Equipos de alimentación de corriente continua para subestaciones (ST y STR)

Transcripción

1 N O R M A N I Febrero de 2003 E D I C I O N : 1ª I B E R D R O L A MODIFICACIÓN Nº 2 Fecha Equipos de alimentación de corriente continua para subestaciones (ST y STR) 0 Introducción Este documento introduce las siguientes modificaciones en la norma: Apartado Agregar al final del apartado el siguiente párrafo: El equipo vendrá dotado de una pantalla de metacrilato para proteger las partes en tensión contra contactos externos. Además dispondrá de dos bornas protegidas por un interruptor magnetotérmico bipolar de 20 A, para los equipos de 30 Ah y de 40 A para los de 100 y 140 Ah. Apartado Agregar al final del apartado el siguiente párrafo: La separación entre bandejas de elementos de baterías, será la necesaria para realizar sin dificultad el acceso por su parte frontal a las tareas típicas de mantenimiento como supervisión de los terminales y tapones.

2 N O R M A N I Febrero de 2003 EDICION: 1ª I B E R D R O L A MODIFICACIÓN Nº 1 Fecha Equipos de alimentación de corriente continua para subestaciones (ST y STR) 0 Introducción Este documento introduce las siguientes modificaciones en la norma: Tabla 2 La altura de, 1200, pasa a ser Generales En el párrafo de alimentación, donde dice: - Tensión nominal de entrada trifásica 3x230/400V ±10% Debe decir: - Tensión nominal de entrada trifásica 3x230/400V ±10% (230 V entre fase y neutro y 400 V entre fases) Elementos de protección En el segundo párrafo, donde dice:... mientras que la batería tendrá un fusible lento... Debe decir:... mientras que la batería tendrá dos fusibles lentos...

3 N I Febrero 2003 EDICION: 1ª NORMA IBERDROLA Equipos de alimentación de corriente continua para subestaciones (ST y STR) DESCRIPTORES: Armario. Batería. Equipo. Fuente de alimentación.

4 N O R M A N I Febrero de 2003 EDICION: 1ª I B E R D R O L A Equipos de alimentación de corriente continua para subestaciones (ST y STR) Indice Página 1 Objeto y campo de aplicación Normas de consulta Elementos normalizados. Características esenciales, designación, denominación y códigos Características Generales Condiciones normales de servicio Constructivas Marcado y suministro Embalaje y etiquetado Ensayos Ensayos tipo Ensayos individuales Documentación Calificación y recepción Calificación Recepción... 14

5 - 2 - NI Objeto y campo de aplicación Esta norma establece las características que deben reunir y los ensayos que deben cumplir los equipos de alimentación de 125 Vcc de interior para las Subestaciones (ST y STR), en el ámbito de Iberdrola. 2 Normas de consulta NI : Calificación de suministradores y productos tipificados. NI : Cables unipolares aislados sin cubierta para paneles y usos similares. NI : Canaletas para conducción de cables aislados en paneles y cuadros. NI : Bornes fijos para sujeción de conductores aislados (para la formación de regletas). UNE : Grados de protección proporcionados por las envolventes. (Código IP). UNE : Tensiones nominales. UNE EN : Grados de protección proporcionados por las envolventes de materiales eléctricos contra impactos mecánicos externos (Código IK). UNE EN : Símbolos gráficos para esquemas. Parte 2: Elementos de símbolos, símbolos distintivos y otros símbolos de aplicación general. UNE EN : Elementos individuales prismáticos abiertos de Niquel- Cadmio. UNE EN : Equipos y sistemas de telecontrol. Parte 2: Condiciones de funcionamiento. Sección 1: Alimentación y compatibilidad electromagnética. UNE EN : Interruptores automáticos para instalaciones domésticas y análogas para la protección contra sobreintensidades. UNE EN : Compatibilidad electromagnética (CEM). Parte 4: Técnicas de ensayo y medida. Sección 5: Ensayos de inmunidad a las ondas de choque.

