INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD · 7.5 Aspectos de diseño de los rectificadores...

INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD NEGOCIO DE TRANSMISIÓN

Código: TE- 2810-MA-58-001

MANUAL DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE CORRIENTE DIRECTA EN SUBESTACIONES

Versión: 1

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Solicitud de Cambio No:

Elaborado por: Comité Técnico de Normalización Sistemas de Corriente Directa

Aprobado por: Director General Negocio de Transmisión

Rige a partir de:

01-03-2015

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© Documento normativo propiedad de ICELEC, prohibida su reproducción

CONTENIDO

0. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 2

1. PROPÓSITO....................................................................................................................... 2

2. ALCANCE ........................................................................................................................... 2

3. DOCUMENTOS APLICABLES ........................................................................................ 2

4. TERMINOLOGÍA Y ABREVIATURAS ............................................................................ 3

5. DEFINICIONES .................................................................................................................. 3

6. DISEÑO DE LA SALA DE BATERIAS ............................................................................ 5

6.1 Generalidades: ................................................................................................................... 5

6.2 Elementos a considerar en el diseño de las salas de baterías. ................................ 5

6.3 Selección de los sistemas de ventilación ....................................................................... 7

7. DISEÑO DEL SISTEMA DE CORRIENTE DIRECTA............................................... 10

7.1 Generalidades: ................................................................................................................. 10

7.2 Esquema de distribucion de corriente directa. ............................................................ 11

7.3 Dimensionamiento de alimentadores principales ....................................................... 15

7.4 Aspectos normativos del diseño general: .................................................................... 16

7.5 Aspectos de diseño de los rectificadores cargadores ................................................ 17

7.6 Consideraciones de la Iluminación................................................................................ 17

8. CONTROL DE ELABORACIÓN, REVISIÓN Y APROBACIÓN ............................... 18


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0. INTRODUCCIÓN

El manual para el Diseño de Sistemas de Corriente Directa para Subestaciones resume la aplicación de los conceptos básicos en la metodología de diseño en esta área, con base en las mejores prácticas desarrolladas por los equipos de trabajo en las diferentes dependencias relacionadas con el diseño, montaje y mantenimiento del mismo.

Para la elaboración de este manual se tomaron como base las normativas aplicables IEEE.

La utilización de este manual permitirá impulsar la normalización y la optimización del proceso, a fin de racionalizar recursos tanto materiales, tecnológicos y humanos. Además de establecer un alto índice de rendimiento y fiabilidad en los Sistemas de Corriente Directa de las subestaciones de transmisión.

La importancia de este manual estará en función de la utilización y el apoyo que se le brinde y al mismo tiempo del respaldo y compromiso de las jefaturas superiores al solicitar su acatamiento y uso obligatorio, así como también de las mejoras adicionales que con el uso se le introduzcan.

1. PROPÓSITO

Este manual tiene como propósito establecer las reglas generales que determinan el Diseño de los Sistemas de Corriente Directa de las Subestaciones

2. ALCANCE

Este manual es de acatamiento obligatorio para para todas las obras que se conecten al Sistema Eléctrico Nacional

3. DOCUMENTOS APLICABLES

Se aplicarán como referencia, adicionalmente para establecer las mejores prácticas de diseño los asuntos no definidos en esta normativa serán resueltos en primera instancia conforme lo establezcan las normativas de referencia y aplicables.

NORMAS DE DISEÑO DE SISTEMAS DE CORRIENTE DIRECTA

NORMA DESCRIPCIÓN

IEEE-485 IEEE recommended practice for sizing lead acid

batteries for stationary applications


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IEEE-1184 IEEE Guide for the Selection and Sizing of Batteries for

Uninterruptible Power Systems

IEEE-1187

IEEE Recommended Practice for Installation Design

and Installation of Valve-Regulated Lead-Acid Storage

Batteries for Stationary Applications.

IEEE-1189 IEEE Guide for Selection of Valve-Regulated Lead-Acid

(VRLA) Batteries for Stationary Applications.

