Fundamentos y Sistemas de Corriente ContinuaPara telecomunicaciones

Índice

Conceptos, y conceptos básicos.

Asociación de conceptos teóricos a parámetros de operación

Soluciones

Descripción general de las soluciones suministradas y sus características eléctricas

Componentes

Identificación de los principales componentes de las soluciones suministradas

Configuración

Configuración de los principales parámetros de operación de las soluciones

Operación

Principios de conectividad, supervisión en tiempo real, registro de alarmas y eventos e identificación de fallas en rectificadores

Conceptos

.Sistemas de Energía en Corriente Continua

GeneralidadesConfiguraciones típicasOtras configuracionesParámetros de operaciónDiagramas de operaciónCurvas características

Baterías

Comportamiento eléctricoTecnologíasSelección y diseñoInstalación y mantenimiento

Rectificadores – Cargadores

Tecnología Selección y diseño

Voltaje

Potencia

Corriente, corriente continua, circuito eléctrico

CONCEPTOS BASICOS.

Corriente continua: En un circuito eléctrico, corriente que circula en un sólo sentido, cuya intensidad suele ser constante.

Circuito eléctrico: Podemos decir que un circuito eléctrico es aquel donde se encuentran conectados através de un conductor y en un lazo cerrado, uno o varios elementos, estos elementos pueden ser resistivos, inductivos, capacitivos o una combinación de ellos y están en presencia de un determinado voltaje y consumiendo una corriente determinada.Estos circuitos eléctricos están alimentados por fuentes de poder en este caso de corriente continua o cuadros de fuerzas DC.

Fig. 1

Fuentes de corriente DC: Existen dos tipos fundamentales de fuentes DC. las que obtenemos con módulos rectificadores a partir de la corriente AC y la que nos suministran las baterías en sus diferentes tipos, cuando ambos se unen estamos en presencia de un cuadro de fuerza DC.En el mercado existen infinidad de tipos de fuentes DC con capacidades y potencias distintas las cuales serán elegidas de acuerdo a los requerimientos de los sistemas que queremos alimentar.En nuestro caso Movistar utiliza dos tipo de cuadros de fuerza los de 24VDC Y -48VDC, el primero se utiliza para alimentar las estaciones CDMA y algunos tipo de radios, el segundo se usa para las estaciones GSM y radios enlaces de mediana y alta capacidad estas estaciones y radios los denominaremos cargas DC.En este documento nos concentraremos en estos sistemas de cuadros de fuerzas aunque son similares, sus diferencias solo se basan en los voltajes que manejan y la capacidad de corriente que nos suministran,

Voltaje: Cantidad de trabajo eléctrico necesario para mover un electrón de un punto a otro através de conductores.

Corriente: corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.

Potencia electrica: La potencia eléctrica es la relación de transferencia de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado (p = dW / dt). La unidad en el sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o que es lo mismo, Watt.

Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento

(motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánicamente o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.

Potencia en corriente continua: Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión. Esto es,

(1)

Donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.

Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse

Como ;

Rectificadores y cargadores.

Los rectificadores no son mas que dispositivos electrónicos que se basan en el proceso de convertir convierten la alterna en corriente continua con el fin de alimentar sistemas de corriente continua, como se menciono en conceptos anteriores existen infinidad de tipos y con diferentes capacidades, en los sistemas de telecomunicaciones estos rectificadores también pueden ser cargadores de tal forma que alimenten el sistema de telecomunicaciones y a la vez mantengan cargado los bancos de baterías, los primeros modelos eran fabricados usando transformadores que por demás eran pesados y ocupaban mucho espacio sin contar con el excesivo calor que generaban, hoy en día se utiliza tecnología swiching la cual redujo el tamaño de los rectificadores y manejan una gran gama de potencias , a continuación se muestran algunas características de los rectificadores usados en nuestra empresa.

Sistemas de Corriente Continua

Generalidades

¿Qué es un Sistema de Corriente Continua?

Sistemas de Corriente Continua

En nuestro sistema de corriente continua se procesa la corriente alterna electrónicamente hasta conseguir la corriente continua luego se depura y se protege contra perturbaciones de tal manera que al alimentar los equipos de telecomunicaciones estos funciones sin ningún problema tal y como se muestra en la figura anterior.

Generalidades.Aplicaciones y tensiones nominales (típicas) de operación.-Telecomunicaciones ------24vdc,-24vdc,-48vdc y 12vdc.

.-Automatización y control de proceso----24dvc

GeneralidadesPerturbaciones de la red eléctrica

Fuente de Energía AC

~ Cargas DCSistema de

Corriente Continua(Sistema DC)

Energía AC(perturbaciones)

Energía DC(libre de perturbaciones)

Picos de sobre tensión: Sobretensiones transitorias con tiempo de duración menor a ½ ciclo de la tensión de línea.Causados por operaciones de conmutación y descargas electroestáticas.Producen daños directos sobre los componentes eléctricos y electrónicos de los equipos.

Ruido: Interferencia electromagnética (EMI), electroestática e interferencia de señales de radio (RFI).Causado por motores eléctricos, variadores de frecuencia, relés, microondas y tormentas eléctricas.Afecta la operación de equipos electrónicos produciendo daños y pérdidas de información.

Sobretensión momentánea (swell): Incremento superior al 10% de la tensión RMS a la frecuencia normal de operación con tiempo de duración variable entre ½ ciclo y unos cuantos segundos.Producido usualmente por el apagado de grandes cargas conectadas a la red.Afecta la operación de equipos electrónicos produciendo daños y pérdidas de información.

Sobre tensión permanente: Incremento superior al 10% de la tensión RMS a la frecuencia normal de operación con tiempo de duración mayor de unos cuantos segundos.

Se debe a fallas en la red de alimentación, apagado de grandes cargas y mal cableado.Afecta la operación de equipos electrónicos produciendo daños y pérdidas de información.

Caída de tensión momentánea (sag): Disminución en un 20% (o superior) de la tensión RMS a la frecuencia normal de operación con tiempo de duración variable entre ½ ciclo y unos cuantos segundos.Producido por la conexión de grandes cargas a la red eléctrica o fallas en la red.Produce daños y pérdidas de información en equipos electrónicos.

