1
Sistema De Corriente Continúa Para Subestaciones Bancos de Baterías. Jorge Luis Basulto, Carlos Arguedas Marín, Benjamín Toro Rubio, Profesor: Ing. Álvaro Peñaranda.
Resumen Análisis de los Bancos de baterías para las subestaciones, su concepto, función, mantenimiento, conservación.
fuente de energía de los sistemas de reserva o emergencia de estas aplicaciones, por lo que requieren una alta fiabilidad de suministro eléctrico.
En este informe se enfocara primordialmente en los siguientes puntos: tipos de baterías, principales características, diferencias, funcionamiento, vida útil de las baterías, concepto de medición de impedancia, ajustes de voltaje de flotación e igualación, condiciones ambientales, mantenimiento a bancos de baterías y cargadores y normas básicas de seguridad.
Breve Historia de la Batería
Esto con el fin de brindarnos una idea más amplia acerca del funcionamiento, clasificación y mantenimiento de los bancos de baterías para las subestaciones de transformación.
La primera evidencia histórica de las baterías proviene de excavaciones arqueológicas hechas en Bagdad, Iraq. Esta batería inicial fue identificada como del año 250 AC; y pudo haber sido utilizada en pequeñas aplicaciones para e como de electro platinas de objetos con una delgada capa de metal, un proceso parecido al que se usa actualmente para los recubrimientos de oro o plata en las joyas. Este se considera posiblemente unos de los primeros usos de las baterías.
Objetivos Presentar un informe técnico sobre las características y procedimientos que se deben de seguir para brindar atención a los bancos de baterías de las subestaciones. Además enfocar una idea más amplia acerca de los bancos de baterías, cuya función principal almacenar la energía que se utiliza en el disparo de los interruptores, por lo que deben hallarse siempre en óptimas condiciones de funcionamiento. Familiarizarnos con los terminología importante y para tener y formar un mejor criterio y concepto técnico y profesional en el campo. INTRODUCCIÓN Los bancos de baterías son un elemento de vital importancia de una subestación. Son la fuente de alimentación de corriente directa permanente para los sistemas de protección, control, señalización y operación de equipos de desconexión automática. Los bancos de baterías requieren de una puesta en servicio precisa, un mantenimiento continuo, pruebas y mediciones en operación. De acuerdo a los datos de fabricante un banco de baterías bien instalado y mantenido deberá tener una vida útil de 10-15 años operando confiablemente. Las baterías actúan como fuentes de corriente continua (CC). En las aplicaciones estacionarias, las baterías están en carga flotante, es decir, conectadas permanentemente a una fuente de corriente continua para asegurar que disponen de toda su capacidad en el momento que se precisa. Las aplicaciones estacionarias se caracterizan por ser instalaciones o equipos fijos, es decir, no están destinadas a cambiarse de sitio habitualmente. Así, su explotación se caracteriza por unas condiciones de trabajo bien conocidas y normalmente cíclicas. Si se trata de instalaciones, éstas tienen frecuentemente unas dimensiones y potencias considerables. Aquí se encuentran por ejemplo las telecomunicaciones, los centros de proceso de datos y el transporte y distribución de energía eléctrica. Pero también puede tratarse de equipos como los sistemas de alimentación ininterrumpida, con un rango de potencias desde unos pocos W hasta MW. Este tipo de actividades tienen que estar operativos las 24 horas del día los 7 días de las semanas todos los días del año. Aquí las baterías adquieren especial importancia porque son la
Aún cuando hoy día se acredita al italiano Alessandro Volta de la invención de la batería moderna (plata-zinc); se han descubierto “celdas” antiguas en viejas ruinas Sumerias, cuyo origen data de 250 años antes de Cristo.
