La función de los sistemas de suministro en corriente continua es entregar potencia auxiliar para el equipamiento de control, y el equipamiento de potencia diseñando para esta operación.

La tensión se elige dependiendo del uso pudiendo ser 220, 110, 48, 24 Vcc.

Las tensiones de 220 y 110 V normalmente se usan para cierre, apertura, control e indicaciones; también la iluminación de emergencia.

La tensión de 220 V se prefiere para algunas aplicaciones, la red de cables de distribución será más económica, el resto de los componentes (relés, bobinas) en cambio son más económicos si de 110 V, con esta tensión la resistencia de contactos (que incrementa con el envejecimiento) todavía no es critica, otro elemento a tener en cuenta es que muchos aparatos se fabrican para 110 V y se utilizan en 220 V con una resistencia en serie o diodos de caída.

El 220 V es también conveniente para sistemas de iluminación de emergencia de manera de hacer posible la compatibilidad de la alimentación en alterna y continua, sin embargo debe pensarse que la iluminación de emergencia alimentada con el mismo sistema que corresponde al comando puede descargar la batería (periodo de emergencia prolongado) y afectar la confiabilidad del comando.

Hay equipos de iluminación de emergencia autónomos que no generan la dificultad comentada, su autonomía limitada obliga a disponer de un grupo generador de emergencia para superar faltas prolongadas si se las supone posibles, esta opción lleva a un más racional dimensionamiento de la batería de corriente continua.

La tensión de 48 V se utiliza normalmente para telecomando, telefonía, telecomunicaciones, telemetría, la razón de esta elección esta en los sistemas telefónicos. En Europa también se usa 24 V para los sistemas de carrier, radio, telecontrol.

La aplicación requiere baterías estacionarias:

• plomo ácido, placas planas
• plomo ácido, placas (celdas) tubulares
• plomo ácido, celdas Plante
• alcalinas, celdas níquel cadmio, níquel hierro

Cuando se requiere una gran capacidad de descarga combinada con una baja capacidad (pocos amper-hora) la solución recomendable es níquel cadmio. Las baterías alcalinas tienen una característica de duración de 25 o mas años y requieren poco mantenimiento, y poco cuidado en los ciclos de carga y descarga, utilizándolas en lugares no atendidos.

Las baterías Plante adecuadamente mantenidas duran 25 años, soportan operaciones cíclicas con descarga pesada, pero no pueden quedar largos periodos en condición de descarga.

Las baterías de plomo ácido con placas tubulares, soportan las aplicaciones de estaciones eléctricas, y tienen bajo costo inicial, su expectativa de vida esta en el orden de 10 años, considerando la importancia del servicio frecuentemente se justifica un mayor costo.

Las baterías de plomo ácido con placas planas, son las mas económicas, su expectativa de vida es de 5 - 10 años, y las de aplicación en automotores solo duran 2 años, aun así en algunas aplicaciones se destaca su bajo costo que es la razón de la opción.

Positivo a tierra a través de una resistencia de tierra, similar al anterior.

Punto central de la batería a tierra a través de una resistencia, se puede poner fusible en ambos polos, o en solo el positivo. Los fusibles funden en caso de falla entre polos, la falla de un solo polo no causa la fusión, si solo hay un fusible la falla entre polos produce su fusión, luego circula corriente (por el polo sin fusible) limitada por la resistencia.

Para las tensiones mas altas se prefiere la puesta a tierra a través de resistencias, lo que permite soportar la primera falla manteniendo la alimentación.

Carga a flote a tensión constante, diseñada para un 10% de tensión por arriba de la nominal 2.25 V por celda ácidas, o 1.4 V níquel cadmio, la carga esta diseñada para soportar 10 o 15% de sobretension.

Cuando inicia la carga, esta se hace primero a corriente constante, y luego finaliza a tensión constante.

Las variaciones de carga son normalmente absorbidas por el suministro en corriente alterna a través del cargador, y la batería queda libre de severas cargas y descargas que afectarían su vida.

Carga rápida, se utiliza para regenerar la batería después de una larga emergencia, se pueden alcanzar los 2.7 V por celda ácidas, o 1.65 V níquel cadmio, y normalmente no es aceptable tener conectada la carga, este inconveniente se salva con dos baterías, con topes para ajuste de tensión, o con diodos de caída para la carga.