6 - 3 - NI Elementos normalizados. Características esenciales, designación, denominación y códigos Los elementos normalizados son los que se indican en la tabla 1. Tabla 1 Elementos normalizados, designación y códigos Designación Tensión Salida Capacidad cargador Capacidad bateria Número de equipos Código FAST-100D 25 A 100 Ah Equipo doble FAST-140D 35 A 140 Ah Equipo doble V c.c. FASTR-30S 10 A 30 Ah Equipo simple FASTR-30D 10 A 30 Ah Equipo doble Significado de las siglas que componen la designación: FA: Fuente de Alimentación. ST/STR: Subestación de Transformación / Subestación de Transformacion y Reparto. 30/100/140: Capacidad de las baterías en Ah S/D: Equipos simple/doble Ejemplo de denominación: Fuente de alimentación de 125 Vcc para ST, FAST-100D, NI Características 4.1 Generales En operación normal, el equipo suministrará el consumo permanente de la instalación y mantendrá la batería cargada a la tensión nominal de flotación. La batería suministrará las puntas de corriente que excedan de la capacidad del cargador y mantendrá la tensión de salida ante el fallo de la red de suministro eléctrico. En caso de fallo y una vez restablecida la alimentación de c.a. el cargador se conectará automáticamente, y mediante un nivel estabilizado de tensión deberá ser capaz de cargar por completo la batería desde la situación de batería completamente descargada, suministrando al mismo tiempo el consumo permanente de las cargas asignadas. En estas condicones la tensión en bornas de la batería no deberá ser superior a 137,5 V.c.c.

7 - 4 - NI Las características principales del equipo serán las siguientes: Alimentación: - Tensión nominal de entrada monofásica 230V ±10% - Tensión nominal de entrada trifásica 3x230/400V ±10% - Frecuencia de entrada 50 Hz ± 5% Salida: - Tensión nominal 125 Vcc % - Capacidad del cargador Según tabla 1. - Estabilidad de tensión de carga ±1% - Tensión de rizado con batería < 1% - Tensión de rizado sin batería < 3% - Temperatura de funcionamiento 0-45 ºC 4.2 Condiciones normales de servicio Estos equipos de alimentación se instalarán en una sala con las siguientes condiciones ambientales: - Humedad relativa: 90% - Temperaturas: a) Máxima 40ºC b) Media 30ºC c) Mínima 10ºC - Altitud máxima: 1000 m.sobre el nivel del mar. 4.3 Constructivas Mecánicas. Cada armario estará diseñado para poder soportar todos los esfuerzos mecánicos que puedan acontecer durante el traslado, instalación y operación sin que se produzca daño al armario o a su contenido, ni tampoco pérdida de aislamiento eléctrico. Cumplirá con un grado de protección IK08 según la norma UNE EN Se dispondrá de prensaestopas para la conexión exterior de c.a. y c.c. según esquemas (véase anexo A).

8 - 5 - NI La refrigeración será preferentemente por convección natural y la temperatura en la parte superior del armario, con la carga nominal no será superior a la temperatura ambiente más 10ºC. El armario tendrá puertas delanteras con un ángulo de apertura superior a 120 grados desde la posición de cierre y dispondrá de 4 pernos de anclaje accesibles desde en interior. La disposición de los componentes permitirá una fácil supervisión y sustitución de cada uno de ellos, y no será necesario el desmontaje previo de algún elemento para acceder a otro, ni desmontar ningún panel lateral o trasero. El conjunto de elementos del equipo de alimentación se suministrarán como un equipo compacto, dispuestos en un armario con grado de protección IP21, según la norma UNE Las dimensiones máximas del conjunto de armarios que componen cada equipo, incluyendo los elementos de interconexión de los equipos, son los que se indican en la tabla 2. Tabla 2 Dimensiones en mm del conjunto de armarios Designación Ancho Fondo Alto Nº de armarios FAST-100D FAST-140D FASTR-30S FASTR-30D Elementos de protección.- El equipo llevará incorporado un interruptor de protección magnetotérmico a la entrada de c.a., con curva de disparo tipo D según la norma UNE EN y adecuado para el consumo de cada uno de los equipos, de forma que se limite permanentemente la corriente de salida a un valor del 100% de la corriente nominal. La toma de alimentación auxiliar también deberá estar protegida por un interruptor magnetotérmico adecuado. La salida del convertidor estará protegida por un fusible o sistema electrónico, mientras que la batería tendrá un fusible lento, tal y como se indica en los planos del anexo A. Ambos fusibles irán provistos de un contacto auxiliar normalmente abierto.

