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INGENIERIA ELECTRONICA X SEMESTREBARRANQUILLA, ATLANTICO

AGOSTO, 2013

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DISEÑO DE UN SISTEMA ELECTRICO POR TRANSFERENCIA AUTOMATICA DEL RADAR METEOROLOGICA DEL MUNICIPIO COROZAL SUCRE

CARLOS ESCALANTE OROZCOJOAQUIN PEREZ PIZARROJOSE JIMENEZ CARDOZO ROSA FUENTES ACOSTA

DIPLOMADO DE AUTOMATIZACIÓN

INGENIERIA ELECTRONICA X SEMESTREBARRANQUILLA, ATLANTICO

AGOSTO, 2013

3

DISEÑO DE UN SISTEMA ELECTRICO POR TRANSFERENCIA AUTOMATICA DEL RADAR METEOROLOGICA DEL MUNICIPIO COROZAL SUCRE

CARLOS ESCALANTE OROZCOJOAQUIN PEREZ PIZARROJOSE JIMENEZ CARDOZO ROSA FUENTES ACOSTA

DIPLOMADO DE AUTOMATIZACIÓN

NICOLAS CARMARGODOCENTE

INGENIERIA ELECTRONICA X SEMESTREBARRANQUILLA, ATLANTICO

AGOSTO, 2013INDICE

4

Índice

INTRODUCCION.......................................................................................................6

1. OBJETIVOS........................................................................................................7

1.1 Objetivo general............................................................................................7

1.2 Objetivos Específicos....................................................................................7

2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA......................................................................9

3 PRESUPUESTO...............................................................................................11

4 JUSTIFICACION...............................................................................................12

5 ESPECIFICACIONES DEL PLC.......................................................................13

6 MARCO TEORICO...........................................................................................15

6.1 Transferencia Automática...........................................................................15

6.2 Red Eléctrica...............................................................................................15

6.3 Grupo Electrógeno De Emergencia............................................................15

7 BASE DE DATOS.............................................................................................22

8 COTIZACION....................................................................................................25

9 ALGORITMO....................................................................................................26

9.1 Carencia de voltaje de red..........................................................................26

9.2 Existencia de voltaje de red pública...........................................................26

10 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES..............................................................28

11 PRESUPUESTO............................................................................................29

12 DETALLE DE MAQUINA................................................................................30

13 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA..........................................................................................................32

13.1 Descripción Técnica de los Relés Utilizados...........................................32

13.2 Diseño de Sistema de control..................................................................33

13.2.1 Construcción del sistema de control red-generador..........................33

13.2.2 Sistema De Señalización..................................................................34

13.2.3 Pruebas del Sistema de Transferencia Automática..........................35

5

13.3 Construcción Del Diagrama De Fuerza...................................................38

13.3.1 Parámetros de Control......................................................................40

CONCLUSION.........................................................................................................42

REFERENCIAS BIBLIOGRAFIAS...........................................................................43

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INTRODUCCION

El presente trabajo presenta la planeación y diseño de un sistema de eléctrico por

transferencia automática de una estación base meteorológica en la ciudad de

corozal, dicho sistema constara de una carga de 200 Amperios.

Dentro de la planeación de este sistema se establecen las condiciones de que

harán efectiva el funcionamiento, tales como dispositivos a usar, lógica de

funcionamiento del sistema, puntos esenciales como cotizaciones de los

elementos que se usaran, presupuestos que indicaran que tan viable es la

propuesta para una posible implementación.

Por la importancia que demuestra este sistema, es indispensable el suministro

permanente de energía eléctrica, ya que sin ésta la estación tendría perdidas de

información con respecto al estado meteorológico del tiempo.

Debido a esto se busca implementar un sistema de transferencia automática cuyo

objetivo es mantener el suministro de energía eléctrica minimizando los tiempos

de interrupción.

