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Manual de Grupos Electrógenos para Ingenierías e Instaladores 1
INDICE 1. Objeto ......................................................................................................... 6 1. Directivas y Normativas .............................................................................. 6 2. Gamas de Producto .................................................................................... 7 2.1. Detalle gamas de producto en función de potencia ..................................... 7 2.1.1. Gama abierta .................................................................................................... 7 2.1.2. Gama insonorizada ......................................................................................... 9 3. ESTRUCTURA MECÁNICA ......................................................................... 10 3.1. Detalle general alcance grupos electrógenos: ............................................10 3.2. Motor ..............................................................................................................10 3.2.1. Alternador .......................................................................................................10 3.2.2. Bancada ..........................................................................................................10 3.2.2.1. Cuadro de control .......................................................................................10 3.2.2.2. Módulo de control de control ....................................................................10 3.2.2.3. Servicios auxiliares ....................................................................................11 3.2.2.4. Escapes .......................................................................................................12 3.3. GRUPOS ABIERTOS-Alcance de suministro ................................................12 3.4. GRUPOS INSONORIZADOS-Alcance de suministro ....................................13 3.5. GRUPOS SUPERINSONORIZADOS-Alcance de suministro. .......................15 4. GUIA DE CALCULO .................................................................................... 15 4.1. Cargas lineales. .............................................................................................15 4.2. Cargas no lineales .........................................................................................15 4.3. Arranque motores y bombas con sus tipos de arranque. ..........................17 4.4. UPS y equipos electrónicos. .........................................................................17 4.5. Coseno de fi ...................................................................................................20 4.5.1. Diagrama P-Q .................................................................................................21 4.5.1.1. Corrección del coseno de ϕ ......................................................................23 4.5.1.2. Determinación de la potencia reactiva necesaria para corregir el coseno de fi ..............................................................................................................23 4.6. Armónicos ......................................................................................................24 4.6.1. Método simplificado para el dimensionamiento ........................................24 4.7. Dimensionamiento de un Grupo Electrógeno .............................................28 4.8. Tablas datos técnicos (Potencia, Motor, Alternador, Consumo combustible, caudales, golpes de carga, etc). Excel?? .........................................28 4.9. Clase ejecución. .............................................................................................28 4.10. Normativa de ruido ........................................................................................33 4.11. Perdida de potencia en función de altura. ...................................................33 5. Instalación del GRUPO ELECTROGENO ..................................................... 35 5.1. Ubicación ........................................................................................................35 5.1.1. Local ...............................................................................................................35
5.1.1.1. Ubicación del local .....................................................................................35 5.1.1.2. El local y su protección ..............................................................................36 5.1.1.3. Requisitos básicos del local ......................................................................37 5.1.1.4. Aislamiento del ruido en el local ...............................................................37 5.1.2. Dimensiones y partes de una instalación ....................................................38 Partes para considerar en la instalación: ...............................................................39 5.1.3. Suelo ...............................................................................................................39 5.2. Ventilación y refrigeración del local .............................................................42 5.2.1. Aire para la combustión ................................................................................43 5.2.2. Aire para enfriamiento...................................................................................44 5.2.2.1. Entrada del aire ..........................................................................................44 5.2.2.2. Salida del aire .............................................................................................44 5.2.2.3. Ventilación forzada ....................................................................................48 5.2.2.4. Ventilación del cárter del motor ................................................................49 5.2.2.5. Cálculo de la ventilación requerida ...........................................................50 5.2.2.6. Instalación de varios grupos en una sala ................................................51 5.2.2.7. Corrección de la potencia por altura y temperatura ...............................51 5.3. Sistemas de combustible .............................................................................52 5.3.1. Conceptos generales.....................................................................................52 5.3.2. Tuberías de combustible ..............................................................................52 5.3.3. Deposito diario ...............................................................................................54 5.3.4. Depósito nodriza de suministro (Tanque principal) ...................................55 5.4. Sistema de escape ........................................................................................57 5.4.1. Objetivos generales .......................................................................................57 5.4.2. Instalación ......................................................................................................59 5.4.2.1. CONCEPTOS GENERALES .........................................................................59 5.4.3. Componentes de una instalación de escape ..............................................60 5.4.4. Cálculo de la perdida de presión ..................................................................61 5.4.5. Cálculo de la contrapresión por tramos ......................................................61 5.5. Chimeneas .....................................................................................................66 5.6. Conexión eléctrica general ...........................................................................69 5.6.1. Voltaje .............................................................................................................69 5.6.2. Conexión fuerza .............................................................................................70 5.6.3. CABLES DE POTENCIA ..................................................................................70 5.6.4. Instalación de Toma de Tierra ......................................................................71 5.6.5. Resistencia de las Toma de Tierra ...............................................................72 5.6.6. Tomas de tierra independiente.....................................................................73 5.6.7. Instalación de Neutro a Tierra ......................................................................73 5.6.7.1. Régimen TT.................................................................................................73 5.6.7.2. Régimen TNC..............................................................................................75 5.6.7.3. Régimen TNS ..............................................................................................76 5.6.7.4. Régimen IT ..................................................................................................77 5.6.8. equipamiento de protección (por ejemplo, interruptores automáticos). ..79
5.6.8.1. Protecciones ...............................................................................................79 5.6.8.2. Sección de cable ........................................................................................79 5.6.9. Caída de tensión ............................................................................................79 5.6.10. Maniobra-tipo de arranque ....................................................................79 5.6.10.1. ........................................................................................................... Manual 79 5.6.11. conmutación ...........................................................................................79 5.6.11.1. .................................................................................... Tipos de comutacion 79 5.7. Amortiguación con el suelo ..........................................................................79 5.7.1. Generalidades ................................................................................................79 5.7.2. Aislamiento acústico .....................................................................................80 5.7.3. Componentes .................................................................................................80 5.7.3.1. Soporte anti vibratorio tipo pie o Lapas ...................................................80 5.7.3.2. Soporte de Muelles estándar ....................................................................80 5.7.3.3. Soporte de Muelles antisísmicos .............................................................81 5.7.4. Elección del componente ..............................................................................81 5.8. Compensadores de escape ..........................................................................84 5.9. Planos de instalación sala ............................................................................84 5.10. Protecciones ambientales ............................................................................84 5.10.1. Pintura exterior capot bancada .............................................................84 5.10.2. Alternador ................................................................................................85 5.10.3. Clase de aislamiento térmico ................................................................86 5.10.3.1. .............................................................. Aumento de temperatura máximo 86 5.10.4. Perdida de potencia por temperatura (Derating) .................................87 5.10.5. Contaminantes del aire. Filtros de aire .................................................88 5.10.6. Calentadores anti-condensación ..........................................................88 5.10.7. Devanados con impregnación especial ................................................89 5.10.8. Motor .......................................................................................................89 5.10.9. Calculo general .......................................................................................90 5.10.10. Calculo especifico según fabricante.....................................................90 5.11. Bancos de carga ............................................................................................90 5.11.1. Tipos de bancos de carga ......................................................................90 5.11.2. Funcionamiento ......................................................................................90 6. TIPOS DE ARRANQUE Y MANIOBRAS DE CONTROL .................................. 90 6.1. Modos de funcionamiento ............................................................................90 6.1.1. Arranque Manual ...........................................................................................90 6.1.2. Arranque por señal libre de tensión .............................................................90 6.1.3. Arranque automático por fallo de red ..........................................................90 6.2. Sincronismos .................................................................................................90 6.3. PLC ..................................................................................................................90 6.4. Visualización de parámetros ........................................................................90
6.5. Estados ¿? ......................................................................................................90 6.6. Software .........................................................................................................90 6.7. Gestion remota/internet ................................................................................90 6.8. Sistemas de comunicación ..........................................................................90 6.9. Guía de conexionado .....................................................................................90 6.9.1. Grupo electrógeno-cuadro de conmutación................................................90 6.9.2. Conexionado de grupos automáticos ..........................................................90 6.9.3. Conexionado de grupos en sincronismo .....................................................90 6.9.4. Sistemas auxiliares (carga batería, sistema de caldeo) ............................91 6.10. Tierras: sistemas de conexionado ...............................................................91 6.10.1. Sistema TN ..............................................................................................91 6.10.2. Sistema TT ..............................................................................................91 6.10.3. Sistema IT ...............................................................................................91 7. CUADROS DE CONMUTACIÓN .................................................................. 91 7.1. Contactores ....................................................................................................91 7.2. Conmutadores motorizados .........................................................................91 7.3. Interruptores motorizados ............................................................................91 8. CUADROS DE CONMUTACIÓN .................................................................. 91 8.1. Contactores ....................................................................................................91 9. ANEXOS.................................................................................................... 91 •
Manual de usuario e instalación de Modelos Diésel · Industrial
1. Objeto Definir el prologo electrógeno en cualquier instalación con el fin de que se produzcan las menores desviación entre el proyecto y la instalación para que el generador pueda trabajar en óptimas condiciones. Se recomienda no comenzar a montar, instalar, operar o mantener la máquina sin haber leído minuciosamente el presente manual y conservar el documento para cualquier duda futura que pudiera surgir. A continuación, se describirá de forma general el equipo y se proporcionará la información necesaria para su instalación, operación y mantenimiento preventivo del mismo.
1. Directivas y Normativas CONDICIONES AMBIENTALES NORMA ISO 8528-1:2018: 25ºC, 100kPa y 30% humedad relativa. PRIME POWER (PRP): Datos de potencia eléctrica disponible a carga variable sin límite de horas por año. Está permitida una sobrecarga del 10% durante 1h de cada 12. De acuerdo a ISO 8528-1:2018. EMERGENCY STANDBY POWER (ESP): Datos de potencia eléctrica disponible a carga variable en caso de emergencia de acuerdo a ISO 8528- 1:2005.
El Grupo Electrógeno DAGARTECH dispone de marcado CE que incluye las siguientes directivas: • •
• •
2006/42/CE. Directiva de seguridad de máquinas. EN ISO 8528-13:2016. Parte 13: Seguridad. Grupos electrógenos de corriente alterna accionados por motores alternativos de combustión interna. 2014/30/UE. Directiva sobre Compatibilidad Electromagnética. 2000/14/CE. Directiva de Emisiones Sonoras. Niveles de potencia acústica evaluados conforme a procedimiento establecido según directiva.
•
• • •
2011/65/UE. Directiva 2011/65/UE sobre restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos (RoHS 2). En el apartado de anexos tiene información detallada de estas directivas.
2. Gamas de Producto 2.1. Detalle gamas de producto en función de potencia El propósito de este manual es servir para las empresas de ingeniería e
2.1.1.
Gama abierta GAMA MONOFÁSICA
Modelo
Numero de fases Tension Frecuencia
PRP (kVA)
ESP(kVA)
PRP (kWe)
ESP (kWe)
Peso (kg)
DGP 11 MF ST
1
230V
50Hz
10
11
10
11
525
DGP 17 MF ST
1
230V
50Hz
15
17
15
17
550
DGP 25 MF ST
1
230V
50Hz
23
25
23
25
800
GAMA TRIFÁSICA
Modelo
Numero de fases Tension Frecuencia
PRP (kVA)
ESP(kVA)
PRP (kWe)
ESP (kWe)
Peso (kg)
DGP 15 ST
3
400/230V
50Hz
13
14
11
12
470
DGP 25 ST
3
400/230V
50Hz
20
22
16
18
550
DGP 35 ST
3
400/230V
50Hz
30
33
24
27
730
DGP 45 ST
3
400/230V
50Hz
40
44
32
36
760
DGP 50 ST
3
400/230V
50Hz
45
50
36
40
860
DGP 65 ST
3
400/230V
50Hz
61
66
49
53
890
DGP 90 ST
3
400/230V
50Hz
82
88
66
71
1100
DGP 110 ST
3
400/230V
50Hz
100
110
80
88
1200
DGV 145 ST
3
400/230V
50Hz
130
143
104
115
1500
DGV 170 ST
3
400/230V
50Hz
155
171
124
137
1750
DGV 200 ST
3
400/230V
50Hz
185
205
148
164
1900
DGV 220 ST
3
400/230V
50Hz
200
220
160
176
2050
DGV 275 ST
3
400/230V
50Hz
250
275
200
220
2100
DGV 330 ST
3
400/230V
50Hz
304
332
244
266
3700
DGV 350 ST
3
400/230V
50Hz
327
357
262
286
3700
DGV 385 ST
3
400/230V
50Hz
354
386
284
309
4000
DGV 410 ST
3
400/230V
50Hz
360
412
288
330
4000
DGV 450 ST
3
400/230V
50Hz
413
445
331
356
4100
DGV 500 ST
3
400/230V
50Hz
450
500
360
400
4250
DGV 550 ST
3
400/230V
50Hz
507
556
406
445
4500
DGV 650 ST
3
400/230V
50Hz
597
655
478
524
4600
DGV 730 ST
3
400/230V
50Hz
658
721
527
577
4700
DGV 770 ST
3
400/230V
50Hz
700
770
560
616
4800
DGB 825 ST
3
400/230V
50Hz
773
830
619
664
6130
DGB 900 ST
3
400/230V
50Hz
828
882
663
706
7085
DGB 1000 ST
3
400/230V
50Hz
940
1010
752
808
7500
DGB 1110 ST
3
400/230V
50Hz
1024
1110
820
888
7800
DGC 1250 ME
3
400/230V
50Hz
1150
1250
920
1000
10700
DGC 1400 ME
3
400/230V
50Hz
1289
1412
1032
1130
11650
DGC 1520 ME
3
400/230V
50Hz
1400
1540
1120
1232
11950
DGC 1650 ME
3
400/230V
50Hz
1405
1650
1124
1320
12000
2.1.2.