Las baterías fueron “re-descubiertas” muchos años después por Alessandro Volta, luego de que la unidad de potencia eléctrica fuese llamada bajo su apellido (Volt o Voltio). La jarra fue encontrada en Khujut Rabu justo a las afueras de Bagdad, y compuesta de un jarrón con un tapón o stopper hecho de asfalto. Atravesando el tapón de asfalto se atraviesa una vara de hierro rodeada de un cilindro de cobre. Qué es una Batería? El concepto de una batería puede definirse como la de un dispositivo que es capaz de almacenar energía eléctrica para su uso posterior. Una roca, empujada hasta la cima de una cuesta, puede considerarse como un “tipo” de batería…ya que la energía utilizada para empujarla a la cima (energía química de los músculos o de la combustión de motores utilizados) es convertida y almacenada como energía kinética potencial en el tope de la cuesta. Posteriormente, esa energía es liberada como energía térmica y kinética cuando la roca ruede cuesta abajo. Está claro que este no es un ejemplo de una aplicación práctica. El uso común de la palabra batería en términos eléctricos está limitado al dispositivo electroquímico que convierte energía química en eléctrica por una celda galvánica. Una celda galvánica es un dispositivo bastante simple que consiste de dos electrodos de metales diferentes o componentes metálicos (un ánodo y un cátodo) y una solución electrolítica (usualmente ácida, pero algunos alcalinas). Una “Batería” es dos o más de esas celdas en series, aunque muchos tipos de celdas sencillas también son llamadas baterías, como las baterías de las luces de flash. Como definimos anteriormente, una Batería es un dispositivo de almacenamiento de electricidad. Las Baterías no hacen la electricidad, la almacenan; así como un tanque de agua almacena el agua para su uso futuro. A medida que los químicos cambian en la batería, la energía eléctrica es almacenada o liberada. En las baterías recargables este proceso puede repetirse muchas veces. Las Baterías no son 100% eficientes -Parte de la energía se pierde como disipación de calor y reacciones químicas mientras se cargan y se descargan. Si usas 1000 Watts de una batería, podría tomar
2
1050 0 1250 completamente.
1050 0 1250
Watts o más para recargarse
Resistencia Interna
Diferencias entre las baterías de Plomo y Acido y las de Níquel y Cadmio
Parte – o la mayor parte – de las pérdidas al cargar o descargar las baterías, son debidas a su resistencia interna. Esta se convierte en calor, lo que explica por qué las baterías se calientan cuando están siendo cargadas. A menor resistencia interna…mucho mejor.
Las baterías de Níquel-Cadmio tienen una estructura física similar a las de Plomo-ácido. En lugar de Plomo, se utiliza hidróxido de Níquel para las placas positivas y óxido de Cadmio para las negativas. El electrolito es hidróxido de Potasio.
Las tasas de recarga más lentas son más eficientes. Una batería clasificada en 180Ah (amperios-hora) en un período de 6 horas puede ser también clasificada como de 220Ah en un período de 20 horas, y de 260Ah en 48 horas. Gran parte de esta pérdida de eficiencia es debido a la mayor resistencia interna a mayores rangos de amperajes (la resistencia interna no es una constante) y es algo como “mientras más empujas, más fuerte es el empuje de respuesta”. La eficiencia típica de una batería de ácido plomo es de un 85-95%, en las alcalinas y de NiCad es del 65%. Las verdaderas baterías AGM de Ciclo Profundo pueden alcanzar eficiencias de un 98%. Prácticamente todas las baterías utilizadas en un sistema fotovoltáico y hasta el más pequeño de los sistemas de energía de respaldo son de ácido plomo. Aún luego de un año de usos, estas baterías siguen ofreciendo la mejor relación precio-potencia. Un detalle importante es que todas las baterías comúnmente utilizadas en aplicaciones de ciclo profundo son de ácido plomo. Esto incluye las comunes de tipo abierto o de “agüita”, las AGM o las de Gel…todas utilizan la misma química, aunque presentan cambios en su construcción, placas. Tipos de Baterías Si tenemos en cuenta las características técnicas. Aquí vamos hacer la clasificación por sus componentes químicos. Aunque existen de varios tipos, las más usadas son: - Las de plomo y ácido. - Las de níquel y cadmio. Las primeras son las más usadas, en cambio, las de níquel-cadmio ofrecen un mejor rendimiento, pero tienen un precio demasiado elevado.
