View
40
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
1
INGENIERIA ELECTRONICA X SEMESTREBARRANQUILLA, ATLANTICO
AGOSTO, 2013
2
DISEÑO DE UN SISTEMA ELECTRICO POR TRANSFERENCIA AUTOMATICA DEL RADAR METEOROLOGICA DEL MUNICIPIO COROZAL SUCRE
CARLOS ESCALANTE OROZCOJOAQUIN PEREZ PIZARROJOSE JIMENEZ CARDOZO ROSA FUENTES ACOSTA
DIPLOMADO DE AUTOMATIZACIÓN
INGENIERIA ELECTRONICA X SEMESTREBARRANQUILLA, ATLANTICO
AGOSTO, 2013
3
DISEÑO DE UN SISTEMA ELECTRICO POR TRANSFERENCIA AUTOMATICA DEL RADAR METEOROLOGICA DEL MUNICIPIO COROZAL SUCRE
CARLOS ESCALANTE OROZCOJOAQUIN PEREZ PIZARROJOSE JIMENEZ CARDOZO ROSA FUENTES ACOSTA
DIPLOMADO DE AUTOMATIZACIÓN
NICOLAS CARMARGODOCENTE
INGENIERIA ELECTRONICA X SEMESTREBARRANQUILLA, ATLANTICO
AGOSTO, 2013INDICE
4
Índice
INTRODUCCION.......................................................................................................6
1. OBJETIVOS........................................................................................................7
1.1 Objetivo general............................................................................................7
1.2 Objetivos Específicos....................................................................................7
2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA......................................................................9
3 PRESUPUESTO...............................................................................................11
4 JUSTIFICACION...............................................................................................12
5 ESPECIFICACIONES DEL PLC.......................................................................13
6 MARCO TEORICO...........................................................................................15
6.1 Transferencia Automática...........................................................................15
6.2 Red Eléctrica...............................................................................................15
6.3 Grupo Electrógeno De Emergencia............................................................15
7 BASE DE DATOS.............................................................................................22
8 COTIZACION....................................................................................................25
9 ALGORITMO....................................................................................................26
9.1 Carencia de voltaje de red..........................................................................26
9.2 Existencia de voltaje de red pública...........................................................26
10 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES..............................................................28
11 PRESUPUESTO............................................................................................29
12 DETALLE DE MAQUINA................................................................................30
13 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA..........................................................................................................32
13.1 Descripción Técnica de los Relés Utilizados...........................................32
13.2 Diseño de Sistema de control..................................................................33
13.2.1 Construcción del sistema de control red-generador..........................33
13.2.2 Sistema De Señalización..................................................................34
13.2.3 Pruebas del Sistema de Transferencia Automática..........................35
5
13.3 Construcción Del Diagrama De Fuerza...................................................38
13.3.1 Parámetros de Control......................................................................40
CONCLUSION.........................................................................................................42
REFERENCIAS BIBLIOGRAFIAS...........................................................................43
6
INTRODUCCION
El presente trabajo presenta la planeación y diseño de un sistema de eléctrico por
transferencia automática de una estación base meteorológica en la ciudad de
corozal, dicho sistema constara de una carga de 200 Amperios.
Dentro de la planeación de este sistema se establecen las condiciones de que
harán efectiva el funcionamiento, tales como dispositivos a usar, lógica de
funcionamiento del sistema, puntos esenciales como cotizaciones de los
elementos que se usaran, presupuestos que indicaran que tan viable es la
propuesta para una posible implementación.
Por la importancia que demuestra este sistema, es indispensable el suministro
permanente de energía eléctrica, ya que sin ésta la estación tendría perdidas de
información con respecto al estado meteorológico del tiempo.
Debido a esto se busca implementar un sistema de transferencia automática cuyo
objetivo es mantener el suministro de energía eléctrica minimizando los tiempos
de interrupción.
Al final se contempla una serie de recomendaciones y conclusiones a tener en
cuenta para un óptimo desarrollo del sistema
Para una mejor elaboración y presentación se presenta el siguiente informe.