Gama insonorizada GAMA MONOFÁSICA
Modelo
Numero de fases Tension Frecuencia
PRP (kVA)
ESP(kVA)
PRP (kWe)
ESP (kWe)
Version
Peso (kg)
DGPS 11 MF ST
1
230V
50Hz
10
11
10
11
Insonorizado
635
DGPS 17 MF ST
1
230V
50Hz
15
17
15
17
Insonorizado
650
DGPS 25 MF ST
1
230V
50Hz
23
25
23
25
Insonorizado
980
GAMA TRIFÁSICA
Modelo
Numero de fases Tension Frecuencia
PRP (kVA)
ESP(kVA)
PRP (kWe)
ESP (kWe)
Version
Peso (kg)
DGPS 15 ST
3
400/230V
50Hz
13
14
11
12
Insonorizado
700
DGPS 25 ST
3
400/230V
50Hz
20
22
16
18
Insonorizado
750
DGPS 35 ST
3
400/230V
50Hz
30
33
24
27
Insonorizado
1100
DGPS 45 ST
3
400/230V
50Hz
40
44
32
36
Insonorizado
1160
DGPS 50 ST
3
400/230V
50Hz
45
50
36
40
Insonorizado
1220
DGPS 65 ST
3
400/230V
50Hz
61
66
49
53
Insonorizado
1260
DGPS 90 ST
3
400/230V
50Hz
82
88
66
71
Insonorizado
1600
DGPS 110 ST
3
400/230V
50Hz
100
110
80
88
Insonorizado
1700
DGVS 145 ST
3
400/230V
50Hz
130
143
104
115
Insonorizado
2100
DGVS 170 ST
3
400/230V
50Hz
155
171
124
137
Insonorizado
2300
DGVS 200 ST
3
400/230V
50Hz
185
205
148
164
Insonorizado
2950
DGVS 220 ST
3
400/230V
50Hz
200
220
160
176
Insonorizado
3415
DGVS 275 ST
3
400/230V
50Hz
250
275
200
220
Insonorizado
3150
DGVS 330 ST
3
400/230V
50Hz
304
332
244
266
Insonorizado
4100
DGVS 350 ST
3
400/230V
50Hz
327
357
262
286
Insonorizado
4200
DGVS 385 ST
3
400/230V
50Hz
354
386
284
309
Insonorizado
4250
DGVS 410 ST
3
400/230V
50Hz
360
412
288
330
Insonorizado
4970
DGVS 450 ST
3
400/230V
50Hz
413
445
331
356
Insonorizado
4400
DGVS 500 ST
3
400/230V
50Hz
450
500
360
400
Insonorizado
4500
DGVS 550 ST
3
400/230V
50Hz
507
556
406
445
Insonorizado
5830
DGVS 650 ST
3
400/230V
50Hz
597
655
478
524
Insonorizado
5400
DGVS 730 ST
3
400/230V
50Hz
658
721
527
577
Insonorizado
6400
DGVS 770 ST
3
400/230V
50Hz
700
770
560
616
Insonorizado
6500
DGBS 825 ST
3
400/230V
50Hz
773
830
619
664
7190
DGBS 880 ST
3
400/230V
50Hz
828
882
663
706
9250
DGBS 1000 ST
3
400/230V
50Hz
940
1010
752
808
11500
DGBS 1110 ST
3
400/230V
50Hz
1024
1110
820
888
11650
DGCS 1250 ME
3
400/230V
50Hz
1150
1250
920
1000
12850
3. ESTRUCTURA MECÁNICA 3.1. Detalle general alcance grupos electrógenos: 3.2. Motor 3.2.1.
Alternador
3.2.2.
Bancada
• • • •
Grupo montado sobre bancada electrosoldada de acero de alta resistencia, pintada con pintura electrostática a base de polvo de epoxi-poliéster. Unión del conjunto a la bancada mediante amortiguadores anti vibratorios. Depósito de combustible ubicado en la propia bancada, provista de aforador de medición e instalación de combustible al motor. Testada en cámara de niebla salina según norma ASTM B-117- 09, resistencia 500h.
3.2.2.1. • • •
Cuadro de control
Cuadro de protección y distribución con módulo de control automático que permite trabajar en modo manual, automático o por señal. Pulsador de paro de emergencia. Cargador de batería Deep Sea Electronics, diseñado para estar conectado permanentemente a la batería y mantener el 100% de la carga. El cargador pasa a modo flotante cuando la carga se ha completado.
3.2.2.2.
Módulo de control de control
La centralita de control engloba todas las funcionalidades de supervisión y control, así como protecciones de motor, alternador y carga eléctrica para el control seguro e integral de la máquina. Según modelo su generador puede equipar distintas centralitas de control. Los micros de control estándar de la gama DAGARTECH son: • •
DSE 6020: Modelos cuya potencia es igual o menos a XX KVA. DSE 7320: Modelos cuya potencia es igual o menos a XX KVA.
Las funcionalidades principales de la centralita de control se resumen en estos apartados:
1. Display principal de estado e instrumentación 2. 4 LEDs indicadores configurables 3. Transferencia al generador (modo manual) Led indicador presencia generador 4. Generador en carga 5. Arranque motor (modo manual) 6. Silenciar alarma 7. Modo automático 8. Modo test 9. Modo manual 10. Parada grupo 11. Red en carga 12. Transferencia a red principal (modo manual). Led indicador presencia de red 13. Teclado de navegación
Según las prestaciones necesarias para su proyecto puede solicitar a DAGARTECH el suministro de su generador con el modelo de centralita que permita la funcionalidad que su proyecto necesita. En el aparatado de anexos dispone de fichas técnicas de cada modelo para que pueda comparar las distintas prestaciones.
3.2.2.3.
Servicios auxiliares
Hablar del sistema de caldeo, diferencial, carga batería, bomba de alimentación, electrovaluva. 3.2.2.4.
Escapes
Hablar del alcance para grupos abiertos e insonorizados Tipos de atenuación Amortiguación en la conexión.
3.3. GRUPOS ABIERTOS-Alcance de suministro •
• • • •
Máquina formada por un conjunto alternador-motor acoplado, montado sobre bancada electrosoldada de acero y pintada con pintura electrostática a base de polvo de epoxi-poliéster. El conjunto se fija a la bancada mediante amortiguadores anti vibratorios. Depósito de combustible incluido en la propia bancada. Placa de control incorporada en el cuadro de control, con interruptor magnetotérmico de protección de 4 polos. Las características del motor, alternador y placa de control pueden consultarse en sus respectivas fichas técnicas. Los grupos electrógenos abiertos NO están protegidos contra la intemperie, por lo que obligatoriamente deben ser instalados en una sala cubierta.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Filtro Aire Motor Alternador Respiradero Boca llenado combustible Cuadro Eléctrico Amortiguador Batería Bancada o Plataforma Tapón Llenado de agua de refrigeración Tallo Escape motor Compensador
3.4. GRUPOS INSONORIZADOS-Alcance de suministro
•
Máquina formada por un conjunto alternador-motor acoplado, montado sobre bancada electrosoldada de acero y pintada con pintura electrostática a base de polvo de epoxi-poliéster. El conjunto se fija a la bancada mediante amortiguadores anti vibratorios.
•
• • •
•
Depósito de combustible incluido en la propia bancada. Para potencia superiores a 1000 Kva el suministro del escape puede ser opcional. Consulte a DAGARTECH. Placa de control incorporada en el cuadro de control, con interruptor magnetotérmico de protección de 4 polos. Las características del motor, alternador y placa de control pueden consultarse en sus respectivas fichas técnicas. Los grupos electrógenos insonorizaos están protegidos contra la intemperie y pueden ser instalador en interiores o exteriores. Para saber mas, consulte el anexo correspondiente a protección de pintura en exteriores según normativa XXX Las características del motor, alternador y placa control pueden consultarse en sus respectivos manuales de usuario.
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Puntos de elevación Parada de emergencia Puerta Acceso Cuadro Eléctrico Puerta Lateral y acceso a llenado combustible Apoyo Tapa acceso al llenado Refrigerante
3.5. GRUPOS SUPERINSONORIZADOS-Alcance de suministro. No hay info
4. GUIA DE CALCULO 4.1. Cargas lineales. Es una carga que consume corriente instantánea proporcional a la tensión aplicada, es decir, su impedancia se mantiene constante a lo largo de todo el período de alterna. Para el suministro eléctrico público con una tensión sinusoidal de 50 o 60 Hz, esto significará también una corriente sinusoidal pura. Las cargas lineales se pueden clasificar como resistivas (calentadores eléctricos, bombillas incandescentes), capacitivas (condensadores que normalmente forman parte de sistemas o equipos), inductivas (transformadores, motores), o combinaciones de algunas de ellas.
4.2. Cargas no lineales Al contrario que las cargas lineales, una carga no lineal cambia su impedancia en función de la tensión instantánea aplicada, dando lugar a una corriente absorbida no sinusoidal cuando la tensión aplicada también lo es. En otras palabras, este tipo de carga no tiene una relación constante entre corriente y tensión durante el período de alterna. El circuito más simple para representar una carga no lineal es un rectificador de diodos, con sus múltiples variantes (de onda completa, de media onda, monofásico o trifásico).
Ejemplo de carga no lineal: circuito correspondiente a un rectificador de 6 pulsos (o etapa de entrada VFD), y su corriente absorbida altamente distorsionada (lph1, similar para las tres etapas) no proporcional a la tensión de alimentación trifásica V3ph.
Algunos ejemplos de cargas no lineales causantes de las distorsiones armónicas son: •
Equipos industriales: Soldadura, Hornos de arco, Variadores de frecuencia (VFD), Rectificadores conmutados en línea, fuentes de alimentación conmutadas , balastos para iluminación ... y también equipos electrónicos modernos, a bajos niveles de carga, ya que podrían estar diseñados para optimizar la eficiencia entorno a su punto de trabajo nominal. Todos estos circuitos pueden contener dispositivos de potencia semiconductores como diodos, tiristores (SCR), transistores y/o conmutación de cargas o circuitos.
Cargas no lineales son principalmente: • •
Circuitos magnéticos saturados. Lámparas de descarga, luces fluorescentes.
• •
Convertidores electrónicos. Sistemas de proceso informático: PC, ordenadores, etc.
Estas cargas generan corrientes armónicas: suministrado por un grupo, esto pueden crear distorsión de tensión alta debido a la poca potencia de cortocircuito del grupo.
4.3. Arranque motores y bombas con sus tipos de arranque. 4.4. UPS y equipos electrónicos. Como se ha indicado anteriormente las UPS son un tipo de carga NO LINEAL con la que se enfrenta el generador en multitud de instalaciones. Estas cargas generan corrientes armónicas: suministrado por un generador puede crear distorsión de tensión alta debido a la poca potencia de cortocircuito del grupo. La combinación de un SAI y un grupo es la mejor solución para garantizar un suministro de calidad con gran autonomía para la alimentación de cargas prioritarias, al mismo tiempo una carga no lineal debido al rectificador de entrada. En el cambio de fuente, la autonomía del SAI debe permitir el arranque y la conexión del generador.
Combinación RED-GENERADOR y SAI para una instalación con energía de calidad.
Para el dimensionamiento de la potencia de entrada (RED o GENERADOR) se debe considerar: •
•
La potencia nominal de las cargas aguas abajo. Es la suma de las potencias aparentes Pa absorbidas por cada aplicación. Además, para no sobredimensionar la instalación, se deben considerar las capacidades de sobrecarga a nivel SAI (por ejemplo:1,5 In durante 1 minuto y 1,25 In durante 10 minutos). La potencia necesaria para recargar la batería: esta corriente es proporcional a la autonomía necesaria para una alimentación determinada. La dimensión Sr de una SAI viene dada por la fórmula: Sr = 1,17 Pn
En la figura siguiente se definen las corrientes de rearme y los dispositivos de protección para el suministro del rectificador (Red eléctrica 1) y de la red auxiliar (Red eléctrica 2-Generador).
Corriente de rearme y dispositivo de protección de suministro al rectificador y red auxiliar.
El rearranque del GENERADOR/SAI puede estar equipado con un sistema de arranque progresivo con objeto de evitar corrientes de rearme nocivas cuando en la instalación existan interruptores/conmutador en la línea del generador como consecuencia del cambio de fuente de alimentación exterior.
Arranque progresivo de un rectificador de tipo 2 SAI.
La distorsión de armónicos y tensión.
La distorsión de la tensión total t viene definida por:
donde Uhn es el armónico de tensión de orden n. Este valor depende de: • • •
Las corrientes de armónicas que genera el rectificador (proporcionales a la potencia Sr del rectificador). La reactancia X”d subtransitoria longitudinal del generador. La potencia Sg del generador.
La tensión de cortocircuito relativa al generador, distribuida en la potencia del rectificador. Por ejemplo La potencia Sg del grupo. Definimos la tensión de cortocircuito relativa del grupo, distribuida
4.5. Coseno de fi Las inductancias y capacitancias en los circuitos de carga de corriente alterna ocasionan que el punto donde la onda de corriente sinusoidal atraviesa el cero se adelante o atrase con respecto al punto donde la onda del voltaje atraviesa el cero. Cargas capacitivas: Motores síncronos sobreexcitados, etc. provocan el factor de potencia capacitivo, donde la corriente se adelanta con respecto al voltaje. Cargas inductivas: El factor de potencia inductivo, donde la corriente se atrasa con respecto al voltaje. Es generalmente la situación más habitual y es un resultado de la inductancia del circuito. El factor de potencia es la relación de kW a kVA y se expresa como una cifra decimal (por ejemplo, 0.8) o, no tan frecuente, como un porcentaje (80%). Los grupos electrógenos trifásicos están clasificados por lo habitual para cargas de factor de potencia 0.8 (por sus alternadores) y los grupos electrógenos monofásicos para cargas 1.0 FP. Los factores de potencia
inferiores requieren alternadores o grupos electrógenos más grandes para soportar la carga correctamente. Los generadores son dimensionados a partir de la potencia aparente S. Ésta, a igual potencia activa P, es más pequeña cuanto menor es la potencia reactiva Q suministrada. Por lo tanto, compensando la instalación, las máquinas pueden ser dimensionadas en relación con una potencia aparente inferior, aun proporcionando la misma potencia activa.
Ejemplo de 100 kVA trabajando a coseno de fi: 0,8 y 0,6(requiere incrementar alternador)
4.5.1.
Diagrama P-Q
El control del grupo electrógeno se debe realizar teniendo en cuenta los límites impuestos por la curva P-Q del generador y sin sobrepasar la zona de estabilidad por subexcitación ni los límites de sobreintensidad de rotor y estator por sobreexcitación. En la figura siguiente se representa como referencia una curva P-Q típica de un generador.