1) Baterías de plomo y ácido. Lo que caracteriza a éstas baterías es su bajo costo y el mantenimiento que requieren. Respecto al mantenimiento, necesitan estar en un lugar fresco, y revisar la cantidad de electrolito periódicamente, además, es necesario su ventilación por desprendimiento de gases. La tensión de cada rejilla o celda es de 2V. Dentro de este tipo de batería podemos encontrarnos: Baterías de plomo-antimonio Ideales para instalaciones basadas en energías renovables.
2) Baterías de níquel y cadmio. Este tipo de baterías presenta el inconveniente del precio. El electrolito que utilizan es un alcalino. Tienen un bajo coeficiente de autodescarga, la carga ronda el 80%. Las celdas tienen un voltaje de 1,2V. Tienen un buen rendimiento con temperaturas extremas. La descarga que admiten está sobre el 90% de su capacidad nominal.
El voltaje nominal de un elemento de batería de Ni-Cd es de 1,2 V, en lugar de los 2 V de los elementos de batería de Plomo-ácido. Las baterías de Ni-Cd aguantan procesos de congelación y descongelación sin ningún efecto sobre su comportamiento. Las altas temperaturas tienen menos incidencia que en las de Plomoácido. Los valores de autodescarga oscilan entre 3,1 y 6,4% al mes. Las baterías de Ni-Cd también son ineficientes, alrededor de un 65%; y muy costosas… sin embargo, pueden llegar a congelarse sin sufrir daño alguno. Les afecta menos las sobrecargas. Pueden ser totalmente descargadas sin sufrir daños. No tienen peligro de sulfatación. Su capacidad para aceptar un ciclo de carga es independiente de la temperatura. El coste de una batería de Ni-Cd es mucho más elevado que el de una de Plomo-ácido; no obstante tiene un mantenimiento más bajo y una vida más larga. Esto las hace aconsejables para lugares aislados o de acceso peligroso. Las baterías de Ni-Cd no pueden ser testadas con la misma fiabilidad que las de Plomo-ácido. Por tanto, si es necesario controlar el estado de carga, las baterías de Ni-Cd no son la mejor opción. La mayor parte de las baterías “grandes” de uso común son de ácido plomo. Dichas baterías forman parte de los servicios auxiliares de la subestación. El sistema de baterías se utiliza para energizar:
•
Protecciones
•
Lámparas piloto
•
Circuito de transferencia de potenciales
•
Sistemas contra incendio
•
Equipo de onda portadora
•
Control de los interruptores de AT y BT
•
Control de los seccionadores
•
Alarmas
•
Iluminación de emergencia
En las subestaciones se pueden instalar baterías del tipo ácido ó alcalino. Antiguamente se instalaban en la mayoría de los casos las de primer tipo por ser las más baratas y tenían una larga vida útil, la cual es ligeramente inferior a las alcalinas. Una ventaja de las del tipo ácida es su característica constructiva que permite conocer el estado de la carga que almacena la batería en función de la densidad del electrolito, pero tienen otros inconvenientes, como el mantenimiento, se necesita disponer de locales más amplios y que reúnan ciertas condiciones.
