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Generating Insight: una guía para los sistemas de generador de reserva

Una introducción a los generadores de reserva

El propósito de los generadores de reserva es básicamente proporcionar energía cuando falla el suministro de la red eléctrica. Para evitar que las dos fuentes de energía estén mal sincronizadas juntas, los generadores de reserva generalmente se conectan a la carga a través de un conmutador de transferencia automática (ATS). En condiciones normales de funcionamiento, la red eléctrica alimenta la carga a través del ATS. Cuando falla el suministro de la red pública, el ATS detecta la pérdida de energía y envía una señal para arrancar el generador y transferir la fuente de energía de la red pública al alternador de reserva una vez a la velocidad y voltaje nominales.

Conmutador de transferencia automática (ATS)

Hay tres tipos comunes de conmutadores ATS utilizados:

  1. Dispositivos de transferencia de transición abierta: cuando la fuente falla, el dispositivo de transferencia de transición abierta abre la fuente conectada antes de activar la nueva fuente. Esto provoca una interrupción del suministro eléctrico durante un breve período de tiempo.
  2. Dispositivos de transferencia de transición cerrada rápida: funcionan de manera similar a los dispositivos de transferencia de transición abierta, pero utilizan una acción de conmutación "hacer antes de romper" al regresar la fuente original al conectar en paralelo ambas fuentes durante aproximadamente 100} milisegundos. Este dispositivo limita la interrupción de energía al regresar a la red eléctrica.
  3. Dispositivos de transición cerrada suave: funciona como un conmutador de transferencia de transición abierta, pero cuando se transfiere energía de un generador a la red, el sistema de control sincronizará las fuentes y transferirá gradualmente la carga.

El tipo de ATS se selecciona según los requisitos de la aplicación. La mayoría de los sistemas ATS incluyen un interruptor de derivación que se puede utilizar para fines de mantenimiento.

Generadores de reserva de misión crítica

De los diferentes tipos de ATS, entendemos que hay una interrupción momentánea de energía desde unos milisegundos hasta varios minutos afectando la confiabilidad del suministro de energía. En ciertas aplicaciones, los alternadores de reserva desempeñan un papel vital en el suministro de energía a aplicaciones de energía críticas conocidas como "misión crítica". Se hace todo lo posible para reducir la interrupción de energía a las cargas, ya que ciertos consumidores de energía no pueden aceptar la pérdida de energía ni siquiera por unos pocos milisegundos debido a la criticidad de la aplicación. La misión crítica se divide en dos clases de seguridad pública y privada. El sector privado está relacionado con los negocios, como los centros de datos, mientras que el sector de la seguridad pública incluye aplicaciones como hospitales y servicios de emergencia.

Para solucionar este problema, se conecta una fuente de energía ininterrumpida (UPS) entre la carga y el ATS. Cuando la red eléctrica falla, el UPS continuará alimentando las cargas críticas hasta que el ATS transfiera la carga al alternador de reserva.

Existen dos tipos de sistemas UPS principales: estáticos y rotatorios

Sistema de UPS estático

El UPS estático utiliza electrónica de potencia y utiliza baterías para suministrar energía durante períodos cortos. El UPS tiene un rectificador en la etapa de entrada para rectificar la CA a CC donde están conectadas las baterías y luego a través de un inversor para proporcionar una salida de CA. En condiciones normales de funcionamiento, las baterías se cargan mediante CC. Durante la pérdida de energía, las baterías se hacen cargo y alimentan el inversor. Se incluye un interruptor de derivación para fines de mantenimiento.

Sistemas de UPS rotativos

Un sistema UPS rotativo típico consiste en un motor diésel, un embrague electromagnético, una máquina síncrona y un volante, todos acoplados en línea. El volante se usa para proporcionar energía a corto plazo durante fallas de la unidad.

Durante el modo normal de funcionamiento, la unidad impulsa la máquina síncrona como un motor que hace girar el volante. Cuando la unidad falla, la energía cinética almacenada dentro del volante se utiliza para impulsar la máquina síncrona hasta que se enciende el motor diesel y se acopla el embrague electromagnético para impulsar la máquina síncrona.

Conclusión

Los ingenieros de diseño de redes deben realizar un estudio de viabilidad sobre el rendimiento frente al costo al tomar las decisiones para seleccionar el alternador de reserva correcto, ATS y tal vez UPS para adaptarse a la aplicación. Como fabricante de alternadores, NEWAGE® y STAMFORD® tienen un historial probado de suministro de alternadores para estas aplicaciones exigentes y desafiantes en el mercado de reserva. El conocimiento técnico y la experiencia de Cummins Generator Technologies nos permiten proporcionar máquinas confiables, trabajar en asociación con diseñadores de redes y seleccionar la máquina correcta para satisfacer todas las demandas de carga al proporcionar energía confiable las 24 horas del día.

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