IEEE-100 IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics

Terms (ANSI)

4. TERMINOLOGÍA Y ABREVIATURAS

En general la interpretación y definición de términos serán los que en la normativa citada de IEEE se considere como la adecuada, sin embargo se adjuntan algunos conceptos que por la frecuencia de su uso o la particularidad de su interpretación es necesario citar en este documento.

5. DEFINICIONES

Amperio-Hora: Unidad para medir la cantidad de energía eléctrica que es capaz de almacenar un acumulador eléctrico.

Banco de Baterías: Conjunto de baterías que una vez conectadas conforman una única fuente de energía en corriente directa

Barra: Unión eléctrica y física de un conjunto de cargas eléctricas en un gabinete, estas conexiones se realizan por medio de cables de cobre, barras conductoras de cobre u otro medio, al cual se conectan los dispositivos de conexión y desconexión de cargas, breaker, termomagnéticos, etc.

Batería: Elementos acumuladores de energía eléctrica que permiten ser conectados en serie, paralelo o configuración mixta, puede estar formado por una o más celdas.

Capacidad: Se emplea como equivalente a la cantidad de energía acumulable en una celda, batería o banco de batería, según sea el caso.

Celda: Unidad mínima de construcción de los acumuladores de energía, se forma por la conjunción de elementos como placa positiva, placa negativa, electrolito, medio de soporte, recipiente. Para baterías de plomo son unidades de 2 Voltios, para Baterías Alcalinas son unidades de 1.2 Voltios. Para efectos constructivos


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una celda es equivalente a una batería si cada recipiente contiene solamente una celda por batería.

Electrolito: Medio físico por medio del cual se lleva a cabo la reacción química entre la placa positiva y la placa negativa de una celda acumuladora de energía. Este puede ser líquido o pastoso según la tecnología empleada.

Empresa de Transmisión: persona física o jurídica concesionaria que suministra el servicio eléctrico en la etapa de transmisión.

Extractor: Sistema de ventilación que tiene por objeto extraer el aire del cuarto de baterías hacia el medio ambiente, provocando con ello la entrada de aire fresco y limpio que renueve la atmósfera dentro del cuarto de baterías.

Placa: Estructura construida de plomo, oxido de plomo u otro material similar para formar parte en una reacción química reversible de conversión y producción de energía eléctrica.

Sistema de Corriente Directa: Conjunto de elementos requeridos para conectar dispositivos en corriente directa, se conforma de bancos de baterías, tableros de distribución de corriente directa, sistemas de carga de baterías y rectificación de corriente alterna a directa, cableados, iluminación de emergencia, termomagnéticos, cuarto de baterías, extractores de aire, etc.

Térmico: Interruptor Termomagnético o breaker que se usa como dispositivo de desconexión, separación y protección de cargas en instalaciones eléctricas, en este caso de corriente directa.

Abreviaturas

A: Amperios

AH: Amperio-hora

BB: Banco de Baterías

CD: Corriente Directa

CN: Valor de corriente eléctrica equivalente a dividir la capacidad máxima del banco de baterías entre el valor designado de “N”.

DC: Equivalente en inglés de CD.(Direct Current)

SCD: Sistema de corriente directa.

TDCD: Tablero de distribución de corriente directa

V: Voltios

VCD: Voltios de corriente directa o voltaje de corriente directa


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6. DISEÑO DE LA SALA DE BATERIAS

Con el propósito de regular las construcciones de los recintos que han de albergar los bancos de baterías y los componentes de los sistemas de corriente directa (SCD), se establecen las necesidades mínimas que debe cumplir cualquier aposento que sirva de recinto para los SCD.

6.1 Generalidades:

La sala de baterías alberga un equipo potencialmente explosivo, con probabilidades de derrames de grandes cantidades de ácidos o bases medianamente fuertes, además de ser un área donde se concentra una cantidad considerable de energía eléctrica almacenada, que en caso de cortocircuito despedirá grandes cantidades de calor y energía.

Tomando en cuenta todo lo anterior es que se debe diseñar el área que albergará los dos bancos de baterías de una obra. Dicha sala tendrá acabados que resistan las acciones de elementos muy reactivos.

La sala de baterías deberá poseer suficiente ventilación natural y forzada para evacuar en forma adecuada los volúmenes de hidrógeno y oxígeno despedidos por las reacciones electro-químicas de las celdas.

