SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA … · El rectificador cargará la batería en condiciones...

SEÑALIZACIÓN

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS

Organismo Redactor: Renfe. UN Mantenimiento de Infraestructura. Dirección Técnica

ET 03.365.940.0

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAI)PARA INSTALACIONES DE SEGURIDAD

1ª EDICIÓN: Enero de 1996

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA E.T. 03.365.940

1ª EDICIÓN

HOJA 3 DE 27 DIRECCIÓN TÉCNICA JEFATURA DE SEÑALIZACIÓN

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAI) PARA INSTALACIONES DE SEGURIDAD

FECHA: Enero/96

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAI) PARA

INSTALACIONES DE SEGURIDAD

MODIFICACIONES Y ANULACIONES


1ª EDICIÓN



FECHA: Enero/96

ÍNDICE DE CONTENIDOS 1.- CAMPO DE APLICACION...................................................................................................................2

1.1. OBJETO Y DEFINICION..................................................................................................................... 2 1.1.1. Objeto ............................................................................................................................................2 1.1.2. Definición ......................................................................................................................................2

1.2. APLICACIONES .................................................................................................................................. 3 1.3. GENERALIDADES .............................................................................................................................. 3

2.- CARACTERISTICAS A EXIGIR .........................................................................................................4

2.1. CARACTERISTICAS MECANICAS................................................................................................... 4 2.2. CARACTERISTICAS FUNCIONALES .............................................................................................. 4

2.2.1. Condiciones normales de funcionamiento .....................................................................................5 2.2.2. Variaciones en la frecuencia de red ..............................................................................................5 2.2.3. Fallo de red....................................................................................................................................5 2.2.4. Retorno de red y carga de batería .................................................................................................5 2.2.5. Sobrecargas y cortocircuitos .........................................................................................................6 2.2.6. Fallo del inversor...........................................................................................................................6 2.2.7. Alimentación por grupo electrógeno .............................................................................................6

2.3. CARACTERISTICAS GENERALES Y AMBIENTALES.................................................................. 6 2.4. CARACTERISTICAS ELECTRICAS.................................................................................................. 7 2.5. CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS ....................................................................................... 10

2.5.1. Rectificador + cargador ..............................................................................................................10 2.5.2. Batería .........................................................................................................................................11 2.5.3. Inversor........................................................................................................................................11 2.5.4. By-pass estático ...........................................................................................................................12 2.5.5. BY-pass manual ...........................................................................................................................13 2.5.6. Panel de control: Medidas, Señalización y Alarmas ...................................................................13 2.5.7. Dispositivos de maniobra ............................................................................................................15 2.5.8. Telemando....................................................................................................................................15 2.5.9. Protecciones.................................................................................................................................16

2.6. MARCAS DE FABRICACION .......................................................................................................... 16 2.7. CARACTERISTICAS DE LA INSTALACION................................................................................. 17

2.7.1. Conexionado del SAI ...................................................................................................................17 2.7.2. Conexión a tierra .........................................................................................................................17 2.7.3. Condiciones físicas y ambientales de su ubicación .....................................................................18

3.- FABRICACION.....................................................................................................................................18

4.- CONDICIONES DE HOMOLOGACION Y RECEPCION .............................................................18

4.1. HOMOLOGACION ............................................................................................................................ 18 4.2. PRESENTACION A RECEPCION .................................................................................................... 19 4.3. ENSAYOS........................................................................................................................................... 20

5.- EMBALAJE ...........................................................................................................................................20

6.- GARANTIA ...........................................................................................................................................20

7.- NORMAS DE REFERENCIA..............................................................................................................20

8.- ANEXO I. CRITERIOS DE SELECCION DE UN S.A.I. .................................................................22

PÁGINA

DIRECCIÓN TÉCNICA JEFATURA DE SEÑALIZACIÓN


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DIRECCIÓN TÉCNICA JEFATURA DE SEÑALIZACIÓN


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1.- CAMPO DE APLICACION

1.1. OBJETO Y DEFINICION

1.1.1. Objeto

El objeto del presente documento es especificar técnicamente los equipos que integrarán los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida para instalaciones de seguridad de RENFE y los criterios y condiciones para su homologación, dimensionamiento, suministro e instalación.

Los sistemas a especificar serán SS.AA.II. de pequeña y media potencia, comprendidos entre 3 KVA y 80 KVA, mono o trifásico en entrada y salida.

1.1.2. Definición

El Sistema de Alimentación Ininterrumpida es un conjunto de sistemas eléctricos y electrónicos alimentados por red, capaces de suministrar una tensión alterna segura y de calidad controlada, (sin cortes, microcortes ni variaciones de tensión o frecuencia) para alimentar a una carga crítica, tanto en presencia como en ausencia de red. El suministro de energía alterna en ausencia de red, durante el tiempo de autonomía del sistema, se realiza a partir de un acumulador electroquímico, que se carga con la tensión de red.

El S.A.I. está constituido por los siguientes bloques funcionales:

- Rectificador + Cargador, que convierten la energía de c.a. en c.c., filtrando y regulando su salida, para alimentar al bloque inversor y cargar o mantener la carga de la batería.

- Batería, que suministra al equipo inversor la energía necesaria para alimentar a la carga, en los casos de interrupción del suministro de energía de la red, durante el tiempo de autonomía del S.A.I.

- Inversor, que transforma la energía continua, del rectificador o batería, en alterna, para alimentar la carga.

- By-pass estático, que permite transferir la alimentación de la carga desde el inversor a la red y viceversa, de un modo instantáneo, sin interrupción del suministro, y automático, para asegurar la alimentación en caso de fallo del inversor y, en caso de sobreintensidades en la carga, apoyar al inversor para alimentar a ésta.

