Diagrama de flujo del sistema modular para el estudio de la Smart Grid

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1 DL SGWD SMART GRID Este sistema educativo ha sido diseñado para el estudio y comprensión de los conceptos relacionados con la gestión inteligente de la energía eléctrica. Este concepto, llamado Smart Grid, se refiere a una red de comunicación de apoyo a una red de distribución "inteligente" de electricidad, capaz de evitar el derroche de energía, sobrecargas o caídas de tensión. Cualquier excedente de energía generada en una determinada área es redistribuido inmediatamente de forma dinámica. Estas redes son controladas mediante un software adecuado y mediante instrumentos inteligentes de supervisión, capaces de monitorizar todo el flujo energetico del sistema eléctrico. Además, una red inteligente estabiliza y controla de una manera más sencilla la tensión eléctrica que llega al consumidor, un factor de calidad muy importante para el usuario final, que pueden beneficiarse de la reducción de costes gracias a la eficiencia del sistema. Es también muy fácil para el consumidor elegir su operador y estimular la competencia. Además, es más fácil de poner potencia en red por los consumidores que tienen pequeños sistemas domésticos, por ejemplo, con sistemas para la generación de energía a partir de paneles fotovoltaicos.

2 El laboratorio tiene una estructura modular y se compone de paneles que se pueden instalar en un bastidor vertical. El laboratorio ofrece a los estudiantes la oportunidad de llevar a cabo muchos experimentos sobre la tecnología de la Smart Grid. Diagrama de flujo del sistema modular para el estudio de la Smart Grid

3 La Smart Grid está gestionada por un software desarrollado por De Lorenzo que monitoriza todas las variables de un sistema real y que controla y gestiona las actividades de las distintas secciones que componen el sistema. Los siguientes son algunos ejemplos de las pantallas del software:

4 Además del estudio de los conceptos relacionados con la Smart Grid, este sistema didáctico es multidisciplinar y permite, a través de la utilización de los módulos individuales o grupos de paneles, también la posibilidad de investigar en profundidad otros aspectos de la ingeniería eléctrica, tales como: Máquinas sincrónicas Máquinas asíncronas Motores sin escobillas (brushless) Plantas fotovoltaicas de tipo grid Corrección del factor de potencia Transformadores Relés de protección En las siguientes páginas se puede encontrar una descripción, acompañada de una imagen, de los distintos módulos que componen el laboratorio. DL 2108TAL-SW Modulo de alimentación trifásica Alimentador para conexiones trifásicas con interruptor de red de 4 polos. Interruptor tripolar de protección del motor: de 6.3 a 10 A. Lámpara indicadora para cada fase. Salida de 5 terminales del laboratorio: L1, L2, L3, N y PE. Interruptor para simulación de fuente de energía eolica o fotovoltáica. DL 1080TT Transformador Trifásico Transformador trifásico para alimentar un modelo de línea de transmision de 380 kv factor de escala 1:1000 para corriente y tensión secundarias. Primario 3 x 380 V con toma intermedia de 220 V conexion en estrella o triangulo

5 Secundario 3 x 220 V con tomas intermedias de +5%,-5%,-10%,-15% conexion en estrella para 3 x 380 V varias conexiones posibles en estrella potencia nominal: 800 VA Terciario bobinas: 3 x 220 V conexión en triangulo para estabilizar el tercer armónico de tensión potencia nominal: 266VA DL 2108T23 FEEDER MANAGER RELE Relé trifásico multifunción de corriente, tensión y falla contra a tierra para protección y control de las líneas de distribución MT/AT. Las mediciones en tiempo real de los valores primarios de las variables de entrada están siempre disponibles en la pantalla, así como a través de la puerta serial. La programación del relé se puede hacer bien a través del teclado en el frente o a través de comunicación serial. Programas, eventos y grabaciones oscilográficas se almacenan en una memoria no volátil (EPROM). El relé se suministra con su propia fuente de alimentación interna del tipo multi-tensión autoranging, auto-protegida y aislada galvánicamente a través de transformador. 3 límites de corriente de fase programables en modo direccional o no direccional 3 límites di corriente de tierra programables en modo direccional o no direccional Curvas de intervención seleccionables de acuerdo con las normas IEC y IEEE 2 Elementos de minima/máxima tensión 2 Elementos de minima/máxima frecuencia Elemento de máxima tensión omopolar 2 Elementos di desequilibrio de corriente 1 Elemento de minima tensión secuencia positiva 1 Elemento de máxima tensión secuencia negativa Circuito de supervisión circuito apertura interruptor Comando interruptor (ABRE / CIERRA) Falla de apertura interruptor Una puerta de comunicación serial RS232 RS485 Relés di salida programables por el usuario Entradas digitales programables por el usuario