Cuando se tiene dos baterías, un pequeño cargador (trickle charging) mantiene en carga la batería desconectada. Con este arreglo se impide la corriente de circulación entre ambas baterías mediante diodos de bloqueo.

Se han propuesto uno o dos fusibles a la salida de la batería, la desventaja de los dos fusibles es que deben cambiarse ambos, aunque uno haya quedado integro, la ventaja es que se limita la perdida al circuito afectado.

Si el sistema esta puesto a tierra con resistencia, la falla en A no produce actuación del fusible, una segunda falla en E causa la actuación del fusible -3, la posibilidad de esta falla depende de la longitud del cable E, que generalmente esta limitado al tablero de relés.

Los interruptores miniatura deben verificarse en su corriente de cortocircuito (lo que requiere combinarlos con fusibles), y no es fácil lograr selectividad ante fallas (por la actuación del disparo instantáneo).

Dos fuentes contribuyen a la corriente de cortocircuito, la batería y el cargador, el aporte de la batería depende de la resistencia interna, por ejemplo 2.2 V por celda, 400 amper-hora, 300 microohm por celda.

El aporte del cargador, es el cortocircuito equivalente en bornes de baja tensión del cargador, por ejemplo un transformador de 20 kVA, reactancia 3%, apropiado para una batería de 400 amper-hora, a 110 V presenta un aporte de:

Los circuitos limitadores del cargador actúan en dos ciclos (40 mS)

La corriente de falla es ulteriormente limitada (en valor y velocidad de crecimiento) por los circuitos de distribución.

La decisión del tamaño correcto de la batería esta ligada al tipo, se debe definir un diagrama de descarga que simule la necesidad (en un caso extremo). Cuando la descarga es demasiado rápida la capacidad de la batería resulta reducida (según sea el tipo).

A medida que se descarga la tensión de la batería se reduce, debiendo definirse la tensión mínima que sirve para la carga.

Pasados lo 5 años de uso debe controlarse que las baterías mantengan su capacidad, a fin de garantizar el servicio.

La distribución mas simple es un tablero de distribución (panel) con una batería y un solo cargador, es la mas económica, y con adecuado control y mantenimiento es suficiente. Las estaciones importantes tienen baterías y cargadores redundantes, cada batería y cargador esta conectado a una barra distinta del tablero de distribución.

Las líneas de distribución pueden ser radiales o en anillo, y si se hace este ultimo con seccionamientos que permiten dividir el anillo parte sobre una barra, y parte sobre la otra.

Los contactos que separan las cargas se ponen del lado positivo, y las bobinas (cargas) del lado negativo, para evitar que la corrosión de las bobinas se convierta en carga permanente, y los alambres de las bobinas deben ser de sección suficiente para reducir la posibilidad de fallas.

La probabilidad de mala operación del relé se reduce con contactos a ambos lados de la bobina, pero esta solución lleva a circuitos mas complejos.

Se puede realizar una coordinación de protecciones con escalonamientos (fusibles por ejemplo) si la corriente de cortocircuito es suficientemente elevada.

Es necesario adecuado espacio para inspección, mantenimiento, pruebas, y reemplazo de celdas. La sala debe ventilarse por medios naturales o asistida con un ventilador para prevenir la acumulación de hidrogeno.

Las celdas están montadas sobre racks, si metálicos deben estar conectados a tierra, deben ser resistentes al ácido, las celdas deben estar aisladas de los racks, si los racks son aislantes su aislacion debe ser para la tensión máxima de la batería.

Distintas baterías, o baterías de distintas tensiones deben ser separadas. Por su peso es preferible ubicarlas en el suelo sólido. Son de importancia respetar condiciones especiales cuando hay peligros de sismos.

El suelo debe ser a prueba de ácidos, debe haber previsiones para contener el electrolito, debe haber suministro de agua, instalaciones resistentes al ácido.

Los equipamientos metálicos que se ubican dentro de la sala deben ser a prueba de explosión, y a prueba de ácidos.

Debe haber también disponible agua destilada, especialmente en los lugares donde se prevé dificultad de obtención.