El diseño de la iluminación natural no deberá permitir que los rayos del sol incidan directamente sobre los equipos allí ubicados, en ningún caso.

El espacio del que se disponga deberá ser tal: que permita la cómoda ubicación de las baterías, piletas, elementos de seguridad y que permita que las áreas de trabajo para el personal de mantenimiento sea adecuado (pasillos libres con ancho no menor de un metro alrededor de los equipos).

En caso de derrames se deberá contemplar la correcta disposición de drenajes y elementos de neutralización.

A continuación se enlistan las normativas mínimas que se deberán seguir para la aplicación de estos principios básicos cuyo objetivo es resguardar la integridad física del personal y del equipo instalado y cercano al cuarto de baterías.

6.2 Elementos a considerar en el diseño de las salas de baterías.

a. El ducto de canalización de cable se deberá sellar en todas sus salidas una vez cableado el sistema, para evitar que las atmósferas del cuarto de equipo eléctrico y el cuarto de las baterías se comuniquen. Se podrá usar para tal efecto espuma de poliuretano.

b. Dentro del cuarto de baterías no se ubicará ningún equipo eléctrico además de las baterías. Tampoco se colocarán tomacorrientes, apagadores, lámparas, cajas de distribución o cualquier otro equipo no apto para trabajar


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en ambiente explosivo según se describe en el Código Eléctrico NEC 2008-NFPA para sitios de Clase I pertenecientes al Grupo B (CAPÍTULO 5). Por ello se recomienda que solamente las luminarias requeridas se encuentren dentro del aposento, siendo del tipo antiexplosivo, selladas conforme a la aplicación de la norma mencionada.

c. Cualquier tubería eléctrica expuesta dentro del cuarto de baterías deberá ser sellada, de pared gruesa y diseñada para ambientes tipificados como ambientes Clase I según el código eléctrico mencionado en el párrafo anterior.

d. Se deberá excluir del cuarto de baterías cualquier dispositivo que produzca chispas, sin importar su naturaleza, esto incluye los materiales y dispositivos que puedan generar arco eléctrico. El diseño del cuarto de baterías deberá contemplar los siguientes aspectos de distribución:

a) Tamaño del banco de baterías b) Pileta de agua c) Ducha lavaojos d) Área de acceso e) Área de trabajo adecuada f) Ventilación natural aprovechando

los vientos naturales. g) Drenaje de salida de ácidos y derrames. h) Una altura mínima al cielo raso de 2,5 metros.

e. El cuarto de baterías deberá contar con un adecuado sistema de drenajes

para evacuar las aguas que se derraman en caso de utilizar la ducha lava ojos, la pileta y adicionalmente deberá contar con un sistema de drenaje y canalización contra derrames de las celdas de las baterías instaladas. Para ello se contará con una pequeña fosa alrededor del o de los bancos de baterías ubicados en dicha sala o en su defecto una canalización en uno de sus costados y con un leve declive del piso de un 1%, para que los fluidos desemboquen en dicho canal.

f. El sistema de drenaje deberá llevar los derrames hasta un tanque plástico, enterrado al ras del suelo, con acceso a inspección y registro del mismo, con un sistema de evacuación de excesos de líquido en forma natural. El volumen de este tanque debe ser igual al 50% del volumen total del electrolito de todos los Bancos de Baterías ubicados en dicho aposento.


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FIGURA #. 1

SISTEMA DE DRENAJE PARA DERRAMES Y LAVADO

g. La puerta de acceso de personal de sala de baterías deberá ser metálica de

un ancho no menor a 1,2 metros, y la puerta de acceso de carga de un ancho no menor a 2,5 metros, de dos hojas, esto con el fin de facilitar el ingreso de equipos y acceso de vehículos, las puertas de carga deberán poseer cerradura tipo antipánico.

h. Los acabados del piso y de las paredes del cuarto de baterías se deberán realizar con materiales que no se deterioren por el contacto a salpicaduras de ácido y bases alcalinas. Los colores de los acabados tanto de paredes como de piso y techo se deberán realizar en tonos claros para mejorar la eficiencia de la iluminación, preferiblemente blanco, blanco hueso, marfil o tonos similares de acuerdo a la normativa institucional.

i. La iluminación artificial del recinto, tanto de alterna como de directa, en forma independiente se deberá calcular para un nivel luminoso de 300 lux a una altura del área de trabajo de 0,7 metros. En los planos civiles deberá indicarse el tipo y características de las luminarias consideradas.

j. La pileta de lavado y la ducha de seguridad con lavaojos, podrán estar ubicadas en la parte exterior del cuarto de baterías, cercanas a la puerta de acceso.