7
1. OBJETIVOS
1.1 Objetivo general
Analizar y Diseñar un sistema de control por transferencia automática que permita
el cambio de circuitos de alimentación de Red a grupo electrógeno ubicado en la
estación base meteorológica del municipio de Corozal Sucre.
1.2 Objetivos Específicos
Identificación del sistema de transferencia local, para determinar los factores
de selección del sistema automático.
Diseñar la lógica de conmutación y el circuito que permita manejar su
mecanismo.
Selección de los dispositivos del sistema de protección para el circuito de
control.
Elaborar esquemas y diagramas eléctricos de la propuesta
8
9
2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
La estación base meteorológica ubicada en el municipio de Corozal sucre, es una
área en donde se realiza el análisis del estado climático del tiempo, esta
información permite a las estaciones Aero civiles tener información de primera
mano, para coordinar sus vuelo en el área.
El procedimiento que se tiene en esta área se manejaba de manera manual en
donde todo el accionamiento de interrupción y habilitación se hacía manualmente,
pudiendo provocar algún peligro a la persona que manipula estos elementos.
Dada la situación presentada que se evidencia en los antecedentes, surge el
siguiente interrogante.
Como Diseñar un sistema de control por transferencia automática que permita el
cambio de circuitos de alimentación de Red a grupo electrógeno ubicado en la
estación base meteorológica del municipio de Corozal Sucre.
10
11
3 PRESUPUESTO
12
13
4 JUSTIFICACION
Es de importante valor el poder desarrollar este proyecto, dado que con esto se
pretende hacer énfasis en el control de los sistemas de energía y la forma en que
esta se comporta con diferentes elementos de control, con el objetivo de investigar
así, los diferentes elementos y dispositivos usados en estos tipos de sistemas, y
determinar una solución para la problemática planteada.
A pesar de que la propuesta se enfocó hacia una estación base meteorológica, en
donde se busca dinamizar el funcionamiento continuo de suministro de energía,
cabe anotar de que la implementación en cualquier área de producción es
fundamental, ya que la seguridad y protección, conlleva a que su implementación
haga un cuidado sobre la carga que va a soportar, y que su funcionamiento
permita el desarrollo efectivo de las actividades de la empresa en donde se lleve a
cabo.
14
5 ESPECIFICACIONES DEL PLC
En el diseño del se trabajó con una CPU con características que están denotadas
a continuación.
SIMATIC S7-200
15
CPU 224 14/10 entradas/salidas (E/S) + máx. 7 módulos = 224 E/S
El SIMATIC S7-200 es ciertamente un micro-PLC al máximo nivel: es compacto y
potente, particularmente en lo que atañe a respuesta en tiempo real y es rápido,
ofrece una conectividad extraordinaria y todo tipo de facilidades en el manejo del
software y del hardware.
16
CARACTERISTICAS DETALLES
Entradas/salidas digitales integradas 14 DE/10 DAEntradas/salidas digitales Nº de canales vía módulos de ampliación 114/110/224
Entradas/salidas analógicas Nº de canales vía módulos de ampliación 2 EA/1 SA integradas 32/28/44
Memoria de programas 12/16 kbytes
Memoria de datos 10 kbytesMemorización de datos dinámicos vía condensador de alto rendimiento típ. 100 h
Contadores rápidos 4 x 30 kHz, 2 x 200 kHz, de ellos, 3 x 20 kHz y 1 x 100 kHz usables como contadores A/B
Puertos de comunicación RS 485 2
Protocolos soportados:: sí, en los dos puertos
PPI maestro / esclavo sí
MPI esclavo sí
Freeport (protocolo ASCII programable) sí
Posibilidades de comunicación opcionales sí, esclavo PROFIBUS DP y/o maestro AS Interface/Ethernet/ Internet/módem
Potenciómetro analóg. de 8 bits integrado 2
(para p. en marcha, cambio de valores)
Reloj de tiempo real sí
Alimentación p. sensores 24 V DC integrada máx. 280 mA
Regleta de conexión desenchufable sí
Dimensiones (A x A x P en mm) 140 x 80 x 62
17
6 MARCO TEORICO
6.1 Transferencia Automática
El tablero de transferencia es un equipo que permite que la planta eléctrica opere en forma totalmente automática supervisando la corriente eléctrica de la red comercial.