9 - 6 - NI Baterías.- Las baterías entrarán en servicio cuando se produce un corte de suministro en la red o puntualmente cuando se demandan picos de corriente que excedan de la capacidad del cargador o que sean tan bruscos que éste no pueda suministrarlos con suficiente rapidez. El resto del tiempo las baterías permanecerán en régimen de flotación. Las baterías serán de Níquel-Cadmio y de la capacidad indicada en la tabla 1. Cumplirán con lo indicado en la norma UNE EN La conexión entre grupos de baterías y al exterior se realizará con terminales aislados. Los terminales deberán estar dimensionados de acuerdo con la capacidad de la batería y deberán estar señalizados de forma conveniente por colores claramente diferenciados. Además deberán protegerse adecuadamente frente a la corrosión. Las baterías de los equipos FASTR irán situadas en la parte inferior del armario para evitar que los posibles derrames puedan afectar al resto de componentes y estarán separadas de las fuentes productoras de calor, de modo que en ningún caso su temperatura supere en más de 10ºC la del ambiente exterior. Los elementos de la batería se dispondrán sobre unas bandejas extraibles que permitirán la sustitucion y supervisión sin dificultad, de los mismos. Estas bandejas deberán incorporar un sistema mecánico de bloqueo a la extracción. Cada elemento de la batería llevará grabada en un lugar fácilmente visible sus características eléctricas y fecha de fabricación. Se dotará de una sonda de nivel de electrolito que se colocará en un vaso, y que dará una señal luminosa y dispondrá de un contacto abierto libre Cableado y conexionado.- Las canaletas, cuando se utilicen, estarán fabricadas con material sin halógenos, y cumplirán lo dispuesto en la norma NI Los bornes cumpliran con la NI y dispondrá de 2 bornes conectados a los de salida de la batería, provistos para realizar las pruebas de descarga. El cable será de bajo contenido en halógenos, según la norma NI

10 - 7 - NI Puesta a tierra.- El armario dispondrá de una pletina de 30x5 mm de conexión de tierra provista de un terminal de mordaza para cable de 95 mm 2, para su unión con la tierra de la instalación. El símbolo será según la UNE EN y estará cerca de esta pletina. Todas las carcasas, bandejas y puertas metálicas de los diferentes componentes irán conectadas a la pletina de tierra mediante cable de 10 mm Señalización y alarmas.- En el frente del armario estarán al menos, las señalizaciones de diodos LED o display, correspondientes al funcionamiento siguiente: - Régimen de carga de batería. - Fallo cargador. - Fallo de red. - Tensión de salida correcta - Fusión de fusibles. La alarma de anomalía general del equipo estará retardada de 1 a 5 min, quedará sellada hasta su reposición manual y englobará a las siguientes alarmas: - Tierra +/-. - Fallo cargador. - Fallo de red. - Fallo c.c. (max. min.) - Nivel del electrolito. - Fusión de fusibles. - Disparo del magnetotérmico. Todos ellos se cablearán a bornes independientes Alimentación.- En los equipos destinados a ST (FAST), la tensión de alimentación será trifásica (3x230/400 Vca), mientras que en los destinados a STR (FASTR), será monofásica (230 Vca) Alimentación auxiliar.- El equipo dispondrá internamente de una alimentación de servicio a 230 Vca dispuesta en una base de enchufe, tipo SCHUKO (de toma gruesa de 4,8 mm), bipolar con toma lateral de tierra, con magnetotérmico independiente de 10 A, alimentada en paralelo desde la alimentación principal, antes del interruptor de protección general.