En esta gráfica, se observa que la zona de trabajo del generador tiene varias curvas limitadoras:
• • • •
Limitación por máxima intensidad del estator (Curva STATOR). Limitación de sobrexcitación (sobreintensidad rotor) (Curva ROTOR) Limitación de subexcitación (Curva STABILITY) Limitación de mínima excitación (Curva EXCITATION).
La línea de puntos indicada como ENGINE corresponde a la limitación de potencia activa kW impuesta por el motor o equipo motriz y que en la mayoría de los diseños de grupos generadores, se dimensiona la potencia activa del motor al 80 % de la potencia en kVA del alternador (cos ϕ = 0,8). Del análisis de esta curva se observa que el generador puede funcionar en régimen de potencia nominal con un cos(ϕ) de hasta 0,8 generando reactiva inductiva. Pero en caso de absorber potencia reactiva capacitiva el generador tiene que trabajar en la zona de subexcitación. Esta zona es peligrosa para el generador ya que se puede entrar en zona de inestabilidad poniendo en peligro al generador. En la siguiente figura se observa más claramente la zona de trabajo del generador:
Curva de capacidad del generador síncrono
El área verde es el rango normal de funcionamiento de una máquina síncrona típica, el amarillo es anormal pero no perjudicial, y la operación en la región roja
causará daño o mal funcionamiento. A primera vista se observa que no existe un funcionamiento óptimo y estable absorbiendo potencia capacitiva. De hecho, se observa que la máxima potencia reactiva absorbible es de 0,2 por unidad para más o menos cualquier régimen de carga. Por ello, se debe ser precavido siempre que se apliquen grupos electrógenos a cargas con factor de potencia capacitivo. Una carga con un factor de potencia ligeramente capacitiva puede ocasionar que los grupos electrógenos pierdan el control del voltaje.
4.5.1.1.
Corrección del coseno de ϕ
Tabla: adaptar a generador
Según esta tabla, si se requiere alimentar una serie de cargas con una potencia total de 170 kW con cos ϕ=0.7, hace falta un generador de 250 kVA. Si las cargas absorbieran la misma potencia con cos ϕ=0.9, en vez de 0.7, bastaría con utilizar un generador de 200 kVA. 4.5.1.2. Determinación de la potencia reactiva necesaria para corregir el coseno de fi
Una vez conocido el factor de potencia de la instalación (cosϕ1) y el que se quiere obtener (cosϕ2), es posible determinar la potencia reactiva necesaria de la batería de condensadores para alcanzar la corrección.
Siendo: • • •
P la potencia activa instalada ϕ1 el ángulo de desfase antes de la corrección ϕ2 el ángulo de desfase que se quiere obtener con la corrección
La potencia de la batería de condensadores Qc es igual a: Qc = (tgϕ1 - tgϕ2) · P = K · P
4.6. Armónicos La principal causa de generación de armónicos son las cargas “no lineales”. A continuación veremos varios métodos métodos para dimensionar un generador que trabaja con cargas de distorsión.
4.6.1.
Método simplificado para el dimensionamiento
Si no hay especificaciones precisas sobre la carga de distorsión que el alternador tiene que alimentar Mecc Alte basa el dimensionamiento de la máquina eléctrica
puramente desde un punto de vista térmico que conduce a un sobredimensionamiento de la máquina. Teniendo en cuenta los diferentes tipos de distorsión, generalmente se asume que se debe aplicar una sobrevaloración del 20% a la máquina. El sobredimensionamiento es necesario para evitar el aumento de temperatura de los devanados, debido a los armónicos de corriente introducidos por la carga de distorsión. Si es necesario cumplir con una especificación sobre la distorsión de voltaje general, es necesario conocer el valor individual de la amplitud de los armónicos de corriente introducida por la carga.
La distorsión armónica total (THD) se define de la siguiente manera:
(1) THD% = 100 • SQRT(Σ Un²/U²)
Donde Un es la amplitud RMS (verdadero valor eficaz) de los armónicos de voltaje n-ésimo y U es la amplitud RMS del primer armónico de voltaje. En un generador trifásico, si el neutro no se distribuye, no se deben considerar múltiplos de3er armónico. Así, la ecuación anterior se convierte en:
(2) THD% = 100 • SQRT ((U5²+U7²+U11²+ ... Un²)/U²)
En una máquina síncrona, la caída de tensión producida por los armónicos de corriente está determinada por la reactancia subtransitoria del eje directo (X"d):
(3) Un = X"d • n • En
Donde In es el componente del armónico de la n-ésima corriente. Se deben tener en cuenta las reactancias subtransitorias no saturadas.
Si todas las cantidades se expresan en porcentaje de los valores nominales, la ecuación 2 se convierte en:
(4) THD% = SQRT ((U5%)²+(U7%)²+(U11%)²+ ... +(Un%)²)
y la ecuación 3:
(5) Un % = (X"d%/100) • n • In%
Si se conocen las amplitudes relativas de los armónicos de corriente, los componentes de los armónicos de voltaje se pueden calcular fácilmente. Estas amplitudes en un convertidor son una función de la configuración de desplazamiento. Si se especifica el THD, es posible calcular el X"d requerido a partir de un contenido dado de armónicos actuales.
Combinando la ecuación 4 y de la ecuación 5 se deriva:
(6) THD%=SQRT (((X"d%/100) • 5 • I5%)²+(((X"d%/100) • 7 • I7%)+ ... +(((X"d%/100) • n • In%)²)
(7) THD% = (X"d/100) • SQRT ((5 • I5%)²+(7 • I7%)²+ ... +(n • In%)²)
y finalmente:
(8) X"d% = (100 • THD%)/ SQRT ((5 • I5%)²+(7 • I7%)²+...............+(n • In%)²)
Por medio de la fórmula n. 8, es posible calcular el valor correcto de X"d (reactancia subtransitoria directa del eje) que se necesita para adaptarse a la especificación de distorsión de voltaje THD. Como se ha demostrado, es necesario conocer el contenido armónico actual de la carga.
Como ejemplo, consideremos una carga distorsionada de 70 kVA a 400 V, 50 Hz.
Si no hay ninguna otra especificación dada, es aconsejable seleccionar un alternador del tamaño ≥84 kVA (+ 20%) a 400 V, 50 Hz (=> ECP34-1S/4). Esto es necesario para obviar el aumento de temperatura de los devanados, debido a los armónicos de corriente introducidos por la carga de distorsión. Supongamos que la misma carga tiene que cumplir con una especificación de distorsión de voltaje máximo. Las especificaciones para tal carga son: • •
Voltaje máximo THD del 10%. Carga de distorsión de 6 pulsos caracterizada por los siguientes armónicos de corriente individuales:
ARMÓNICO (n-th) FRECUENCIA En% 5^
250
20
7^
350
14
11^
550
9
13^
650
8
17^
850
6
19^
950
5
23^
1150
4
25^
1250
4
Aplicando la ecuación n. 8, es posible obtener:
(9) X"d%=(100 • 10)/ SQRT ((5 • 20)²+(7 • 14)²+(11 • 9)²+(13 • 8)²+ ... +(23 • 4)²++(25 • 4)²) X"d% = 3.58%
Luego se calcula un X"d igual a 3.58%, que resulta ser cumplido por el modelo ECP34-2L/4. (El X"d de este alternador es igual a 6.8% a 150 kVA, 400 V, 50 Hz) por tanto 3.2% (< 3.58%) a 70 kVA, 400 V, 50 Hz. La reactancia expresada en porcentaje (%) cambia proporcionalmente con respecto a la potencia.
Se recomienda encarecidamente el uso de un rotor amortiguado cuando se suministra energía a una carga distorsionada. La jaula de amortiguación en el rotor es un suministro estándar para todas las máquinas de las series 32, 34, 38, 40, 43 y 46.
4.7. Dimensionamiento de un Grupo Electrógeno Para dimensionar correctamente un generador debe seguir los siguientes pasos o criterios: • • •
Nº de cargas y potencia Secuencia de arranque Tipo de carga
Calculo de DIMENSIONAMIENTO GENERADOR Instalación: XXXX
CARGA
MF:3
Tipo receptor
Potencia Tension Uds. unit Vatios
FUNCIONAMIENTO NOMINAL
Potencia unit KW
Factor MF-TF
Potencia Instalada kW
Factor Simult.
Potencia Utilizada kW
Potencia Acum. kWe
Cos fi
FUNCIONAMIENTO ARRANQUE
Potencia Potencia Pot nom GEN-1 Tipo Acum. DISPONIBLE KVA Arranque KVA NOMINAL
Factor Arranque estimado
Potencia Arranque kwe
Potencia Acum. Cos fi Arranque KWe arranque
Pot Arranque KVA
Pot Acum Arranque KVA
Pot max. Potencia 10s GEN-1- DISPONIBLE 2 KVA* ARRANQUE
MACHACADORA GRANDE
Motor
230
1
74.487
74,5
1
74,49
1
74,49
74,49
0,80
93,11
275
181,89
AD
1,50
111,73
111,73
0,50
111,73
111,73
825
713,27
MOLINO
Motor
230
1
47.748
47,7
1
47,75
1
47,75
122,23
0,80
152,79
275
122,21
AD
2,50
119,37
193,86
0,50
119,37
212,48
825
705,63
MACHACADORA PEQUEÑA
Motor
230
1
43.546
43,5
1
43,55
1
43,55
165,78
0,80
207,23
275
67,77
AD
1,50
65,32
187,55
0,50
65,32
218,11
825
759,68
CONCLUSIONES-Funcionamiento NOMINAL Potencia max acumulada kWe: 165,78 Potencia max acumulada KVA 207,23 POTENCIA DISPONIBLE:
67,77
CONCLUSIONES-Funcionamiento ARRANQUE Potencia max acumulada arranque kVA: POTENCIA DISPONIBLE arranque:
218,11 759,68
* La intensidad max. disponible en un alternador con bobinado auxililiar es 300% durante 10 s
Hacer una Excel propia para DAGARTECH considerando arranque, cargas MF/TF, tipo de carga y pasos de arranque.
4.8. Tablas datos técnicos (Potencia, Motor, Alternador, Consumo combustible, caudales, golpes de carga, etc). Excel?? 4.9. Clase ejecución. Las diferencias más evidentes entre grupos electrógenos son las características mecánicas y la potencia.
Sin embargo, cuando tenemos dos generadores de igual forma constructiva, de igual potencia, y de igual frecuencia y tensión ¿Cómo sabemos cuál es mejor? ¿Como se comporta un grupo electrógeno? Imagina que estás conduciendo tu coche por un camino a cincuenta kilómetros por hora. No puedes subir ni bajar la velocidad. Tienes que mantenerte constante todo el tiempo. Mientras estés por un camino recto y en buenas condiciones no será tan difícil pero que pasará cuando alcances una curva, una cuesta o si alguien se subiera de repente al coche? Conseguirías mantener la velocidad constante? Seguramente si, aunque hayan unas pequeñas variaciones entre el momento en el que te encuentres el obstáculo y el en que consigues corregir y estabilizar la velocidad de nuevo. Los obstáculos son asimilables a fenómenos eléctricos que obligan los sistemas de regulación del grupo a actuar tanto sobre la frecuencia como sobre la tensión. Estos fenómenos serán, por ejemplo, impacto de carga, transitorios de arranque, parada. Dejando de lado, de momento, las consideraciones sobre construcción mecánica, nos centramos en lo que se refiere a las características eléctricas. A igualdad de potencia, tensión y frecuencia la capacidad de reacción ante variaciones de carga no siempre es igual. Así que dos generadores con las mismas características eléctricas podrían responder de formas muy distintas bajo los mismos estímulos. Estas diferencias en el comportamiento afectan de forma palpable a la estabilidad de frecuencia y tensión y hasta al funcionamiento del mismo motor. Podemos observar subidas o bajadas repentinas de frecuencia y tensión hasta causar daños a las cargas conectadas a nuestro generador. La calidad de la respuesta del grupo electrógeno. La magnitud de las variaciones de frecuencia y tensión y la rapidez de reacción de motor y alternador para volver a estabilizar el sistema son los parámetros que nos indican la calidad de la respuesta del grupo electrógeno. La norma ISO 8528, parte 5, viene para ayudarnos. Define cuatro distintas clases de regulación, cada una de ellas recoge veintidós parámetros de funcionamiento e indica un umbral de variación admisible. Estos parámetros incluyen desde la variación de frecuencia y tensión en régimen estabilizado hasta los porcentajes de intercambio de potencia activa y reactiva en caso de funcionamiento en paralelo.
Las clases de regulación en más detalle: G1, la más tolerante: aplicada a grupos electrógenos equipados con motores de regulación mecánica y reguladores de tensión analógicos. Sirve para cargas genéricas no electronicas y sin componentes sensibles a las oscilaciones. Ej. bombas, hornos, molinos. G2, la más común: aplicada a grupos electrógenos equipados con motores de regulación electrónica (no common rail) y reguladores de tensión analógicos o digitales. Sirve para casos genérico donde haya variedad de cargas incluyendo sistemas electrónicos poco sensibles. Ej. residencias, procesos industriales, hospitales, aeropuertos. G3, la más exigente: aplicada a grupos electrógenos equipados con motores de regulación common rail y reguladores de tensión digitales. Sirve para casos específicos donde haya elevada presencia de cargas electronicas muy sensibles. Ej. centros de procesamiento de datos, procesos químicos, equipos militares de comunicación. G4, el traje a medida: aplicada cuando hay un acuerdo especifico entre el fabricante del grupo electrógeno y el cliente. Puede precisar medidas especiales, sobre dimensionado de componentes o reguladores especiales. Sirve para casos muy puntuales donde los equipos alimentados no sean compatibles con la clase G3. Ej. equipos de vigilancia, robots industriales, ordenadores etc. En resumen, cargas especificas donde hay que cumplir uno o varios parámetros de forma obligatoria. Parámetros que afectan la calidad de la respuesta del grupo electrógeno. Algunos parámetros tienen efectos más evidentes que otros en el funcionamiento del generador. Abajo están explicados los principales parámetros más significativos:
•
Caída de frecuencia -droop-: se trata de la máxima caída porcentual admitida entre vacío y carga.
•
Estabilidad de frecuencia y tensión en régimen estabilizado: se trata de la máxima variación porcentual admitida a régimen nominal y sin variaciones de carga.