- By-pass manual, elemento de ayuda al mantenimiento, que, mediante operación manual, permite alimentar la carga directamente de la red, aislando el resto de módulos del S.A.I.

- Panel de control, que centraliza todas las funciones de gobierno, alarmas, señalización y medidas del estado del S.A.I.


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1.2. APLICACIONES

Los SS.AA.II., objeto de esta especificación, podrán instalarse

- En las subestaciones de tracción, para alimentar, a través del transformador de señales, la línea monofásica de 2.200 V. o, previsiblemente en un futuro, a una línea trifásica de 3 KV, de alimentación a las instalaciones de seguridad.

- En los centros o estaciones ferroviarias, en donde las características del suministro de energía disponible y de las instalaciones de seguridad así lo aconsejen.

1.3. GENERALIDADES

Uno de los problemas de la explotación ferroviaria es el gobierno de las circulaciones de vehículos, tanto en estaciones como en trayectos de cualquier tipo.

Para que estos movimientos se realicen en las máximas condiciones de seguridad y en el menor tiempo posible, con el consiguiente aprovechamiento de la capacidad de las líneas ferroviarias, se dispone de una serie de instalaciones específicas para esta finalidad, como son:

- Señales

- Circuitos de vía

- Motores de aguja

- Bloqueos a relés y electrónicos

- Grupos a relés

- Telemandos y

- Semibarreras

Estas instalaciones se alimentan, en las líneas ferroviarias electrificadas, a 220 V.c.a., 50 Hz, a través de una línea de distribución de RENFE, monofásica y específica para esta finalidad, de 2.200 V.c.a. Esta línea toma la energía de los transformadores trifásicos de servicios auxiliares, instalados en las subestaciones de tracción, a través de un transformador elevador, 3 x 220/2.200 V.

Las potencias consumidas por estas líneas se encuentran generalmente entre 3,5 y 25 KVA, con un cosϕ entre 0,6 y 0,83. La potencia nominal de los transformadores trimonofásicos, de alimentación a dichas líneas, es en una gran mayoría de 25 KVA y en algunos casos de 50 ó 75 KVA.

Consecuentemente, las instalaciones de seguridad están sometidas a las perturbaciones propias de la red comercial de energía, como son:

- Cortes y microcortes en el suministro eléctrico.

- Variaciones de tensión.

- Desplazamiento de frecuencias.

- Distorsión.

- Ruidos, armónicos e impulsos de tensión.


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Aunque gran parte de estas perturbaciones, considerando la calidad media de la red de suministro de energía eléctrica, no afecta al funcionamiento de las instalaciones convencionales de seguridad, otras de ellas, como variaciones o impulsos de tensión y cortes o microcortes de suministro, pueden dañar gravemente estas instalaciones y/o dejarlas fuera de servicio temporalmente.

Por otro lado, la creciente introducción de sistemas informáticos en el control de la señalización ferroviaria, más exigentes en cuanto a calidad de suministro de energía, hacen necesario asegurar la continuidad y calidad del mismo.

El equipamiento capaz de proporcionar un suministro de energía, alterna y/o continua, de características controladas y estables, tanto en presencia como en ausencia de red, es un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (S.A.I.), con acumuladores de energía (batería).

2.- CARACTERISTICAS A EXIGIR

2.1. CARACTERISTICAS MECANICAS

Los equipos y aparatos, que integran el SAI, irán alojados en armarios autosoportados sobre el suelo, de estructura robusta e indeformable, que permitan realizar fácilmente y sin peligro las operaciones de instalación y de mantenimiento.

El acceso a su interior se realizará por la parte delantera, con posibilidad de bloqueo.

Sus dimensiones no sobrepasarán:

- Altura, 2000 mm

- Profundidad, 900 mm

Los aparatos de medida, indicadores y dispositivos de operación estarán ubicados en la parte frontal de los armarios, y los interruptores y elementos de protección, en el interior de los mismos.

Los embarrados serán de cobre electrolítico de sección rectangular y la tornillería y elementos de fijación estarán protegidos contra la corrosión.

2.2. CARACTERISTICAS FUNCIONALES

A continuación se describe el funcionamiento del SAI, en las distintas condiciones de operatividad a que puede verse sometido, por:

- Alteraciones en la red eléctrica de suministro

- Anomalías en las cargas que alimenta o

- Mal funcionamiento de alguno de los equipos que integran el sistema.


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2.2.1. Condiciones normales de funcionamiento

La carga está alimentada, con tensión y frecuencia estables, de forma continua por el inversor. El rectificador + cargador toma la tensión alterna de la red y la convierte en c.c., para alimentar al inversor y mantener cargadas la batería en flotación.

El inversor funcionará sincronizado con la red, siempre que la tensión y frecuencia de ésta se encuentre dentro de los límites especificados en el apartado 2.4. (Entrada).

En condiciones normales de funcionamiento, el SAI debe proporcionar una tensión estabilizada, con las características especificadas en el apartado 2.4. (Salida), en cualquier condición de trabajo, entre vacío y plena carga.

2.2.2. Variaciones en la frecuencia de red

Para que no existan perturbaciones en las transferencias inversor-red y viceversa, el inversor estará sincronizado con la frecuencia de entrada de red, 50 Hz ± 5%. Como la carga a alimentar puede exigir una estabilidad de frecuencia superior a ésta, el SAI dispondrá de una selección del margen de sincronización de la frecuencia del inversor con la de red, entre 1% y 2%, que será ajustada al máximo permitido por la carga, para aprovechar mejor la red. Por encima de este margen, la red será considerada en fallo y el inversor generará su propia frecuencia.