Al final se contempla una serie de recomendaciones y conclusiones a tener en

cuenta para un óptimo desarrollo del sistema

Para una mejor elaboración y presentación se presenta el siguiente informe.

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1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general

Analizar y Diseñar un sistema de control por transferencia automática que permita

el cambio de circuitos de alimentación de Red a grupo electrógeno ubicado en la

estación base meteorológica del municipio de Corozal Sucre.

1.2 Objetivos Específicos

Identificación del sistema de transferencia local, para determinar los factores

de selección del sistema automático.

Diseñar la lógica de conmutación y el circuito que permita manejar su

mecanismo.

Selección de los dispositivos del sistema de protección para el circuito de

control.

Elaborar esquemas y diagramas eléctricos de la propuesta

8

9

2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

La estación base meteorológica ubicada en el municipio de Corozal sucre, es una

área en donde se realiza el análisis del estado climático del tiempo, esta

información permite a las estaciones Aero civiles tener información de primera

mano, para coordinar sus vuelo en el área.

El procedimiento que se tiene en esta área se manejaba de manera manual en

donde todo el accionamiento de interrupción y habilitación se hacía manualmente,

pudiendo provocar algún peligro a la persona que manipula estos elementos.

Dada la situación presentada que se evidencia en los antecedentes, surge el

siguiente interrogante.

Como Diseñar un sistema de control por transferencia automática que permita el

cambio de circuitos de alimentación de Red a grupo electrógeno ubicado en la

estación base meteorológica del municipio de Corozal Sucre.

10

11

3 PRESUPUESTO

12

13

4 JUSTIFICACION

Es de importante valor el poder desarrollar este proyecto, dado que con esto se

pretende hacer énfasis en el control de los sistemas de energía y la forma en que

esta se comporta con diferentes elementos de control, con el objetivo de investigar

así, los diferentes elementos y dispositivos usados en estos tipos de sistemas, y

determinar una solución para la problemática planteada.

A pesar de que la propuesta se enfocó hacia una estación base meteorológica, en

donde se busca dinamizar el funcionamiento continuo de suministro de energía,

cabe anotar de que la implementación en cualquier área de producción es

fundamental, ya que la seguridad y protección, conlleva a que su implementación

haga un cuidado sobre la carga que va a soportar, y que su funcionamiento

permita el desarrollo efectivo de las actividades de la empresa en donde se lleve a

cabo.

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5 ESPECIFICACIONES DEL PLC

En el diseño del se trabajó con una CPU con características que están denotadas

a continuación.

SIMATIC S7-200

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CPU 224 14/10 entradas/salidas (E/S) + máx. 7 módulos = 224 E/S

El SIMATIC S7-200 es ciertamente un micro-PLC al máximo nivel: es compacto y

potente, particularmente en lo que atañe a respuesta en tiempo real y es rápido,

ofrece una conectividad extraordinaria y todo tipo de facilidades en el manejo del

software y del hardware.

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CARACTERISTICAS DETALLES

Entradas/salidas digitales integradas 14 DE/10 DAEntradas/salidas digitales Nº de canales vía módulos de ampliación 114/110/224

Entradas/salidas analógicas Nº de canales vía módulos de ampliación 2 EA/1 SA integradas 32/28/44

Memoria de programas 12/16 kbytes

Memoria de datos 10 kbytesMemorización de datos dinámicos vía condensador de alto rendimiento típ. 100 h

Contadores rápidos 4 x 30 kHz, 2 x 200 kHz, de ellos, 3 x 20 kHz y 1 x 100 kHz usables como contadores A/B

Puertos de comunicación RS 485 2

Protocolos soportados:: sí, en los dos puertos

PPI maestro / esclavo sí

MPI esclavo sí

Freeport (protocolo ASCII programable) sí

Posibilidades de comunicación opcionales sí, esclavo PROFIBUS DP y/o maestro AS Interface/Ethernet/ Internet/módem

Potenciómetro analóg. de 8 bits integrado 2

(para p. en marcha, cambio de valores)

Reloj de tiempo real sí

Alimentación p. sensores 24 V DC integrada máx. 280 mA

Regleta de conexión desenchufable sí

Dimensiones (A x A x P en mm) 140 x 80 x 62

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6 MARCO TEORICO

6.1 Transferencia Automática

El tablero de transferencia es un equipo que permite que la planta eléctrica opere en forma totalmente automática supervisando la corriente eléctrica de la red comercial.