Estabilidad de frecuencia y tensión en régimen estabilizado: se trata de la máxima variación porcentual admitida a régimen nominal y sin variaciones de carga.
La lista completa está disponible en la siguiente tabla según ISO 8528-5:2005 donde se indican los valores limites dados para cada parámetro explicado en lo gráficos: Clase de regulación
Parámetro
Unidad
Caída de frecuencia -droop-
%
Estabilidad de frecuencia en régimen estabilizado
%
≤2,5 ≤1,5 ≤0,5
según acuerdos específicos
Estabilidad de tensión en régimen estabilizado
%
≤5 ≤2,5 ≤1
según acuerdos específicos
Variación de frecuencia en régimen transitorio
%
≤15 ≤10 ≤7
según acuerdos específicos
Variación de tensión en régimen transitorio
%
≤25 ≤20 ≤15
según acuerdos específicos
Tiempos de recuperación de frecuencia en régimen transitorio
s
≤10 ≤5
≤3
según acuerdos específicos
Tiempos de recuperación de tensión en régimen transitorio
s
≤10 ≤6
≤4
según acuerdos específicos
G1 G2 G3 ≤8
≤5
≤3
G4 según acuerdos específicos
La tabla es un extracto de ISO 8528-5:2005. La información está resumida y simplificada para facilitar su comprensión a título informativo. Si necesita estos datos para fines de diseño e ingeniería le remitimos a consultar la versión original y completa de ISO 8528-5:2005.
Los fabricantes están obligados a mostrar en su etiqueta CE la clase de ejecución de cada modelo como se muestra a continuación:
Cuando los ingenieros y consultores profesionales participan en la especificación de una fuente de alimentación para un proyecto, se están volviendo cada vez más conscientes de esto, y requieren que un grupo se pruebe según las normas y en la capacidad nominal de la placa de identificación. Esto significa pruebas sin unidad, o de carga resistiva e inductiva. ISO 8528 especifica que los informes de las pruebas deben indicar si estas se realizaron con un factor de potencia diferente al valor nominal. Normalmente, esto significa que las pruebas realizadas con una carga puramente resistiva se pueden considerar incompletas. Tanto las normas de calidad como la norma ISO 8528 para las pruebas de grupos electrógenos impulsados por motor exigen que se realice una prueba completa. Los ingenieros y los consultores profesionales han respondido especificando dichas pruebas. El equipo, con sistemas de control, instrumentación, captura de datos y análisis, está disponible a través de los principales especialistas en bancos de carga, como ASCO. No cabe duda de que, en el futuro, se realizarán más pruebas para garantizar que los grupos electrógenos cumplan con las especificaciones, acepten carga en servicio bajo un régimen de mantenimiento administrado y operen de manera ambientalmente aceptable con óptima eficiencia del combustible y mínima contaminación.
4.10. • • • •
Normativa de ruido
Normativa Documento de cummins Tipos de escapes Referencia a silenciadores, silenblocks
4.11.
Perdida de potencia en función de altura.
Para calcular las perdidas por este factor necesita conocer la altura y temperatura media en el lugar de instalación del generador. Si necesita hacer un cálculo exacto de un modelo bajo unas determinadas condiciones diríjase a DAGARTECH para disponer de las fichas de motor y alternador del modelo elegido y extraer los coeficientes de reducción de pérdidas del motor y alternador en función de altura y temperatura. En el ejemplo siguiente le mostramos como calcular esas pérdidas.
Partimos de los datos del generador: Grupo electrógeno de 64 kW (80 kVA). Estos valores máximos se proporcionan en estas condiciones estándar: • • •
25°C 100 msnm 30 % de humedad relativa.
El grupo electrógeno está formado por: • •
Un motor sobrealimentado de 72 kW. Un alternador de 80 kVA entregado a 40°C y 1000 msnm; con un rendimiento del 89%.
Se quiere verificar la potencia máxima que el grupo puede entregar a: • •
Altura: 1500 msnm Temperatura de 45°C.
PASO 1: El coeficiente de derating del motor indicado por el fabricante del motor es 0,75 para las condiciones ambientales requeridas para el grupo. Por lo tanto, la potencia del motor, en las condiciones indicadas, va a ser de: P motor= 0,75 · 72 = 54 kW Teniendo en cuenta el rendimiento del alternador, la potencia del grupo será: Pmaxima grupo electrógeno = 54 · 0,89 = 48 kW Con este resultado deberá verificar si esta es la potencia requerida, en caso contrario deberá seleccionar un modelo superior. Si es correcto siga con el paso 2. 2º PASO: Finalmente hay que verificar que el alternador sea apropiado a la potencia que el motor es capaz de entregar y que se acaba de calcular. Los coeficientes de reducción para el alternador por incremento de temperatura y altitud son:
Para ello, hay que obtener el derating del alternador, mediante los coeficientes de reducción K1 y K2 mostrados en la tabla anterior o en su defecto siguiendo las indicaciones del fabricante del alternador. Así pues, para las condiciones ambientales del punto de suministro (45°C y 1500 msnm) se obtiene la siguiente reducción de la potencia aparente máxima de referencia del alternador. Salternador = K1 · K2 · Sref = 0,96 · 0,97 · 80 = 74,4 kVA Por tanto, la potencia activa para un factor de potencia de 0,8 será: Palternador= 74,4 · 0,8 = 59,2 kW Se puede apreciar que el alternador está sobredimensionado con respecto a la potencia que el grupo puede entregar (48 kW) según las condiciones ambientales del punto de instalación. Por tanto, la elección es correcta.
5. Instalación del GRUPO ELECTROGENO 5.1. Ubicación Compruebe atentamente todas las condiciones que se describen a continuación: •
• •
El local tiene las dimensiones adecuadas para permitir el acceso al motor y al generador para las operaciones de mantenimiento normal y posibles reparaciones (al menos en 3 lados). Las aberturas del local permiten un caudal de aire suficiente para la combustión y el enfriamiento del grupo. Se ha estudiado y realizado una línea de expulsión de los gases adecuada para la descarga del local.
5.1.1.
Local
5.1.1.1.
Ubicación del local
La ubicación del local cumplirá con las condiciones siguientes:
• •
• • • • •
• • • •
•
•
•
Deberá estar cerca de los equipos de distribución eléctrica (centro de cargas). No causará molestias ocasionadas por el ruido y las posibles vibraciones. (considerando el diseño adecuado para estar dentro de los parámetros de ruido y vibraciones aceptables) Deberá garantizar un suministro adecuado de aire para enfriamiento, tanto en cantidad como en temperatura y limpieza. La dirección de los gases de la combustión no deberá afectar el ambiente y vecindario, una vez que salen de los conductos de escape. Se deberá tener en cuenta la dirección de la descarga de aire caliente. Garantizar la accesibilidad para el suministro de combustible al depósito interno del generador al depósito auxiliar. Tendrá buena accesibilidad a la sala e igualmente en el interior se tendrá acceso a todas las partes del generador para tareas de mantenimiento o avería. Minimizar la posibilidad de daños resultantes de las interrupciones de la fuente de alimentación de emergencia causadas por: Condiciones naturales tales como tormentas, inundaciones, terremotos, tornados, huracanes, rayos, tormentas de hielo, viento y fuego. Condiciones tales como vandalismo, sabotaje y otras ocurrencias similares. El local del grupo electrógeno de emergencia deberá estar separado por lo menos un metro de la colindancia con otras instalaciones, siempre y cuando se cumplan los controles de niveles de decibelios para los diferentes usos de las edificaciones, establecidos por la Secretaría de Medio Ambiente y/u Ordenanzas Municipales. La ubicación del lugar del grupo electrógeno de emergencia, sobre todo en edificios multifamiliares, tendrá en cuenta las especificaciones de la Oficina de Planeamiento Urbano Municipal. Solamente los grupos electrógenos con capot insonorizado podrán ser instalados en áreas abiertas, en tanto los de tipos industriales deberán ser instaladas en áreas cerradas. En caso de que el local del grupo electrógeno de emergencia esté ubicado en un nivel elevado, deberán realizarse los cálculos estructurales correspondientes que garanticen la instalación segura, que no afecte personas, equipos u otras estructuras.
5.1.1.2.
El local y su protección
•
•
•
El local del grupo electrógeno de emergencia, además de tener en cuenta los requisitos enumerados en la sección anterior, deberá ser diseñado para proveer protección contra los elementos de la naturaleza, como lluvia, vientos huracanados, sol, excesivo calor, inundaciones, entre otros. El local del grupo electrógeno de emergencia será construido en paredes de bloques u hormigón y techo de hormigón, de manera que proteja mecánicamente la planta y sus equipos auxiliares. El acceso al local del grupo electrógeno de emergencia estará limitado solamente a personal autorizado y se colocarán señales de restricción.
5.1.1.3. •
• • •
• •
•
Requisitos básicos del local
Deberá ser suficiente para garantizar el movimiento del personal de mantenimiento y/o reparación, teniendo en cuenta que el espacio libre a dejar para la circulación del personal a ambos lados del equipo dependerá de su tamaño, pero nunca será menor de 1 metro entre el chasis del grupo electrógeno y la pared u otro equipo colindante. Deberá permanecer limpia, seca y no sujeta a posibles inundaciones. Deberá estar convenientemente iluminada. En caso de instalación de dos o más grupos electrógenos en una misma caseta, la separación mínima recomendada entre éstas será de 1,50 m y deberán tener espacios independientes para la descarga de aire. El espacio libre del lado del generador no será menor de 1,20 metros para facilitar la reposición del conjunto generador cuando sea necesario. El local deberá tener una puerta que permita el paso del grupo electrógeno de emergencia y de equipos auxiliares para levantarlo o moverlo. Preferiblemente, la puerta estará en un lugar próximo al extremo del eje generador‐motor, del lado del generador. El local del grupo electrógeno de emergencia no deberá ser usado para almacenar mercaderías o materiales.
• 5.1.1.4. • •
Aislamiento del ruido en el local
El local del grupo electrógeno de emergencia cumplirá la función de reducir el ruido ocasionado por el funcionamiento del motor. El nivel del ruido permitido fuera del local, variará con la instalación a la que se le da servicio: industria, comercio, oficina, residencia, hospital, entre otras. En cualquier caso, el ruido ocasionado por el grupo electrógeno deberá ser menor que el nivel de ruido en las áreas circundantes, de acuerdo a los niveles de ruido admisibles indicados en la reglamentación y/o normativa, como se indica en el punto 2.4.4.
•
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• • • • • •
Se tendrá presente que el nivel de ruido desciende en unos 6 dB(A) cada vez que se dobla la distancia entre la fuente de ruido y la persona receptora. El nivel de ruido, medido a una distancia de 1,00 metro del local, deberá ser menor a los niveles estipulados por las reglamentaciones de la Secretaría de Medio Ambiente y/u Ordenanzas Municipales o según los niveles siguientes, el que sea más restrictivo: 50 db(A): En usos hospitalarios, auditorios, universidades, colegios, iglesias. 60 db(A): En residencias, oficinas, comercios, instalaciones deportivas. 70 db(A): En industrias. Se recomiendan los métodos siguientes para amortiguar el ruido: Insonorización de paredes, techo y puerta(s) mediante su recubrimiento con fibra de vidrio flexible u otro material atenuador del sonido. Cambio de dirección en los conductos de entrada y salida del aire. o
Uso de persianas atenuadoras del ruido, regularmente confeccionadas en acero galvanizado con lamas rellenos de fibra de vidrio y terminación en malla metálica.
o Cierre hermético de la(s) puerta(s).
5.1.2.
Dimensiones y partes de una instalación
Las dimensiones recomendadas para una instalación se indican a continuación: Tabla de dimensiones: A: Longitud GE + 1000 mm B: Ancho GE + 2000 mm C: Longitud GE + 400 mm D: Ancho GE + 400 mm E: Altura GE + 1500 mm (>2500 mm) NOTA: Siempre hay que respetar las distancias mínimas entre el grupo electrógeno y las paredes del local, así como aplicar las normativas vigentes en cada país.
Partes para considerar en la instalación: 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14
5.1.3.
Grupo electrógeno Aspirador auxiliar Cuadro de mandos Silenciador de descarga Conducto de humos Compensador de dilatación Protección y aislamiento del conducto de humos Cubierta antilluvia o cubierta de protección Conducto de expulsión de aire Junta antivibración del conducto de aire Zona con cimiento aislado Entrada de aire con rejilla de protección Escalón de retención
Suelo
La máquina se ha diseñado de forma tal que no cause vibraciones excesivas externas al generador y dispone de silenblocks entre motor y alternador que las reducen. En el caso de instalaciones especiales (por ejemplo, en forjados
especiales o en azoteas con plantas habitables en su planta inmediata inferior, se recomienda algún sistema de amortiguación tipo lapa o mejor incluso tipo muelle que reducen las vibraciones y el ruido que transmite el generador en su funcionamiento normal Por lo general no se realiza ningún tipo de obra especial y el grupo electrógeno se instala sobre el suelo del piso estándar si este resiste la carga del generador. Para elevados pesos o suelos no preparados podemos sugerir las dimensiones de las bases de cimentación tipo losa de piso como se indica en la imagen siguiente:
• • • •
Aplicable cuando la transmisión de la vibración al edificio no es una preocupación crítica (Sala independiente para el GE). Se recomienda al menos 150 mm de alto y extenderse cuando menos 150 mm más allá del chasis por todos los lados. Pueden utilizarse pernos Hilti para anclaje. La losa debe ser plana y nivelada a lo largo, a lo ancho y diagonalmente.
La altura del bloque puede ser calculada con la formula siguiente:
Donde:
D = Altura del bloque de hormigón, [m] W = Peso total del Grupo Electrógeno, [Kg] d = Densidad de hormigón, [kg/m³] Nota: B = Ancho del bloque de hormigón, [m] L = Longitud del bloque de hormigón, [m]. La superficie superior del bloque está usualmente sobre el nivel de tierra (h = 100 a 230 mm).
El bloque fijo de hormigón es un método probado y preferido en algunas circunstancias. En este caso la bancada del grupo electrógeno es atornillada por los bulones al bloque de hormigón. Montaje de lapas o amortiguadores de muelle (normal o antisísmicos):
La instalación suplementaria de estos componentes puede amortiguar el ruido y la vibración si están correctamente dimensionados. Para el correcto dimensionado consulte los apartados de amortiguación y sus anexos correspondientes. Un mal dimensionado podría generar el efecto contrario y producir resonancia.