La velocidad de desplazamiento de la frecuencia del inversor, para sincronizarse con la red (Velocidad de Sincronización), será la especificada en el apartado 2.4. (Salida).

2.2.3. Fallo de red

Cuando la red sea considerada en fallo, la batería pasará a alimentar al inversor, no afectando el inicio de este proceso a la tensión de salida, que deberá mantenerse en los límites especificados en el apartado 2.4. (Salida).

Con el fin de que, en caso de fallo de la red, puede decidirse la disminución de la carga o su desconexión temporal, para aumentar el tiempo de autonomía, durante la descarga de la batería podrá apreciarse el tiempo de autonomía por la tensión de la batería y la indicación del umbral de tiempo de autonomía disponible de 10 minutos.

Para evitar daños a la batería por su descarga total, una vez agotado el tiempo de autonomía de la batería, el inversor dejará de consumir energía de ésta. En ningún caso se permitirá que la tensión por elementos de la batería descienda del valor especificado en el apartado 2.5. (Batería).

2.2.4. Retorno de red y carga de batería

Restablecida la red, el rectificador cargará automáticamente la batería y simultáneamente alimentará al inversor.

El inversor deberá buscar la sincronización con la red, para que el by-pass esté disponible.


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El rectificador cargará la batería en condiciones que permita una mayor vida media de la misma, para lo cual deberá disponer de tensiones de flotación, carga y ecualización, todas ellas ajustables en función del tipo de batería y temperatura ambiente de la misma, para poder aplicar a la batería el óptimo valor recomendado por el fabricante de la misma.

2.2.5. Sobrecargas y cortocircuitos

El SAI permitirá la sobrecarga especificada en el apartado 2.4. (Salida), sin modificación de sus características.

En caso de sobrecargas mayores, el SAI se apoyará de forma automática en la red, mediante el by-pass estático. El apoyo en red se realizará de forma inmediata, en caso de sobrepasar dichos límites de sobrecarga. Una vez desaparecida la sobrecarga, deberá volver de forma automática a funcionar por inversor.

Durante el funcionamiento en paralelo de la red y el inversor, no deberá producirse corriente de la red al inversor o viceversa.

En caso de cortocircuito, el SAI deberá soportar las condiciones que se indican en el apartado 2.4. (Salida), o, en caso contrario, transferir a red, a través del by-pass estático.

2.2.6. Fallo del inversor

En caso de fallo del inversor, se producirá la conmutación a red a través del by-pass estático, cumpliéndose las condiciones dinámicas de la tensión de salida, especificadas en el apartado 2.4. (Salida).

El equipo dispondrá de un sistema que permita, opcionalmente, conmutar a red sin sincronización del inversor.

2.2.7. Alimentación por grupo electrógeno

En general, la alimentación de grupo electrógeno tiene mayores variaciones de tensión y frecuencia que la de red, por lo que el SAI dispondrá de un sistema automático de inhibición del grupo, en caso de que la frecuencia de entrada al rectificador se salga fuera de las tolerancias exigidas por la carga crítica.

Para SAI trifásico, podrá seleccionarse la opción de permitir la conmutación de inversor a grupo electrógeno, aún en caso de estar la salida de éste fuera de los límites de condiciones de sincronización.

Con el fin de no producir perturbaciones en el grupo por impactos de carga al arrancar el SAI trifásico, éste dispondrá de rectificador de arranque en rampa.

2.3. CARACTERISTICAS GENERALES Y AMBIENTALES

Grado de protección IP20, mínimo


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Temperatura ambiente para equipos: 0 a 45º C.

Temperatura media en 24 horas: 40ºC

Temperatura ambiente de baterías: 20 a 25ºC

Temperatura de almacenamiento: -10ºC a +50ºC.

Ventilación: Natural o forzada, según potencias, y redundante en trifásica

Humedad relativa ambiente: 0 a 90%

Altitud sobre el nivel del mar: < 1500 m.

Ruido audible a 1 m del equipo:

- Para potencia ≤ 10 KVA: ≤ 52 dBA

- Para potencias de 10,1 a 50 KVA: ≤ 55 dBA

Perturbaciones radioeléctricas UNE 20506

2.4. CARACTERISTICAS ELECTRICAS

Características de entrada

Tensión.

- Red monofásica 220 V ± 15%

- Red trifásica 380 V ± 15%, 3 fases con o sin neutro.

Para cualquiera de estos valores de la tensión de entrada, el rectificador proporcionará la tensión de carga de la batería.

Frecuencia: 50 Hz ± 5%

Factor de potencia: > 0,98 inductivo

Protecciones Interruptor magnetotérmico

Distorsión de la intensidad: (cosφ = 0,9 batería cargada y carga nominal) < 5% de la Imáx

Corriente transitorio, por conexión del SAI ≤ 1,5 + Imáx nominal

Características de salida

Potencia nominal 3 KVA – 50 KVA

Monofásica: 220 V


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Trifásica 220/380 V (3 fases + neutro)

Frecuencia generada internamente 50 Hz ± 0,1 %

Margen de captura de la frecuencia de red ± 0,1 % y ± 0,2 % ajustable

Velocidad de sincronización 0,1 – 1 Hz/seg

Estabilidad de tensión estática, medible con voltímetro (medida entre fase y neutro en trifásica) ± 0,1 %