Caída permanente de tensión: Disminución en un 20% (o superior) de la tensión RMS a la frecuencia normal de operación con tiempo de duración mayor de unos cuantos segundos.Se debe a fallas en la red de alimentación, apagado de grandes cargas y mal cableado.Afecta la operación de equipos electrónicos produciendo daños y pérdidas de información.

Configuraciones típicas (si la carga es crítica)Sistema en paralelo

Configuraciones típicas (si la carga es muy crítica)Sistema en paralelo con redundancia en módulos de conversión

Convertidores AC - DC

CargasDC

~=

Baterías

AC ~

~~

Otras configuracionesConvertidor DC-DC para derivar tensión DC diferente a la nominal.

BATERIAS

Otras configuraciones

Convertidores AC - DC

AC

CargasDC

~=

~=

~==

Baterías

~

CargasDC

~ D = =

Convertidor DC-DC

AC

~

= CargasDC

VNOM (V1)

V1

V2

=

CARGA DC

Convertidor DC-AC para derivar tensión DC diferente a la nominal

Parámetros de operaciónSistema en paralelo: Operación Normal

CargasDC

~ =

Convertidor DC-AC

AC

~

CargasAC

VNOM (V1)

V1

V2

= ~

Parámetros de operaciónSistema en paralelo: Operación Normal

Parámetros de operación

System Voltages

Float Voltage = _____ V Max. System Voltage = _____ V. Min. System Voltage = _____ V.

I CARGAS

I FLOAT

~

=

Cargas24VDC

V FLOAT

Conceptos claves

Tensión de FlotaciónVentana de Tensión

Equalize

(Disabled)Voltage = _____ VDuration = _____ minIntervalo = _____ Day

Conceptos claves

Tensión de Ecualización(Igualación).Ventajas y desventajas.

I ECU

~

=

Cargas24VDC

V ECU

Cargas24VDC

Sistema en paralelo: Falla AC

I CARGAS

Parámetros de operaciónSistema en paralelo: Retorno de Falla AC

Batteries

Cells per String = _____Battery Capacity = _____ Ah

Conceptos claves

Celdas de BateríaCapacidad de BateríasTiempo de autonomía

~

=

Cargas24VDC

I CARGAS

Fast Charge

(Disabled)Voltage = _____ VMax. Duration = _____ minAmp Hr Threshold = _____ %Volts Threshold = _____ VRecharge Percentage = _____ %

Conceptos claves

Tensión de Carga RápidaRecarga

~

=

Cargas24VDC

V CARGA

RAPIDA

Elementos de protecciónDesconector por baja tensión (LVD)

Diagramas de operación (distintas condiciones)Condición de operación normal (AC presente)

Convertidores AC - DCAC

CargasDC

~=

Baterías

~

Low Voltage Disconnect

Timer Enable = _____Disconnect Delay = _____ minDisconnect Voltage = _____ VReconnect Voltage = _____ VRecognition Time = _____ min

Conceptos claves

Tensión de DesconexiónTensión de Reconexión

LVD=

~=

IAC IREC ICARGAS

IBAT

IREC2

IREC1

IRECn

IAC2

IAC1

IACn

~ ~=

~=

CargasDC

Diagramas de operación (distintas condiciones)Falla AC (red eléctrica de alimentación)

Diagramas de operación (distintas condiciones)Falla de uno o varios módulos de conversión.

~=

IAC IREC ICARGAS

IBAT

IREC2

IREC1

IRECn

IAC2

IAC1

IACn

~ ~=

~=

CargasDC

~=

IAC IREC ICARGAS

IBAT

IREC2

IREC1

IAC2

IAC1

~ ~=

CargasDC

IRECnIACn

~=

Curvas característicasDistintas condiciones de operación

Baterías Estacionarias

Batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, se le denomina al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando procedimientos electroquímicos y que posteriormente la devuelve casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente mediante lo que se denomina proceso de carga.

I BAT I CARGA

I RECARGA

t

VDC VFLOT

t

TA

t

I FLOT

VDESCONEXIÓ

N

VFLOT

VRECONEXIÓN

I REC (máxima)

Falla AC

TR

VNOMINA

L

Pila vs. batería vs. acumulador

El término pila, en castellano, denomina los generadores de electricidad basados en procesos químicos normalmente no reversibles, o acumuladores de energía eléctrica no recargables; mientras que batería se aplica generalmente a los dispositivos electroquímicos semi-reversibles, o acumuladores de energía eléctrica que sí se pueden recargar. Tanto pila como batería son términos provenientes de los primeros tiempos de la electricidad, en los que se juntaban varios elementos o celdas: en el primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo, adosados lateralmente, "en batería", como se sigue haciendo actualmente, para así aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente.

De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción.

El término acumulador se aplica indistintamente a uno u otro tipo, así como a los capacitares eléctricos o a futuros métodos de acumulación, erigiéndose de este modo como el término neutro capaz de englobar y describir a todos ellos.

Principios de funcionamiento

El funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en un proceso reversible llamado reducción-oxidación (también conocida como redox), un proceso en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones); es decir, un proceso cuyos componentes no resulten

consumidos ni se pierdan, sino que meramente cambian su estado de oxidación, que a su vez puedan retornar al estado primero en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante la carga.

Resulta que procesos de este tipo son bastante comunes, por extraño que parezca, en las relaciones entre los elementos químicos y la electricidad durante el proceso denominado electrólisis, y en los generadores voltaicos o pilas. Los investigadores del siglo XIX dedicaron numerosos esfuerzos a observar y a esclarecer este fenómeno, que recibió el nombre de polarización.

Un acumulador es, así, un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus límites alcanzables, y consta, en general, de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito.

Acumulador de plomo (Pb)

Batería de ebonita con terminales expuestos.

Está constituido por dos electrodos de plomo, de manera que, cuando el aparato está descargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (II) (PbSO4) incrustado en una

matriz de plomo metálico (Pb); el electrólito es una disolución de ácido sulfúrico. Este tipo de acumulador se sigue usando aún en muchas aplicaciones, entre ellas en los automóviles. Su funcionamiento es el siguiente:

Durante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomo (II) es reducido a plomo metal en el polo negativo (cátodo), mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (Pb O2). Por lo tanto, se trata de un proceso de dismutación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en una superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata. El desprendimiento de hidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortarían la duración del acumulador.

Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo (IV), que ahora ejerce de cátodo, es reducido a sulfato de plomo (II), mientras que el plomo elemental es oxidado en el ánodo para dar igualmente sulfato de plomo (II). Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo. Se trata, por lo tanto, de una conmutación. Los procesos elementales que trascurren son los siguientes:

PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e– → 2 H2O + PbSO4 + SO42–

Pb + SO42– → PbSO4 + 2 e–

En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico, porque se crea sulfato de plomo (II) y aumenta la cantidad

de agua liberada en la reacción. Como el ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad superior a la del ácido sulfúrico diluido, la densidad del ácido puede servir de indicador para el estado de carga del dispositivo.

No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente, porque, cuando el sulfato de plomo (II) forma cristales muy grandes, ya no responden bien a los procesos indicados, con lo que se pierde la característica esencial de la reversibilidad. Se dice entonces que el acumulador se ha sulfatado y es necesario sustituirlo por otro nuevo. Los acumuladores de este tipo que se venden actualmente utilizan un electrólito en pasta, que no se evapora y hace mucho más segura y cómoda su utilización.

Cuando varias celdas se agrupan para formar una batería comercial, reciben el nombre de "vasos", que se conectan en serie para proporcionar un mayor voltaje. Dichos vasos se contienen dentro de una caja de polipropileno copolímero de alta densidad con compartimientos estancos para cada celda. La tensión suministrada por una batería de este tipo se encuentra normalizada en 12 Voltios si posee 6 elementos o vasos. En algunos vehículos comerciales y agrícolas antiguos todavía se utilizan baterías de 6 Voltios de 3 elementos.

Ventajas:

Bajo coste Fácil fabricación

Desventajas:

No admiten sobrecargas ni descargas profundas, viendo seriamente disminuida su vida útil.

Altamente contaminantes. Baja densidad de energia: 30 Wh/Kg Peso excesivo, al estar compuesta principalmente de

plomo, paradójicamente es más liviana una carga de ladrillos que un acumulador de plomo de 24 volts,por esta razón su uso en automóviles eléctricos es considerado como un absurdo por los técnicos electrónicos con experiencia. Su uso se restringe por esta razón en aplicaciones estacionarias como por ejemplo fuentes de alimentación ininterrumpidas para equipos médicos.

Voltaje proporcionado: 12V Densidad de energia: 30 Wh/Kg

Baterías alcalinas de manganeso

Con un contenido de mercurio que ronda el 0,1% de su peso total, es una versión mejorada de la pila anterior, en la que se ha sustituido el conductor iónico cloruro de amonio por hidróxido de potasio (de ahí su nombre de alcalina). El recipiente de la pila es de acero, y la disposición del zinc y del óxido de manganeso (IV) (o dióxido de manganeso) es la contraria, situándose el zinc, ahora en polvo, en el centro. La cantidad de mercurio empleada para regularizar la descarga es mayor. Esto le confiere mayor duración, más constancia en el tiempo y

mejor rendimiento. Por el contrario, su precio es más elevado. También suministra una fuerza electromotriz de 1,5 V. Se utiliza en aparatos de mayor consumo como: grabadoras portátiles, juguetes con motor, flashes electrónicos.

El ánodo es de zinc amalgamado y el cátodo es un material polarizador compuesto en base a dióxido de manganeso, óxido de mercurio (II) mezclado íntimamente con grafito, y en casos raros, óxido de plata Ag2O (estos dos últimos son muy costosos, peligrosos y tóxicos), a fin de reducir su resistividad eléctrica. El electrólito es una solución de hidróxido potásico (KOH), el cual presenta una resistencia interna bajísima, lo que permite que no se tengan descargas internas y la energía pueda ser acumulada durante mucho tiempo. Este electrólito, en las pilas comerciales se endurece con gelatinas o derivados de la celulosa.

Este tipo de pila se fabrica en dos formas. En una, el ánodo consta de una tira de zinc corrugada, devanada en espiral de 0.051 a 0.13 mm de espesor, que se amalgama después de armarla. Hay dos tiras de papel absorbente resistente a los álcalis Inter devanadas con la tira de papel de zinc, de modo que el zinc sobresalga por la parte superior y el papel por la parte inferior. El ánodo está aislado de la caja metálica con un manguito de poliestireno. La parte superior de la pila es de cobre y hace contacto con la tira de zinc para formar la terminal negativa de la pila. La pila está sellada con un ojillo o anillo aislante hecho de neopreno. La envoltura de la pila es químicamente inerte a los ingredientes y forma el electrodo positivo.

Alcalinas

Zinc 14% (ánodo) Juguetes, toca cintas, cámaras fotográficas, grabadoras

Dióxido de Manganeso 22% (cátodo) Carbón: 2% Mercurio: 0.5 a 1% (ánodo) Hidróxido de Potasio (electrolito) Plástico y lámina 42%

Contiene un compuesto alcalino, llamado Hidróxido de Potasio. Su duración es seis veces mayor que la de la pila de zinc-carbono. Está compuesta por dióxido de manganeso, MnO2, hidróxido de potasio (KOH), pasta de zinc (Zn), amalgamada con mercurio (Hg, en total 1%), carbón o grafito (C). Según la Directiva Europea del 18 de marzo de 1991, este tipo de pilas no pueden superar la cantidad de 0,025% de mercurio.

Este tipo de baterías presenta algunas desventajas:

Una pila alcalina puede contaminar 175.000 litros de agua, que llega a ser el consumo promedio de agua de toda la vida de seis personas.

Una pila común, también llamada de zinc-carbono, puede contaminar 3.000 litros de agua.

Zinc, manganeso (Mn), bismuto (Bi), cobre (Cu) y plata (Ag): Son sustancias tóxicas, que producen diversas alteraciones en la salud humana. El zinc, manganeso y cobre son esenciales para la vida, en cantidades mínimas, y tóxicos en altas dosis. El bismuto y la plata no son esenciales para la vida.

Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd)

Utilizan un cátodo de hidróxido de níquel y un ánodo de un compuesto de cadmio. El electrolito es de hidróxido de potasio. Esta configuración de materiales permite recargar la batería una vez está agotada, para su reutilización. Sin

embargo, su densidad de energía es de tan sólo 50 Wh/kg, lo que hace que tengan poca capacidad. Admiten sobrecargas, se pueden seguir cargando cuando ya no admiten mas carga, aunque no la almacena. Admiten un gran rango de temperaturas de funcionamiento.