6.2 Red Eléctrica

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6.3 Grupo Electrógeno De Emergencia

Un grupo electrógeno como el de la Figura. , es una máquina que mueve un generador de energía eléctrica a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico de la red pública y necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse en caso de emergencia para no parar la producción.

Figura. Grupo Electrógeno de Emergencia

I. Partes De Un Grupo Electrógeno

Los grupos electrógenos están compuestos principalmente de:

Un motor de combustión interna. Un generador de corriente alterna. Un circuito de control de arranque y paro. Instrumentos de medición Control electrónico basado en un microprocesador Tanque de combustible Regulador de velocidad Silenciador

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Motor de combustión interna.

El motor representa la fuente de energía mecánica para que el alternador gire y

genere electricidad. Existe dos tipos de motores: motores de gasolina y de gasoil

(diésel). Generalmente los motores diésel son los más utilizados en los grupos

electrógenos por sus prestaciones mecánicas, ecológicas y económicas.

El motor de combustión interna se puede observar en la Figura II.11, está

compuesto de varios sistemas que son:

Sistema de combustible.

Sistema de admisión de aire.

Sistema de enfriamiento.

Sistema de lubricación

Sistema eléctrico.

Sistema de arranque.

Sistema de protección.

Figura Partes del motor de un Grupo Electrógeno

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Sistema de combustible

El sistema de combustible debe ser capaz de entregar un suministro de combustible limpio y continuo, y debe estar respaldado por un depósito de combustible de acuerdo a la potencia del grupo electrógeno, además se sugiere tener un depósito de uso diario y uno de mayor capacidad para evitar paros por falta de combustible

Sistema de admisión de aire

El aire admitido por el motor debe ser aire limpio y frío, este es aspirado de la zona que rodea el grupo a través del filtro de aire del motor. En casos especiales donde el polvo o calor se encuentran cerca de la entrada de aire, se debe instalar una conducción de aire externa la cual viene de afuera con aire limpio y fresco.

Sistema de enfriamiento.

El sistema de enfriamiento del motor consta de un radiador, termostato y un ventilador de acuerdo a la capacidad de enfriamiento requerida. La función del radiador es, intercambiar el calor producido por el motor al hacer pasar aire forzado a través de él. El ventilador es el que forza el aire a través del radiador el cual es movido, por el cigüeñal o por un motor eléctrico en algunos casos. El termostato es el que se encarga de que el motor trabaje en un rango de temperatura óptima para un buen desempeño abriendo y cerrando, según los rangos de temperatura.

Sistema de Lubricación.

Este sistema se encarga de mantener lubricadas todas las partes móviles del motor, a sí mismo sirve como medio refrigerante. La función es crear una película de aceite lubricante, en las partes móviles, evitando el contacto metal con metal. Consta básicamente de:

Bomba de circulación de aceite Válvula reguladora de presión Filtro de aceite Conductos externos e internos para circular el aceite

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Sistema Eléctrico.

El sistema eléctrico del motor es de 12 ó 24 VDC con el negativo a masa y dependiendo del tamaño del grupo este puede contener uno o dos motores de arranque, cuenta con un alternador para cargar la batería autoexitado, autorregulado y sin escobillas. El alternador es accionado por el cigüeñal a través de una transmisión flexible (banda-polea), teniendo como finalidad recargar la batería cuando el grupo electrógeno se encuentra en operación, sus principales componentes son:

Rotor (piezas polares) Estator (inducido) Carcaza Puente rectificador (puente de diodos)

Sistema de arranque.