5.2. Ventilación y refrigeración del local El local deberá tener un sistema de ventilación suficiente para eliminar el calor producido por el grupo electrógeno durante el funcionamiento, excluyendo la posibilidad de acumulación o recirculación de aire sobrecalentado. La ventilación del local del grupo electrógeno de emergencia deberá: •
•
Permitir la entrada de una cantidad de aire suficiente, en calidad y temperatura, para remover el calor irradiado por el motor, el generador y la tubería de escape de gases. Garantizar aire limpio para el proceso de combustión del motor.
•
• • • • •
•
Permitir la entrada de un volumen de aire suficiente para suplir el flujo requerido por el radiador. Al instalar el sistema de ventilación se deben considerar los siguientes aspectos: Localización de la entrada y salida de aire hacia y desde el local. La salida y la entrada de aire no deberán estar próximas una de otra. La temperatura ambiente y la temperatura del aire próximo a la entrada de aire del local. La ruta del conducto de salida de aire. Una solución de diseño que tenga en cuenta el aislamiento del ruido. En la mayoría de los casos será necesario considerar trampas de ruido en la entrada y salida de aire. Si la entrada de aire será natural o forzada mediante ventilador.
5.2.1.
Aire para la combustión
El aire para la combustión deberá ser limpio y tan fresco como sea posible. En la mayoría de las instalaciones este aire está disponible en el área que rodea la instalación y es succionado a través de los filtros. El consumo de aire debe estar localizado de tal forma que el aire esté tan limpio como sea posible y que ningún humo de motor ni aire caliente de los radiadores puedan mezclarse con el consumo de aire. Debe tenerse en cuenta de no permitir la entrada al agua, nieve e impurezas. Si debido a exceso de polvo, suciedad o calor el aire no fuera adecuado para la combustión, tendrá que instalarse un conducto desde una fuente de aire limpio y fresco, sea desde otra área dentro del edificio o fuera de la edificación. La máxima caída de presión permitida es de 300 mm de la columna de agua. Este valor incluye la caída de presión considerando un filtro de aire nuevo más la propia del conducto. El conducto de aire debe tener un interior liso, llano y no debe tener curvas cerradas. Si es usada una manga, ésta debe ser reforzada para evitar el colapso. La medida de la caída de presión se realiza normalmente con un vacuómetro. • •
La caída de presión total en el sistema de consumo con filtro de aire sucio no debe exceder los 500 mm de la columna de agua. Si la caída de presión es excesiva el consumo de combustible y la cantidad de humo se incrementarán. También hay un riesgo en que la cantidad del aire al motor se vuelva insuficiente con posteriores deterioros en el motor.
•
•
•
Cuando el consumo de aire al motor es tomado desde el exterior del cuarto del motor, es importante controlar que la temperatura en el cuarto del motor no exceda los 60 ºC. Si la temperatura excede este valor hay un riesgo de disturbios funcionales en los componentes eléctricos del motor (alternador, regulador de carga, solenoide de detención). Por lo tanto, tal vez sea necesario forzar la ventilación del cuarto del motor con un ventilador adicional si hay riesgo de que la temperatura exceda los 60 ºC. El diseño del sistema de ventilación de la sala de máquinas debe tener en cuenta el consumo de aire por otras máquinas instaladas en la misma.
5.2.2.
Aire para enfriamiento
5.2.2.1.
Entrada del aire
Se dispondrá la entrada de aire de manera que garantice que el flujo de aire fresco siga el sentido generador‐motor‐radiador. El área de la entrada de aire estará en relación directa con el área del panel del radiador. Dicha área será por lo menos 1,5 veces el área de salida de aire caliente desde el radiador. Si el área de entrada tiene ventanas deflectoras se deberá considerar el área efectiva, es decir, el área que los deflectores dejan libre para el paso del aire y no el área total de la ventana. 5.2.2.2.
Salida del aire
Después del radiador, sobre todo en los equipos grandes, deberá haber un ducto que conduzca el aire cálido fuera del local para evitar que se recircule, afectando la capacidad de enfriamiento del equipo y, por tanto, su operación eficiente. Si el conducto de salida de aire se acopla al marco del radiador deberá tener una sección flexible para aislar vibraciones. La distancia del radiador a la zona de descarga del aire caliente será la menor posible. En caso de que haya ventanas deflectoras en las salidas de aire se considerará el área efectiva, no el área total. El área de la salida de aire estará en relación directa con el área del radiador y será por lo menos 1,4 veces el área del panel del radiador. La descarga del conducto de salida de aire no estará expuesta a vientos de alta velocidad para evitar la reducción de la descarga del ventilador y la disminución de la capacidad de enfriamiento del equipo.
Los cambios de dirección en el conducto de salida deberán ser efectuados con una curva suave para que no haya restricción en el flujo de aire. Cuando se produzcan cambios de dirección es recomendable aumentar el área del ducto en, por lo menos, un factor de 1,25 en relación con lo establecido en el artículo 4.3.2.4. El conducto de salida de aire, tanto en su forma como en su longitud, deberá presentar el mínimo de restricciones al flujo de aire. El conducto de salida de aire deberá descargar a un área abierta. El conducto de salida de aire no deberá descargar hacia áreas de flujo peatonal a menos que esté a una altura superior a 2 metros cuando la capacidad del grupo electrógeno sea de 30 – 200 kVA y 3 metros en grupos electrógenos de 250 kVA y mayores. Las aberturas de aspiración y expulsión del aire de enfriamiento y combustión se deben dimensionar tomando en consideración los caudales mínimos y las contrapresiones máximas indicadas en la documentación técnica específica. De cualquier manera, hay que calcular la dimensión de las aberturas comparando la presión residual en el radiador y la contrapresión creada por el transportador que se haya instalado.
Cuando un equipo montado integralmente con un radiador es instalado en una sala de máquinas, el principio básico es extraer aire caliente de la sala e inducir aire a temperatura ambiente dentro del cuarto del motor con recirculación mínima. (Ver Fig.4) El objetivo es introducir aire frío al punto más bajo posible, presionarlo a través del panel del radiador y luego expulsarlo fuera del edificio. Es deficiente colocar el grupo de forma que el radiador esté continuo a la abertura en la pared. En la operación, algo de aire caliente recirculará por vía del vacío entre el radiador y la pared. Esto conducirá a un ineficiente enfriamiento y puede resultar en problemas de sobrecalentamiento. La abertura de salida en la pared debería tener área de corriente libre de más o menos 25% mayor que el área frontal del panel del radiador, y que sea de la misma forma rectangular.
Un conducto de lámina de metal o plástico deberá estar fijo al marco de la abertura usando una conexión flexible o fuelle unida al contorno del radiador. La sección flexible es particularmente necesaria cuando el grupo está montado sobre un bloque de hormigón flotante o soporte anti-vibración. La abertura de la entrada de aire debería tener también un área de corriente libre al menos 25% más grande que el panel del radiador. Cuando se diseñen las aberturas de entrada y salida, debe recordarse que el ventilador del radiador tiene una resistencia externa total admisible limitada, ésta no debe ser excedida o la corriente de aire frío será reducida. Las aberturas de entrada y salida son usualmente completadas con una rejilla persiana, paneles de atenuación de ruidos, etc., que promoverá resistencia a la corriente de aire y tal vez sea necesario incrementar más el área de abertura. EJEMPLO: Para el panel de un radiador con un área frontal de 1.25 m2 la abertura de salida/entrada de aire en la pared debería tener un área de 1.56 m2, si por ejemplo es utilizada una rejilla con área libre del 80% dividiremos el área de 1,56/0,8 y el resultado será: Area total: 1.95 m2 Lados: 1,396 m. En las figuras siguientes se muestra el resultado de este proceso:
La gran cantidad de aire movido por el ventilador del radiador usualmente es suficiente para ventilar adecuadamente la sala del grupo. Como se muestra en la Fig. 6, el flujo de aire entrante está sobre el alternador el cual toma su propio aire frío desde esta corriente, a través de los filtros de admisión del motor y a través del motor mismo. El ventilador del radiador luego presiona aire a través del panel del radiador hacia fuera. No debe haber obstrucción para la corriente de aire inmediatamente enfrente de la salida del radiador y a los deflectores, etc.
Cuando no se puede evitar una alta temperatura del cuarto del motor, entonces la temperatura del aire de la admisión del motor debe ser controlada.
La temperatura del consumo de aire al motor debería ser inferior a +40º C. Si la temperatura del consumo de aire es continuamente superior a esa, la potencia del motor debe ser reducida (DERATED) de acuerdo con los datos para el motor específico. El factor de reducción (DERATING) es normalmente 2 % para cada 5º C encima de +40º C. Por lo tanto, el aire de consumo debería ser conducido al motor desde una fuente de aire fresco fuera del compartimiento del motor. Esto es aceptable si el conducto dirige el aire a la cola del alternador y tiene la ventaja de prevenir que el aire sea calentado por la circulación cerca del techo.
5.2.2.3.
Ventilación forzada
Cuando es colocado un radiador distante, la ventilación del cuarto del motor debe ser considerada. Primero, el sistema de escape en la sala de grupo debe estar eficientemente revestido para que el calor irradiado sea mínimo. NOTA: El múltiple de escape y el turbo cargador no deben ser revestidos, sólo deben serlo el tubo de escape y el silenciador. Para un mejor sistema de ventilación forzada es común usar dos ventiladores con motor eléctrico. Un ventilador presionando el aire dentro del cuarto y siendo montado en la pared enfrente alternador. El otro ventilador es un ventilador extractor, que saca el aire caliente del cuarto del motor. Este ventilador debería ser montado en la pared al lado y encima del motor. En el lado de entrada de aire, la conducción es necesaria si el aire enfriado no está llegando al alternador-motor. El conducto debe dirigir el aire al alternador y a lo largo del motor hacia el ventilador de extracción.
Si un conducto no es adecuado cuando el ventilador de entrada está al nivel más alto, el aire enfriado entrante, sobrepasará al grupo electrógeno y será extraído por el ventilador extractor sin enfriar al grupo. Si una gran abertura de consumo de aire puede ser acomodada, y correctamente ubicada, entonces el ventilador de entrada de aire puede ser eliminado. Si es usado un ventilador extractor de gran potencia, puede ocurrir que el aire de combustión sea retirado del cuarto del motor debido a la depresión. La depresión en el cuarto del motor puede ser detectada con una manguera de plástico llena de agua y en forma de U. Uno de los extremos debe ser conectado al cuarto del motor y otro a presión atmosférica (exterior al cuarto). Mida la diferencia de presión que corresponde a la diferencia de nivel del agua en milímetros de la columna de agua, con el motor funcionando por, al menos, 5 minutos. La depresión no debería exceder 10 mm columna de agua (0.8 mm Hg o 1 milibar). Para motores con radiador remoto sin ventilador y la depresión de 20 mm W columna de agua C es aceptable.
5.2.2.4.
Ventilación del cárter del motor
Los humos del cárter del motor deben ser conducidos fuera del cuarto del motor por medio de un conducto separado.
El tubo de ventilación del carter, puede como una precaución de seguridad mínima, ser extendido delante del radiador o, como se muestra en la figura anterior, por debajo a través de la pared para permitir que los humos del carter sean conducidos fuera la sala del grupo. Esto es de particular importancia cuando el motor tiene un ventilador expelente ya que de otra manera los humos del carter son depositados en el radiador que subsecuentemente se vicia con suciedad pudiendo reducir la capacidad de enfriamiento. 5.2.2.5.
Cálculo de la ventilación requerida
Cuando se calcule la ventilación de la sala del grupo, deben observarse los siguientes parámetros importantes: • •
• • •
La temperatura máxima del aire de entrada al motor es de 40 ºC La temperatura máxima del aire en la sala del grupo, teniendo en cuenta que el aire de combustión es tomado desde afuera del cuarto del motor, es de 60 ºC El tubo de escape completo y el silenciador en la sala deberían preferentemente estar revestidos. El escape múltiple y el turbo cargador no deben estar revestidos. Máximo flujo de aire según temperatura para el sistema de enfriamiento del radiador.
La gran cantidad de aire movido por el ventilador de enfriamiento montado en el motor usualmente es suficiente para ventilar la sala del grupo. Cuando un radiador es montado a distancia con intercambiador de calor es instalado, la ventilación del cuarto del motor debe ser considerada. La cantidad de aire requerida para lograr un salto de temperatura determinado en el cuarto del motor puede ser calculada como sigue:
Donde: • • • •
Calor Total irradiado al aire = Calor irradiado desde el motor + alternador y otro equipamiento de generador de calor en el cuarto del motor (kW). T (aumento) = Máximo aumento de temperatura del aire en el cuarto del motor encima de la temperatura ambiente en ºC. Constante = 0.0167 Aire requerido para combustión = Consumo del aire del motor en m3/min.
Densidad de aire = Densidad de aire según temperatura. Ver tabla a continuación ,en kg/m3:
5.2.2.6.
Instalación de varios grupos en una sala
Generalmente las múltiples instalaciones siguen en las mismas líneas que para una instalación simple, cada unidad teniendo sus propios fundamentos y sistema de escape.
Advertencia: Los gases de escape de varios grupos no deben estar juntos dentro de un sistema de escape común ya que esto puede ser muy peligroso y puede causar daño en el motor. Si el sistema de escape debe ser combinada dentro de un sistema de escape común, el trazado del diseño debe impedir la entrada de humos de un prevenir que los gases de escape de un motor en funcionamiento entren en algún motor fuera de operación, introduciendo condensados y carbón causando corrosión en los cilindros. En caso de imposibilidad o ampliación del sistema que no se quiera modificar el trazado se deberán implementar algún tipo de válvula para impedir el retorno al generador parado o con menor presión del caudal de humos evitando cualquier contrapresión. 5.2.2.7.
Corrección de la potencia por altura y temperatura
Para motores turboalimentados se recomienda tomar los siguientes coeficientes:
• • • •
Altitud menor a 3000 m................................4% / 500m Altitud mayor a 3000m.................................6% / 500m Por temperatura ambiente.......…..................2% / 5°C
¿¿GRAFICO??