3
En la actualidad se emplean los acumuladores alcalinos (níquelcadmio), pero todavía es posible encontrar los primeros. Las baterías se instalan en un cuarto cerrado, que forma parte del edificio principal de la subestación, y lo más cerca posible de lo tableros para reducir al máximo la longitud de los cables y por lo tanto la posibilidad de la aparición de sobretensiones, por acoplamiento capacitivo o inductivo. Los cuartos en que se instalan las baterías del tipo ácido, deben estar provisto de un extractor de gases, que deberá ponerse en funcionamiento antes de la apertura de la puerta de entrada del personal, con el fin de eliminar la posibilidad acumulación de hidrógeno que se desprende durante la descarga intensa de las baterías que, en presencia de alguna chispa originada en la ropa de la personal (electricidad estática) que entra, puede provocar una explosión. Los locales destinados a baterías deben ser secos, bien ventilados y sin vibraciones que puedan originar desprendimientos excesivos de gases y desgaste prematuro de las placas. La temperatura ambiente debe variar entre los 5 y 25 grados centígrados. La instalación eléctrica deberá ser del tipo anti-explosiva. El suelo debe ser a prueba de ácido o álcali, según sea el tipo de batería y deberá tener una ligera pendiente con un canal de desagüe, para evacuar rápidamente el líquido que se pueda derramar o el agua de lavado. Las paredes techo y ventanas deben recubrirse con pintura resistente al ácido o los álcalis según se trata. En las fotos se observa un juego de baterías en una subestación que contiene 86 vasos de plástico (conectadas en serie) de Níquel Cadmio con hidróxido de potasio como electrolito, todas se encuentran sobre bancos metálicos aislados de tierra. Este juego de batería asegura los 110 V de corriente continua. También se observa otro juego de reserva con vasos de acero de plomo ácido, en caso de fallar la anterior.
Vida Útil de las Baterías La vida útil de una batería de ciclo profundo está directamente relacionada con el uso que a ésta se le dé, como es su mantenimiento y método de re-carga, la temperatura y otros factores. En casos extremos, las variaciones podrán ser extremas, y se pueden ver casos de baterías muertas en apenas un año por efectos de sobre-cargas severas, así como también hemos tenido casos de baterías para sistemas de telefonía que han tenido de 5-10 recargas severas y que han durado más de 25 años! Hemos visto baterías de Gel destruidas en un día por sobrecargas usando cargadores de vehículos grandes. Hemos visto baterías de carritos de golf dañadas en menos de un año incluso sin haber sido usadas, por ser dejadas en un garaje caliente sin ser cargadas. Electrólito Gelificado Las baterías del Gel o Gelificadas o de Celdas de Gel, contienen un ácido que ha sido “gelificado” con la adición de Gel de Sílica, convirtiendo el ácido en una sola masa gelatinosa. La ventaja de estas baterías es que es prácticamente imposible que derramen ácido, aún cuando ya han estado rotas. Sin embargo, hay muchas desventajas. Una es que deben ser cargadas a una tasa más lenta (C/20) para prevenir que el exceso de Gas dañe las celdas. Estas no pueden ser recargadas de manera rápida con un cargador convencional de vehículo ya que podrían dañarse de forma permanente. La mayor parte de los inversores comúnmente usados el Sistemas de Energía Solar pueden ser configurados para limitar el proceso o corriente de carga que entra a las baterías.
Baterías Recargables Selladas Tecnología AGM/VRLA de Mtek
4
Cómo determinar el tamaño de un banco de baterías 1. Determinar: Amperios en DC o CC (Corriente Continua) consumidos o estimados por consumir = Watts (de la carga en CC a respaldar con baterías) ÷ Potencia del sistema de CC (12, 24 ó 48) x 1,2 (para prever pérdidas de eficiencia)
3) Conexiones para Bancos de Baterías Serie-Paralelo.