Puesto que el motor de combustión interna no es capaz de arrancar por sí solo, debido a que se requiere vencer el estado de reposo en que se encuentra el motor de combustión interna, se requiere de un motor de arranque el cual puede ser cualquiera de los siguientes tipos. Motor de arranque eléctrico.

Motor de arranque neumático.

Es muy importante tener en buen estado las baterías, ya que este tipo de motores demandan una cantidad muy elevada de corriente en el arranque.

Generador de corriente alterna.

El generador sincrónico de corriente alterna, está compuesto por las siguientes partes, como se muestra en la Figura

Figura. Partes del Alternador A.C.

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Inductor principal. Inducido principal. Inductor de la excitatriz. Inducido de la excitatriz. Puente rectificador trifásico rotativo. Regulador de voltaje estático. Caja de conexiones.

Circuito de control de arranque y paro. El circuito del motor de arranque y protecciones de la máquina consta de las siguientes funciones:

Retardo al inicio del arranque (entrada de marcha): Retardo programables (3 y 5 intentos). Periodo de estabilización del genset.

El control monitorea las siguientes fallas:

Largo arranque, baja presión de aceite, alta temperatura, sobre y baja velocidad, no-generación, sobrecarga, bajo nivel de combustible, nivel de refrigerante, paro de emergencia y cuenta con algunos casos de entradas y salidas programables dependiendo del control que se use.

Solenoide de la máquina:

Solenoide auxiliar de arranque (4x). Válvula de combustible.

Fusibles: Para la protección del control y medición.

Cuenta con indicador de fallas el cual puede ser:

Alarma audible Mensaje desplegado en el display Indicador luminoso (tipo incandescente o led)

Instrumentos de MediciónLos instrumentos de medición que se instalan normalmente en los genset son los siguientes

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Voltímetro de A.C. con su conmutador Amperímetro de A.C. con su conmutador Frecuencímetro digital integrado en el controlador Horómetro digital integrado en el controlador

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7 BASE DE DATOS

ENTRADASENTRADAS DESCRIPCION

I1 Presencia de voltaje de red pública

I2 Presencia de voltaje de generador

I3 Carga conectada a red comercial

I4 Carga conectada a generador

I5 Módulo automático test

SALIDASSALIDA DESCRIPCIÓN

Q1 Transferencia de generador a red comercial

Q2 Transferencia de red comercial a generador

Q3 Señal de arranque de generador

Q4 Abrir contactor de red pública

Q5 - Q1 Abrir contactor de generador

Q6 - Q2 Alarma de falla de bobinas

DESCRIPCIÓN DE CONTROLES

ELEMENTO POSICION ACCION DE COBTROL

S1 MANUAL (Izquierda) Mando manual activado

AUTO (Centro) Mando automático activado

TEST derecha Mando test activado

S2 1 derecha Acciona C1 red pública

0 Centro C1 Y C2 desactivados

2 Izquierda Acciona C2 Grupo electrógeno

P1 presionado Reset reinicia programa de PLC

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VALORES DE VARIABLES

PARAMETRO DESCRIPCION AJUSTE

T1 T DES Retardo al arranque del generador 10 segundos

T2 T DNE Retardo transferencia normal generador 30 segundos

T3 T CEN Retardo a la transferencia del Generador 60 segundos

T4 T DEC Retardo al apagado del generador 3 minutos

T5 Retardo a falla de bobinas de contactores 3 segundos

T6 Retardo a falla de red comercial SVR 10 segundos

T7 Retardo conmutación fuentes de energía 2 segundos

8 COTIZACION

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28

9 ALGORITMO

La realización del algoritmo está definida en este proyecto, como la secuencia

lógica para el desarrollo de las acciones en el tablero de transferencia.