6 DL 7901TT Modelo de línea Modelo de una línea aérea de transmisión de la energía de 360Km de longitud, tensión 380KV y corriente 1000A. Factor de escala: 1:1000 DL 7901TTS Modelo de línea Modelo de una línea aérea de transmisión de la energía de 100 km de longitud, tensión 380KV y corriente 1000 A. Factor de escala: 1:1000 DL 2109T29 Medidor de maxima demanda Analizador de energía trifásica controlado por microprocesador. Medida de tensiones, corrientes, frecuencias, potencia activa, reactiva y aparente. Tensión de entrada: 500 V (max. 800 Vrms) Corriente de entrada: 5 A (max. 20 Arms) Frecuencia de trabajo: Hz Alimentación: monofásica de red

7 DL 2108T02 Interruptor de potencia Interruptor de potencia trifásico con contacto auxiliar normalmente cerrado. Capacidad de contacto de carga: 400 Vca, 3 A Alimentacion: monofásica de red DL 2108T25 Relè de control de sincronísmo y sincronización El relé de sincronización mide la tensión y la frecuencia de dos entradas; la tensión, la frecuencia y el ángulo de fase de la entrada Generador (G) se comparan con los de la entrada Bus (B) considerado como referencia. Funciones: Sincronización automática y control de sincronismo Regulación tensión y frecuencia Control de cierre del interruptor con supervisión del ángulo de fase Prevención funcionamiento como motor Forzamiento paralelo en condiciones estáticas Grabación de eventos Protocolo de comunicación Modbus Sincronización del generador con la barra de referencia: Funcionamiento en barra en tensión o sin tensión Control diferencia admisible de tensión reglable Regulación automática del ángulo de fase por comando interruptor Control diferencia admisible de frecuencia reglable Control diferencia admisible de fase reglable Regulación pulsos de Incremento/Decremento para el regulador de velocidad Regulación pulsos de Incremento/Decremento para el regulador de tensión Control Min/Max tensión de barra admisible reglable Control Min/Max frequencia de barra admisible reglable Forzamiento del paralelo en condiciones de desplazamiento de fase estático Sincronización rápida con pulsos de control proporcionales a la diferencia de velocidad y tensión 3 entradas digitales optoisladas 2kV

8 DL 1067S Fuente de alimentación motorizada Para alimentar con tensión variable los dispositivos de frenado y las excitaciones de las máquinas con comando manual o automático. Salida cc: de 0 hasta 210 V, 2 A Regulación automática de la excitación para mantener una tensión constante Alimentación: 220 V, 50/60 Hz DL 2108T26 Motor brushless con controlaor Estudio de un control automático para un motor brushless. Control y funcionamiento de un motor brushless en tensión. El sistema permite el estudio de la operación de un motor brushless en un proceso típico de automatización industrial. El estudiante tiene la oportunidad de aprender a controlar y configurar una operación automatizada. El sistema de control y supervisión se lleva a cabo a través de un software capaz de: Establecer los parámetros del sistema Dibujar curvas gráficas Monitorizar en tiempo real el sistema (par, velocidad,...) Especificaciones Motor brushless con codificador electrónico, potencia de 1 kw Control del sistema en frecuencia y tensión Sistema de frenado mecánico para el análisis del par Salidas del codificador para el análisis de la velocidad Sistema de control y monitorización de eventos Pulsador de arranque y parada y parada automática en caso de alarma Software completo para PC conectado al sistema a través de RS485.

9 DL 1026A Generador sincrónico trifásico Generador sincrónico trifásico con inductor liso y devanado de armadura trifásica, para el funcionamiento como alternador o como motor síncrono. Potencia (alternador): 1.1 kva Potencia (motor): 1 kw Tensión: 220/380 V Δ/Y Corriente: 2.9/1.7 A Δ/Y Velocidad: 3000 rpm DL 1017R Carga resistiva Carico resistivo variable por grados mono o trifásico. Max. potencia: 3 x 400 W Max. tensión: 220/380 V Δ/Y DL 1017L Carico Inductivo Carico inductivo variable por grados mono o trifásico. Max. potencia: 3 x 300 VAR Max. tensión: 220/380 V Δ/Y DL 1017C Carico Capacitivo Carico capacitivo variable por grados mono o trifásico. Max. potencia: 3 x 275 VAR Max. tensión: 220/380 V Δ/Y

10 DL 1022 Motore asincrono trifásico de anillos Motor de inducción con devanados trifásicos tanto en el estator como en el rotor. Potencia: 1.1 kw Tensión: 220/380 V Δ/Y Corriente: 4.3/2.5 A Velocidad: 2830 rpm, 50 Hz DL HUBRS485F Comunicación MODBUS HUB que permite la comunicación y el control por PC de los módulos de medida y de los motores brushless. DL SCADA 2 SOFTWARE para adquisición de datos y control.

11 DL 9031 Interruptor magneto-termico diferencial Corriente max.: 10A Intervención diferencial: 30mA DL 10065N Módulo de medida digital de la potencia eléctrica Medida en corriente directa de: tensión, corriente, potencia y energía. Medida en corriente alterna de: tensión, corriente, potencia, energía activa, energía reactiva, energía aparente, cosphi y frecuencia. Tensión continua: 300 V Corriente continua: 20 A Tensión alterna: 450 V Corriente alterna: 20 A Potencia: 9000 W Alimentación monofásica: V, 50/60 Hz Comunicación: RS485 con protocolo MODBUS RTU DL 9013G Inverter grid Corriente max.: 30A Tensió: 12V Potencia: 360W

12 DL PFS-85 Modulo fotovoltáico inclinable 85W, 12V, completo de celda para la medición de la radiación solar y un sensor de temperatura. DL SIMSUN Lámparas para entrenadores solares fotovoltáicos La intensidad de la luz puede ser arreglada manualmente a travès de un potenciómetro o controlada automaticamente a travès de una entrada 0-10 V, para oermitir la ejecución de experimentos con diferentes intensidades luminosas, simulando las condiciones de luz del alba a la puesta del sol. 4 lámparas halogenas de 300 W cada una Dimmer para controlar la intensidad de la luz Interruptor magneto-termico diferencial, 10 A Potenciómetro, 10 k

13 DL 2108T20 Bateria de de condensadores conmutables Sistema de conmutación, cuyos diversos valores de capacidad pueden ser conectados a la red para compensación de la energía reactiva. 4 niveles de conmutación, cada uno consta de 3 condensadores conectados en estrella con resistores de descarga: nivel 1 (bobina b1): 3 x 2 μf/450 V nivel 2 (bobina b2): 3 x 4 μf/450 V nivel 3 (bobina b3): 3 x 8 μf/450 V nivel 4 (bobina b4): 3 x 16 μf/450 V Energía de compensación: max VAr a 50 Hz, 380 V Cada nivel de conmutación puede ser controdado separadamente: internamente, por 4 interruptores de selección externamente, por 4 entradas de control Tensión de funcionamiento de la bobina: 220 Vca. DL 2108T19 Regulador de energia reactiva Relé con regulación automática del factor de potencia en sistemas con carga inductiva. Rango de regulación del factor de potencia: ind Sensibilidad:: K Display de 2 decimales Relé de salida para conexión de baterías: 4 contactos NA con indicación de LED Capacidad de contacto del relé de salida: 400 Vca, 5 A Tensión de alimentación: trifásica de red Circuito de entrada amperimétrica: 5 A (250 ma min.) Detección automática de la frecuencia.

14 DL 1013A BASE UNIVERSAL Estructura en tubular de acero barnizado montada sobre soportes antivibratorios en goma, dotada de guías para el anclaje de una o dos máquinas y de cubrejuntas. DL M-AS1 Bastidor de tres niveles DL M-AS2 Bastidor de tres niveles doble DL AS Mesa de trabajo DL 1155GTU y DL 1155A Conjunto de cables de conexión.

15 Cuadro resumen de los componentes con cantidades: CODIGO DESCRIPCION C.DAD DL 2108TAL-SW Modulo de alimentación trifásica 1 DL 1080TT Transformador Trifásico 3 DL 2108T23 Feeder manager relé 1 DL 7901TT Modelo de línea 360km 1 DL 7901TTS Modelo de línea 100km 1 DL 2109T29 Medidor de energía trifásica 3 DL 2108T02 Interruptor de potencia 4 DL 2108T25 Relè de control de sincronísmo y sincronización 1 DL 1067S Fuente de alimentación motorizada 1 DL 10065N Módulo de medida digital de la potencia eléctrica 2 DL 2108T26 Motor brushless con controlador 2 DL 1026A Generador sincrónico trifásico 1 DL 1017R Carga resistiva 1 DL 1017L Carga Inductiva 1 DL 1017C Carga Capacitiva 1 DL 1022 Motore asincrono trifásico de anillos 1 DL HUBRS485F Comunicación MODBUS 1 DL SCADA 2 Software SCADA 1 DL 9031 Interruptor magneto-termico diferencial 1 DL 9013G Inverter grid 1 PFS-85 Modulo fotovoltáico inclinable 1 DL SIMSUN Lámparas para entrenadores solares fotovoltáicos 1

16 CODIGO DESCRIPCION C.DAD DL 1013A Base universal 2 DL 1155GTU Conjunto de cables de conexión 1 DL 1155A Conjunto de cables de conexión 2 DL M-AS1 Bastidor de tres niveles 1 DL M-AS2 Bastidor de tres niveles doble 1 DL 2108T20 Bateria de de condensadores conmutables 1 DL 2108T19 Regulador de energia reactiva 1 DL AS Mesa de trabajo 2 PERSONAL COMPUTER 1 Soporte para PC 1 NOTA: - Para los países donde la frecuencia es de 60Hz, los motores DL 1026A y DL 1022 se sustituyen por DL 1026P4 y DL 1022P4 (por favor, solicite cita). - Para los países donde hay una tensión de red trifásica diferente de 380 V, es necesario añadir el transformador trifásico DL 2100ATT. El laboratorio está completo de manual de experimentos.

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