2. Determinar: Amperios horas consumidos entre ciclos de carga: Tiempo de funcionamiento del aparato (horas) x Amperios de CC = Amperios horas consumidos o estimados por consumir. 3. Número de baterías requerido: (Total de amperios horas consumidos x 2*) ÷ Amperios horas de la batería seleccionada = Número de baterías requerido Es posible crear un banco de batería de 480 amperios horas como mínimo al combinar seis baterías de Grupo 27 (90Ah cada una para un total de 540 ah), cinco de grupo 31 (105 Ah cada una para un total de 525 Ah) o seis baterías de carrito de golf de 6 voltios (112.5 Ah cada una en tres cadenas de 2 baterías cada una para un total de 675 ah). *Las baterías de ciclo profundo sólo deben utilizarse hasta un máximo del 50% de su capacidad total. *No es recomendable combinar baterías de distintos tamaños. Esquemas de cableados para sistemas con baterías de 2, 6 y 12 Voltios para obtener 12, 24 y 48 Voltios En las siguientes imágenes verás la forma de conectar distintos tipos de baterías para obtener un voltaje determinado deseado.
3) Conexiones para Bancos de Baterías en Serie
ENSAYOS DE BANCOS PRINCIPIOS DE OPERACIÓN
Y
Recientemente ha tenido gran repercusión el ensayos de bancos de baterías por el método de la impedancia debido a que permite analizar las celdas selladas actuales a las que no se les puede medir densidad de electrolito. Pasamos a detallar algunos aspectos de estos equipos provistos por International - Biddle (USA). La determinación precisa del estado de un banco de baterías estacionarias, es uno de los rubros que genera mayor incertidumbre a los encargados del aérea; mas aún si los mismos no son especialistas en este tema, y además tienen también a su cargo el resto de las instalaciones eléctricas de una empresa. El presente informe propone ofrecer una herramienta de fácil uso e interpretación de resultados, para lograr dos objetivos: Conocer el estado actual de nuestro sistema de baterías A. Conocer el estado actual de nuestro sistema de baterías B. Elaborar una tendencia de degradación con respecto al tiempo (tendencia predictiva).
2 )Conexiones para Bancos de Baterías en Paralelo
Por muchos años los usuarios de baterías, han vivido en un vacío de información, al menos que efectuaran un programa de mantenimiento periódico o ensayos de cargas completos. Los ensayos cíclicos son costosos, insúmen mucho tiempo y requieren personal técnico capacitado. Hoy en día los responsables del área tienen un nuevo y efectivo método de análisis de datos denominado MÉTODO DE IMPEDANCIA, el cual ha sido utilizado internacionalmente en una amplia variedad de aplicaciones industriales de baterías.
MANEJO DE TÉRMINOS EN MEDICIONES DE BATERÍAS
5
IMPEDANCIA: Brinda una medida de la resultante entre la resistencia y la reactancia de una celda electroquímica. El aumento de la impedancia a través del tiempo, aporta una referencia sobre cambios en las uniones internas y soldaduras de placas a bornes. También, y lo que es más importante, pone de manifiesto los efectos de la reducción del área efectiva de las placas, debido a la sulfatación. RESISTENCIA: Brinda una medida de la calidad de las conexiones internas entre el terminal positivo y el negativo, incluyendo la resistencia de la solución electroquímica. Esta medición es sensible a cambios en las uniones entre placas. REACTANCIA: Brinda una medida de las características inductivas y capacitivas, las cuales son una función de las dimensiones físicas constructivas de una batería.
Esta simple observación demuestra la limitada capacidad de manejo de las variables de este método (Método de conductancia).
CONDUCTANCIA: Brinda una medida relativa al estado superficial de las placas (sulfatación). La conductancia no es generalmente la inversa de la impedancia, ya que los métodos de medición son diferentes y a diferentes frecuencias; y sus conclusiones no son de la misma calidad o exactitud.
CONCEPTO DE MEDICIÓN DE IMPEDANCIA
CIRCUITO INTERNO DE UNA BATERÍA Es fácil deducir que si el circuito interno de una batería es el de la figura siguiente, un ensayo predictivo que analice todas estas variables al mismo tiempo (Ra + Rm + Ri + Cb), brindará en forma integral una información precisa del sistema. Todo otro método de evaluación unitaria o parcial de esta cantidad de variables, brindará una información limitada sobre el estado de una batería. La figura muestra en forma simple los elementos que constituyen la magnitud impedancia.