Cosϕ de la carga 0,7 inductivo – 0,8 capacitivo

Régimen dinámico de la tensión, por variaciones bruscas de la carga (hasta 100%), accionamiento del by-pass, fallo en red de alimentación o vuelta,

- Margen: ± 0,5 %

- Tiempo de recuperación de límites estáticos < 20 ms

- Tensión nula: < 1 ms

Desplazamiento de amplitud de fases, con desequilibrios de hasta 100% de hasta 100% ± 0,5 %

Desplazamiento angular de las fases, por desequilibrio de hasta 100% de la carga;: ± 2 grados

Tiempo de recuperación del régimen estático (entre salida y entrada al mismo) < 5 mseg

Aislada por transformador


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Características de salida

Sobrecargas admisibles con las correspondientes protecciones

125% en 10 minutos 150% en 1 minuto 1000% en 500 mseg

Intensidad de cortocircuito, con protecciones

≤ 2,7 In

Distorsión armónica total de la tensión de salida:

- Con carga lineal < 3%

- Con carga no lineal (factor de cesta 3/1) < 5%

Ruido de A.F. en salida: Grado N, VDE 0876

Características de Batería

Tipo Hermética de plomo

Protección contra descarga

Autonomía (cosϕ = 0,9 y carga nominal) ≥ 15 minutos

Tiempo de recarga para alcanzar el 100% de autonomía con cosϕ = 0,9 y carga nominal) ≤ 10 h. (opcionalmente, 5 horas)


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Características del Sistema

Potencia nominal: (cosϕ = 0,8) 3 – 50 KVA

Rendimiento mínimo con batería cargada y cosϕ = 0,8

3 KVA > 85% 3 KVA > 86% 3 KVA > 87% 3 KVA > 90% 3 KVA > 92%

Señales luminosas Fallo del circuito Batería en descarga Sobrecarga Sincronización con red Frecuencia de salida correcta

Supervisión remota Relé de mando (ON/OFF) del sistema y contactos libres de potencial, para señalización de alarmas según apartado 2.5. (Telemando)

Señales acústicas Fallo del sistema. Batería en descarga. Sobrecarga.

Fiabilidad (TMEF) 100.000 h.

2.5. CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS

2.5.1. Rectificador + cargador

El rectificador + cargador estarán constituidos básicamente por:

- Interruptor magnetotérmico, para conexionar la red de alimentación tri-monofásica.

- Filtros de radiofrecuencia y antiarmónicos que reduzcan las radiaciones electromagnéticas y los armónicos devueltos a la red, a los niveles establecidos en los apartados 2.3. y 2.4. (Entrada), respectivamente.

- Rectificador controlado a tiristores, dimensionado para poder alimentar simultáneamente al inversor a plena carga y a las baterías en carga, partiendo de una descarga total, en un tiempo máximo de 5 horas. Al retorno de la red, después de un corte mayor de 30 segundos, el rectificador cargador recargará la batería a corriente constante hasta alcanzar la plena carga, que conmutará automáticamente a estado de flotación a tensión constante. Los niveles de las tensiones de carga y flotación de batería serán ajustables, en función del tipo de batería, y la transferencia entre ellos será automática. La estabilidad de las tensiones aplicadas a la batería será superior al ± 1%.

- Filtro de salida, que limite el factor de rizado de la tensión continua al 1%, con la batería en flotación, y condiciones de temperatura y de la red de alimentación dentro de límites.


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- Circuitos de mando y protección, que realizan las funciones de:

- Mantenimiento de las tensiones a aplicar a la batería y gobierno de las transferencias entre ellas.

- Limitación de la intensidad de corriente de carga de la batería al valor indicado por el fabricante de ésta.

- Temporización del arranque del rectificador-cargador, para que éste asuma la carga gradualmente, pasando de vacío a plena carga en 10 seg., en trifásica.

- Limitación de las corrientes de entrada y salida del rectificador + cargador, según se especifica en el apartado 2.4., como medida de protección del mismo.

2.5.2. Batería

La batería se dimensionará para que se puede alimentar la totalidad de la carga critica durante el tiempo de autonomía establecido, de acuerdo con los criterios de selección del SAI, expuestos en el ANEXO I.

La batería será hermética y, para los tiempos de autonomía que se establecen en esta especificación, es aconsejable utilizar acumuladores de plomo con recombinación de gases, de prestaciones suficientes y menor costo que las de Ni-Cd.

Para este tipo de acumulador de plomo, las tensiones por elemento, a 20ºC, serán:

- Nominal: 2,27 V

- Fin de descarga: 1,75 V

El cálculo de la batería se realizará de forma que el tiempo de descarga, a plena carga del SAI y partiendo del 80% de la capacidad máxima de la batería hasta alcanzar la tensión de fin de descarga, sea igual al tiempo de autonomía establecido.

El circuito de batería estará protegido contra sobreintensidades, alojándose ésta protección en el interior del armario de baterías.

La batería estará constituida por una rama de acumuladores o varias en paralelo. En este último caso, cada una de las ramas contará con una protección independiente.

2.5.3. Inversor

El bloque inversor estará constituido por:

- Filtro de entrada, para proteger la batería y el rectificador de la corriente de rizado generada en el inversor.

- Inversor propiamente dicho, que utilizará la técnica PWM (Modulación de anchura de impulsos), implementada con transistores de potencia, para transformar la corriente continua, procedente del rectificador o de la


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batería, en corriente alterna. Este sistema permite reducir la potencia de filtro de salida, aumentar el rendimiento y mejorar la estabilidad dinámica, frente a impactos de carga de hasta el 100%.