5.3. Sistemas de combustible 5.3.1.
Conceptos generales
En la instalación del sistema de combustible deberá garantizarse que la limpieza realizada sea completa y efectiva. Se deberá impedir la entrada de humedad, suciedad o de contaminantes de cualquier tipo. El abastecimiento de combustible a los tanques deberá efectuarse por tuberías desde el exterior del edificio o zonas seguras mediante bombeo. No se permitirá el acceso de vehículos con tanques y/o tambores de combustibles en subsuelos. Las tuberías deberán llevar un caño camisa para recolección de posibles fugas, con pendientes a un reservorio para su posterior extracción. El tipo de combustible diésel a utilizar debe ser gasoil específico para motores de combustión con el menor grado de azufre posible. Si el generador va a ser instalado en algún país que desconoce la calidad pida los requisitos de gasoil para del fabricante del motor en cuanto a PPM (partículas por millón) de azufre y otras características importantes que pueden generar averías e inestabilidad y e incluso anular la concesión de garantía.
5.3.2.
Tuberías de combustible
Las tuberías de combustible estarán convenientemente soportadas y protegidas contra daños físicos o esfuerzos excesivos ocasionados por vibración, expansión o contracción.
Las tuberías de combustible serán preferiblemente de acero negro. No está permitido el uso de tuberías galvanizadas, aluminio, hierro colado, cobre. puesto que pueden ser problematicos para el almacenaje y/o suministro de combustible. En ningún caso las tuberías de combustible (suministro y retorno) podrán ser de un diámetro menor que las del grupo electrógeno de emergencia. En su acoplamiento con la entrada y retorno de combustible del generador eléctrico, la tubería deberá contar con una conexión flexible para evitar la transmisión de vibraciones que podrían afectar la propia línea de combustible. Se verificará que la tubería no tenga fugas o goteos. Aparte del peligro que esto encierra, puede ocasionar, en la línea de suministro, la entrada de aire que causaría una operación errática y fallas en el arranque. Los filtros de combustible y, en lo posible los puntos de drenaje, deberán ser colocados en lugares de fácil acceso para promover un mantenimiento regular. El sistema de tuberías contendrá un número suficiente de válvulas para controlar el flujo del combustible, tanto en operación normal como en caso de eventos indeseados como fugas y otros. Es altamente recomendado el uso de válvulas de cuña en la instalación del sistema de combustible. La bomba de combustible en ningún caso se instalará debajo del tanque de combustible.
Las líneas de combustible deben ser trazadas en la manera que evite el calentamiento excesivo de combustible por el calor del motor. NOTA! temperatura máxima admisible de combustible a la entrada de la bomba de inyección es 60 ºC. Por encima de esta temperatura no se puede garantizar un buen funcionamiento del motor dado que se forman burbujas de gas en el combustible que interrumpen el encendido. Debe tenerse en cuenta que los tanques de combustible no eleven temperaturas por irradiación de tuberias de escape u otros medios calientes cercanos. Es importante que las líneas de succión y retorno no tengan goteos. Las líneas de combustible deben tener el diámetro interno no menos de: • •
8 mm para longitud de la línea hasta 6 m. Para líneas más largas el diámetro interno es 10 mm.
•
Para largos mayores deben elegirse diámetros que impidan velocidades del combustible mayores de 0,8 m/seg, tomando como base 3 veces el caudal de consumo máximo a plena carga.
NOTA: la línea de retorno nunca debe ser conectada con la línea de succión. Línea de retorno, por la cual retorna al tanque el combustible sobrante de la bomba y los inyectores, se coloca en el techo del tanque de combustible, sobre el nivel de combustible máximo (si el tanque está sobre el nivel de la bomba alimentadora. Cuando la diferencia de presión entre las líneas de succión y retorno es demasiado grande (altura del tanque > 1,5 m) o cuando el tanque está abajo del nivel de la bomba alimentadora, la línea de retorno se coloca en la parte del tanque más baja. Ver las figuras siguientes donde se representan los 2 casos posibles.
NOTA: ¡Siempre asegure que los depósitos de combustible están libres de agua!
5.3.3.
Deposito diario
El almacenamiento correcto del combustible diésel es de importancia crítica. Utilizar tanques limpios para el almacenamiento y la transferencia de combustible. Vaciar periódicamente el agua y los sedimentos del fondo del tanque. Evitar almacenar el combustible por largos períodos. El tanque diario habitualmente es suministrado como estándar en la bancada de los grupos electrógenos hasta 1000 KVA. Consulte el alcance de suministro del modelo. En caso de no incorporarlo debe tener en cuenta que: 1. Cuando el tanque de suministro es elevado y ejerce una presión inadecuada tanto en la línea de retorno como en los inyectores del grupo electrógeno. 2. Cuando la bomba de combustible del grupo electrógeno de emergencia no es capaz de succionar el combustible, sea porque el tanque esté enterrado, a más de 1,5 m, o porque esté muy lejos, o por una combinación de ambas cosas. Es recomendable que el tanque diario tenga una capacidad que garantice el uso del grupo electrógeno de emergencia por lo menos 10 horas. El tanque diario, sea que se llene por gravedad o por el uso de una bomba auxiliar, deberá tener una válvula de nivel o en su defecto electrovalvula para prevenir derrame de combustible. El tanque diario constará de los elementos especificados en el artículo 6.3.8 para el tanque de suministro con las siguientes excepciones: • •
El diámetro de la tubería de llenado podrá ser menor de 2 pulgadas. Necesariamente no deberá tener la pendiente de 2%.
En los casos en que el tanque diario se llene mediante una bomba auxiliar de operación automática se instalará una línea de retorno desde el tanque diario hasta el tanque principal, previendo el caso de un desperfecto del interruptor de nivel.
5.3.4.
Depósito nodriza de suministro (Tanque principal)
Este tanque se instalara cuando se requiera una mayor autonomía o la sala del generador no este accesible para la empresa distribuidora.
El tanque será diseñado, construido e instalado de acuerdo a la reglamentación vigente y deberá ser registrado ante al Secretaría de Energía o quien la reemplace, sometiéndose a los controles periódicos estipulados por las normativas legales en vigencia. Los tanques de metal serán construidos en planchas de acero de un espesor en concordancia con su capacidad y el tipo de ambiente, más o menos corrosivo, donde estén ubicados. En todo caso serán cubiertos con una capa de pintura contra óxido. Los tanques de metal serán probados contra goteos y filtraciones sometiéndolos a una presión de 0,35 kg/cm2. El tanque de suministro se instalará lo más cerca posible del grupo electrógeno de emergencia y a una altura, preferiblemente al mismo nivel del grupo motor, que no presente inconvenientes para que la bomba de combustible integrada al equipo pueda succionar el combustible. El nivel máximo del combustible en el tanque estará por debajo de los inyectores. La capacidad de los tanques está relacionada con la duración esperada de los cortes de energía y de la disponibilidad de combustible. Se puede estimar la capacidad del tanque a partir de que los grupos electrógenos diesel consumen aproximadamente 0,26 l/h de combustible por cada kW generado. Se debe disponer un 5% de la capacidad del tanque como reserva para la expansión del combustible debido a cambios de temperatura. Es recomendable que el tanque de combustible sea instalado de forma tal que el nivel más bajo de combustible sea por lo menos 150 mm, sobre el nivel de la
entrada de la bomba de la planta. De esa forma se previene la acumulación de aire en la línea de suministro cuando el equipo no está funcionando. El tanque de suministro deberá contar con los siguientes elementos: •
•
•
• •
Una línea de venteo con abertura, sin restricción y preferiblemente tamizada, a la atmósfera y a un área donde los gases expelidos no representen un inconveniente o un peligro. Una línea de llenado, regularmente de dos pulgadas (50 mm) de diámetro, terminada sobre el nivel del piso a una altura conveniente y provista de tapa a la que se le pueda poner candado. Una línea de suministro conectada al grupo electrógeno de emergencia. Si el tanque está soterrado el extremo de la línea de suministro dentro del tanque estará provista de una válvula de no retorno para evitar la pérdida de cebado. Una línea de retorno que se conectará al tanque de suministro algunas pulgadas por debajo del tope. Una inclinación de 2 %, mínimo, con relación a la línea horizontal y en su punto más bajo una válvula de drenaje. Esta disposición no aplica en los tanques enterrados.
Si el tanque es elevado, con relación a la altura del grupo electrógeno de emergencia, es necesario la instalación de un tanque diario o de transferencia, con una válvula de nivel o electroválvula para prevenir una sobre presión en la línea de suministro. Si el tanque es instalado por debajo del nivel del grupo electrógeno de emergencia de forma tal que la bomba integrada no pueda succionar el combustible, se hace necesaria la instalación de un tanque diario y de una bomba auxiliar para llenarlo. El tanque de combustible, con excepción de los tanques enterrados, no se instalará debajo de líneas eléctricas, sean de baja, media o alta tensión. El tanque deberá estar provisto de un nivel del tipo inductivo con flotante deslizante apto para hidrocarburos con su respectivo reloj.
5.4. Sistema de escape 5.4.1.
Objetivos generales
Los objetivos principales de una instalación de escape son: •
Canalizar los humos al exterior.
• • • •
Asegurarse de que la contrapresión del sistema completo esté por debajo del límite máximo establecido por el fabricante del motor. Permitir la expansión y la contracción térmica. Proveer flexibilidad si el equipo está sobre silenblocks de antivibración. Reducir el ruido de escape.
Los elementos principales y la disposición del sistema de escape se muestran:
1. Malla metálica 2. Manguera flexible 3. Instalación de tres puntos 4. Aislamiento (lana mineral) 5. Silenciador 6. Enlace flexible 7. Textura de fibra de vidrio
Una instalación típica se muestra en la siguiente figura:
5.4.2.
Instalación
El diámetro del sistema de escape será siempre mayor o igual al diámetro de la salida de escape del grupo electrógeno, el cual será el punto de partida del sistema de escape a instalar. Las tuberías deberán ser lo más cortas posibles, y con el menor número de codos. Cuando estos sean indispensables, deberán ser realizados sin soldaduras y con un radio de curvatura muy amplio (de 2,5 a 3 veces el diámetro del tubo). Soluciones con radio de curvatura menor de 2,5 veces el diámetro, presentan dificultades por lo que se deben evitar. 5.4.2.1.
CONCEPTOS GENERALES
Los gases de escape de cualquier grupo electrógeno de emergencia instalado bajo techo deben ser conducidos mediante tuberías libres de fugas a un lugar apropiado, hacia el exterior del edificio. La tubería para el escape de los gases de la combustión debe cumplir los siguientes propósitos: • Dirigir los gases hacia la atmósfera, por tanto, hacia un lugar abierto y preferiblemente alto donde ni el humo, ni los olores, ni la temperatura, ni el hollín causen perjuicio. • Reducir el ruido. La tubería de escape debe ser de acero de 2,0 mm de espesor mínimo. Deberá ser incorporado un silenciador a la tubería de escape para reducir el nivel del ruido. El silenciador podrá ser instalado indistintamente dentro o fuera del local.
Recuerde que para dimensionar las tuberías se considera el flujo máximo y no el consumo de combustible. La tabla siguiente le puede dar una orientación del diámetro necesario:
Valido hata 15 m de longitud equivalente. Hacer tabla (mal estado)
5.4.3.
Componentes de una instalación de escape
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Tubos de escape Codos Compensador Purga de condensación Paso de tabique - Salida en techo Salida de escape Sistema de suspensión Marco con alfileres Pie de columna Suspensión de los silenciadores Aislamiento
Pegar tabla (mejor resolución)
5.4.4.
Cálculo de la perdida de presión
El diámetro del sistema de escape será siempre mayor o igual al diámetro de la salida de escape del grupo electrógeno, el cual será el punto de partida del sistema de escape a instalar. Las tuberías deben ser lo más cortas posibles, y con el menor número de codos. Cuando estos sean indispensables, deben ser realizados sin soldaduras y con un radio de curvatura muy amplio (de 2,5 a 3 veces el diámetro del tubo). Soluciones con radio de curvatura menor de 2,5 veces el diámetro, presentan dificultades por lo que se deben evitar.
5.4.5.
Cálculo de la contrapresión por tramos
La contrapresión total del sistema de escape será la suma de la contrapresión generada en los elementos que componen el sistema de escape: ΔPtotal = ΔPtuberia + ΔPsalida + ΔPsilencioso La expresión para obtener la contrapresión en la tubería de escape es la siguiente:
Donde: ΔP: Contrapresión a través del tubo de escape (Pa). Q: Flujo volumétrico de los gases de escape (m3/s), indicado en la ficha técnica del grupo electrógeno.
T: Temperatura de los gases de escape (°C), indicada en la ficha técnica del grupo electrógeno. D: Diámetro interior de cada tramo de tubería (m). Leq: Longitud equivalente de cada tramo de tubería (m), dependiendo del elemento instalado.
ESTUDIO DE TRAMOS: 1. TRAMOS RECTO La longitud equivalente de un tramo recto será directamente la longitud total de los tramos rectos con el mismo diámetro. En el caso de tener tramos rectos de distintos diámetros de tubería, se recomienda separar las longitudes equivalentes evitando posibles errores al calcular la contrapresión ya que cada una ira asociada con el diámetro de tubería.
2. TRAMOS CODO O CURVA DE 90º La longitud equivalente para un codo de 90° sin soldaduras dependerá del diámetro de la tubería (D) y del radio de curvatura (R), ambos en metros.
3. TRAMOS CODO O CUARBA DE 45º La longitud equivalente para un codo de 45° sin soldaduras dependerá también del diámetro de la tubería (D) y del radio de curvatura (R), ambos en metros.
4. TRAMOS CODO O CURVA DE 90º (CON TRAMOS SOLDADOS) La longitud equivalente para un codo de 45° sin soldaduras dependerá también del diámetro de la tubería (D) y del radio de curvatura (R), ambos en metros.
5. TRAMOS CODO O CURVA DE 45 (CON TRAMOS SOLDADOS) La longitud equivalente para un codo de 45° sin soldaduras dependerá también del diámetro de la tubería (D) y del radio de curvatura (R), ambos en metros.