Una regla práctica básica de control indica que la impedancia de una batería en buen estado, puede variar entre un ± 20%de la línea de base de impedancias*. La única posibilidad de medir una impedancia es valiéndonos de la inyección de una corriente alterna de frecuencia y magnitud determinada en los bornes de la celda, la cual se superpone y no es influenciada por la corriente continua propia. Cada valor de impedancia de cada celda es almacenado como dato al igual que su tensión (CC). El promedio de todos estos valores, es calculado automáticamente para crear una línea de base. Adoptando el parámetro práctico del 20% o según la IEEE en sus documentos 1187-88-89, la cual recomienda un máximo de desviación del 30%, se puede detectar cuales son las celdas defectuosas que superarán esta barrera o la tendencia al aumento de otras para fines predictivos. El incremento de la impedancia es el principal indicador de degradación paulatina. * Línea de base de impedancia, se define como el promedio de las impedancias de todas las baterías que forman nuestro sistema (estacionario). PERIODICIDAD DE LOS ENSAYOS Basándonos en las recomendaciones de la IEEE para batería sellada y ventilada, surge la siguiente tabla:
Rm = Es la resistencia “metálica” que abarca a las uniones entre placas y bornes. Ra = Es la resistencia electroquímica, aportada por el electrolito y separadores de placas. Cb = Es la capacidad formada por las placas en paralelo con un valor promedio de 1,3 a 1,7 faradios por cada 100 AH de capacidad de carga. Ri = Es una resistencia no lineal que se origina entre las placas y el electrolito. Gráficamente, la representación de la impedancia es la siguiente:
Equipo analizador de baterías que permiten medir en forma rápida y “on-line” (en servicio). El modelo EBITE por ejemplo realiza ensayos en baterías de hasta 2500 Ah con la emisión de reportes impresos in-situ ó en PC.
6
MANTENIMIENTO A BANCOS DE BATERIAS El mantenimiento a un banco de baterías deberá realizarse mensualmente para los bancos plomo-acido, asegurando en este punto los siguientes aspectos:
• • •
• •
• • • • •
Limpieza del cuarto de baterías Limpieza en conexiones Firmeza en conexiones Nivel de liquido correcto Limpieza a banco de baterías utilizando agua con bicarbonato de sodio para neutralizar los ácidos, evitando los escurrimientos en lo posible al soporte metálico y al piso. No permita que entre mugre, solución limpiadora u otros cuerpos extraños a las celdas. Mantener los tapones firmemente colocados en las celdas, excepto al agregar agua o al tomar lecturas con el hidrómetro. No colocar sobre las baterías ningún tipo de herramienta u objeto capaz de producir un cortocircuito. Verificar funcionamiento de sistema de alumbrado y ventilación Señalización correcta de alarmas por control supervisorio simulando estas.
CRITERIO PARA DETERMINAR EL REEMPLAZO DEL BANCO Las características físicas, como desprendimiento de plomo poroso y rompimiento de los tubos de fibra de vidrio, son determinantes para reemplazar el banco. La vida de un banco de baterías, de acuerdo con los fabricantes, cuando se siguen las prácticas de mantenimiento adecuadas, la vida promedio del banco según los tipos de celda es: Plomo-ácido rejilla de antimonio 16 años Plomo-ácido rejilla de calcio 25 años Níquel-cadmio 25 años Se recomienda reemplazar el banco de baterías si su prueba de capacidad, indica que está por debajo del 80% de su capacidad nominal de acuerdo con las especificaciones del fabricante.