- Filtro de salida con transformador de aislamiento y pantalla a tierra, para limitar la distorsión armónica, según apartado 2.4., y separar galvánicamente la utilización de la red y del circuito de continua.

- Circuito de mando, que realiza las funciones siguientes:

- Regular las respuestas estáticas y dinámicas de la tensión y frecuencia de salida, dentro de los límites establecidos en el apartado 2.4., y compensar la caída de tensión en la línea de salida, para mantener automáticamente una tensión constante en la carga, independiente de la distancia y de la corriente.

- Limitar la intensidad de salida, en caso de sobrecarga o cortocircuito, a valores seguros para el equipo, según se especifica en apartado 2.4.

- Sincronizar el inversor con la frecuencia de red, según las características establecidas en el apartado 2.4.

Estará dimensionado para dar la potencia y frecuencias nominales durante el tiempo de descarga de las baterías, hasta alcanzar la tensión de descarga máxima de ésta, sin sobrepasarla, y protegido contra sobretensiones de entrada.

El inversor permitirá su arranque, generando las tensiones de salida del SAI, aún en ausencia de red, mediante el uso exclusivo de baterías.

2.5.4. By-pass estático

El by-pass estático tiene la doble funcionalidad de:

- Alimentar a la carga, en caso de fallo del inversor, directamente de la red.

- Apoyar al inversor, frente a sobreintensidades en la carga, suministrando las mismas.

La transferencia de la carga a la red o retransferencia de red al inversor, se realizarán en los siguientes casos y modalidades:

- Transferencia automática a by-pass:

- Fallo del inversor

- Tensión continua del rectificador fuera de limites

- Sobrecarga en salida

- Sobretemperatura

- La retransferencia automática a inversor se realizará cuando desaparezcan las condiciones anteriores y el inversor sea capaz de asumir la carga, excepto en caso de fallo del inversor, en que la retransferencia habrá de ser manual.


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Las transferencias y retransferencias podrán realizarse manualmente. La retransferencia automática se inhibirá cuando la transferencia haya sido manual.

Las transferencias y retransferencias se inhibirán en caso que la tensión supere el ± 15% de su valor nominal o el sincronismo esté fuera de límites.

El by-pass estático será capaz de alimentar una sobrecarga del 150%, de forma continua, y del 1000% durante 600 mseg.

El by-pass estático estará constituido por contactores estáticos a tiristores y sus elementos de protección, que, junto con los circuitos de vigilancia de la carga, red e inversor, permitirán unos tiempos de transferencia tales que se cumplan los valores de régimen dinámico de la tensión de salida especificados en el apartado 2.4.

En modelos trifásico, el by-pass estático, de potencia inicial igual a la del inversor, permitirá su ampliación con futuras ampliaciones del SAI y estará alojado en el mismo armario, permitiendo su aislamiento de red mediante un dispositivo de corte.

2.5.5. BY-pass manual

El by-pass manual es un órgano de ayuda al mantenimiento del SAI, que permite aislar la batería, red primaria, red de reserva y by-pass estático de la carga, sin dejar de alimentar a ésta de forma continua desde la red.

La transferencia y retransferencia manuales de la carga a red e inversor se realizarán sin producir cortes en la carga. De esta forma se podrán efectuar pruebas en todos los componentes del SAI, sin afectar a la carga.

El by-pass manual proporcionará los estados de funcionamiento siguientes:

- Estado normal: La carga se alimentará a través del inversor o, eventualmente, del by-pass estático.

- Estado by-pass: La carga se alimentará a través del by-pass manual, y los componentes del SAI, incluido el by-pass estático, quedarán aislados de cualquier fuente de energía.

- Estado de prueba: La carga se alimentará a través del by-pass manual, como en el caso anterior, pero el by-pass estático estará conectado a la red, pudiéndose realizar ensayos de funcionamiento del SAI, sin riesgos de perturbaciones en la carga.

2.5.6. Panel de control: Medidas, Señalización y Alarmas

En el frontal de SAI, y accesible permanentemente, existirá un panel de control para medidas, señalización y alarmas, que permita conocer el estado de funcionamiento de los distintos componentes del sistema.

Las medidas a visualizar serán, al menos:

- Medidas de tensión en:

- Redes de entrada.


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- Salida del inversor.

- Carga.

- Continua.

- Medidas de intensidad en:

- Salida del inversor.

- Carga.

- Batería.

- Medidas de frecuencia en:

- Red de reserva.

- Inversor.

- Carga.

- Tiempo de autonomía, estimando, de funcionamiento con batería.

Estas medidas, con una precisión de 0,5, serán presentadas mediante display alfanumérico ó medidores analógicos de clase 1.5, según normas CEI núm. 51, con escalas de 90ºC ó 120ºC.

Además de estos dispositivos de medida, el panel frontal equipará los siguientes indicadores luminosos:

- Rectificador funcionando (SI/NO).

- Inversor funcionando (SI/NO).

- Presencia de tensión en carga (SI/NO).

- Alimentación en carga por by-pass.

- Alarma general, que agrupa:

- Sobrecarga.

- Alimentación de carga por by-pass.

- Red de reserva fuera de límites.

- Inversor fuera de sincronismo.

- Fallo de red primaria.

- Sobretemperatura.

- Batería desconectada.

- Fallo en by-pass estático.

- Batería en descarga.

- Tensión de batería fuera de límites.


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- Próxima desconexión, por descarga de batería, al alcanzarse el umbral de autonomía disponible de 10 minutos

- Fallo ventilación forzada

Además de estos indicadores y alarmas luminosas, el sistema dispondrá de alarma acústica diferenciada, para:

- Fallo del S.A.I.