Voltaje proporcionado: 1,2V Densidad de energía: 50 Wh/Kg Capacidad usual: 0.5 a 1.0 Amperios (en pilas tipo

AA) Efecto memoria: muy Alto

Balocchi, Emilio (1996). Química General (3º edición). pp. 664.

Baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH)

Utilizan un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo de una aleación de hidruro metálico. Este tipo de baterías se encuentran menos afectadas por el llamado efecto memoria. No admiten bien el frío extremo, reduciendo drásticamente la potencia eficaz que puede entregar. Voltaje proporcionado: 1,2V Densidad de energía: 80 Wh/Kg Capacidad usual: 0.5 a 2.8 Amperios (en pilas tipo AA) Efecto memoria: bajo

Baterías de iones de litio (Li-ion)

Las baterías de iones de litio (Li-ion) utilizan un ánodo de grafito y un cátodo de óxido de cobalto, trifilina (LiFePO4) u óxido de manganeso. Su desarrollo es más reciente, y permite llegar a altas densidades de capacidad. No admiten descargas, y sufren mucho cuando éstas suceden por lo que suelen llevar acoplada circuitería adicional para conocer el estado de la batería, y evitar así tanto la carga

excesiva, como la descarga completa. Apenas sufren el efecto memoria y pueden cargarse sin necesidad de estar descargadas completamente, sin reducción de su vida útil. No admiten bien los cambios de temperatura.

Voltaje proporcionado:

- A Plena carga: Entre 4.2V y 4.3V dependiendo del fabricante

- A carga nominal: Entre 3.6V y 3.7V dependiendo del fabricante

- A baja carga: Entre 2,65V y 2,75V dependiendo del fabricante (este valor no es un límite, se recomienda).

Densidad de energía: 115 Wh/Kg Capacidad usual: 1.5 a 2.8 Amperios (en pilas tipo

AA) Efecto memoria: muy bajo

Baterías de polímero de litio (LiPo)

Son una variación de las baterías de iones de litio (Li-ion). Sus características son muy similares, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasa de descarga bastante superior. Estas baterías tienen un tamaño más reducido respecto a las de otros componentes. Su tamaño y peso las hace muy útiles para equipos pequeños que requieran potencia y duración, como manos libres bluetooth.

Pilas de combustible

La pila de combustible no se trata de un acumulador propiamente dicho, aunque sí convierte energía química en

energía eléctrica y es recargable. Funciona con hidrógeno. (Otros combustibles como el metano o el metanol son usados para obtener el hidrógeno).

Condensador de alta capacidad

Aunque los condensadores de alta capacidad no sean acumuladores electroquímicos en sentido estricto, en la actualidad se están consiguiendo capacidades lo suficientemente grandes (varios faradios, F) como para que se los pueda utilizar como baterías cuando las potencias a suministrar sean pequeñas, en relación a su capacidad de almacenamiento de energía.

Por ello se usan como batería en algunos relojes de pulsera que recogen la energía en forma de luz a través de células fotovoltaicas, o mediante un pequeño generador accionado mecánicamente por el muelle de la cuerda del reloj.

Aunque funcionan como acumuladores se les suele llamar "condensadores", ya que condensan o almacenan la corriente eléctrica aunque ésta fluctúe en el circuito.

Efecto memoria

En el que en cada recarga se limita el voltaje o la capacidad (a causa de un tiempo largo, una alta temperatura, o una corriente elevada), reduciendo la capacidad de almacenar energía, al crearse cristales en el interior de la batería.

Parámetros de un acumulador

La tensión o potencial (en voltios) es el primer parámetro a considerar, pues es el que suele determinar si el acumulador conviene al uso a que se

le destina. Viene fijado por el potencial de reducción del par redox utilizado; suele estar entre 1 V y 4 V por elemento.

La cantidad de corriente que puede Almacenar el elemento o capacidad del acumulador, se mide en Amperios hora (Ah) y es el segundo parámetro a considerar. Especial importancia tiene en algunos casos la intensidad de corriente máxima obtenible ampere (A); p. ej., los motores de arranque de los automóviles exigen esfuerzos muy grandes de la batería cuando se ponen en funcionamiento (centenas de A), pero actúan durante poco tiempo.

La capacidad eléctrica se mide en la práctica por referencia a los tiempos de carga y de descarga en A. La unidad SI es el coulomb (C)

C = A x s = A x h/3600 => Ah = 3600 C.

La energía que puede suministrar una batería depende de su capacidad y de su voltaje, se mide habitualmente en Wh (vatios-hora); la unidad SI es el julio.

J = W*s = W*h/3600 => Wh = 3600 J; J = 0,278 mWh Como W = A*V => Wh = Ah*V (La energía se obtiene multiplicando la capacidad por el voltaje).

Téngase en cuenta, sin embargo, que, cuando le den indicaciones en el cuerpo de las baterías o en sus envases, como "Cárguese a 120 mA durante 12 horas", el producto resultante excederá la capacidad del acumulador, el exceso de "carga" se disipa dentro de la batería en forma de calor a causa de su "resistencia interna". Si la capacidad del

acumulador fuesen 1200 mAh y se le aplicara una corriente de carga de 120 mA durante 12 horas. 120*12 = 1440 mAh, por lo que 240 mAh será la carga convertida en calor dentro de la batería y 1200 mAh la efectivamente almacenada en ella. Para calcular la energía perdida bastaría multiplicar los 240mAh de "exceso" de carga por la tensión de carga.

1 Ah = 3600 C 1 C = 1 Ah/3600 = 0,278 mAh. 1 Wh = 3600 J

La resistencia de los acumuladores es muy inferior a la de las pilas, lo que les permite suministrar cargas mucho más intensas que las de éstas, sobre todo de forma transitoria. Por ejemplo, la resistencia interna de un acumulador de plomo-ácido es de 0,006 ohm, y la de otro de Ni-Cd, de 0,009 ohm.

Otra de las características importantes de un acumulador es su masa o su peso, y la relación entre ella y la capacidad eléctrica (Ah/kg) o la energía (Wh/kg) que puede restituir. En algunos casos puede ser también importante el volumen que ocupe (Ah/m3) o (Ah/litro).