6.3 Selección de los sistemas de ventilación

a. Para efectos de cálculo se debe evitar en todo momento que la concentración estimada de Hidrógeno sea mayor al 2% del volumen del cuarto de baterías,


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para ello se estimará una producción de Hidrógeno por celda de 0,13 ml/s por amperio de carga por cada celda, es decir:

VHIDROGENO = 0,5 * N*I m3 / Hora Donde N Número de celdas del banco de baterías I Corriente que circula por el banco de baterías, generalmente se usa el valor de C10 o C5 o la corriente máxima de carga,(La que sea mayor)

b. Para el cálculo de la ventilación del local se deberá utilizar la Norma IEEE-484 o la Norma VDE-0510-70 que establece que la renovación del aire se deberá realizar conforme la siguiente ecuación:

Q = 55 * N * I litros / hora

Donde:

Q: Volumen de aire renovado en litros por hora

N: Número de celdas que conforman el banco de baterías

I: Corriente que suministra o recibe el banco de baterías.

c. Para efectos del cálculo de la ventilación natural, se deberá asumir I como la veinteava parte de la capacidad en Amperios-hora de la batería a régimen de 10 horas, es decir 0,05* C10 que corresponde con el valor de carga típico de carga normal para las obras de la Empresa de Transmisión.

d. Para el cálculo de la ventilación forzada se deberá asumir que dicha corriente corresponde al valor de la corriente más alta a que será sometido el banco de baterías, y en su defecto se asumirá la corriente nominal del banco de baterías al régimen de cinco horas o sea la quinta parte de la capacidad en Amperios-hora del banco de baterías a instalar esto es una corriente I = C5 como mínimo o el máximo valor real de corriente que pueda circular por el banco de baterías durante más de quince minutos.

e. Se evitará el uso de ventanas que permitan que la luz del sol ingrese directamente sobre los bancos de baterías y sus componentes, se prefieren las ventanas tipo linternilla ubicadas en la parte superior de la pared. En este aspecto cabe indicar que se debe aprovechar los flujos de viento exterior, como método de refrescamiento y renovación de aire.

f. Extractores de aire que se emplearán en el sistema de extracción de aire de renovación deberán ser para ambiente explosivo, con doble sistema de sellado, no axiales, es decir que el flujo de aire no deberá pasar por la ruta donde se encuentra ubicado el motor de accionamiento y deberán ser completamente sellados. De ser posible se ubicarán en la parte exterior del


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cuarto de baterías y se podrá utilizar los de tipo de polea para cumplir con la condición anterior.

g. Para bancos de baterías cuyo tamaño sobrepase los 500 AH se deberá instalar un sistema de aire acondicionado externo con los requisitos para ambiente explosivo que regule la temperatura del recinto ente 200C y 250C.

h. En sistemas donde se deba instalar el aire acondicionado deberá poseer un filtro de carbono y un filtro catalizador para neutralizar la acción de partículas ácidas en suspensión y las altas concentraciones de hidrógeno.

i. Se podrá utilizar el sistema de aire acondicionado como sistema de renovación de aire siempre que cumpla con todas las normativas de seguridad y confiabilidad requeridas, tal y como se ha expuesto en párrafos anteriores.

j. Las aberturas que se realicen con el fin de instalar el sistema de renovación de aire deberán de poseer de un cedazo o mecanismo adecuado que impida la entrada de insectos al cuarto de baterías.

k. El sistema de ventilación deberá contar, (como ya se expuso), con mecanismos de extracción de aire. Sin embargo es necesario realizar al menos una abertura de compensación que permita la entrada del aire renovado; dicha entrada de aire se realizará preferiblemente, siempre que la situación lo permita, a nivel del suelo con el fin de que la renovación del aire se realice desde los niveles de altura inferiores hasta los niveles superiores donde se ha de ubicar los dispositivos de extracción.