- Desconexión próxima por descarga de batería, al alcanzarse el umbral de autonomía disponible de 10 minutos.

2.5.7. Dispositivos de maniobra

Los dispositivos de maniobra del SAI estarán constituidos por:

- Interruptor de entrada al rectificador-cargador.

- Interruptor de entrada al by-pass estático.

- Interruptor de batería.

- Mando del inversor: marcha/parada.

- Mando del rectificador: flotación - carga automática/ carga manual de batería/parada.

- Mando de by-pass estático: funcionamiento automático/ conexión permanente a red/prueba.

La ubicación de estos dispositivos permitirá su fácil acceso y, en cualquier caso, sin que queden accesibles elementos con tensión.

El mando del inversor, al ser el único a utilizar por el usuario de la explotación, podrá estar ubicado en el panel de control con accesibilidad permanente y, para evitar errores de operación, será necesario la validación en la entrada de órdenes.

Todos los dispositivos de maniobra dispondrán de indicación visual de su estado.

Se equipará también un sistema para testear el estado de LEDS y dispositivos luminosos.

2.5.8. Telemando

El SAI incorporará un interface con el Sistema de Telemando de RENFE, compuesto de:

- Contactos de relé, libres de potencial, poder de corte de 1 A. a 220 V.c.a. ó 0,1 A a 24, 48 ó 60 V.c.c., para las siguientes señales, como mínimo.

- Funcionamiento normal del SAI.

- Fallo de la red.


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- Fallo del inversor.

- Próxima desconexión.

- Alarma general.

- Relé de mando del inversor, (ON/OFF), alimentado a 24, 48 ó 60 V.c.c.

Opcionalmente, estas prestaciones podrán ser exigidas vía modem y ejecutadas desde un PC compatible, para lo cual el sistema dispondrá de salida RS 232, protocolo de comunicaciones y software de control.

2.5.9. Protecciones

El SAI estará protegido internamente mediante fusibles, en los siguientes puntos:

- Salida rectificador

- Salida inversor

- Batería

Independientemente de estas protecciones internas, se protegerán contra sobreintensidades y picos de tensión las redes de entrada y salida, mediante sistemas de respuesta rápida (nanosegundos) y poder de corte adecuado a las características de la instalación a proteger. En concreto se protegerá:

- La línea de acometida, la de by-pass y la de entrada al rectificador, de forma independiente.

- La línea de batería y

- La línea de carga, con protecciones independientes para cada uno de los grupos en que esté dividida ésta.

2.6. MARCAS DE FABRICACION

El SAI deberá llevar claramente identificados los terminales de entrada, salida y tierra, indicándose la sección de cable a conectar a cada uno de ellos. Los distintos equipos, que pueden componer el SAI, dispondrán en lugar bien visible de una placa de identificación, con los siguientes datos:

- Fabricación: Fabricante, modelo y año de fabricación

- Entrada: Tensión e intensidad nominales y límites de variación para cada una de ellas. Número de fases

- Salida: Tensión e intensidad nominales y margen del factor de potencia de la carga. Número de fases.


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2.7. CARACTERISTICAS DE LA INSTALACION

2.7.1. Conexionado del SAI

Los cables de conexión entre diferentes armarios y de éstos con otros equipos accederán a ellos por la parte inferior de los mismos e irán marcados de acuerdo con el diagrama de cableado.

Se identificarán, igualmente, las regletas de conexión, aparatos, módulos y sistemas, equipados en cada uno de los armarios.

Los puntos y elementos con tensión irán protegidos con cubiertas o pantallas aislantes, para seguridad de personal de mantenimiento.

El SAI se conectará a la red de alimentación en un cuadro de acometida, exclusivo para el SAI, que se alimentará del cuadro general del edificio, con salida protegida con interruptor magnetotérmico sin otro tipo de carga, o del transformador.

En SAI con entrada trifásica, la sección del conductor neutro será igual a la de la mayor de los conductores de fase.

Dicho cuadro contendrá:

- Un seccionador en carga, de corte general.

- Un interruptor magnetotérmico de protección de intensidad, para cada una de las entradas del SAI (primaria y reserva), de intensidad nominal igual al doble de la de entrada o superior.

- Protectores de sobretensión.

La salida del SAI se conectará a un cuadro de distribución de carga, con seccionador en carga de corte general y cada una de las salidas protegidas con interruptor magnetotérmico de apertura simultánea, bipolar o tretapolar, diferencial y supresor de sobretensión.

Las distintas cargas se alimentarán de salidas distintas del cuadro de distribución de cargas o distribuyéndolas en grupos, que a ser posible no sobrepasen la décima parte de la potencia nominal del SAI. En caso de salida trifásica, la carga se repartirá entre las fases, de la forma más equilibrada posible.

2.7.2. Conexión a tierra

Se utilizará un único punto de tierra, de la tierra general de edificio, para conectar todas las tomas de tierra de los equipos del SAI, cargas, chasis y pantallas de cables.

Se constituirán dos tipos de tomas de tierra:

- Tierra de protección, para los chasis de los cuadros de acometida y de distribución y pantallas de cables. Para ello se conectarán los chasis de ambos cuadros a la tierra general del edificio, mediante cables independientes.


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- Tierra de cargas, común al SAI y a las cargas, mediante la conexión de la barra de tierra del cuadro de distribución a la tierra general del edificio. La sección de este conducto y de tierra será tal, que su resistencia total sea inferior a 5 ohmios. La barra de tierra del cuadro de distribución se conectará a la del cuadro de acometida.

En salida trifásica, el neutro irá unido al neutro de la red de suministro y aislado del chasis.