Para las diferentes situaciones que se puedan dar con el tablero de transferencia

se presentan los siguientes casos

9.1 Carencia de voltaje de red

Q3 enciende automáticamente el generador

Se energiza la bobina del supervisor de voltaje

Se cierran contactos de supervisor de voltaje

La señal del supervisor de voltaje llega a I2.

I2 se activa (Presencia de voltaje de generador)

PLC procesa el programa de control.

Q4 se energizan,

Q2 se energiza e inmediatamente.

I4 carga conectada a generador

Q2 es transferencia de red comercial a generador.

Q4 es apertura del contactor de red comercial.

9.2 Existencia de voltaje de red pública

Se energiza el supervisor de voltaje de red

La señal del supervisor de voltaje llega a la entrada I1

I1 se activa, presencia de voltaje de red publica

Procesa PLC programa de control

I2, Q2, Q4 desactivados

Q5 se activa, luego

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Q1 se energiza.

I3 se activa y se hace cargo de la carga eléctrica

Pasa tres minutos

Generador funciona en vacío

Luego de tres minutos se apaga el generador

Q1 transferencia de generador a red pública

Q5 Abre el contactor del generador

Para todo esto existe un tipo de condicionamiento o bloqueo eléctrico es decir

que se ha realizado un condicionamiento con todos los parámetros que

intervienen en el cambio de fuentes de energía, es decir cuando se realiza

la transferencia de red pública al generador y cuando se realiza la

retransferencia de la energía del generador hacia la energía de la red

pública, para lo cual se toma una salida Q6 la que nos censa cualquier tipo

de falla del mecanismo.

Se debe acotar que para realizar el la transferencia y retransferencia se debe

poder ver un selector en posición automático S1 que se puede observar en el

conexionado del PLC del esquema 1 en el anexo 1, y éste mando

automático activa a la señal de la entrada I5.

30

10 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

31

11 PRESUPUESTO

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33

12 DETALLE DE MAQUINA

En la realización del sistema de transferencia por automatización de la estación

meteorológica de corozal sucre, se utilizaron los siguientes componentes que son

de:

Breaker Industrial Graduable ABB 40 KA - T3C 3 x 140 - 200A TMAX

Breaker Industrial Graduable ABB T3C

Corriente Nominal In (A) : 200A - Poder de

Corte Icu (kA) 440 Vac : 15 KA y 240 VAC : 40

KA - Protección de Sobrecarga I1 (A) : 140 -

200A REF: 1SDA051290R1

Contactores BF110 Lovato

Tripolares, 9 a 200 A en categoría AC3Tetrapolares, 25 a 125A en categoría AC1Versiones para corrección de factor de potencia, 7,5 a 60kvar a 400VVersiones con polos principales 2NA+2NC o 4NCContactos auxiliares de alta conductividadAlimentación de control AC o DCVersiones DC de bajo consumo para contactores auxiliaresy contactores de 9A a 38A en categoría AC3

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Vigilante de Fase Trifásico 220 Volt

Voltaje de Alimentación:Fase-fase (Vn) PTE-208: 208Vrms // PTE-220: 220Vrms // PTE-440: 440Vrms // PTE-480: 480VrmsLímites para voltaje alto:PTE-208: 235Vrms/Mín. 213Vrms/Máx. 260Vrms // PTE-440: 480Vrms/Mín. 440Vrms/Máx. 525Vrms // PTE-480: 530Vrms/Mín. 479VrmLímites para voltaje bajo:PTE-208: 190Vrms/Mín. 167Vrms/Máx. 213Vrms // PTE-440: 390Vrms/Mín. 354Vrms/Máx. 440Vrms // PTE-480: 430Vrms/Mín. 382Vrm

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13 CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE TABLERO DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA

La construcción del sistema de control, se realizará una descripción de los

elementos más importantes que intervienen en el tablero de transferencia.