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FIGURA #2.

FORMA DE EJERCER EL BARRIDO DE AIRE EN LA SALA DE BATERÍAS

7. DISEÑO DEL SISTEMA DE CORRIENTE DIRECTA

7.1 Generalidades:

a) Sistema de Corriente Directa (SCD) está compuesto por baterías, rectificadores, estabilizadores de voltaje, tableros de distribución de corriente directa, con el fin de alimentar los equipos de control, protección y fuerza, que por su cometido deben funcionar aún en situaciones de salida total del servicio de corriente alterna (Servicio propio de corriente alterna). La gestión de alarmas del Sistema de Corriente Directa se debe incorporar al sistema de control de la subestación.

b) El nivel de tensión nominal de corriente directa normalizado para estas funciones es de 125 VCD, permitiéndose desviaciones de tensión +20% en las cargas conectadas.Este dato deberá estar presente en la especificación de equipo para uso en subestaciones.


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c) Cuando por necesidad ineludible se deba conectar equipo a tensiones diferentes de la especificada en el párrafo anterior se deberá crear un sistema anexo del nivel de tensión adecuado para estas cargas sea por medio de un SCD independiente o por medio de Convertidores DC-DC. En este caso cuando la potencia de dichas cargas de diferente nivel de tensión, no supera los 1000 Vatios se podrá utilizar un conjunto de convertidores de corriente directa (Convertidores CD-CD o Inversores), verificando de previo la capacidad de respaldo instalada de baterías y la capacidad de los rectificadores para carga instantánea.

d) De ningún modo se podrá generar voltajes diferentes del nominal a partir de derivaciones en el banco de baterías. El banco de baterías desde este punto de vista se deberá considerar como una fuente inalterable con solamente dos terminales de salida.

e) El sistema de corriente directa deberá ser: robusto, simple y de clara disposición. No se deberá introducir ningún elemento dentro del sistema de corriente directa cuya función afecte la confiabilidad para el resto de las cargas.

f) El sistema de corriente directa deberá ser concebido de forma tal que una falla en cualquiera de sus puntos no implique de ninguna manera la indisponibilidad total del sistema y principalmente no deberá afectar por ningún motivo el sistema de limpieza de fallas de las protecciones.

g) Dentro de estas consideraciones estará implícito la capacidad de cortocircuito en cada punto del sistema, la coordinación adecuada de los diferentes mecanismos de protección y la existencia de respaldos suficientes y adecuados a la necesidad del sistema de corriente directa.

7.2 Esquema de distribucion de corriente directa.

a) En este apartado se describe la configuración o esquema de disposición de equipos y barras a emplear en las subestaciones de transmisión de electricidad de la Empresa de Transmisión.

b) Este esquema llena las demandas de confiabilidad y su configuración general se muestra en la Figura #3. Las reglas de diseño se exponen en el capítulo siguiente.

c) En este esquema se requiere de la instalación de dos bancos de baterías divididos en dos subsistemas denominados SUB-1y SUB-2. Cada subsistema instalado en tablero independiente denominados TDCD, con la numeración respectiva, acorde al sub-sistema. Donde en el Subsistema 1 se deberán conectar las alimentaciones para los siguientes equipos.

SUB-1: (TDCD –1 )


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Protecciones principales de líneas de transmisión, o sea protección de impedancia primaria 1, diferenciales de línea, comparadores de fase, etc.

Protección de falla de interruptor ( BF )

Protección diferencial de barra, tanto para barra A como barra B.

Protecciones de transformador, diferencial de transformador, sobrecorriente lado de alta, sobrecorriente lado de baja. No incluye protecciones propias del transformador

Prevista de conexión para banco de baterías auxiliar o de emergencia.

SUB-2 (TDCD – 2)

Protecciones de línea de transmisión primarias 2, tales como protección de impedancia primaria 2, protección de sobrecorriente de respaldo para líneas, etc.