2.7.3. Condiciones físicas y ambientales de su ubicación

El SAI se instalará lo más cerca posible de las cargas críticas a alimentar y próximo al cuadro eléctrico de acometida del SAI y al de distribución de cargas, evitando lugares de paso o de presencia de personas ajenas a la explotación.

Se tendrá en cuenta en su ubicación el sobrepeso a soportar por el suelo, considerando futuras ampliaciones y la proximidad de otros equipos.

La temperatura en el entorno del SAI habrá de mantenerse dentro de los límites dados por el fabricante, normalmente entre 0(C y 45(C. En consecuencia, habrá de preverse un sistema de ventilación o refrigeración capaz de absorber el calor desprendido por el funcionamiento del sistema, dato a suministrar por el fabricante, y respetar las condiciones de ventilación del mismo.

Se evitará ubicar el SAI en las proximidades de focos de calor y locales con vibraciones, polvo o atmósfera corrosiva.

La disposición del sistema dentro del local será tal, que permita un fácil acceso a su interior y los mandos e indicadores queden bien visibles y accesibles.

Si el SAI se ubica en un local donde exista habitualmente personal, habrá que considerar el ruido acústico generado por el sistema, teniendo en cuenta que un ruido mayor de 50 dBA puede resultar molesto. En tal caso, habrá de preverse pantallas o/y recubrimientos de paredes y techos, absorbentes acústicamente.

3.- FABRICACION

Los fabricantes y suministradores de SS.AA.II. deberán estar en posesión de la Certificación de Empresa o de la Certificación del Producto, según norma ISO 9001, como acreditación de la calidad del sistema.

4.- CONDICIONES DE HOMOLOGACION Y RECEPCION

4.1. HOMOLOGACION

La solicitud de homologación se dirigirá por escrito a la Dirección de Contratación de RENFE. Dicha solicitud irá acompañada de la documentación técnica siguiente:

- Descripción del sistema


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- Características técnicas

La descripción del sistema expondrá el funcionamiento del mismo, su constitución en forma de bloques y el interfuncionamiento entre ellos.

En las características técnicas se reunirá, en forma de tabla, todos los datos técnicos del sistema, eléctricos y mecánicos. Estos datos vendrán ordenados, para su fácil consulta, siguiendo un orden similar al seguido en el presente documento.

La documentación descrita incluirá las figuras y diagramas que sean necesarios para completar el texto. Son de especial interés aquellas que muestran el funcionamiento global del sistema y de cada una de las partes principales y las que muestran el equipado de cada bastidor o armazón, con la distribución mecánica relativa de sus diversos elementos. Estas figuras serán, en general, simplificadas y no descenderán a la composición por elementos de cada circuito, salvo que excepcionalmente sea necesario. Las figuras deberán preferentemente situarse intercaladas dentro del propio texto, con objeto de que puedan seguirse fácilmente las descripciones. Sin embargo, para eliminar inconvenientes de carácter tipográfico, pueden aceptarse que se inserten todas ellas, convenientemente numeradas y ordenadas, al final de cada documento.

La homologación de SS.AA.II. para Instalaciones de Seguridad estará a cargo de la Dirección Técnica de Mantenimiento de Infraestructura, quien, tras el estudio de la documentación recibida, y previa exigencia de las pruebas y verificaciones que se consideran oportunas, según se expone en el apartado 4.3., se procederá a la homologación del sistema.

4.2. PRESENTACION A RECEPCION

La entrega de equipos, para ser recepcionados por RENFE, deberá ser notificada por escrito a la Jefatura correspondiente, en el impreso que RENFE tiene previsto a tal efecto, y en el que se hará constar:

- Referencia del pedido

- Fecha de presentación

- Naturaleza, cantidad, peso y volumen del suministro

Cada uno de los equipos o sistemas a recepcionar deberá ir acompañado del correspondiente dossier de Documentación Técnica actualizada, que incluirá:

- Descripción general del sistema

- Descripción detallada de equipo y unidades

- Tablas de características técnicas

- Plano de equipos y unidades

- Planos de instalación, general o especifica

- Pruebas de instalación

- Mantenimiento preventivo y correctivo


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Examinado el material y documentación entregados y realizadas las pruebas y verificaciones oportunas, según se expone en el apartado 4.3., se procederá a la recepción provisional del material o instalación, que se hará constar en el correspondiente acta.

4.3. ENSAYOS

Las pruebas y verificaciones a que podrán ser sometidos las SS.AA.II., como paso previo a su homologación o recepción, se realizarán en fábrica, laboratorio de RENFE, laboratorio homologado o en la instalación y consistirán en:

- Verificación de los certificados de fabricación, según ISO 9001

- Comprobación del dossier de Documentación Técnica

- Verificación de las características a exigir, según apartado 2 de esta especificación

5.- EMBALAJE

Las cajas de madera o de cartón, empleadas para el traslado de materiales y equipos a su lugar de instalación, deberán reunir las condiciones técnicas exigidas en las Especificaciones Técnicas de RENFE.

6.- GARANTIA

El suministrador garantizará el equipo, de acuerdo con esta especificación, durante un año, a partir de la puesta en funcionamiento del mismo, una vez instalado definitivamente.

La garantía cubrirá todo el material y mano de obra necesarios para la reparación, así como los gastos originados por dicho motivo.

Terminado el período de garantía, se dará por aceptado definitivamente el equipo.

Los elementos sustituidos en la reparación serán objeto de una garantía, de período igual al anterior.

