Este tipo de conmutación de fuentes es el más utilizado
tanto en baja como en alta tensión.
Su campo de utilización se extiende tanto a la industria
como al sector terciario. El tiempo de conmutación varía normalmente entre 0,5
y 30 s, lo que no excluye valores inferiores para ciertos casos especiales.
En baja
tensión
Puesto que los responsables de la utilización de
las redes BT suelen ser poco especializados, los dispositivos de conmutación deberían
ser simples.
Aparamenta
El tipo de aparamenta de maniobra a instalar depende
de la frecuencia de las conmutaciones:
- para un número importante de conmutaciones: el contactor,
- para un número bajo de conmutaciones (una por semana): el interruptor automático.
Circuito
de mando
Los circuitos de mando de los aparatos de maniobra
se alimentan o mediante una fuente auxiliar segura (una batería por ejemplo) o directamente
del circuito de potencia del aparato a controlar.
Alimentación
Generalmente, la fuente principal de alimentación
es la red de distribución pública BT o una red BT privada aislada por un transformador
AT/BT, alimentado lado AT por la red de distribución pública.
La fuente de sustitución puede ser:
- un grupo electrógeno con tiempo cero para tomar rápidamente el servicio,
- un grupo electrógeno con arranque manual o automático cuando hay corte de tensión en la fuente principal,
- un SAI,
- etc.
Estas diferentes fuentes de sustitución, en la mayor
parte de los casos de potencia mucho menor que la red principal, tienen una autonomía
limitada. Cuando la red segura se alimenta mediante una fuente de sustitución, es
normalmente adecuado y hasta obligatorio desconectar una parte de la carga y no
reacelerar más que los motores extraordinariamente prioritarios.
Ejemplo
(BT)
Esquema
El esquema más frecuente de conmutación de fuentes
BT con desconexión automática de servicios no preferentes, es el de la figura 4.
Principio
de funcionamiento
Puesto que las dos fuentes no pueden ponerse en
paralelo, los interruptores automáticos Jn y Jr están enclavados mecánicamente:
su mando eléctrico está hecho de tal manera que una orden simultánea a los dos interruptores
automáticos provoca solamente el funcionamiento de uno.
Un conmutador de tres posiciones indica el modo
de funcionamiento:
posición 1 = parado,
posición 2 = automático,
posición 3 = conexión voluntaria de la fuente de
sustitución y desconexión del interruptor de acoplamiento.
·
posición 1 =
parado
Todos los circuitos de mando están desconectados
y todos los interruptores abiertos.
·
posición 2 =
automático
o
la tensión
de red normal está presente; el interruptor automático correspondiente y el de acoplamiento
están cerrados,
o para un
corte de tensión superior a 0,4 s (hasta 10 s) el autómata de conmutación da las
órdenes de desconexión al interruptor normal y de acoplamiento y una orden de arranque
al grupo electrógeno,
o
después de
recibir la información de «tensión grupo correcta» el autómata da una orden de
conexión al interruptor automático de la fuente de sustitución,
o al retorno
de la tensión normal, después de una temporización de 10 a 180 s:
–
apertura del interruptor automático Jr,
–
cierre del interruptor automático Jn,
–
orden de parada al grupo,
–
cierre del interruptor automático Jc.
·
posición 3 =
conexión voluntaria
Permite desconectar voluntariamente el interruptor
de acoplamiento mientras la red de seguridad está conectada a la fuente de reemplazo.
Caso especial: reaceleración de motores BT Es aconsejable
prever un autómata de reaceleración de motores, cuando la red de seguridad alimenta
a un número importante de motores que deben reacelerar lo más rápidamente posible
después de un corte en la alimentación principal. Esta necesidad es frecuente;
es especialmente importante en las industrias de proceso y para la seguridad de
personas y de los trabajos. En efecto, al desaparecer la fuente principal y si
no hay ningún tipo de artificio especial todos los contactores abren. Al volver
la alimentación no queda alimentado ningún receptor controlado por los
contactores.
Por el contrario, si el control y la protección
de los motores se hace con interruptores automáticos, éstos rearrancan simultáneamente
al volver la tensión. Si las bobinas de los contactores de las derivaciones motor
están alimentadas por una red de corriente alterna, la utilización de relés temporizados
a la desconexión permite también mantener su orden de marcha durante el corte
de tensión.
En general no hay que temer la reaparición de la
alimentación, puesto que las alimentaciones residuales de los motores
asíncronos están en proceso de ralentización; porque, en este instante (t = +
500 ms) la amplitud de estas últimas es inferior al 20% de Un, valor tolerado por
los fabricantes para una realimentación en oposición de fase. Pero la
protección general (de sobreintensidad) de la red de distribución puede tener
que soportar la suma de las corrientes de rearranque de los motores.
Figura 4
En alta
tensión
Las conmutaciones de fuentes realizadas en alta tensión
ponen en juego potencias importantes; deben de ofrecer garantías todavía
superiores en cuanto a la seguridad de funcionamiento del conjunto del
dispositivo.