Sistema de control convencional o integrado

Señalización y alarmas.

Protecciones propias de transformadores, relé Buchholz, sobretemperatura.

Control de derivaciones de transformador y control de paralelismo.

Interfases al sistema de control remoto de la subestación.

Esquema de protección por baja frecuencia o cualquier sistema de rechazo de cargas que se implemente.

Control de voltaje de reactores y de bancos de capacitores.

Equipo de comunicación de teleprotección que trabaje a 125 Voltios y que se encuentre aislado galvánicamente de las señales que envíe o recibe, como equipo terminal de fibra óptica o de PLC (Power Line Carrier) que opere a 125 Voltios.

Equipo de gran consumo en general.

Alimentación de motores de tensado de interruptor, compresores, etc.

Iluminación de emergencia.

Convertidores de corriente directa de sistemas que operan a voltajes diferentes a 125 Voltios de corriente directa.

Motores de corriente directa para el cambio de derivaciones de transformadores

Inversores (convertidores CD-CA) que se deban emplear para equipo crítico, así como UPS para el sistema de control integrado y monitoreo, cuando se requiera.


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Para el caso en discusión, estos subsistemas se instalarán, alimentados de dos bancos de baterías dimensionados de forma tal que cada uno de ellos cubra el 70 % de la capacidad total requerida para toda la subestación, y su disposición será la mostrada en la Figura #3. Se dispondrá de un interruptor de enlace de barras de corriente directa que manual o automáticamente se cierre ante la ausencia o depresión significativa del voltaje de una de las barras. Ya sea manual o automático, se deberá verificar que antes de cerrar dicho enlace, la condición de un corto circuito no se encuentre presente en la barra fallada, para evitar colapsar todo el sistema de corriente directa. Para ello se deberá enclavar la operación automática del enlace, bloqueándose con un contacto normalmente abierto de los interruptores principales de cada subsistema para que impida cerrar el enlace en caso de disparo térmico del interruptor principal.

Para poder enlazar las barras se deberá tener como condición que todos los interruptores principales estén cerrados. Por lo tanto se deberá generar una alarma al sistema de señalización y control para advertir la situación y se proceda a restablecer antes de ejecutar la maniobra de enlace.

Tanto las baterías como los rectificadores-cargadores, se conectarán por medio de térmico independiente a las barras del respectivo tablero de corriente directa.

La detección de la condición de barra fallada para el sistema automático se hará por medio de un sensor de voltaje de corriente directa de rango ajustable entre el 70% y 100 % con retardo de tiempo de hasta 10 segundos, para la condición de bajo voltaje y rango ajustable entre 110% y 150% con retardo de 10 segundos para la detección de sobrevoltaje. La ausencia de tensión será de aviso instantáneo.


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FIGURA #3

ESQUEMA DE DISTRIBUCION DE CORRIENTE DIRECTA


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7.3 Dimensionamiento de alimentadores principales

a) Todos los interruptores de alimentación de barras y enlace de barras, se deberán calcular para soportar la carga máxima o sea disparo diferencial de barras y tensado de resortes en forma simultánea o cualquier otra condición más severa.

b) Se usarán interruptores termomagnéticos de curva lenta y se coordinará con la curva de daño del cable de alimentación, permitiendo que un cortocircuito tenga duración máxima sin que se funda el conductor principal. En todo caso ningún alimentador deberá ser inferior a los 100 Amperios nominales. Incluyendo el alimentador de la batería auxiliar.

c) Las barras deben estar diseñadas para la corriente máxima de cortocircuito de ambas baterías ante trabajo en simultáneo, por el tiempo de desconexión del interruptor de enlace, y por el tiempo y magnitud de una sola batería y respectivo accionar del térmico principal.

d) Todos los alimentadores y enlaces de barras deberán contar con un contacto auxiliar Normal Abierto y un Normal Cerrado independientes que indiquen, cuando se ha provocado la apertura del interruptor, ya sea por apertura manual o disparo.

e) Los alimentadores principales de barras se instalarán en la parte superior de los tableros respectivos y se identificarán en forma visible, con letras claras de color negro sobre fondo blanco o de acuerdo a la normativa de rotulación de equipos vigente en la Empresa de Transmisión.

f) Los enlaces de barras se instalarán en el tablero de menor subíndice entre los tableros a unir y designados con las mismas características del Punto 6.2.1-b. Como ejemplo, el enlace de barras entre el tablero 2 y 3 se instalará en el tablero TDCD –2, de forma tal que no habrá enlaces de barras en el tablero de distribución TDCD–3 (Cuando exista). En general el interruptor de enlace se ubicará en el tablero TDCD-1.