7.- NORMAS DE REFERENCIA

CEI 439

VDE 0875

UNE 20506

VDE 0876


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ANEXOS


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8.- ANEXO I. CRITERIOS DE SELECCION DE UN S.A.I.

La instalación de un S.A.I. viene determinada por la necesidad de asegurar un suministro de energía de calidad a las instalaciones de seguridad, tanto desde el punto de vista de fiabilidad como de ausencia de perturbaciones propias de la red eléctrica de suministro.

Entre las perturbaciones, que más afectan a las instalaciones de seguridad, están los cortes y microcortes en el suministro, cuya eliminación requiere la instalación de un SAI.

Ahora bien, no todas las instalaciones que se integran en el Sistema de Señalización tienen las mismas exigencias en cuanto al suministro de energía. Muchas de ellas no se ven afectadas funcionalmente por microcortes del orden de 20 mseg o inferiores (cargas poco criticas). Desde este punto de vista los equipos más exigentes son los informáticos, cada vez con mayor presencia en las Instalaciones de Seguridad, cuyo funcionamiento puede verse afectado por microcortes de pocos mseg. (cargas muy criticas).

Por otro lado, en muchos de los centros o estaciones ferroviarias, además de la red de suministro de RENFE, existe una red local independiente de la anterior. En estos casos, y si las instalaciones a alimentar son poco críticas, la instalación de un conmutador estático entre ambas redes para alimentar a las instalaciones de seguridad pude ser equivalente, desde el punto de vista de fiabilidad en el suministro, a la instalación de un SAI.

En el caso de que no exista la duplicidad de redes de suministro independientes o existan cargas muy críticas, se hace necesaria la instalación de un S.A.I.

Decidida la instalación de SAI, los primeros parámetros a determinar son:

- La potencia nominal.

- Tipo, mono o trifásico, en entrada y salida.

- Autonomía de suministro.

Potencia nominal

El SAI deberá ser capaz de alimentar la totalidad de las cargas críticas existentes en el momento de la instalación y, previendo un posible incremento en éstas, es aconsejable elegir un SAI de potencia nominal de salida de al menos 1,3 veces la potencia instalada.

La potencia instalada, Pc (KVA), puede calcularse por la suma de las potencias nominales de las cargas a alimentar, según características de las mismas. Mejor aún, en caso de instalaciones existentes, puede medirse el consumo de corriente en cada una de las cargas, cuya suma multiplicada por la tensión de salida dará Pc (KVA).

En caso de que en la instalación a alimentar existan cargas con grandes picos de consumo de corriente en arranque o gran alinealidad, conviene medir el pico máximo de corriente, Icmáx, mediante un osciloscopio de memoria, realizando el ciclo completo de arranque y funcionamiento de la instalación durante la medida.

La potencia nominal de salida del SAI (KVA), mínima aconsejable, será entonces:

Ps = Pc { 1,2 + 0,1 Icmáx/3Ic}


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siendo Ic la suma de las corrientes consumidas en cada una de las cargas.

Esta potencia nominal de salida del SAI (KVA) habrá de ser corregida, según el factor de potencia de la carga a alimentar. Dicho factor de potencia puede calcularse a partir de los datos suministrados por el fabricante de cada una de las cargas, mediante la suma vectorial de los consumos en cada una de ellas. En instalaciones existentes, puede medirse el factor de potencia mediante el correspondiente medidor o un watímetro y el valor de Ps (KVA), calculado anteriormente.

En caso de sistemas trifásicos, las medidas expuestas en este apartado se realizarán en cada una de las fases, por la posibilidad de desequilibrios entre ellas.

Con el factor de potencia así calculado, la potencia nominal de salida (KVA) del SAI a instalar, mínima aconsejable, será:

PN = PS/cosφ {1,2 + 0,1 Icmáx/3Ic) , KVA

Para valores de cosφ inferiores a 0,9, es aconsejable introducir elementos de corrección para limitar la potencia nominal del SAI y consecuentemente su coste.

Calculada la potencia nominal, PN (KVA), se elegirá un SAI, entre la gama comercial, de potencia igual o superior más próxima a PN.

Número de fases del SAI

La potencia disponible en la red de alimentación deberá satisfacer las necesidades de consumo a la entrada del SAI (1,3 PN, como valor de referencia), que está en función de:

- Autonomía del sistema.

- Rendimiento del sistema, en c.c. y c.a.

- Potencia nominal de salida del SAI

Dado que para las potencias a que se refiere esta especificación, los sistemas monofásicos son en general más simples y económicos que los trifásicos, el tipo de alimentación de entrada se establecerá en orden de prioridad de monofásica, bifásica o trifásica, siempre que la potencia disponible sea suficiente, salvo que haya que alimentar cargas en trifásica, en cuyo caso, el SAI será trifásico en entrada y salida. Se tendrá en cuenta también la posibilidad de convertir la red de alimentación trifásica con neutro, en monofásica.

En cuanto al número de fases en salida del SAI, estará condicionado, siempre que no haya que alimentar cargas trifásicas, por el tipo de red de entrada y las disponibilidades del mercado.

Autonomía del SAI


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La autonomía exigida al sistema estará comprendido entre 15 minutos y 1 hora. Para tiempos de autonomía superiores, se estudiará la conveniencia de equipar un grupo electrógeno, cuya potencia de salida sea igual a la consumida por el SAI, al que alimentará, más la correspondiente a otras cargas no críticas, como aire acondicionado, alumbrado, etc. En caso de equiparse grupo electrógeno, la autonomía de la batería podrá reducirse al valor mínimo de 15 minutos.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA … · El rectificador cargará la batería en condiciones...

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