6. TRAMOS FLEXIBLE O COMPENSADOR DE ESCAPE
La longitud equivalente será 1,7 veces la longitud del compensador (Lcompensador). Se deberá prestar atención al calcular la contrapresión en este tramo, utilizando el diámetro del compensador (Dcompensador).
7. TRAMO UNION AMPLIADORA DE SECCIÓN La longitud equivalente será directamente la longitud de la unión ampliadora (Lampl). Se deberá prestar atención al calcular la contrapresión en este tramo, utilizando el diámetro medio del cambio de sección.
8. CONTRAPRESION EN EL ESCAPE En el caso de que el grupo incorpore un silencioso externo de DAGARTECH, se deberá consultar a su departamento Tecnico y averigua el valor de la contrapresión. En el caso de que el cliente quiera instalar un silencioso de otra marca, se deberá consultar al fabricante o suministrador el valor concreto o el método de cálculo de la contrapresión. Si estas opciones no fueran posibles, se puede obtener un valor estimado de contrapresión aplicando el método de cálculo general que se muestra a continuación. CÁLCULO GENERAL DE CONTRAPRESIÓN EN ESCAPE La contrapresión (mmH2O) dependerá del tipo de silencioso utilizado y de la velocidad de los gases de escape en el silencioso (m/s). Dónde:
Vges: Velocidad de los gases de escape en el silencioso (m/s) Q: Flujo volumétrico de los gases de escape (m3/s), indicado en la ficha técnica del grupo electrógeno Aent: Área de entrada del silencioso (m2), conocido el diámetro de entrada del silencioso
Ejemplo: Motor: XXX Potencia Standby: 294kW / 1500 rpm Silenciador: 6 pulgadas
a) La velocidad de gases de escape (Vge) será calculada de acuerdo con la fórmula: Si Q = 62.5 m3 / min (Este valor está tomado del manual del motor) Si D = 6” = 152mm, por lo tanto, el área del tubo A es = 0.01823 (m2)
Por lo tanto, Bv = 57 m/seg b) La pérdida de presión (Bps) en el silencioso de escape será calculada de acuerdo con la fórmula:
Si T = 545 ºC (Este valor está tomado del manual del motor) La pérdida de presión a través del silenciador será: Bps = 280 mm mmH2O = 2,25 kPa (1 mmH2O = 9,8064 Pa)
Finalmente, calculada ya la contrapresión generada en cada uno de los elementos que forman el sistema de escape, habrá que comprobar que este valor no exceda el valor límite de contrapresión indicado por el fabricante del motor, el cual se puede obtener en la documentación del motor de combustión. Ambos valores en las mismas unidades de presión. ΔPtotal ≤ ΔPmax En el caso de no cumplir esta condición, se deberá aumentar el diámetro de la tubería hasta que la contrapresión no supere la máxima permitida en el motor. ATENCION: En grupos insonorizados las tuberías del escape y el escape están en el interior. Si va a calcular la perdida de carga en los conductos externos al generador aplique un factor reductor de 0,75 sobre la perdida de carga disponible que proporciona el fabricante. Si necesita ampliar la información contacte con DAGARTECH. 9. CONTRAPRESION EN LA SALIDA AL EXTERIOR DE LOS GASES DE ESCAPE Es la contrapresión generada por la diferencia de presión al salir de la tubería de escape al aire libre. En el caso de instalar una tapa basculante, considerar 40 mmH2O de contrapresión (1 mmH2O = 9,8064 Pa).
5.5. Chimeneas Si va realizar instalación con grandes longitudes y/atura le recomendamos que contacte con fabricantes de chimeneas. Disponen de todo tipo de tramos comerciales para los intentos trazado de su proyecto y puede calcula0r los componentes y perdida de carga máxima resultante a partir de los datos del fabricante del generador y conociendo el trazado disponible. En el apartado de anexos tiene mas información relativa a chimeneas. En la siguiente tabla tiene la información previa y el resultado obtenido con el software proporcionado por un fabricante de maquinaria.
5.6. Conexión eléctrica general Una vez dimensionada la potencia del generador necesitamos conocer las condiciones de funcionamiento del generador. Debe considerar estos factores principales.
5.6.1.
Voltaje
El encargado del voltaje del generador es el alternador. Los alternador es según el conexionado pueden obtener diferentes voltajes según el tipo de alimentación monofásica o trifásica.
Según países, las tensiones de suministro y/o frecuencia pueden cambiar. Contacte con DAGARTECH para indicarle a partir de la potencia requerida cual es el generador y alternador con la conexión adecuada.
5.6.2.
Conexión fuerza
5.6.3.
CABLES DE POTENCIA
Los cables de potencia deben estar dimensionados para una intensidad no inferior al 125% de la máxima intensidad del generador y la caída de tensión entre el generador y el punto de interconexión a la red de distribución publica o a la instalación interior. Para determinar la sección del cable necesaria hay que tener en cuenta el tipo de cable, caída de tensión, temperatura ambiente, método de instalación y material aislante. Los terminales de conexión deben ser de las dimensiones correctas y bien ajustadas a los alambres de los cables. Los cables de potencia deben ser adecuadamente instalados (en zanjas o soportes) y tener toma de tierra correcta. Cuando las cargas trifásicas están bien equilibradas en las fases, es permisible usar como neutro un cable de menor sección que la de los conductores trfásicos, pero nunca debe ser menor a mitad de la sección de aquellos. No obstante, debe seguir las normativas vigentes en cada país y/comunidad.
5.6.4.
Instalación de Toma de Tierra
Los grupos electrógenos, los paneles de control y tableros de transferencia deben tener tomas de tierra adecuadas antes de ser puestos en funcionamiento. Un conductor de cobre de sección suficiente conecta el terminal de toma de tierra del equipo con el electrodo de puesta a tierra. El punto de conexión del conductor de cobre y el electrodo debe ser protegido contra daño accidental, pero también que permita hacer su inspección. El electrodo conecta todas las partes metálicas del equipo las cuales normalmente no tienen corriente. El valor de la resistencia del circuito de toma de tierra debe ser bajo para permitir, en el caso de cortocircuito, un valor de corriente suficiente para fundir los fusibles o poner en funcionamiento el sistema de protección. El objetivo de la conexión a tierra de los componentes de un grupo electrógeno es limitar la tensión de las masas metálicas respecto a tierra y asegurar la actuación de las protecciones eliminando o disminuyendo al máximo el riesgo ante una avería del material eléctrico, a la vez que proteger a las personas de un contacto directo. Existen 2 conexiones a tierra en un grupo electrógeno: • •
Conexión a tierra de los herrajes. Conexión a tierra del neutro de la estrella del alternador.
Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una instalación al borne principal de tierra el fin de asegurar la protección contra contactos indirectos y unirán las masas al conductor de tierra. En España la relación entre los conductores de fase y de protección se rige por el REBT en la ITC BT-18 que indica:
5.6.5.
Resistencia de las Toma de Tierra
El electrodo se dimensionará de forma que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella, en cada caso. • •
24 V en local o emplazamiento conductor 50 V en los demás casos.
Si las condiciones de la instalación son tales que pueden dar lugar a tensiones de contacto superiores a los valores señalados anteriormente, se asegurará la rápida eliminación de la falta mediante dispositivos de corte adecuados a la corriente de servicio. La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varia también con la profundidad.
Las formulas para conocer la resistencia de tierra en función de la resistividad del terreno son:
5.6.6.
Tomas de tierra independiente
Se considerará independiente una toma de tierra respecto a otra, cuando una de las tomas de tierra, no alcance, respecto a un punto de potencial cero, una tensión superior a 50 V cuando por la otra circula la máxima corriente de defecto a tierra prevista.
5.6.7.
Instalación de Neutro a Tierra
El régimen de neutro se codifica según dos letras, utilizadas para definir las conexiones: •
La primera letra define la conexión del neutro:
•
La segunda letra define la conexión del conductor denominado PE:
5.6.7.1.
Régimen TT
En el esquema TT, el punto neutro del secundario del transformador de alimentación de la instalación está directamente conectado a tierra y las masas de dicha instalación lo están a una toma de tierra eléctricamente diferente (en la red pública). La corriente de fallo está fuertemente limitada por la impedancia de las tomas de tierra, pero puede generar una tensión de contacto peligrosa. La corriente de
fallo es generalmente demasiado débil como para requerir protecciones contra sobreintensidades, por lo que se eliminará preferentemente mediante un dispositivo de corriente diferencial residual.
En caso de fallo del aislamiento de un receptor, la corriente de fallo circula por el circuito llamado bucle de fallo, constituido por la impedancia del fallo en la masa del receptor, la conexión de dicha masa al conductor de protección, el propio conductor de protección y su puesta a tierra (RA); el bucle se cierra con las bobinas del transformador y el circuito de alimentación. Lógicamente, la impedancia del bucle debiera calcularse por tanto a partir del conjunto de elementos en serie que constituyen dicho bucle. En la práctica y tal como las normas admiten, sólo se considera la resistencia de la toma de tierra de las masas RA. La corriente de fallo se sobrevalora ligeramente, pero el margen de seguridad aumenta. Debe cumplirse la condición RA × Id ≤ 50V. El umbral de sensibilidad de Ifuga del dispositivo diferencial de protección se determina mediante:
El conductor neutro no debe estar nunca conectado a tierra antes del dispositivo diferencial. Las masas deben estar conectadas a una sola toma de tierra y basta con un solo dispositivo diferencial previo. Si hay circuitos conectados a tomas de tierra diferentes, cada conjunto de circuitos deberá protegerse mediante un dispositivo diferencial propio. El REBT indica que cuando la Red de Distribución Pública tenga el neutro puesto a tierra, el esquema de puesta a tierra será el TT y se conectarán las masas de la instalación y receptores a una tierra independiente de la del neutro de la Red de Distribución Pública. En caso de imposibilidad técnica de realizar una tierra independiente para el neutro del generador, y previa autorización específica del Organo Competente de la Comunidad Autónoma, se podrá utilizar la misma tierra para el neutro y las masas. Para alimentar la instalación desde la generación propia en los casos en que se prevea transferencia de carga sin corte, se dispondrá, en el conmutador de interconexión, un polo auxiliar que cuando pase a alimentar la instalación desde la generación propia conecte a tierra el neutro de la generación. Consulte con DAGARTECH este punto. Puede instalar en el generador un contactor cuando el generador se conecta en sincronismo a la instalación.
5.6.7.2.
Régimen TNC
En el esquema TN-C funciones de neutro y protección están combinadas en un solo conductor en una parte del esquema. La corriente de fuga retorna por el neutro sin interrumpir el suministro.
5.6.7.3.
Régimen TNS
En el esquema TN-S los conductores de neutro y protección están separados. La corriente de fuga retorna por el conductor de protección.
5.6.7.4.
Régimen IT
Para el régimen de neutro IT, en el caso de un transformador reductor de 20 kV/400 V, es necesario prever una protección frente a las sobretensiones para la red de 400 V. Esta protección debe estar instalada entre la tierra y el punto neutro, si se encuentra disponible o entre la tierra y una fase, si no se encuentra disponible.
Para un grupo electrógeno de BT, en régimen IT, esta protección no será necesaria y la tensión no podrá superar los 500 V. La tensión de aislamiento de la red debe tener el valor de la tensión compuesta. ¿Quitar esta parte??
5.6.8.
equipamiento de protección (por ejemplo, interruptores automáticos).
5.6.8.1.
Protecciones
5.6.8.2.
Sección de cable
5.6.9.
Caída de tensión
5.6.10.
Maniobra-tipo de arranque
5.6.10.1.
Manual
Autom
5.6.11.
conmutación
5.6.11.1.
Tipos de comutacion
1. 2. 3.
Contactores Conmutador motorizado Interruptores monotizados
5.7. Amortiguación con el suelo 5.7.1.
Generalidades
Toda maquinaria que por su diseño tenga elementos móviles o rotatorios, produce un desequilibrio conocido como vibración. El ruido producido por un Grupo Electrógeno es la suma de muchos ruidos individuales, por ejemplo, por la admisión, escape, ventilador de refrigeración, tren de engranajes y cojinetes etc. El motor de la unidad emite ruidos con toda su superficie y transmite, a través de todas las uniones y su suspensión, ruidos por el contacto. Para reducir los ruidos deberán adoptarse, por lo tanto, especiales medidas para aislamiento y amortiguación de ruidos al instalarse los grupos electrógenos.
5.7.2.
Aislamiento acústico
Este representa la medida más importante y significa un aislamiento acústico de las fuentes que originan ruidos frente al ambiente. Esta amortiguación puede realizarse, según el tipo de instalación.
5.7.3.
Componentes
Para aislamiento de ruidos de contacto y vibraciones, en caso de que sea necesario, se puede utilizar para el montaje del Grupo Electrógeno tacos de goma o resortes amortiguadores. Los mismos deben estar diseñados y dimensionados según peso y características del equipo. 5.7.3.1.
Soporte anti vibratorio tipo pie o Lapas
Los soportes tipo pie de máquina se emplean en aquellos casos en que las máquinas ligeras o pesadas, no deban de ser fijadas al suelo. Debido a su sistema de regulación de altura permite ajustar las máquinas al nivel deseado, aislando vibratoriamente y reduciendo el ruido. Son muy sencillos de colocar ya que no es necesario ser fijados al suelo. 5.7.3.2.
Soporte de Muelles estándar
El soporte de muelle está indicado para toda maquinaria que por su diseño tenga elementos móviles o rotatorios, ya que esto produce un desequilibrio conocido como vibración. La vibración producida por una máquina acarrea diferentes problemas, como la reducción de la vida de la propia máquina o la transmisión de esa vibración a otras estructuras colindantes no aisladas. Es por ello importante instalar un soporte de muelle a la maquinaria. 5.7.3.3.
Soporte de Muelles antisísmicos
Estos soportes están fabricados con sistemas de anclaje mecánico que permiten asegurar su unidad en aplicaciones estáticas y ofrecer una gran fiabilidad para el aislamiento de vibraciones de baja frecuencia con el objeto de mejorar su comportamiento en aplicaciones sísmicas.
5.7.4.