11 - 8 - NI Rectificador-cargador.- Tendrá la capacidad suficiente para alimentar la carga permanentemente con la potencia requerida. Permitirá la alimentación tanto de los elementos de la ST ó STR como los destinados al telecontrol y a las comunicaciones. La tensión cumplirá con la norma UNE Deberá estar diseñado de forma que los diferentes niveles de tensión de salida según característica intensidad/tensión, se encuentren estabilizados al 1% de su valor nominal para un margen de funcionamiento del 0 al 100% de la carga nominal ante las variaciones de tensión y frecuencia de la onda de entrada. El factor de rizado de la tensión de salida del cargador no excederá del 1% definido como relación entre el valor eficaz de la onda, con la batería conectada a la salida del mismo ó el 3% sin la misma, para un margen de funcionamiento del 0 al 100% de la carga nominal ante las variaciones de tensión y frecuencia de la onda de entrada. La intensidad de salida de cada cargador deberá ser igual a la intensidad demandada por el 100% de las cargas más la intensidad máxima de carga de la batería según la característica intensidad/tensión correpondiente a la carga rápida, de forma que la batería pueda recuperar el 100% de la capacidad cedida durante el ciclo de descarga especificado en un periodo máximo de 12 horas, suministrando el cargador de forma simultanea la alimentación al 100% de las cargas. El equipo estará diseñado para trabajar en tres niveles de carga y por lo tanto en tres niveles de tensión: - Flotación.- El cargador mantiene su tensión estabilizada correspondiente, mediante la cual alimenta a las cargas asignadas y suministra la corriente de conservación de la carga de la batería según característica intensidad/tensión. - Carga Rápida.- En esta posición el cargador proporcionará la carga permanente y la carga de la batería según la característica intensidad/tensión manteniendo su tensión estabilizada. - Carga Profunda.- En esta posición el cargador procederá a la carga manual profunda de la batería que tiene como finalidad homogeneizar y regenerar las materias activas de la batería.

12 - 9 - NI El régimen de carga actual se mostrará en el panel de control mediante una indicación. La carga profunda se realizará exclusivamente de manera manual y con el equipo fuera de servicio, por lo que se deberá dotar de los sistemas de enclavamiento adecuados para garantizar que no sea posible realizar esta operación con los servicios conectados. El tiempo que durará el proceso de carga se deberá definir al iniciar la misma, de modo que finalizará automaticamente por temporización, aunque también podrá desconectarse manualmente antes de que finalice el tiempo preestablecido. Una vez terminada la carga, si la batería se hubiera cargado completamente, se bloqueará la repetición de este régimen durante un tiempo establecido. En condiciones normales el cargador estará en régimen de flotación, suministrando a la batería una intensidad de mantenimiento.(la pequeña corriente que se le proporciona a la batería sirve para mantenerla cargada y evitar su autodescarga). Al producirse un fallo de red, la batería se pondrá en descarga atendiendo a los consumos solicitados por la utilización. Al retorno de la red, el equipo rectificador pasará de forma automática al régimen de carga rápida, suministrando la corriente perdida por la utilización más una intensidad limitada y constante para la recuperación de la carga de la batería. Una vez alcanzado el nivel de tensión máximo de utilización, la batería irá absorbiendo paulatinamente menos intensidad. Finalizada la recarga de la batería el equipo pasará de forma automática al regimen de flotación. Para evitar envejecimientos prematuros de la batería, debido a largos periodos de carga en flotación sin descargas de la batería, se podrá activar la carga rápida,(regimen que permite restablecer la plena carga de la batería) de manera manual (mediante un pulsador, y deteniendose por temporización o por pulsación del mismo botón) y de manera períodica (activable por temporización). En los equipos dobles, se deberá suministrar un sistema de bloqueo mecánico por cerradura evitando que ambos cargadores queden desconectados simultaneamente de la carga.

13 NI Marcado y suministro Los equipos llevarán grabadas de forma indeleble y claramente legibles las siguientes marcas: - Fabricante y modelo. - Número de serie. - Año/mes de fabricación. - Tensión y frecuencia nominal de alimentación. - Tensiones e intensidades nominales de salida. - Capacidad, tipo y composición de la batería. - Masa. - Márgenes de temperatura de funcionamiento. 5.1 Embalaje y etiquetado Los embalajes llevarán las siguientes marcas. - Fabricante y modelo. - Masa 6 Ensayos Como norma general los ensayos descritos a continuación podrán ser realizados con o sin baterías, según proceda. 6.1 Ensayos tipo Aislamiento y rigidez dieléctrica. Los requerimientos mínimos de rigidez del equipo se especifican en la tabla 3, de acuerdo con la norma UNE EN , tabla 18. Se realizará el ensayo de aislamiento a los terminales de prueba (según tabla 3) con 500 Vcc. Las resistencias medidas serán superiores a 10 MΩ. El ensayo de rigidez dieléctrica se realizará según el apartado 6 de la norma UNE EN