6.2 Red Eléctrica
18
6.3 Grupo Electrógeno De Emergencia
Un grupo electrógeno como el de la Figura. , es una máquina que mueve un generador de energía eléctrica a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico de la red pública y necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse en caso de emergencia para no parar la producción.
Figura. Grupo Electrógeno de Emergencia
I. Partes De Un Grupo Electrógeno
Los grupos electrógenos están compuestos principalmente de:
Un motor de combustión interna. Un generador de corriente alterna. Un circuito de control de arranque y paro. Instrumentos de medición Control electrónico basado en un microprocesador Tanque de combustible Regulador de velocidad Silenciador
19
Motor de combustión interna.
El motor representa la fuente de energía mecánica para que el alternador gire y
genere electricidad. Existe dos tipos de motores: motores de gasolina y de gasoil
(diésel). Generalmente los motores diésel son los más utilizados en los grupos
electrógenos por sus prestaciones mecánicas, ecológicas y económicas.
El motor de combustión interna se puede observar en la Figura II.11, está
compuesto de varios sistemas que son:
Sistema de combustible.
Sistema de admisión de aire.
Sistema de enfriamiento.
Sistema de lubricación
Sistema eléctrico.
Sistema de arranque.
Sistema de protección.
Figura Partes del motor de un Grupo Electrógeno
20
Sistema de combustible
El sistema de combustible debe ser capaz de entregar un suministro de combustible limpio y continuo, y debe estar respaldado por un depósito de combustible de acuerdo a la potencia del grupo electrógeno, además se sugiere tener un depósito de uso diario y uno de mayor capacidad para evitar paros por falta de combustible
Sistema de admisión de aire
El aire admitido por el motor debe ser aire limpio y frío, este es aspirado de la zona que rodea el grupo a través del filtro de aire del motor. En casos especiales donde el polvo o calor se encuentran cerca de la entrada de aire, se debe instalar una conducción de aire externa la cual viene de afuera con aire limpio y fresco.
Sistema de enfriamiento.
El sistema de enfriamiento del motor consta de un radiador, termostato y un ventilador de acuerdo a la capacidad de enfriamiento requerida. La función del radiador es, intercambiar el calor producido por el motor al hacer pasar aire forzado a través de él. El ventilador es el que forza el aire a través del radiador el cual es movido, por el cigüeñal o por un motor eléctrico en algunos casos. El termostato es el que se encarga de que el motor trabaje en un rango de temperatura óptima para un buen desempeño abriendo y cerrando, según los rangos de temperatura.
Sistema de Lubricación.
Este sistema se encarga de mantener lubricadas todas las partes móviles del motor, a sí mismo sirve como medio refrigerante. La función es crear una película de aceite lubricante, en las partes móviles, evitando el contacto metal con metal. Consta básicamente de:
Bomba de circulación de aceite Válvula reguladora de presión Filtro de aceite Conductos externos e internos para circular el aceite
21
Sistema Eléctrico.
El sistema eléctrico del motor es de 12 ó 24 VDC con el negativo a masa y dependiendo del tamaño del grupo este puede contener uno o dos motores de arranque, cuenta con un alternador para cargar la batería autoexitado, autorregulado y sin escobillas. El alternador es accionado por el cigüeñal a través de una transmisión flexible (banda-polea), teniendo como finalidad recargar la batería cuando el grupo electrógeno se encuentra en operación, sus principales componentes son:
Rotor (piezas polares) Estator (inducido) Carcaza Puente rectificador (puente de diodos)
Sistema de arranque.
Puesto que el motor de combustión interna no es capaz de arrancar por sí solo, debido a que se requiere vencer el estado de reposo en que se encuentra el motor de combustión interna, se requiere de un motor de arranque el cual puede ser cualquiera de los siguientes tipos. Motor de arranque eléctrico.
Motor de arranque neumático.
Es muy importante tener en buen estado las baterías, ya que este tipo de motores demandan una cantidad muy elevada de corriente en el arranque.