El rendimiento es la relación porcentual entre la energía eléctrica recibida en el proceso de carga y la que el acumulador entrega durante la descarga. El acumulador de plomo-ácido tiene un rendimiento de más del 90%. las baterías Ni-CD un 83%

Tabla comparativa de los diferentes tipos de acumulador

TipoEnergía/ peso

Tensión por

elemento (V)

Duración(número

de recargas)

Tiempo de

carga

Auto-descarg

apor mes (% del total)

Plomo

30-50 Wh/kg

2 V 1000 8-16h 5 %

Ni-Cd48-80 Wh/kg

1,25 V 50010-14h

*30%

Ni-Mh

60-120 Wh/kg

1,25 V 1000 2h-4h * 20 %

Li-ion110-160 Wh/kg

3,16 V 4000 2h-4h 25 %

Li-Po100-130 Wh/kg

3,7 V 5000 1h-1,5h 10%

Las baterías de Níquel se pueden cargar hasta en 30 minutos, con cargas rápidas, pero disminuye su vida, y se calientan en exceso, siendo las únicas que admiten este tipo de cargas.

Comportamiento eléctrico

Tecnologías

Clasificación general.

Comportamiento eléctrico

Modelo circuital.

Comportamiento eléctrico

Capacidad nominal [Ah]

PlantéPlanasTubulares

Ventiladas

Recombinación de gases“selladas”

Plomo - ácido

Ventiladas

Recombinación de gases“selladas”

Níquel - cadmio

BolsaSintered - PBE

XHML

Según aleaciónde la rejilla

Según tipo de placa

Según construcción

Según tipo decelda

electroquímica

Según rendimiento en

la descarga

Según inmovilizacióndel electrolito

Electrolito absorbidoElectrolito gelificado

PlanasTubulares

Plomo puroPlomo - calcioPlomo - antimonioPlomo - selenioOtras...

RiTotal

Acumulador

Capacidad referida a parámetros (régimen de descarga, tensión final, temperatura y concentración) pre-establecidos por una norma y/o fabricante

Importante

(para la selección y diseño, especificación y adquisición)

Se debe considerar el régimen de descarga, la tensión final de descarga por celda, temperatura y concentración (esta última, sólo en baterías de plomo – ácido

Ejemplo:

8 horas, 1.75Vpc, 25ºC, 1.215 (Plomo - ácido)

5 horas, 1.00Vpc, 20ºC (Ni - Cd)

Tecnologías

Importante

Seleccionar / especificar el tipo de batería más adecuado para la aplicación no es tarea obvia

Se requiere conocer las características de operación, fortalezas y debilidades de cada tipo de batería para tomar la decisión acertada

Tecnologías

Elementos constructivos

Tecnologías (baterías de plomo - ácido)Clasificación según construcción

Ventiladas (abiertas, inundadas)

. Mantenimiento periódico

• Instalación en cuarto especialmente dotado (gasificación)

• Sensibles a la temperatura en distintas medidas

Reguladas por válvulas (recombinación de gases, “selladas”)

(Baterías VRLA)

• Muy bajo mantenimiento• Pueden compartir ambiente con equipos críticos

• Alta densidad de energía (óptimo uso de espacio)

• Sensibles a la temperatura

Tecnologías (baterías de plomo - ácido)

Clasificación según aleación utilizada en la rejilla

Plomo puro

Plomo – antimonio

Plomo – calcio

Plomo – selenio

Otras aleaciones

Corriente de flotación

- Es la corriente circulando por la batería en la misma dirección de la corriente de carga cuando el rectificador, la batería y los equipos críticos están conectados en paralelo.

- La corriente de flotación depende de la tensión aplicada, la temperatura interna promedio y el estado de carga del banco de baterías.

Tecnologías (baterías de plomo - ácido)

Clasificación según expectativa de vida bajo condiciones normales de operación (VRLA)

Selección y diseño

Factores que inciden en la expectativa de vida del acumulador

Máxima duración 20 años 12+ años

Duración intermedia 10 años 8 años

Baja duración 5 años 3 años

Nota: a temperatura de operación ideal

Estándar americano(optimista - poco realista)

Estándar europeo(conservador - realista)

Instalación.

Recomendaciones generales para la instalación y puesta en servicio

No fumar

No utilizar anillos, prendas, etc.

Utilizar herramientas aisladas

Utilizar indumentaria adecuada (lentes, guantes)

Estar a distancia de voz de otra persona (soporte)

Temperature Compensation

(Disabled) Slope = _____ mV/°F/Cell Reference Temperature = _____ °F

Solución Intergy

Temperatura de operaciónFrecuencia y profundidad de cicladoCarga inadecuada (sobrecarga, sub-carga, rizado)Descarga excesivaAbuso mecánicoMantenimiento inadecuado

Conceptos claves

Efecto Temperatura sobre Vida útil

Mantenimiento de baterías.

La conservación de los sistemas de baterías en condiciones óptimas de explotación está condicionada a la observación de las disposiciones dictadas por las normas de operación y mantenimiento.

Si la operación se lleva a cabo cumpliendo las normas es posible reducir al mínimo las anormalidades y averías que puedan presentarse en las baterías y en los equipos cargadores, del mismo modo se optimizarán los

 

costos de mantenimiento.

La explotación de cualquier sistema o equipo entraña la aplicación de normas de conservación acordes con las especificaciones de los fabricantes o de los suministradores que han concebido el sistema. Por este motivo, considerando las normas particulares de cada equipamiento, los usuarios establecen prácticas que incluyen las indicaciones de los propios centros de explotación. La adecuación de estas normas de conservación a las características de la explotación conduce a la instauración de verdaderas normas de mantenimiento, capaces de garantizar una operación y un funcionamiento eficientes y confiables.

En ocasiones, no es posible delimitar exactamente si un mantenimiento cae dentro de las categorías preventivo o correctivo.Algunas normas constan de indicaciones generales que pueden considerarse en un caso u otro; no obstante, se les haya designado como preventivas o correctivas de acuerdo con su naturaleza o lógica de aplicación.

Mantenimiento preventivo

Por lo general puede ser aplicado a todas las baterías. La no correcta operación, descuido de las normas de explotación y mantenimiento preventivo, la incorrecta operación de los equipos de carga y las

concepciones de diseño de sistemas no del todo adecuadas constituyen las fuentes probables de disturbios. En otros casos, como sucede en las celdas del tipo abiertas, influyen las afectaciones externas, como son: roturas accidentales de los contenedores, contaminación del electrólito e introducción de materias extrañas al interior de las celdas.Diferentes tipos de baterías de arranque.