7
AJUSTE DE VOLTAJE DE FLOTACION E IGUALACION Es importante la precisión en la medición de los voltajes de flotación e igualación. Se recomienda para este tipo de medición un voltímetro de precisión. Los ajustes de flotación e igualación son realizados en fabrica y antes de modificarlos deberá asegurarse que realmente se requiere y estudiar en el instructivo del fabricante especifico la manera de realizarlo. Si no se conoce el procedimiento NO realizar ningún cambio hasta no contar con la información o la asesoría adecuada. a) El ajuste de flotación no es afectado por el ajuste de carga de igualación. b) Los voltajes de flotación e igualación deben ajustarse dentro de los rangos de voltaje mostrado en la placa del cargador. La respuesta del voltaje puede ser lenta, porque el estado de carga de la batería y la carga conectada tienen que ser considerados. c) Cualquier ajuste de voltaje de flotación ó igualación no deberá considerarse definitivo, hasta que el amperímetro muestre un valor de corriente menor que el especificado por el cargador y el voltaje se estabilice. CONDICIONES AMBIENTALES La temperatura media anual es de 25°C variando desde -10°C hasta 40°C, el lugar en el que se dispondrán las baterías no posee regulación y/o control de temperatura razón por la cual deben considerarse los rangos de temperatura mencionados a los efectos del diseño constructivo de las baterías y sus celdas o unidades constitutivas. Los datos característicos son los siguientes: - Temperatura máxima del aire40°C - Temperatura media diaria máxima: 35°C - Temperatura mínima del aire: interior - 5°C intemperie -10°C - Humedad relativa máxima: 100% - Altitud inferior a: 1.000 m Por lo expuesto, debe descartarse el empleo de materiales alterables por la humedad, u otras condiciones ambientales desfavorables. CARGADOR DE BATERIAS
INSTALACION Y PUESTA EN SERVICIO El cargador de baterías deberá ubicarse en un lugar limpio y seco, junto a los centros de carga de C.A. y C.D. con el fin de que el personal de mantenimiento verifique las condiciones de voltaje y corriente que toma el banco de baterías. A continuación se relacionan una metodología simplificada para su instalación y puesta en servicio: a) Fije el cargador y haga las conexiones de C.A y C.D. como se indica en la placa del mismo. b) Después conecte la terminal (+) de la batería a la terminal (+) del cargador y la terminal (-) de la batería al terminal (-) del cargador y observe el voltímetro. Deberá leerse una polaridad correcta y un valor de voltaje de batería en circuito abierto de 2.15 volts por celda en baterías plomo-ácido y de 1.2 volts por celda en baterías de níquel-cadmio por ejemplo: Una batería de 60 celdas plomo-ácido deberá leerse cerca de 2.15 X 60 = 129 volts.
El cargador como responsable de mantener en los niveles adecuados, la capacidad del banco de baterías; representa un equipo de vital importancia para el sistema de servicios propios de corriente directa en una subestación.
Con esto se comprueba que todas las celdas están en serie, es importante también que todas las conexiones estén firmes. El voltaje del circuito abierto deberá estar cerca del 8 al 10% abajo del rango del voltaje de flotación mostrado en los datos de placa del cargador y el rango deberá fijarse para el número de celdas.
Requiere de rutinas de inspección, operación y calibración o ajuste fundamentalmente. Es recomendable disponer de dos cargadores, para propósitos de respaldo, y dar así una mayor confiabilidad al sistema de corriente directa.