Generador de corriente alterna.
El generador sincrónico de corriente alterna, está compuesto por las siguientes partes, como se muestra en la Figura
Figura. Partes del Alternador A.C.
22
Inductor principal. Inducido principal. Inductor de la excitatriz. Inducido de la excitatriz. Puente rectificador trifásico rotativo. Regulador de voltaje estático. Caja de conexiones.
Circuito de control de arranque y paro. El circuito del motor de arranque y protecciones de la máquina consta de las siguientes funciones:
Retardo al inicio del arranque (entrada de marcha): Retardo programables (3 y 5 intentos). Periodo de estabilización del genset.
El control monitorea las siguientes fallas:
Largo arranque, baja presión de aceite, alta temperatura, sobre y baja velocidad, no-generación, sobrecarga, bajo nivel de combustible, nivel de refrigerante, paro de emergencia y cuenta con algunos casos de entradas y salidas programables dependiendo del control que se use.
Solenoide de la máquina:
Solenoide auxiliar de arranque (4x). Válvula de combustible.
Fusibles: Para la protección del control y medición.
Cuenta con indicador de fallas el cual puede ser:
Alarma audible Mensaje desplegado en el display Indicador luminoso (tipo incandescente o led)
Instrumentos de MediciónLos instrumentos de medición que se instalan normalmente en los genset son los siguientes
23
Voltímetro de A.C. con su conmutador Amperímetro de A.C. con su conmutador Frecuencímetro digital integrado en el controlador Horómetro digital integrado en el controlador
24
7 BASE DE DATOS
ENTRADASENTRADAS DESCRIPCION
I1 Presencia de voltaje de red pública
I2 Presencia de voltaje de generador
I3 Carga conectada a red comercial
I4 Carga conectada a generador
I5 Módulo automático test
SALIDASSALIDA DESCRIPCIÓN
Q1 Transferencia de generador a red comercial
Q2 Transferencia de red comercial a generador
Q3 Señal de arranque de generador
Q4 Abrir contactor de red pública
Q5 - Q1 Abrir contactor de generador
Q6 - Q2 Alarma de falla de bobinas
DESCRIPCIÓN DE CONTROLES
ELEMENTO POSICION ACCION DE COBTROL
S1 MANUAL (Izquierda) Mando manual activado
AUTO (Centro) Mando automático activado
TEST derecha Mando test activado
S2 1 derecha Acciona C1 red pública
0 Centro C1 Y C2 desactivados
2 Izquierda Acciona C2 Grupo electrógeno
P1 presionado Reset reinicia programa de PLC
25
26
VALORES DE VARIABLES
PARAMETRO DESCRIPCION AJUSTE
T1 T DES Retardo al arranque del generador 10 segundos
T2 T DNE Retardo transferencia normal generador 30 segundos
T3 T CEN Retardo a la transferencia del Generador 60 segundos
T4 T DEC Retardo al apagado del generador 3 minutos
T5 Retardo a falla de bobinas de contactores 3 segundos
T6 Retardo a falla de red comercial SVR 10 segundos
T7 Retardo conmutación fuentes de energía 2 segundos
8 COTIZACION
27
28
9 ALGORITMO
La realización del algoritmo está definida en este proyecto, como la secuencia
lógica para el desarrollo de las acciones en el tablero de transferencia.
Para las diferentes situaciones que se puedan dar con el tablero de transferencia
se presentan los siguientes casos
9.1 Carencia de voltaje de red
Q3 enciende automáticamente el generador
Se energiza la bobina del supervisor de voltaje
Se cierran contactos de supervisor de voltaje
La señal del supervisor de voltaje llega a I2.
I2 se activa (Presencia de voltaje de generador)
PLC procesa el programa de control.
Q4 se energizan,
Q2 se energiza e inmediatamente.
I4 carga conectada a generador
Q2 es transferencia de red comercial a generador.
Q4 es apertura del contactor de red comercial.
9.2 Existencia de voltaje de red pública
Se energiza el supervisor de voltaje de red
La señal del supervisor de voltaje llega a la entrada I1
I1 se activa, presencia de voltaje de red publica
Procesa PLC programa de control
I2, Q2, Q4 desactivados
Q5 se activa, luego
29
Q1 se energiza.
I3 se activa y se hace cargo de la carga eléctrica
Pasa tres minutos
Generador funciona en vacío
Luego de tres minutos se apaga el generador
Q1 transferencia de generador a red pública
Q5 Abre el contactor del generador
Para todo esto existe un tipo de condicionamiento o bloqueo eléctrico es decir
que se ha realizado un condicionamiento con todos los parámetros que
intervienen en el cambio de fuentes de energía, es decir cuando se realiza
la transferencia de red pública al generador y cuando se realiza la
retransferencia de la energía del generador hacia la energía de la red
pública, para lo cual se toma una salida Q6 la que nos censa cualquier tipo
de falla del mecanismo.
Se debe acotar que para realizar el la transferencia y retransferencia se debe
poder ver un selector en posición automático S1 que se puede observar en el
conexionado del PLC del esquema 1 en el anexo 1, y éste mando
automático activa a la señal de la entrada I5.
30
10 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
31
11 PRESUPUESTO
32
33
12 DETALLE DE MAQUINA
En la realización del sistema de transferencia por automatización de la estación
meteorológica de corozal sucre, se utilizaron los siguientes componentes que son
de:
Breaker Industrial Graduable ABB 40 KA - T3C 3 x 140 - 200A TMAX
Breaker Industrial Graduable ABB T3C
Corriente Nominal In (A) : 200A - Poder de
Corte Icu (kA) 440 Vac : 15 KA y 240 VAC : 40
KA - Protección de Sobrecarga I1 (A) : 140 -
200A REF: 1SDA051290R1
Contactores BF110 Lovato
Tripolares, 9 a 200 A en categoría AC3Tetrapolares, 25 a 125A en categoría AC1Versiones para corrección de factor de potencia, 7,5 a 60kvar a 400VVersiones con polos principales 2NA+2NC o 4NCContactos auxiliares de alta conductividadAlimentación de control AC o DCVersiones DC de bajo consumo para contactores auxiliaresy contactores de 9A a 38A en categoría AC3
34
Vigilante de Fase Trifásico 220 Volt
Voltaje de Alimentación:Fase-fase (Vn) PTE-208: 208Vrms // PTE-220: 220Vrms // PTE-440: 440Vrms // PTE-480: 480VrmsLímites para voltaje alto:PTE-208: 235Vrms/Mín. 213Vrms/Máx. 260Vrms // PTE-440: 480Vrms/Mín. 440Vrms/Máx. 525Vrms // PTE-480: 530Vrms/Mín. 479VrmLímites para voltaje bajo:PTE-208: 190Vrms/Mín. 167Vrms/Máx. 213Vrms // PTE-440: 390Vrms/Mín. 354Vrms/Máx. 440Vrms // PTE-480: 430Vrms/Mín. 382Vrm
35
13 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA
La construcción del sistema de control, se realizará una descripción de los
elementos más importantes que intervienen en el tablero de transferencia.
13.1 Descripción Técnica de los Relés Utilizados
C1 y el C2 son dos contactores de potencia trifásico de tipo BF110, de 200 A,
manejan un voltaje de 220V, terminales a tornillo y con conector,
alimentación de control AC o DC, su característica es AC3, su marca es Lovato.
B1 y B2 son bloques que van montados sobre el accionamiento de la bobina
de la parte frontal de C1 y C2 respectivamente. Estos bloques son de tipo G 272,
marca Lovato, se alimentan con 220V en su bobina, esta a su vez tiene
empotrados a un bloque de contactos auxiliares en la parte frontal de su bobina,
estos son de tipo G 480 y se los puede encontrar en combinaciones de tres
contactos normalmente abiertos N.A, y un normalmente cerrado N.C, o viceversa.
Cabe anotar que todo este conjunto forman un solo bloque el mismo que tiene un
funcionamiento particular, ya que se enclavan solo con un pulso de voltaje y no
es necesario que la tensión permanezca en forma constante.