Batería tradicional abierta. Requiere mantenimiento continuo porque el hidrógeno y el oxígeno escapan de la batería.

Batería tradicional “libre de mantenimiento”. Son herméticas. Gradualmente pierden el líquido y no pueden ser rellenadas.

Batería de recombinación. Convierten el hidrógeno y el oxígeno en agua y tienen que ser expresamente construidas para conseguir este efecto.

 

Entre los factores de carácter externo que más inciden en la incorrecta operación de las baterías están los siguientes:

- Pérdida de la regulación de los equipos de carga.- Bajo nivel del electrólito.- Sulfatación de las placas por mantenerse largo tiempo a bajos niveles de carga.- Sobrecargas descontroladas.- Contaminación del electrólito.

La medición de la densidad, temperatura y voltaje de flotación; la restitución de los niveles del electrólito con agua desionizada o destilada y en su defecto con agua de lluvia recogida directamente en un recipiente de plástico o de cristal; el estado de las placas, sedimentación y limpieza, son actividades correspondientes a las prácticas propias del mantenimiento preventivo. Estas mismas actividades unidas a la limpieza de bornes, puentes y partes; engrase y revisión de alimentadores y conexiones, barras, equipos de carga y control; señalización; alarmas; calibración de la instrumentación; verificación de controles y funciones de operación de los cargadores, son actividades propias del mantenimiento preventivo que se deben aplicar por el usuario o por el personal técnico de los talleres especializados.

Mantenimiento correctivo

Dentro de las actividades propias del mantenimiento correctivo está la sustitución de una celda a causa de dificultades eléctricas detectadas, las cuales han

decidido su reposición.Muy propio del correctivo es la normalización de las irregularidades respecto a la capacidad, cargas especiales y ajuste de la densidad. En Cuba para baterías automotrices el valor es de 1,23 g/CC y para las del tipo estacionario 1,2115 g/CC, ambas de plomo-ácido a 20°C.

La reparación del sistema de alimentación de corriente directa y los equipos cargadores y de control se encuentran en el campo de los mantenimientos correctivos. Estos en la mayoría de los casos no son programables y en el caso específico de las baterías de uso estacionario pueden ser considerados como anormalidades dentro de la explotación, cuando la aplicación de las normas de mantenimiento preventivo constituye las labores más importantes en lo concerniente a la explotación.

Lo fundamental en el mantenimiento de las baterías se basa en la cumplimentación de varias reglas básicas ajustadas a los aspectos siguientes:

- Mantener la batería en completo estado de carga, tratando que el sobrevoltaje impuesto a esta sea el menor posible.- Mantener el nivel del electrólito entre el máximo y el mínimo (preferiblemente el primero) indicados por el fabricante.- Obviar las sobrecargas innecesarias, ya que las descargas excesivas y el uso indebido son las

principales causas de la disminución de la vida útil de las baterías en Cuba.- Mantener la batería limpia y protegidos sus bornes y puentes con grasa sólida.- Mantener la temperatura del electrólito entre los límites.- Realizar las lecturas de control periódicas.

Batería que sufrió una rotura por caíday requiere un mantenimiento correctivo.

En las baterías estacionarias o automotrices una de las averías más peligrosas es la que se presenta cuando se produce un cortocircuito. De acuerdo con su naturaleza, es posible que su tensión se haga cero (la normal es 2 V/celda) y por esta causa el valor de los voltajes de flotación, ecualización o carga suministrados a la batería representarán para el resto de las celdas una sobrecarga indeseable. Al quedar eliminada una celda el voltaje se distribuye entre las otras y puede dañar la batería completa si no es detectado a tiempo.

 

 

Periodicidad de las rutinas de mantenimiento recomendadas según el tipo de acumulador

Rectificadores – Cargadores conceptos básicos.

Tecnología

Control por conmutación a alta frecuencia (switch mode)

Plomo - ácidox x x Ventiladas

x x Reguladas por válvulas

Níquel - cadmiox Ventiladas

x Reguladas por válvulas

Mensual Trimestral Anual

Selección y diseño

Cálculo simplificado de la capacidad

Para caso caso especifico de MoviStar nuestro proveedor actual de equipos rectificadores es la empresa INTELEC, por tal motivo anexo información suministrada cortésmente por ellos.

AC

FiltroRectificador

Transformador

Control Realimentación

FiltroConmutador Rectificador

Diagrama de Bloques

IREC ICARGAS

IBAT

CargasDC

IAC

IREC = ICARGAS + IBAT (Recarga)

IBAT (Recarga) k x [(ICARGAS x TA)/TR]

k 1,1

~=~

INTELEC Powers Systems

Soluciones de Energía en Corriente Continua en -48V concebidas principalmente para aplicaciones Indoor.Componentes NPS MAGAZINEMÓDULO DE CONVERSIÓN NPR48PANEL DE ALIMENTACIÓN ACPANEL DE DISTRIBUCIÓN DCLVDMÓDULO DE SUPERVISIÓN SM65

Gabinete del rectificador.

INTELEC Power Systems

IPS (alimentación en tres fases)

Módulo de Conversión NPR48

Características Rango de Operación: 175 - 275 VAC

CaracterísticasAlimentación: 3FAlimentación: interruptor 3x125AMódulo de Control: SM65Interruptores para CargaLVDConexión paraBaterías

Potencia de Salida: 3000W Corriente de Salida: 62,5A @ 48V Eficiencia: >90% (30-100% de la carga) Rango de Temperatura: -10 - +50 °C Rango de Temperatura ext.: 50 - +70 °C Rango de Humedad: < 95% HR

EspecificacionesNPR48

Magazine IPS

Shelf o Magazine para rectificadores NPR48 especialmente concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power System

Características

Shelf para rectificadores concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power System

Capacidad para hasta 6 rectificadores NPR48/24

Shelf o Magazine para rectificadores NPR48 especialmente concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power System

Magazine IPS

Shelf o Magazine para rectificadores NPR48 especialmente concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power Systems

Características

Shelf para rectificadores concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power Systems

Capacidad para hasta 6 rectificadores NPR48/24

Características

Shelf para rectificadores concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power System

Capacidad para hasta 6 rectificadores NPR48/24.Panel de Alimentación

Módulo de alimentación en corriente alterna principalmente concebido para la alimentación de los módulos de conversión NPR48 (-48V)

InterruptorPrincipal

Panel de AlimentaciónMódulo de alimentación en corriente alterna principalmente concebido para la alimentación de los módulos de conversión NPR48 (-48V)

Panel de AlimentaciónMódulo de alimentación en corriente alterna principalmente concebido para la alimentación de los módulos de conversión NPR48 (-48V)

InterruptorPrincipal

InterruptoresSecundarios

Nota: Antes de entrar al siguiente punto se aclararan varios conceptos importantes referentes al componente LVD (desconexión por bajo voltaje)

Qué es una batería?