14 NI Tabla 3 Ensayo de rigidez dieléctrica Terminales de prueba Clase Tensión de red (kvrms-60s) Tensión de impulso (kv pico-1,2/50 µs) Alimentación 125 Vcc y tierra VW3 2,5 5 Entradas/salidas y tierra VW3 2,5 5 Después de la prueba de rigidez, se realizará nuevamente la prueba de aislamiento a los terminales de prueba con 500 Vcc. Las resistencias serán siempre superiores a 10 MΩ en todas las medidas y no inferiores al 80% de las respectivas obtenidas anteriormente Inmunidad a impulsos de sobretensión. Se realizará según la norma UNE EN a una tensión de 4 kv y para una clase de severidad del ensayo IV Funcionalidad. Se realizarán las siguientes medidas: Cargador - Verificación régimen de carga (tensión de flotación, carga rápida, carga profunda). - Verificación de seguridades (bloqueos y enclavamientos). - Verificación de vigilancia y protección (señalización y alarmas). - Prueba de cortocircuito Baterías - Control de tensión e intensidad por bote. - Corriente de carga de la batería en vacío, que no deberá exceder de la recomendada por el fabricante de las baterías. - Curva de registro de descarga a régimen 0,2 C, sin alimentación de corriente alterna. 6.2 Ensayos individuales Se aplicarán los ensayos de los apartados y Verificación del marcado.la verificación del marcado se realizará por examen visual frotando manualmente durante 15s las marcas, con un trapo empapado en agua y seguidamente durante otros 15s, con un trapo empapado en disolvente.

15 NI Así mismo, después de realizar este ensayo, las etiquetas, si las hubiese, no estarán arrugadas ni deberán poderse quitar con facilidad, sino que deberán romperse en pedazos pequeños, cuando se intente despegarlas. Las marcas realizadas por moldeo o grabado no deben someterse a este ensayo. NOTA: Este disolvente se define como disolvente alifático hexano disolvente con un contenido máximo de hidrocarburos aromáticos del 0,1% en volumen, un índice de kauributanol de 29, una temperatura inicial de ebullición de 65ºC, una temperatura de ebullición final de 69ºC y un peso específico de 0,68 kg/l. 7 Documentación La documentación estará escrita en español. Básicamente constará de: - Especificaciones de funcionamiento de cada uno de los elementos, con descripción detallada de cada una de las unidades que la forman. - Planos de dimensiones y anclaje. - Diagramas, esquemas y planos detallados, correspondientes a todos los elementos. - Listado de equipos y sus componentes, indicando sus características. - Diagramas desarrollados de cableados de interconexión. - Instrucciones de operación que describan claramente sus condiciones nominales y límites de utilización, contemplando criterios de seguridad. - Información técnica que permita realizar las operaciones de mantenimiento requeridas por el equipo durante su vida útil. El fabricante identificará la naturaleza de estas operaciones y su frecuencia de realización. - Informe individual de pruebas. Una copia de la documentación anterior se incluirá dentro del equipo, en un compartimento apropiado.

16 NI Calificación y recepción 8.1 Calificación Con carácter general, la inclusión de suministradores y productos se realizará siempre de acuerdo con lo establecido en la norma NI : Calificación de suministradores y productos tipificados. La calificación incluirá la realización de los ensayos y verificaciones indicados en el capítulo 6 de esta norma. Iberdrola se reserva el derecho de repetir ciertos ensayos realizados previamente por el fabricante o en los procesos de obtención de marcas de calidad. Después del proceso de fabricación, se elaborará por cada fabricante y modelo un anexo de gestión de calidad a realizar por Iberdrola. 8.2 Recepción Recepción del suministrador. Con carácter general el suministrador realizará para su control de calidad y sobre el 100% de los equipos los ensayos definidos en el apartado Recepción del Comprador. Los criterios de recepción podrán variar a juicio de Iberdrola, en función del Sistema de Calidad Implantado en fábrica y de la relación Iberdrola-Suministrador, en lo que respecta a este producto (experiencia acumulada, calidad concertada, etc). Se realizarán, al menos en el 20% de los equipos a entregar, con un mínimo de 2 unidades, los ensayos definidos en el apartado 6.2.

17 NI Anexo A (Normativo) Figura A1. Interconexión equipo simple.

18 NI Anexo A Figura A2. Interconexión equipo doble.

19 NI Anexo A Figura A3. Conjunto equipo alimentación monofásico.

20 NI Anexo A Figura A4. Conjunto equipo alimentación trifásico.