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7.4 Aspectos normativos del diseño general:

a) El diseño del sistema de corriente directa deberá ser tan simple y confiable como sea posible.

b) Los elementos a considerar dentro del diseño deberán ser aquellos descritos por las Especificaciones Técnicas Normalizadas.

c) Las caídas de tensión en cualquier punto de la red de corriente directa y en condiciones de plena carga no deberá sobrepasar el 5% del valor nominal.

d) El diseño del sistema de corriente directa se deberá realizar, de forma tal que ninguna falla dentro del mismo deje inoperable el sistema completo de corriente directa.

e) La prioridad en el diseño de la confiabilidad del sistema de corriente directa se deberá brindar al sistema de eliminación de fallas de las protecciones primarias contempladas en el Sub sistema 1.

f) Los subsistemas que conforman el sistema de corriente directa deberán ser totalmente independientes unos de otros. De enlazarse los sistemas no deberá existir interferencias o dependencias entre ellos.

g) Con el objetivo de dimensionar el equipo adecuado, se deberá realizar un estudio de cortocircuito del sistema, empleando la metodología descrita por el Reglamento IEEE- 946 (IEEE- Standard), para seleccionar adecuadamente los diferentes dispositivos.

h) Al dimensionar los equipos de protección de las diferentes cargas es imperativo realizar un estudio de coordinación de protecciones para garantizar el cumplimiento del Punto 6.3.5.

i) El dimensionamiento de los cables debe contemplar los resultados obtenidos en los puntos anteriores.

j) En cualquier caso el calibre de los conductores de alimentación de batería o de barras de los diferentes subsistemas no deberá ser inferior al requerido para una capacidad de corriente equivalente a régimen C3 de la batería correspondiente.

k) La distancia entre el banco de baterías y el sistema de barras de distribución correspondiente no deberá ser superior a los 10 metros.

l) El método de cálculo para el dimensionamiento de los bancos de baterías es el Método Hoxie conocido como la Norma IEEE- 485. No se deberá emplear otra metodología de cálculo, esto con el fin de homologar los resultados de las diferentes obras. Se debe incluir las expectativas de ampliación en este cálculo.

m) Durante el proceso de diseño, cualquier aspecto no contemplado específicamente dentro de esta normativa se regirá por lo estipulado en los


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DOCUMENTOS APLICABLES y por el Código Eléctrico Nacional referente a sitios Clase I del Grupo B del Capítulo 5, en ese orden de prioridad.

n) En lugares donde las posibilidades de descargas profundas a los bancos de baterías sean muy altas se deberá seleccionar preferiblemente baterías de níquel cadmio.

o) Cuando las limitaciones de espacio sean insalvables se dará preferencia a los bancos de baterías de recombinación de gases (VRLA) y Níquel Cadmio por encima de las baterías tubulares de plomo.

p) En condiciones normales y controladas del diseño se preferirá en todo caso las baterías de plomo de placa tubular. En cuanto a la tecnología de dopado de placa, de calcio o selenio se deberá realizar un análisis de los requerimientos y sopesar los aspectos positivos y negativos de cada tecnología.

q) En ningún caso se aceptarán baterías de plomo con placa positiva de rejilla, pues no son aptas para aplicaciones estacionarias, debido a que no son confiables y no tienen una vida útil aceptable.

r) Por razones de seguridad la estructura de los bancos de baterías deberá ir debidamente anclada, pero no se aterrizará sólidamente, para evitar la formación de chispas en caso de desprendimiento de algún conductor y disminuir las posibilidades de cortocircuitos a través de la estructura.

s) Cuando dentro de un mismo aposento se deban instalar varias baterías, deberán ser de tecnología similar, evitando instalar baterías de Níquel-Cadmio ventiladas (abiertas) junto con baterías de Plomo ventiladas (abiertas).

7.5 Aspectos de diseño de los rectificadores cargadores

a) Los rectificadores se deben diseñar para alimentar simultáneamente las cargas de corriente directa y el consumo de la batería en cualquier estado de carga que esta se encuentre.

b) Cada rectificador se debe dimensionar para poder asumir la carga de la batería asociada y el 70% de todo el consumo de las barras existentes.

c) Los rectificadores cuyo consumo sea superior a 50 Amperios en la entrada deberán ser alimentados de forma trifásica y diseñados para esta forma de alimentación, menos de 50 Amperios se permite el uso de equipos monofásicos.

d) La caída de tensión de corriente alterna a la entrada del rectificador no deberá ser superior al 5% en el máximo régimen de carga del mismo.

7.6 Consideraciones de la Iluminación

a) Para los cálculos de iluminación se usará el método de la cavidad zonal. b) La iluminación tanto normal como de emergencia dentro del cuarto de baterías

debe garantizar al menos 300 lux de iluminación a 0,7 metros sobre nivel de piso terminado.


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c) En el cuarto de baterías se debe usar luminarias selladas, para ambiente potencialmente explosivo.

d) Se preferirá la iluminación de emergencia de alta eficiencia a base de Leds o tecnología similar que garantice los niveles de iluminación solicitados y una vida útil superior a las 5000 horas.

e) Para la sala de tableros, las luces de emergencia se ubicarán en pasillos y accesos, de modo que garanticen al menos 200 lux de iluminación a 1,2 metros sobre el nivel de piso terminado con todas las luces encendidas.

f) Se debe diseñar el sistema de iluminación de forma tal que cada pasillo o sección tenga su propio interruptor, para mantener apagadas las luces cuando no se requieran.

g) Los interruptores de accionamiento de las luces de emergencia se ubicarán junto a las entradas principales del cuarto de tableros.

h) Los interruptores y luminarias empleados para el sistema de emergencias de corriente directa deberá ser para uso certificado de corriente directa y en todo caso diferentes en forma, color o tamaño a los empleados en el servicio normal de iluminación de corriente alterna.

8. CONTROL DE ELABORACIÓN, REVISIÓN Y APROBACIÓN

ELABORÓ DEPENDENCIA

ING. Mario Alvarado Sánchez

(COORDINADOR) Proceso Gestión de la Red Región Chorotega

ING. Amado Rodríguez Castrillo. Proceso Gestión de la Red Región Chorotega

ING. Jeffrey Cordero Leitón. Proceso Gestión de la Red Región Central

ING. Pedro Solórzano Espinoza Proceso Gestión de la Red Región Chorotega

ING. Cristian Gómez Pereira Proceso Gestión de la Red Región Brunca

ING. Pablo Quirós Rojas Proceso Aseguramiento de la Calidad

ING. José Carlos López Mora Proceso de Explotación de la Red

ING. Adalberto Sánchez Tercero Ingeniería de Control y Automatización

TEC. Rolando Álvarez Mejías Proceso Gestión de la Red Región Central

TEC. Cristian Fernández Alvarado Proceso Gestión de la Red Región Central


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TEC. Elver Ledezma Madrigal Proceso Gestión de la Red Región Central

TEC. Vinicio Rojas Fernández Proceso Gestión de la Red Región Huetar Brunca

TEC. Alonso Bonilla Quirós Proceso Gestión de la Red Región Brunca

TEC. Javier Castro Sandoval Proceso Gestión de la Red Región Chorotega

TEC. Edwin Jáen Vargas Proceso Gestión de la Red Región Chorotega

TEC. Jorge Segura Araya Proceso Gestión de la Red Región Huetar Brunca

TEC. Johel Araya Rodríguez Proceso Gestión de la Red Región Chorotega

REVISÓ DEPENDENCIA

Vinicio Vargas Bonilla Área Mejoramiento de la Gestión y Calidad

APROBO FIRMA FECHA

ING. Manuel Balmaceda García. Director General Negocio de Transmisión

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