Se dispone de un SVR que es un sensor de voltaje de red eléctrica con rango
ajustable trifásico marca Lovato este tiene un contacto N.A. y un contacto N.C.
los que funcionan tanto su bobina como sus contactos a 220V.
Se encuentra un SVG que supervisa el voltaje del grupo electrógeno o del
generador, cuando este entra a trabajar ,tiene las mismas características de
sensor anterior pero ya no tiene rango ajustable
R1 este es un relé marca Lovato que funciona con una corriente continua de 12V,
éste comienza a trabajar cuando colocamos el selector que se encuentra en la
parte frontal del gabinete en manual.
36
13.2 Diseño de Sistema de control
Este sistema consta de dos partes:
Construcción del sistema de control RED – GENERADOR
Construcción del sistema de señalización
13.2.1 Construcción del sistema de control red-generador
Para la realización del sistema se dispone del conexionado red-generador y 2
generador-red, Se va a necesitar los siguientes materiales y elementos
eléctricos tales como:
Dos breares bipolares que actúan como protecciones de las líneas de red y
generador F2 y F3.
Dos relés que funcionan como supervisores de voltaje, uno con banda
ajustable para censar el voltaje de la empresa abastecedora del servicio
SVR y SVG.
Dos bobinas auxiliares con auto retención mecánica B1 y B2.
Dos bloques de contactos auxiliares C1 y C2.
Un selector de tres posiciones S2, que sirve para comandar si esta funciona
con el generador o con la red eléctrica.
Un rollo de alambre 18 THHN para realizar todo el cableado
respectivo.
Un paquete de terminales tipo espiga.
Una regleta de dos pulgadas de ancho.
Una barra de RIEL DIN.
Un gabinete donde se alojaran los elementos eléctricos de tal forma que
cuando sea el caso de realizar el respectivo mantenimiento preventivo o
reemplazo de dispositivos, se pueda manipular con facilidad.
37
13.2.2 Sistema De Señalización
Se emplea el esquema 1 de conexionado de señalización del ANEXO 1 y además
de los siguientes elementos:
Un selector de tres posiciones S1 que sirve para operar en manual ó automático
Un relé de 12V DC que indica si se está trabajando en forma manual.
Tres luces piloto L1, L2, L3, con sus respectivas bases para que se instalen en el
panel frontal del gabinete estas deben ser alimentadas con 12V DC, las mismas
que sirven para la señalización de la operación que se realiza.
Baterías para la comprobación del sistema de señalización de 12V DC
Fusibles de corriente continua para protección de los elementos del sistema
que funciona con energía continua y además un TVS o supresor de transientes
para protección del PLC.
Lo que se quiere describir es que el montaje se ejecuta secuencialmente para lo
cual siempre se tiene que ir revisando cada conexión que se realiza, sin dejar de
comprobar el o los elementos que se vaya a utilizar, verificando que todos los
elementos funcionen de manera correcta.
Además en la se puede constatar la construcción final tanto de elementos como
el cableado del sistema mencionado, ya que este se encuentra montado en un
gabinete y debidamente señalizado.
Figura sistema de señalización
38
13.2.3 Pruebas del Sistema de Transferencia Automática
Las que se realizó mediante un selector de tres posiciones se tendrá los
siguientes modos de operación
Automático
Ciclo test
Manual
En automático se operará el grupo electrógeno o la red comercial dependiendo
de las variables registradas.
Para el mando automático el grupo electrógeno se enciende bajo las siguientes
condiciones:
El voltaje de la red comercial ha sobrepasado el límite de tolerancia
establecido.
Pérdida de una o más fases de la red comercial.
Una vez ocurrida la falla debe transcurrir cinco segundos antes de arrancar
el grupo electrógeno.
Cuando ya ha empezado a operar el grupo de emergencia debe verificarse
que el voltaje y frecuencia sean los correctos, para que se pueda efectuar
la transferencia sin ningún inconveniente.
Al retornar la energía de la red pública se debe verificar que el voltaje y
número de fases sean los adecuados, para después de un tiempo realizar
la transferencia del grupo de emergencia a la red comercial.