Una batería es un dispositivo electroquímico, el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica. Todas las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un número de celdas electroquímicas. Cada una de estas celdas están compuestas de un electrodo positivo y otro negativo, además de un separador. Cuando la batería se está cargando un cambio electroquímico se produce entre los diferentes materiales en los electrodos. Los electrones son transportados entre los electrodos positivo y negativo mediante un circuito externo (bombillas, motores de arranque, etc.).

Voltaje nominal: voltaje real, que trae de fabrica una bateria y depende del numero de celdas de la que esta compuesta, es decir que, si partimos del principio de que las celdas normalmente son de 2vdc y tenemos una bateria compuesta por 6 celdas el voltaje nominal será 2vdc x 6celdas=12vdc, asi encontramos en el marcado baterias de 6vdc, 9vdc,12vdc, 24vdc etc. Es el voltage indicado en la bateria con el cual se trabaja

Capacidad

El dato referente a la capacidad Q tiene Amperios hora (Ah) por unidad, por ejemplo, 20 horas de tiempo de descarga T a 27 °C. Una batería de arranque cargada por completo con una capacidad nominal de Q = 36 Ah puede suministrar una corriente media de I = 1,8 Amperios a una temperatura de 27 °C durante 20 horas. Por medio de la fórmula Q = I•T y conocidos la capacidad y el tiempo se puede averiguar la corriente media'I = Q/T, es decir:

Si la corriente de descarga es conocida, entonces se puede averiguar el tiempo máximo:

con:

I: CorrienteQ: CapacidadT: Tiempo

En caso de corrientes mayores, temperaturas menores o avanzado deterioro de la batería entonces es la capacidad real menor que la nominal. Durante la descarga a una

corriente constante la velocidad con la que disminuye el voltaje de la batería variara. El valor medio del voltaje durante el tiempo de descarga posibilitaría calcular la energía o trabajo en watts hora (Wh) , pero este valor no viene detallado.

Voltaje de flotación: La batería con el tiempo se puede descargar aún y cuando no se utilice debido a que hay una corriente de descarga mínima entre las placas, debido a ello, es necesario dar a las baterías un voltaje llamado de flotación, que es un nivel ligeramente mayor al nominal y de esta manera evitamos que la batería se descargue y esté 100% cargada.

voltaje de desconexión: Cuando estamos pidiendo corriente al banco de baterías , se dice que lo estamos descargando. El mínimo voltaje en la batería cuando la descargamos es de 1.75 VPC 0 10.5 volts para baterías de 12 volts. Entonces si tenemos un banco de baterias de 24vdc el voltaje de desconexión seria de aproximadamente 22vdc este set de voltaje queda a criterio del usuario del banco, de tal manera que el maximo valor sea de 21vdc ya que.

Si descargamos la batería a un valor menor a 10.5 volts, hay peligro de que la batería ya no se pueda recargar y se daña, teniendo que reemplazarla.

Por tal razón la lógica de los rectificadores debe cuidar de desconectar la batería cuando llegue a 10.5 volts. O a 21vdc si es un banco de 24 vdc

VOLTAJE DE EQUALIZACION: El voltaje de equalizacion o igualación es el voltaje necesario para colocar la batería nuevamente al nivel de carga completa una vez que se hizo una descarga parcial ó total de la batería. Generalmente es de 2.33 VPC; se recomienda dar este voltaje de igualación por un período breve y controlado. Depende mucho de la aplicación y cuanto se descargó la batería. Una vez que termina el tiempo de igualación, se tiene que bajar el voltaje a flotación para terminar de cargar la batería y/o mantener la carga al 100%.

Una vez expuestos los diferentes tipos o valores de voltajes que se hacen presentes en un sistema de rectificación o sistema de corriente continua, hablaremos del componente que es el centro de este proceso de protección de los bancos de baterías. ( información de dispositivos cortesía de la empresa INTELEC )

LVD200 (2x200A Low Voltage Disconnect)

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías de la solución

1. 2 LVD contactor (200A)2. Terminales switch auxiliar

Componentes:

1. Terminales Contactor2. LVD driver card3. Alimentación Poder4. Conectores switch auxiliar5. Conectores contactor6. Selector Auto/Manual7. LED Status (verde) – contacto cerrado8. LED Status (rojo) – contacto abierto

LVD800 (800A Low Voltage Disconnect)

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías de la solución

Características

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías

Incluye

Contactor de alta confiabilidadControl de operación manualBarra para la conexión de las baterías del sistema

LVD800 (800A Low Voltage Disconnect)

Características

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías

Incluye

Contactor de alta confiabilidadControl de operación manualBarra para la conexión de las baterías del sistema

LVD800 (800A Low Voltage Disconnect)

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías de la solución

Características

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías

Incluye

Contactor de alta confiabilidadControl de operación manualBarra para la conexión de las baterías del sistema

LVD800 (800A Low Voltage Disconnect)

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías de la solución

Características

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías

Incluye

Contactor de alta confiabilidadControl de operación manualBarra para la conexión de las baterías del sistema

Características

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías

Incluye

Contactor de alta confiabilidadControl de operación manualBarra para la conexión de las baterías del sistema

LVD2000 (2000A Low Voltage Disconnect

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías de la solución

Características

Módulo de desconexión por bajo voltaje principalmente concebido para brindar protección a las baterías

Incluye

Contactor de alta confiabilidad

Control de operación manualBarra para la conexión de las baterías del sistema.

MODULO DE SUPERVISION Y CONTROL.En esta sección hablaremos de un modulo que llamaremos el cerebro de los rectificadores, este modulo nos permite colocar todos los parámetros de supervicion y control de nuestro sistema, es decir voltajes, alarmas extarnas y el control del LVD.

SM65 (Supervisory & Control Module)

Módulo de supervisión y control especialmente concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power System

Características

Módulo de supervisión y control especialmente concebido para arreglos de conversión serie INTELEC Power System

Incluye

Pantalla de cristal líquidoTeclado de operación sencilla e intuitivaEntradas digitalesrelés de salida

OperaciónConectividadCaracterísticasSupervisión en tiempo realRegistro de alarmas y eventosParámetros de medición

Módulos de conversión

Identificación de fallasConectividad

Programa de Control y Supervisión PowerManagerII

Características: Interfaz de Usuario basada en ambiente WindowsSupervisión en tiempo realIndicación automática de alarmasRegistro de alarmas y eventosAcceso en línea de las funciones del sistema de controlReduce la necesidad de visitas en sitioMapas de navegación configurables por el usuarioPrueba de batería remota

Módulos de Conversión Supervisión en Tiempo Real

Esta característica nos garantiza una identificación inmediata y eficaz de los eventos que están ocurriendo en nuestro sistema

Permite disminuir el tiempo de respuesta y soluciones

Notificación instantánea y automática de las alarmas en el momento que estén ocurriendo

Registro de alarmas y eventos

Almacenamiento de datos de las alarmas ocurridas en cada uno de los sitios

Detalles específicos de cada evento y su momento de activación

Histórico de los eventos para futuros análisis de fallas y calendarios programados de mantenimiento

Reduce las visitas en sitio

La posibilidad de supervisión remota y el análisis detallada de las alarmas del sistema permite realizar un completo análisis de falla y programar las visitas a sitios de una manera eficiente. Esto sin lugar a dudas, disminuye la necesidad de realizar visitas en sitio y los costos de mantenimiento y operativos asociados.

Adaptabilidad

El programa PowerManagerII permite personalizar y adaptar su diseño de una manera simple para sus usuarios

Localizaciones de los equipos, mapas de lo sitios, pueden ser configurables en la interfaz del programa, permitiendo una mejor identificación de la información de los sistemas

Parámetros de Medición

PowerManagerII incluye pantallas gráficas de todo el proceso de control supervisado.

Entre las pantallas de control y medición tenemos las siguientes:

Esquemático global del sistemaSupervisión individual de los rectificadorEstado del sistema en tiempo realFunciones de control de la tensión de salidaCompensación por temperaturaEqualización manualCarga rápida de bateríasParámetros del desconector de baterías por baja tensión (LVD)Configuración del limitador de corriente de bateríaPrueba de condición de bateríaPrueba de descarga y calibración

Identificación de fallas NPR48 Rectifier Module

Urgent Alarm

Loss of utility inputOver voltage shutdownOutput fuse failureFail

Non Urgent AlarmCurrent limitTemperature limitLow output voltageFan failedStandalone mode – magazinecommunication address failed

PDB (Power Distribution bastidor) o gabinete de distribución de energía. Si recuerdan cuando hablamos de una breakera, nos referimos a una caja de distribución de energía AC. Cuando estamos en presencia de corriente continua debemos utilizar un tipo de Brecker adecuado para este tipo de energía, por tal motivo se construyen disyuntores con un componente interno llamado térmico, el cual es un dispositivo que responde a cambios de temperatura producidos por el paso de la corriente, no olviden que la tensión continua no presenta cambios de polaridad, por esto debemos colocar dispositivos mas sensible que se acciones cuando la capacidad del mismo sea sobrepasada, este tipo de Brecker son colocados en PDB, que no son mas que gabinetes que contienes barras de cobre o hierro y donde se instalas los breakera que distribuyen y protegerán sistemas de corriente continua, generalmente estos PDB se utilizan en telecomunicaciones.SISTEMA DE DISTRIBUCION DE CORRIENTE CONTINUA 24/48Este sistema tiene como finalidad distribuir la energía de C.C. 24/48 a partir de tablerosrackeables de 16 posiciones, su flexibilidad nos permite aumentar la capacidad de conexionadode llaves termomagneticas con solo agregar nuevos tableros sobre un único rack.Su estructura es metálica, compacta, rackeable 19”, con tratamiento de pinturatermo convertible.

Su diseño nos permite la rápida colocación de los interruptores, solo retirando la tapa anterior,el contacto de estos ultimos a la barra principal de energía es través de adaptadores de cobreque vinculan ambos elementos mediante tornillos.Las interruptores termo magnéticos utilizados son unipolares de la marca SIEMENS de 6kA decorriente de corte.El sistema posee como accesorios, barras perforadas roscadas de puesta a tierra, acrílicoprotector ubicado en la parte posterior del rack, tapas plásticas para posiciones no utilizadas,identificación de posiciones mediante etiquetas imprimibles.La totalidad de los elementos conductores de energía, tales como contactos, barras, etc,poseen tratamiento de plateado.

Características Eléctricas:

Tension de entrada 24 – 48 C.C. Tension de salida 24 – 48 C.C. Corriente total Hasta 100 Amp Capacidad de conexionado 16 interruptores termomagneticos Conexionado de tierra Común con barra de conexión Bornera de entrada 2 x 32mm marca ZOLODA Salida Conexionado directo a interruptoresCaracterísticas Mecánicas: Dimensiones 220mm x 19” x 100mm Peso 4,200 Kg Vinculación de interruptores A través de contactos de cobre Gabinete Metálico Tratamiento Pintura termoconvertible Tratamiento barras de conexionado Plateado Bulonería Cobre Temperatura de funcionamiento -10 a 60 °C Humedad -10 a 95%.

Consideraciones finales.Pedemos concluir que un cuadro de fuerza DC esta compuesto básicamente por (cuatro) 4 partes fundamentales estas son:

a) Rectificadoresb) Banco de Bateriasc) LVDd) PDB

Los cuales han sido debidamente documentados en este material, es importante destacar que solo se destaco un modelo de rectificadores en particular ya que todos trabajan de forma similar utilizando los mismos principios de operación, sus diferencias radican en las deferentes capacidades de corrientes y voltage que manejan, el tamaño del banco de baterias, unos son Indro y otros outdoor y por supuesto las prestaciones que puede ofrecer el software.

Este documento ha sido realizado con información de manuales e información cedidos cortésmente por la empresa INTELEC , de experiencias personales en campo, y de textos especializados en el temas de corriente continua.

ing. Pablo ChirinosSupervisor de Redes-InfraestructurasMoviStar - Occidente