La conmutación en alta tensión se utiliza sobre todo
cuando los receptores preferentes son numerosos o cuando no están alimentados
por cuadros de alimentación de niveles inferiores del sistema de distribución.
Las órdenes de mando de los aparatos de maniobra
las generan autómatas electrónicos estándard.
Los dos ejemplos que siguen aclaran este tipo de
conmutación.
Ejemplo
nº 1 (AT)
Dispositivo
«normal emergencia»
Esto requiere un aparato de maniobra para cada
entrada y un autómata de tipo RCV420
(figura 5).
Principio
El autómata controla las operaciones. Tiene por
objetivo detectar la ausencia de tensión en la fuente normal y ordenar
automáticamente la conmutación de la utilización a una fuente de sustitución
cuando se cumplen dos condiciones:
- presencia de tensión en la fuente de emergencia,
y
- ausencia de defectos en la instalación.
Funcionamiento
El autómata tiene dos entradas de alta impedancia:
una «normal» conectada a un divisor capacitivo conectado entre una fase de la
red normal y tierra y la otra «emergencia» conectada de la misma manera a una
fase de la red de sustitución o de emergencia.
Cuando hay un corte de la tensión de entrada «normal»
actúa un temporizador T1 (0,1 s a 1 s) que al acabar el ciclo da un impulso de apertura
al aparato de maniobra de la red normal y un impulso de cierre al aparato de maniobra
de la fuente de reemplazo (emergencia).
Si no hay tensión en la fuente de sustitución (emergencia)
el temporizador T1 queda bloqueado por la entrada «emergencia» y la conmutación
queda bloqueada.
Figura 5: Autómata
«normal-emergencia» RCV420
y su secuencia de funcionamiento (Schneider
Electric).
Hay que indicar que el autómata RCV420 tiene una
segunda entrada «emergencia» que se presenta como un bucle en el que el contacto
de un relé de tensión exterior puede colocarse para impedir la conmutación cuando
está abierto. Si la tensión vuelve a la red «normal» un segundo temporizador T2
(10 a 100 s) entra en acción y al final de su temporización, da una orden
transitoria de apertura al aparato de maniobra de la red «emergencia» y una
orden de cierre al aparato de red «normal».
Por lo que se refiere a la detección de un defecto
que afecte a la instalación, debe quedar asegurada por un aparato exterior que tenga
un contacto de cierre que actuando en la entrada «defecto» del autómata impida
la conmutación.
Ejemplo
nº 2 (AT)
Dispositivo
«doble derivación»
Este dispositivo se utiliza mucho en Francia para
la alimentación en doble derivación de centros de transformación MT/BT
conectados directamente a la red de distribución pública MT. Tienen:
- un aparato de maniobra para la entrada (interruptor AT),
- un autómata electrónico del tipo RVH (figura 6)
Principio
La alimentación normal de un montaje en doble
derivación (figura 7) puede quedar asegurada por una u otra de las entradas a escoger;
el sistema es perfectamente reversible.
La detección de presencia o falta de tensión es
idéntica que en el dispositivo «normal-emergencia».
Figura 6: Autómata «doble derivación»
RVH215
y su secuencia de funcionamiento (Schneider
Electric)
Figura 7: Esquema de una distribución
en doble derivación.
La detección de los defectos fase-tierra o fase-fase
en la red de utilización queda asegurada por el autómata que recibe la
información de los transformadores toroidales (3 por entrada).
En funcionamiento normal, toda la conmutación queda
sujeta a ciertas condiciones eléctricas y se efectúa a continuación de
maniobras realizadas tanto manual como automáticamente.
El detalle de estas maniobras se da a continuación.
·
conmutación
manual
El usuario provoca manualmente la apertura del
interruptor A y después el cierre del interruptor B, después de haber
verificado que se cumplen las siguientes condiciones:
o
ausencia de
tensión en la derivación A,
o
presencia de
tensión en la derivación B,
o
ausencia de
defecto en el centro de transformación (red aguas abajo).
Las condiciones para volver a la alimentación normal
son:
o
verificación
de la ausencia de defecto en el centro de transformación,
o
apertura
manual del interruptor B,
o
cierre
manual del interruptor A,
·
conmutación
automática
El autómata provoca
el cierre del interruptor A después de cerrar el interruptor B si se cumplen
las siguientes condiciones:
o
ausencia de
tensión en la derivación A,
o
presencia de
tensión en la derivación B,
o
ausencia de
defecto en el centro de transformación,
o mantenimiento
de estas informaciones durante 5 a 30 s consecutivamente. Esta duración de 30 s
se utiliza sobre todo para que puedan llegar al final de su ciclo los reenganchadores
automáticos usados en las redes de líneas aéreas.
El retorno de la
tensión en la derivación A no provoca la conmutación de la derivación B hacia
A, pero esta conmutación puede ser actuada manualmente por el usuario.
Continua en: Inversores de redes: Conmutación
pseudosíncrona (y Parte 4ª)
https://imseingenieria.blogspot.com/2020/02/inversores-de-redes-conmutacion_16.html
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