Si la transferencia RED-GENERADOR o GENERADOR-RED no se
realizan con éxito. El control automático discriminará, esta falla y realizará
la transferencia de carga a la fuente de energía existente y disponible,
Se encenderá una luz piloto que indique falla de mecanismo,
Mediante un pulsador RESET reiniciara el control cuando se requiera
39
En modo automático se debe incluir la opción de arranque semanal (programador
semanal) del grupo electrógeno por un tiempo de diez minutos con transferencia.
Este control no debe ser electromecánico.
a. TRANSFERENCIA
Se tiene todo el sistema alimentado con la energía de la empresa eléctrica.
El supervisor de red está censando la energía de la empresa.
Cuando de pronto el SV1 pierde la señal.
El SV2 manda una señal de aviso al PLC por medio de I2,entonces
comienza a trabajar el programa interno del controlador.
Este tiene un temporizador por el que tiene que pasar la señal de SV2, el mismo
que esta calibrado en cinco segundos, esto es para que cuando sea una falla en
menos de este tiempo no se prenda el grupo, además que la carga nunca
quedaría desamparada ya que tiene un respaldo de un banco de baterías.
La falla es permanente, el PLC manda una señal por Q4 para que se abra el
contactor de red principal C1.
El controlador manda un pulso a Q2 para que de paso a la transferencia de red
comercial a generador se enclava C2.
El grupo electrógeno comienza a trabajar por medio de la señal de Q3.
El grupo alimenta de energía al sistema.
Previamente se desactiva I3 que es la carga conectada a red comercial, y se
activa la entrada I4 es decir que la carga está conectada al generador.
b. Condiciones Iniciales
El SV1 se energiza cuando detecta el restablecimiento total de la red, de lo
contrario no, es decir que si por alguna falla no hay las tres fases activas el grupo
de emergencia seguirá funcionando.
40
Entonces el SV1 se energiza y manda la señal a la entrada I1 para que el
controlador la analice.
El PLC manda un pulso en Q1 para transferencia de generador a red
comercial C1 y a Q5 ordenando abrir el contactor de generador C2.
Aquí el generador sigue trabajando por tres minutos adicionales en vacío, por
motivos de temperatura, pero condicionado a que si hay alguna falla de red
empiece nuevamente a trabajar
Además la señal que llega a I4 carga conectada a generador se anula, e ingresa
la señal de I3 que es carga conectada a red.
Cabe destacar que la alimentación del PLC y los demás elementos que necesitan
de energía continua se toma del banco de baterías, a la cual se encuentra
conectada en paralelo la carga, acotando que cada una es de 3000 amperios -
hora
En ciclo test simula un corte de energía y realiza un ciclo completo de operación
con transferencia y retransferencia.
En manual se deshabilitará la lógica de control del sistema de transferencia
automática y todas las operaciones que se realicen a continuación serán en forma
manual.
41
13.3 Construcción Del Diagrama De Fuerza
Para la descripción de este sistema se debe observar el esquema 4 de
conexionado de fuerza del ANEXO 1 con los siguientes elementos:
Dos contactores de potencia tipo BF110 de 90A marca Lovato.
Cable 2 AWG.
Tijera para cortar cale
Borneras grandes.
Una vez construido todo el sistema de control se inicia con la elaboración del
sistema de fuerza que no es más que dos contactores de potencia C1 y C2, red
y generador respectivamente, conectados en paralelo para que cualquiera de
los dos contactores existentes alimente a la carga.
Para observar de una mejor manera a continuación se presenta el circuito
construido.
Figura Circuito de fuerza de un tablero de Transferencia
En la figura se puede apreciar como C1 Y C2 están puenteados entre sí, luego
de esto salen tres cables más para alimentar a la bornera en donde se
deben conectar los cables de la carga. Además de esto se puede visualizar
42
por donde se recibe la alimentación de energía tanto de red como del grupo
electrógeno.
En la figura, se presenta agrupados los circuitos de:
1. Circuito de control.
2. Circuito de señalización.
3. Circuito de fuerza
OJO CON ESTO, EDITAR LAS IMÁGENES Y HACERLAS EN POWER POINT DEL DIAGRAMA COMO TAL.
43
13.3.1 Parámetros de Control
La transferencia de energía eléctrica del grupo electrógeno o de la red normal
es un paso con el cual se compensan la falta o falla de electricidad
impidiendo de esta forma que existan problemas de producción evitando así
perdidas económicas o peor aún humanas.
Detectar los cambios que se presenten en los parámetros eléctricos en
cualquier tipo de fuente de energía es trabajo de los controladores estos
verifican que se cumplan las condiciones de seguridad evitando así algún
posible daño, de esta forma estos elementos se convierten en un agente de
vigilancia del correcto funcionamiento del sistema.
El PLC trabaja atendiendo la condición lógica de sus entradas y dependiendo
de su estado conecta o desconecta sus salidas, en él se introduce un
programa, normalmente vía software que proporciona los resultados deseados,
es decir la transferencia automática tanto de red-generador, como generador-
red. Además este con la ayuda de sensores o supervisores de energía podrá
detectar algunos parámetros como es:
Carencia de voltaje tanto de red como de generador
Aumento o disminución del rango de voltaje necesario para la carga.
El tablero de transferencia debe permitir la conmutación manual de la
carga entre las dos fuentes de energía, independientemente del control
automático, esto se realiza por precaución en caso de que el módulo
quede fuera de funcionamiento debido a cualquier tipo de
imperfección.
Para lo lógica de control se tomará como referencia
Debe incluirse supervisores de voltaje de 220 voltios trifásico con rango
ajustable en un margen de + - 10 % de tolerancia tanto para la red pública
como para el grupo electrógeno.
44
Mediante un selector de tres posiciones se tendrá los siguientes modos de
operación;
Automático
Ciclo test
Manual
En la parte frontal del panel se dispondrá de la siguiente señalización:
Luz piloto color verde para indicar presencia de red pública
Luz piloto color blanca para indicar presencia de red de emergencia
Luz piloto color roja para indicar condición de falla
Todas las protecciones incluidas en el circuito de control se realizarán mediante
breakers adecuadamente dimensionados, no es conveniente para estos casos
hacer uso de fusibles.
.
45
CONCLUSION
46
47
REFERENCIAS BIBLIOGRAFIAS
Irving, Kosow. (1991). Máquinas Eléctricas y Transformadores.
Editorial
Prentice- Hall. México.
Irving, Kosow. (1997). Control de Máquinas Eléctricas. Editorial
PrenticeHall. México.
Jácome, Fernando. Folleto de Mantenimiento Industrial.
Collahuaso, Miguel. (1999). Diseño y Construcción de Tableros de
Transferencia de Energía. Tesis. Tlg. Electromecánica. EPN.
Velos, Carlos. (2001). Elementos Eléctricos para la Protección de
Sistemas Industriales. Tesis. Tlg. Electromecánica. EPN.
Albuja, Héctor. Jorge Ballagan. (2001). Sistemas de Transferencia
Eléctrica. Tesis Ing. Eléctrica. EPN.
Spitta, Albert. (1978). Instalaciones Eléctricas Tomo II. Editorial Dossat
Schneider-Electric. Catálogo de productos 1999.
Lovato Electric. Catálogo de Productos 2007.
Manual del Usuario LOGO. Versión 2003.
http://www.grupos-electrogenos.com.
http://www.serint.com.ar/grupos_electrogenos.generadores_tableros_transferencia_automatica
48
http://www.reconstruirhoy.com.ar/notas/2010/11/tablero-de-
transferencia-automatica/
http://www.grupos-electrogenos.com.ar/
tablero.de.transferencia.automatica.htm
http://www.electricasbogota.com/detalles/vigilantes-de-tension/1583-54102
http://ingenieriaelectrica.com.co
http://www.breakermatic.com/index.php?
page=029901&idProd=49&clave=2&Search=PROT_IND
http://www.breakermatic.com/index.php?
page=029901&idProd=49&clave=2&Search=PROT_IND
http://www.wilcatec.com/EB/6.htm
49
Recommended