13.1 Descripción Técnica de los Relés Utilizados

C1 y el C2 son dos contactores de potencia trifásico de tipo BF110, de 200 A,

manejan un voltaje de 220V, terminales a tornillo y con conector,

alimentación de control AC o DC, su característica es AC3, su marca es Lovato.

B1 y B2 son bloques que van montados sobre el accionamiento de la bobina

de la parte frontal de C1 y C2 respectivamente. Estos bloques son de tipo G 272,

marca Lovato, se alimentan con 220V en su bobina, esta a su vez tiene

empotrados a un bloque de contactos auxiliares en la parte frontal de su bobina,

estos son de tipo G 480 y se los puede encontrar en combinaciones de tres

contactos normalmente abiertos N.A, y un normalmente cerrado N.C, o viceversa.

Cabe anotar que todo este conjunto forman un solo bloque el mismo que tiene un

funcionamiento particular, ya que se enclavan solo con un pulso de voltaje y no

es necesario que la tensión permanezca en forma constante.

Se dispone de un SVR que es un sensor de voltaje de red eléctrica con rango

ajustable trifásico marca Lovato este tiene un contacto N.A. y un contacto N.C.

los que funcionan tanto su bobina como sus contactos a 220V.

Se encuentra un SVG que supervisa el voltaje del grupo electrógeno o del

generador, cuando este entra a trabajar ,tiene las mismas características de

sensor anterior pero ya no tiene rango ajustable

R1 este es un relé marca Lovato que funciona con una corriente continua de 12V,

éste comienza a trabajar cuando colocamos el selector que se encuentra en la

parte frontal del gabinete en manual.

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13.2 Diseño de Sistema de control

Este sistema consta de dos partes:

Construcción del sistema de control RED – GENERADOR

Construcción del sistema de señalización

13.2.1 Construcción del sistema de control red-generador

Para la realización del sistema se dispone del conexionado red-generador y 2

generador-red, Se va a necesitar los siguientes materiales y elementos

eléctricos tales como:

Dos breares bipolares que actúan como protecciones de las líneas de red y

generador F2 y F3.

Dos relés que funcionan como supervisores de voltaje, uno con banda

ajustable para censar el voltaje de la empresa abastecedora del servicio

SVR y SVG.

Dos bobinas auxiliares con auto retención mecánica B1 y B2.

Dos bloques de contactos auxiliares C1 y C2.

Un selector de tres posiciones S2, que sirve para comandar si esta funciona

con el generador o con la red eléctrica.

Un rollo de alambre 18 THHN para realizar todo el cableado

respectivo.

Un paquete de terminales tipo espiga.

Una regleta de dos pulgadas de ancho.

Una barra de RIEL DIN.

Un gabinete donde se alojaran los elementos eléctricos de tal forma que

cuando sea el caso de realizar el respectivo mantenimiento preventivo o

reemplazo de dispositivos, se pueda manipular con facilidad.

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13.2.2 Sistema De Señalización

Se emplea el esquema 1 de conexionado de señalización del ANEXO 1 y además

de los siguientes elementos:

Un selector de tres posiciones S1 que sirve para operar en manual ó automático

Un relé de 12V DC que indica si se está trabajando en forma manual.

Tres luces piloto L1, L2, L3, con sus respectivas bases para que se instalen en el

panel frontal del gabinete estas deben ser alimentadas con 12V DC, las mismas

que sirven para la señalización de la operación que se realiza.

Baterías para la comprobación del sistema de señalización de 12V DC

Fusibles de corriente continua para protección de los elementos del sistema

que funciona con energía continua y además un TVS o supresor de transientes

para protección del PLC.

Lo que se quiere describir es que el montaje se ejecuta secuencialmente para lo

cual siempre se tiene que ir revisando cada conexión que se realiza, sin dejar de

comprobar el o los elementos que se vaya a utilizar, verificando que todos los

elementos funcionen de manera correcta.

Además en la se puede constatar la construcción final tanto de elementos como

el cableado del sistema mencionado, ya que este se encuentra montado en un

gabinete y debidamente señalizado.

Figura sistema de señalización

38

13.2.3 Pruebas del Sistema de Transferencia Automática

Las que se realizó mediante un selector de tres posiciones se tendrá los

siguientes modos de operación

Automático

Ciclo test

Manual

En automático se operará el grupo electrógeno o la red comercial dependiendo

de las variables registradas.

Para el mando automático el grupo electrógeno se enciende bajo las siguientes

condiciones:

El voltaje de la red comercial ha sobrepasado el límite de tolerancia

establecido.

Pérdida de una o más fases de la red comercial.

Una vez ocurrida la falla debe transcurrir cinco segundos antes de arrancar

el grupo electrógeno.

Cuando ya ha empezado a operar el grupo de emergencia debe verificarse

que el voltaje y frecuencia sean los correctos, para que se pueda efectuar

la transferencia sin ningún inconveniente.

Al retornar la energía de la red pública se debe verificar que el voltaje y

número de fases sean los adecuados, para después de un tiempo realizar

la transferencia del grupo de emergencia a la red comercial.

Si la transferencia RED-GENERADOR o GENERADOR-RED no se

realizan con éxito. El control automático discriminará, esta falla y realizará

la transferencia de carga a la fuente de energía existente y disponible,

Se encenderá una luz piloto que indique falla de mecanismo,

Mediante un pulsador RESET reiniciara el control cuando se requiera

39

En modo automático se debe incluir la opción de arranque semanal (programador

semanal) del grupo electrógeno por un tiempo de diez minutos con transferencia.

Este control no debe ser electromecánico.

a. TRANSFERENCIA

Se tiene todo el sistema alimentado con la energía de la empresa eléctrica.

El supervisor de red está censando la energía de la empresa.

Cuando de pronto el SV1 pierde la señal.

El SV2 manda una señal de aviso al PLC por medio de I2,entonces

comienza a trabajar el programa interno del controlador.

Este tiene un temporizador por el que tiene que pasar la señal de SV2, el mismo

que esta calibrado en cinco segundos, esto es para que cuando sea una falla en

menos de este tiempo no se prenda el grupo, además que la carga nunca

quedaría desamparada ya que tiene un respaldo de un banco de baterías.

La falla es permanente, el PLC manda una señal por Q4 para que se abra el

contactor de red principal C1.

El controlador manda un pulso a Q2 para que de paso a la transferencia de red

comercial a generador se enclava C2.

El grupo electrógeno comienza a trabajar por medio de la señal de Q3.

El grupo alimenta de energía al sistema.

Previamente se desactiva I3 que es la carga conectada a red comercial, y se

activa la entrada I4 es decir que la carga está conectada al generador.

b. Condiciones Iniciales

El SV1 se energiza cuando detecta el restablecimiento total de la red, de lo

contrario no, es decir que si por alguna falla no hay las tres fases activas el grupo

de emergencia seguirá funcionando.

40

Entonces el SV1 se energiza y manda la señal a la entrada I1 para que el

controlador la analice.

El PLC manda un pulso en Q1 para transferencia de generador a red

comercial C1 y a Q5 ordenando abrir el contactor de generador C2.

Aquí el generador sigue trabajando por tres minutos adicionales en vacío, por

motivos de temperatura, pero condicionado a que si hay alguna falla de red

empiece nuevamente a trabajar

Además la señal que llega a I4 carga conectada a generador se anula, e ingresa

la señal de I3 que es carga conectada a red.

Cabe destacar que la alimentación del PLC y los demás elementos que necesitan

de energía continua se toma del banco de baterías, a la cual se encuentra

conectada en paralelo la carga, acotando que cada una es de 3000 amperios -

hora

En ciclo test simula un corte de energía y realiza un ciclo completo de operación

con transferencia y retransferencia.