Elección del componente
Para la elección del componente correcto debemos considerar la criticidad y sensibilidad necesaria de cara a optimizar al máximo el ruido y la vibración que se transmite de la bancada del generador al suelo, principal motivo por el que se requiere este tipo de componentes añadidos al suministro estándar del generador, y siempre bajo el menor sobrecoste económico. La siguiente tabla sirve para optimizar los valores de amortiguación y ruido sin y conocer los límites de amortiguación cercanos al 100% si es necesario con el fin
de llegar a la máxima absorción de la vibración, ya que los silenblocks motoralternador son la primera fase de amortiguación del generador. El objetivo que se pretende ahora es llegar casi al 100% de amortiguación, el que silenblocks motor-alternador no puede conseguir, llegando casi a la máxima deflexión, pero con estos objetivos: • • • •
Reducir al máximo la frecuencia propia y vibraciones al suelo. Conseguir el máximo nivel de amortiguación y evitar daños mecánicos futuros. Alejamiento máximo de la zona de resonancia con el silenblock del motoralternador (muy peligroso). Conseguir la máxima atenuación de ruido, razón principal de instalación.
En la siguiente tabla se muestran los parámetros requeridos y seleccionado un modelo en el catálogo de un fabricante según la carga máxima soportada por punto de anclaje obtenemos % de aislamiento y aislamiento del ruido dB. En el siguiente grafico se observa la relación entre los distintos parámetros: • • • •
Flecha (deflexión) RPM-frecuencia propia % de Aislamiento Aislamiento dB
La siguiente tabla muestra a partir de los parámetros requeridos y seleccionando un modelo de muelle según la carga máxima, obtenemos el % de Aislamiento y atenuación dB requerido. PARAMETROS REQUERIDOS GAMA
AMORTIGUACION-SUJECIÓN BANCADA-SUELO
PESO GASOIL PESO + GASOIL APOYOS Peso/aproyo
MUELLES ANTISISMICO Bancada-Suelo
Carga MAX. Pto. Deflección
Deflección max.
% % Atenuación Deflexión Aislamiento dB
ABIERTOS DGP 110 ST DGV 500 ST DGC 1110 ST DGC 1250 ST
1200 4250 10265 10700
330 963 995 995
1481 5069 11111 11546
4 6 6 6
370 845 1852 1924
1AMC ANTISISMICO-20378 2AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20488 4AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20688 4AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20688
540 1080 2160 2160
21 17 18 19
22 22 22 22
95% 77% 82% 86%
98,2% 97,0% 98,2% 98,2%
35,20 28,67 34,00 35,20
INSONORIZADOS DGPS 110 ST DGVS 500 ST DGCS 1100 ST DGCS 1250 ST
1700 4500 12450 12850
250 840 995 995
1913 5214 13296 13696
4 6 6 6
478 869 2216 2283
2AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20480 2AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20488 4AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20690 4AMC ANTI SEISMIC+SYLOMER-20690
610 1080 3212 3212
18 20 15 14
22 22 22 22
82% 91% 68% 64%
98,0% 98,2% 97,0% 96,0%
34,00 35,29 31,30 28,60
Si por ejemplo hacemos la comparativa para un modelo, por ejemplo, el DGPS 110 ST y comparamos el resultado de elegir 2 modelos de muelle con distinta carga máxima el resultado es el siguiente: Paso 1: Partiremos del peso por apoyo que es igual a: • •
Peso + peso gasoil (d=0,85): 478 kg. Elegimos 2 modelos con distinta carga MAXIMA.
Paso 2: Iremos al grafico siguiente y según la fecha obtenida (deflexión) a partir de las r.p.m del generador del peso por apoyo que es igual a:
Conclusión: Aunque el % de aislamiento es alto en ambos la diferencia de trabajar con una flecha demasiado baja en el muelle de mayor carga máxima da como resultado una menor atenuación dB.
5.8. Compensadores de escape Llevar a escapes?
5.9. Planos de instalación sala Llevar a ventilación o instalación?
5.10.
Protecciones ambientales
5.10.1.
Pintura exterior capot bancada
Los generadores DAGARTECH cumplen la norma UNE ISO EN ISO 12944. En la tabla siguiente se muestran las normas y tipo de ensayo a cumplir. El resultado es la categoría de corrosividad según define la norma UNE ISO EN ISO 12944.
Una vez realizados los ensayos la categoría de corrosividad de nuestras partes metálicas expuestas al exterior el resultado es C5-M, superando sin deterioro aparente 480 horas de condensación de agua y 720 horas en niebla salina. Con este valor podemos garantizar una muy buena longevidad del generador en emplazamientos costeros o emplazamientos con un % de humedad muy alto.
5.10.2.
Alternador
Al igual que las partes metálicas exteriores, la humedad puede generar un deterioro progresivo en los aislamientos de las partes eléctricas (estator, rotor, regulación automática de voltaje) que debemos analizar antes de adquirir un generador. Las condiciones de trabajo habituales son:
Cuando un generador está en el interior de un capot insonorizado su IP puede subir por encima de un IP45.
La forma de combatir estas condiciones de trabajo es elegir un alternador con mayor resistencia a la humedad y combatir la condensación resultante de ese ambiente húmedo y de condensación en ambientes húmedos en los periodos de reposo. Los alternadores están protegidos de acuerdo con la norma IP23. La norma IP23 no es una protección adecuada para su uso al aire libre sin medidas adicionales. El estándar de suministro de un alternador puede incrementarse en algunos fabricantes a costa de una perdida de potencia. En general estas son las perdidas: IP43 and IP45: 7%. IP43 (incluyendo filtros): 20-30%. La salida de aire puede llevar lamas consiguiendo un IP23, recomendada en ambientes marino. La potencia del alternador viene marcada la temperatura ambiente y por la temperatura de los devanados. El alternador puede funcionar en condiciones diferentes si tiene la capacidad nominal correcta. En la placa de identificación del generador se identifican las condiciones de trabajo. Si cambia el entorno de funcionamiento, consulte a DAGARTECH para conocer la capacidad nominal revisada o los componentes extra que puede incorporar para las nuevas condiciones de trabajo, ya que alternador está diseñado para trabajar en condiciones diferentes si tiene la especificación nominal correcta. A continuación, vamos a definir con mayor precisión estos limites de trabajo.
5.10.3.
Clase de aislamiento térmico
Es la temperatura máxima admisible que puede soportar el alternador sin dañarse el aislamiento.
5.10.3.1.
Aumento de temperatura máximo
El incremente de temperatura máximo que puede soportar un alternador por encima de 40º es la que se indica en la siguiente tabla:
La aplicación de emergencia permite que los devanados funcionen más calientes que la clase H, concretamente: 40 ºC: incremento de temperatura 150 ºC 27 ºC: incremento de temperatura 163 ºC
5.10.4.
Perdida de potencia por temperatura (Derating)
Si la temperatura ambiente se incrementa y la admisión de aire se incrementa por encima de 40ºC la salida del alternador se ve reducida según la siguiente tabla: Alternador STAMFORD
Alternador MECC ALTE (temperatura y altitud)
Para temperatura superiores a 60ºC consulte a DAGARTECH cual sería el alternador adecuado.
5.10.5.
Contaminantes del aire. Filtros de aire
Los contaminantes como la sal, la grasa, los humos de escape, los productos químicos, el polvo y la arena reducen la efectividad del aislamiento y la vida útil de los devanados. Los filtros de aire atrapan estas partículas superiores a 5 micrones. Se deben limpiar regularmente dependiendo de las condiciones de instalación. Los alternadores con filtros incorporados de fabrica tienen la capacidad nominal Esta capacidad nominal puede verse reducida en un 5%. En la siguiente tabla se muestran los caudales mínimos según la serie del alternador que incorpora la máquina.
Los filtros no quitan el agua. Debe mantenerlos secos para tener una protección adecuada.
5.10.6.
Calentadores anti-condensación
Los calentadores anti-condensación están diseñados para reducir la condensación o la humedad cuando el generador está parado. También son necesarios para mantener la atmósfera dentro del Generador por encima del PUNTO DE ROCÍO, durante largos períodos sin uso, (RESERVA). Se requiere una fuente de alimentación separada para los calentadores de CA, que se enciende automáticamente cuando se apaga el grupo electrógeno. Los voltajes del calentador disponibles son 220/260 Vac o 110/125 Vac. El consumo puede varias según el modelo y nº de calentadores necesario y puede variar entre 80 y 340 W. Las aplicaciones típicas donde los calentadores de CA son esenciales son:
• •
•
Servicio de EMERGENCIA, donde el Generador está parado por largos períodos. Condiciones de alta humedad, donde se puede acumular una fuerte condensación dentro de un generador de enfriamiento después del apagado. Condiciones marinas (cerca de la costa o mar adentro, donde una atmósfera salina puede depositar cristales de sal en los devanados del Generador).
En las siguientes imágenes puede ver los calentadores y su posición en el alternador.
5.10.7.
Devanados con impregnación especial
Algunos alternadores requieren impregnaciones especiales para determinadas condiciones de trabajo. Consulte a DAGARTECH si es necesario y/o esta disponible que su alternador venga con una impregnación especial.
5.10.8.
Motor
La temperatura ambiente y la altitud puede causar derating en la potencia disponible en el alternador debido a las perdidas en motor. A partir de 1000 m y con temperaturas superiores a 25ºC, consulte con DAGARTECH si las condiciones de trabajo del generador pueden tener algún tipo de disminución de potencia.
5.10.9.
Calculo general
5.10.10. Calculo especifico según fabricante 5.11.
Bancos de carga
5.11.1.
Tipos de bancos de carga
5.11.2.
Funcionamiento
6. TIPOS DE ARRANQUE Y MANIOBRAS DE CONTROL 6.1. Modos de funcionamiento 6.1.1.
Arranque Manual
6.1.2.
Arranque por señal libre de tensión
6.1.3.
Arranque automático por fallo de red
6.2. Sincronismos 6.3. PLC 6.4. Visualización de parámetros 6.5. Estados ¿? 6.6. Software 6.7. Gestion remota/internet 6.8. Sistemas de comunicación 6.9. Guía de conexionado 6.9.1.
Grupo electrógeno-cuadro de conmutación
6.9.2.
Conexionado de grupos automáticos
6.9.3.
Conexionado de grupos en sincronismo
6.9.4. Sistemas auxiliares (carga batería, sistema de caldeo) 6.10.
Tierras: sistemas de conexionado
6.10.1.
Sistema TN
6.10.2.
Sistema TT
6.10.3.
Sistema IT
7. CUADROS DE CONMUTACIÓN 7.1. Contactores 7.2. Conmutadores motorizados 7.3. Interruptores motorizados
8. CUADROS DE CONMUTACIÓN 8.1. Contactores
9. ANEXOS
:
1.
ANEXOS 1.1. Soportes antivibratorios 1.1.1. Soportes.
TIPO SV1
TIPO SV2
TIPO SV3
TIPO SV4
TIPO SV5
TIPO SV6
1.1.2. MODELO 1AMC
Muelles.
MODELO 2AMC
MODELO 4AMC
1.1.3.
Muelles antisísmicos.
MODELO 1AMC ANTISISMICO
MODELO 2AMC ANTISISMICO
MODELO 4AMC ANTISISMICO
1.2. Cerramientos acústicos de sala
Para realizar un cerramiento acústico le recomendamos utilizar paneles acústicos que se utilizan para la construcción de cabinas, cerramientos y barreras acústicas. Con ellos se consigue el tratamiento del aislamiento acústico de todo tipo de maquinaria. Están compuestos de paneles modulares de fácil y rápido montaje que gracias al sistema de machihembrado el conjunto dispone de mayor estanqueidad y menor índice de fugas lo que se traduce en mayor aislamiento.
Montaje: El suelo donde se alojará el cerramiento o cabina acústica debe estar bien nivelado. Se recomienda instalar los paneles en posición vertical uniéndolos por su parte machihembrada. Con la ayuda de la perfilería especial PF80 (ver croquis adjunto) se
procede al ensamblado de los paneles modulados en ancho de 450 mm. Se pueden fabricar bajo pedido paneles de medidas especiales de ancho según necesidades. Una vez realizadas las paredes se procede a la construcción del techo mediante perfil PF80/03 y perfil de acabado PF80/04. Para instalaciones en el exterior donde se desee además estanqueidad al agua de lluvia, se recomienda la construcción un techo adicional de chapa grecada impermeable en la parte superior de la instalación. Accesorios A estos cerramientos se le pueden ensamblar fácilmente silenciadores y puertas acústica tipo RSC como los visores acústicos VRC o VRCS. Están dimensionados para su instalación entre paneles modulados en múltiplos de 450 mm. Se pueden instalar silenciadores SNA para sistemas de ventilación acordes con el aislamiento global previsto.
El resultado que puede conseguir es el siguiente:
1.3. Silenciadores de entrada-salida de aire. Los silenciadores resistivos de celdillas paralelas, diseñados para la reducción del ruido en sistemas de ventilación y climatización. Atenuación variable, en función de la longitud y del ancho de paso de aire. Se pueden fabricar a medida en función de los requerimientos y limitaciones de la instalación. VENTAJAS Los silenciadores SNA permiten conseguir importantes reducciones de ruido con bajas pérdidas de carga. Dimensiones estándar o a medida con aislamiento certificado.
Tabla de cálculo tipo SNA5
Tabla de cálculo tipo SNA7,5
Tabla de cálculo tipo SNA10
Tabla de cálculo tipo SNA10
1.1. Micros de control 1.1.1. Fichas técnicas grupos 1.1.2. DS 6XXX 1.1.3. DS7320 1.1.4. DS7320 1.1.5. Fichas técnicas entradas 1.1.6. Fichas técnicas salidas 1.1.7. 1.2. Alternador 1.2.1. Fichas regulaciones 1.2.2. Tensiones del alternador
2.
1.2.3. Capacitancia 2.1. 2.2. 8.6. Depósitos de combustible externos 2.2.1.1.1. Roth 2.2.1.1.2. Accesorios 2.3. 8.7. Bombas de aspiración de gasoil. 8.8. Electroválvulas 8.9. Escapes (llevar a escapes?) 2.3.1. Fichas técnicas escapes (grupos abiertos) 2.4. 8.10. Compensadores Metálicos 2.5. Muelles Abrazaderas 8.11. Chimeneas 8.12. Silenciadores de entrada-salida de aire. 8.13. Consejos de instalación y refrigeración (llevar a refrigeración??) 8.14. Intercambiadores de placas NO: