220 V corriente alterna (con indicación de falta de fase)
- Falta de tensión de corriente continua en salida de batería.
- Falta de tensión de corriente continua en salida a consumo.
- Falla cargador
- Baja tensión de corriente continua en salida a consumo
- Alta tensión de corriente continua en salida a consumo.
En la
figura 12.3 se ve el esquema unifilar básico para el sistema de corriente continua en 220 V (o 110 V), también aplicable a 48 V.ALIMENTACIÓN DE LOS SERVICIOS AUXILIARES - COMENTARIOS
Salvo casos excepcionales los servicios auxiliares de una estación eléctrica suman potencias modestas.
El sistema eléctrico normalmente funciona y en consecuencia los servicios auxiliares están alimentados en forma normal.
La alimentación normalmente puede obtenerse del servicio público en media tensión que se encuentra próximo a la estación, si ésta lo alimenta la solución es evidente.
A veces se tiene una estación donde no se dispone de media tensión, entonces aparecen soluciones de aprovechar los equipos de gran potencia y muy alta tensión como fuentes para los servicios auxiliares, los transformadores de potencia tendrán terciario accesible al exterior para alimentar los servicios auxiliares, o bien los reactores (de compensación de las líneas) tendrán secundario, transformándose así en "transformadores" con un bobinado débil...
La confiabilidad de los equipos de potencia que deben cumplir estas funciones complementarias resultan degradadas.
Por otra parte los niveles de cortocircuito que se presentan en el terciario de los transformadores son muy elevados para alimentar un pequeño transformador de servicios auxiliares, requiriendo entonces reactores limitadores para contener este valor.
Una cuestión que debe analizarse seriamente es la degradación de los equipos de potencia para alimentar los servicios auxiliares, o el costo exagerado que eventualmente implica traer la media tensión desde una fuente segura relativamente próxima, aunque en los hechos alejada.
Es lógico que los servicios auxiliares se alimenten de la media tensión, y si la instalación solo dispone de alta y altísima tensión, debe plantearse seriamente a nivel de planeamiento de la distribución de energía de la zona la inclusión de una transformación a media tensión que además de alimentar los servicios auxiliares de la estación pueda servir a los vecinos de la zona.
Pensar por ejemplo en 500 / 132 kV, y resolver con exclusividad los servicios auxiliares desde un terciario de un transformador de 300 MVA, no necesariamente es demasiado menos costoso que dedicar un campo de 132 kV a un transformador de 20 MVA que alimenta en 13.2 kV a los servicios auxiliares.
La inclusión de un campo de 132 /33 o 13.2 kV, que alimenta los servicios auxiliares, invita a alimentar también la ciudad próxima o la red rural, se logra una buena solución para la solución práctica del problema, quizás inicialmente la carga sea poca, pero como siempre que se brinda disponibilidad, seguramente crecerá en breve tiempo.
CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS AUXILIARES
Los servicios auxiliares se clasifican por la necesidad de continuidad en la alimentación, se alimentan en corriente continua o alterna, y se trata de minimizar el consumo de corriente continua, que se la considera fuente permanente.
Los interruptores tienen energía acumulada, en forma de resorte cargado, aire comprimido, o aceite a presión, disponible para el comando.
Pueden entonces hacer algunas maniobras con independencia del suministro eléctrico, eventualmente el resorte deberá cargarse con corriente continua.
El aire comprimido, o el aceite a presión dependen de compresores o bombas alimentadas con corriente alterna, y si falta esta alimentación en forma permanente quedará bloqueada la estación.
Los motores de los seccionadores pueden funcionar con corriente alterna (trifásicos, jaula, con todas las ventajas de este tipo de motor), pero si falta la corriente alterna se deben operar los seccionadores a mano hasta restablecer la corriente alterna.
Mayor comodidad dan los motores de corriente continua, pero tienen colector, requieren mas cuidados y mantenimiento. Algunos juzgan que la indisponibilidad por mantenimiento o falla del colector (que obliga a la maniobra manual) es mas frecuente que la falta de corriente alterna de los auxiliares, con lo que no queda ninguna duda sobre cual es la elección acertada.
Aunque es un servicio esencial del transformador, la refrigeración del mismo se realiza con motores de corriente alterna, que mueven bombas (OF) y ventiladores (AF), para este caso se piensa que la salida de servicio de los auxiliares implica la salida de servicio del transformador, o la limitación de su carga en modo importante en breve tiempo.
LA BATERÍA DE CORRIENTE CONTINUA
El tamaño de las baterías de corriente continua se define a partir de un ciclo "crítico" de descarga, superando la indisponibilidad (falla) del cargador, si falta la corriente alterna durante largo tiempo, no puede reponerse la carga de la batería, pero si se da esta circunstancia la estación misma no cumple función alguna.
Debe tenerse sumo cuidado con la carga de la batería, a veces se conecta a ella la iluminación de emergencia, y ésta ante una emergencia se transforma en la iluminación principal, agotando en breve tiempo la batería, y dejando la estación sin comando...
Es importante que a nivel de operación se conozca el estado de carga de la batería, y su capacidad medida en forma de que se sepa como no agotarla, y que hacer en caso de largas salidas de servicio de la red.
En la instalación los cables de potencia cuya función es alimentar lamparas de iluminación, tomacorrientes, calefactores, motores, se disponen en forma de red radial que inicia desde el tablero de servicios auxiliares.
. Dimensionamiento
. Servicio normal y emergencia
. Baterías, cargadores, grupos de emergencia
. Iluminación
. Sistemas de protección contra incendio
. Necesidades