En manual se deshabilitará la lógica de control del sistema de transferencia

automática y todas las operaciones que se realicen a continuación serán en forma

manual.

41

13.3 Construcción Del Diagrama De Fuerza

Para la descripción de este sistema se debe observar el esquema 4 de

conexionado de fuerza del ANEXO 1 con los siguientes elementos:

Dos contactores de potencia tipo BF110 de 90A marca Lovato.

Cable 2 AWG.

Tijera para cortar cale

Borneras grandes.

Una vez construido todo el sistema de control se inicia con la elaboración del

sistema de fuerza que no es más que dos contactores de potencia C1 y C2, red

y generador respectivamente, conectados en paralelo para que cualquiera de

los dos contactores existentes alimente a la carga.

Para observar de una mejor manera a continuación se presenta el circuito

construido.

Figura Circuito de fuerza de un tablero de Transferencia

En la figura se puede apreciar como C1 Y C2 están puenteados entre sí, luego

de esto salen tres cables más para alimentar a la bornera en donde se

deben conectar los cables de la carga. Además de esto se puede visualizar

42

por donde se recibe la alimentación de energía tanto de red como del grupo

electrógeno.

En la figura, se presenta agrupados los circuitos de:

1. Circuito de control.

2. Circuito de señalización.

3. Circuito de fuerza

OJO CON ESTO, EDITAR LAS IMÁGENES Y HACERLAS EN POWER POINT DEL DIAGRAMA COMO TAL.

43

13.3.1 Parámetros de Control

La transferencia de energía eléctrica del grupo electrógeno o de la red normal

es un paso con el cual se compensan la falta o falla de electricidad

impidiendo de esta forma que existan problemas de producción evitando así

perdidas económicas o peor aún humanas.

Detectar los cambios que se presenten en los parámetros eléctricos en

cualquier tipo de fuente de energía es trabajo de los controladores estos

verifican que se cumplan las condiciones de seguridad evitando así algún

posible daño, de esta forma estos elementos se convierten en un agente de

vigilancia del correcto funcionamiento del sistema.

El PLC trabaja atendiendo la condición lógica de sus entradas y dependiendo

de su estado conecta o desconecta sus salidas, en él se introduce un

programa, normalmente vía software que proporciona los resultados deseados,

es decir la transferencia automática tanto de red-generador, como generador-

red. Además este con la ayuda de sensores o supervisores de energía podrá

detectar algunos parámetros como es:

Carencia de voltaje tanto de red como de generador

Aumento o disminución del rango de voltaje necesario para la carga.

El tablero de transferencia debe permitir la conmutación manual de la

carga entre las dos fuentes de energía, independientemente del control

automático, esto se realiza por precaución en caso de que el módulo

quede fuera de funcionamiento debido a cualquier tipo de

imperfección.

Para lo lógica de control se tomará como referencia

Debe incluirse supervisores de voltaje de 220 voltios trifásico con rango

ajustable en un margen de + - 10 % de tolerancia tanto para la red pública

como para el grupo electrógeno.

44

Mediante un selector de tres posiciones se tendrá los siguientes modos de

operación;

Automático

Ciclo test

Manual

En la parte frontal del panel se dispondrá de la siguiente señalización:

Luz piloto color verde para indicar presencia de red pública

Luz piloto color blanca para indicar presencia de red de emergencia

Luz piloto color roja para indicar condición de falla

Todas las protecciones incluidas en el circuito de control se realizarán mediante

breakers adecuadamente dimensionados, no es conveniente para estos casos

hacer uso de fusibles.

.

45

CONCLUSION

46

47

REFERENCIAS BIBLIOGRAFIAS

Irving, Kosow. (1991). Máquinas Eléctricas y Transformadores.

Editorial

Prentice- Hall. México.

Irving, Kosow. (1997). Control de Máquinas Eléctricas. Editorial

PrenticeHall. México.

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