c) El cargador puede energizarse cerrando primero el interruptor de corriente directa después cierre el interruptor de corriente alterna. El amperímetro indica la corriente de salida. El cargador deberá proporcionar una corriente de 110% conforme a el ajuste de fábrica de control del límite de corriente. El ajuste de fábrica del voltaje de flotación se muestra en los datos de placa del cargador y cuando este valor es alcanzado, el amperímetro del cargador deberá mostrar un ligero descenso en la corriente. d) El ajuste de fábrica del voltaje de carga de igualación también se muestra en los datos de placa del cargador, para revisar éste ajuste, gire la perilla del reloj de carga de igualación, que está localizado en la puerta del cargador. El amperímetro del cargador deberá mostrar de nuevo el valor del
8
límite de corriente, hasta que el voltaje de carga de igualación sea alcanzado. El lapso de tiempo para alcanzar este voltaje depende del estado de carga del banco de baterías, de la capacidad en amperes del cargador y de la capacidad del banco. e) Una vez revisados los valores de voltaje de flotación e igualación, el cargador puede considerarse instalado y listo para el servicio. MANTENIMIENTO CARGADOR DE BATERIAS El cargador requiere un mínimo de mantenimiento. No existen partes móviles, excepto el reloj, no debe esperarse efectos del tiempo en algún componente. Sin embargo, debe mantenerse limpio, seco y todas las conexiones firmes. Si es necesario puede sopletearse con aire seco el interior del medidor. RECOMENDACIONES DE SEGURIDAD El cuarto de baterías debe ser un área exclusiva que cumpla con las siguientes normas básicas de seguridad: - Bien ventilado - Mantener el cuarto de baterías libre de polvo y filtraciones de agua. - Con instalación eléctrica a prueba de explosión (contactos, apagadores, lámparas y extractores) - Equipo de extinción de fuego cerca del cuarto de baterías. - Deberá contar con extractor de aire calculado de acuerdo al área del cuarto de baterías. - Deberá estar perfectamente señalizado, indicando claramente que está prohibido fumar o utilizar cualquier tipo de fuego. Mantener condiciones de limpieza. Uso obligatorio de equipo de protección. Prohibición de uso de herramientas eléctricas (taladros, pulidoras, soldadoras, etc.) ya que estas producen chisporroteo . - Queda prohibido instalar el cargador de baterías dentro del cuarto de baterías. - Se recomienda que el cuarto de baterías cuente con instalación de regadera, lava-ojos y lavamanos. - El personal encargado del mantenimiento del banco de baterías no deberá de usar esclavas, anillos, cadenas, relojes, o cualquier otro accesorio personal que pueda causar algún accidente. Antes de entrar al cuarto de baterías es recomendable ventilar de 10 a 15 minutos, especialmente si se presento algún efecto particular de gasificación. Al manejar ácido sulfúrico o agua desmineralizada (electrolito), se deben usar anteojos, mandil de hule o plástico, guantes y botas de hule o caucho. En caso de que alguna persona tenga contacto con el ácido, inmediatamente enjuague la parte afectada con agua.
subestación. Ya que del mantenimiento preventivo al banco de baterías depende la confiabilidad total de la subestación de potencia.
2) Dar a conocer y entender las características de las baterías, según su composición química. Y que la selección para diseño de una u otra de estas, puede ser de carácter económico o técnico, o bien una combinación de ambas.
3) Considerar que los voltajes de flotación e igualación deben ajustarse dentro de los rangos de voltaje mostrado en la placa del cargador. La respuesta del voltaje puede ser lenta, porque el estado de carga de la batería y la carga conectada tienen que ser considerados.
4) Considerar que cualquier ajuste de voltaje de flotación ó igualación no deberá considerarse definitivo, hasta que el amperímetro muestre un valor de corriente menor que el especificado por el cargador y el voltaje se estabilice.
5) Priorizar que las baterías forman una parte indispensable dentro las subestaciones, ya que tienen como función principal almacenar la energía que se utiliza en el disparo de los interruptores, por lo que deben hallarse siempre en óptimas condiciones de funcionamiento.
6) Hacer notar que las baterías son mantenidas al nivel de carga nominal por los cargadores. Y que este sistema entra en juego una vez que la subestación, por cualquier motivo, se queda sin alimentación de corriente alterna.
7) Tomar en cuenta que para instalar un banco de baterías, es imprescindible asegurarse que se cumpla con las recomendaciones de seguridad anteriormente enunciadas. Se debe conocer las especificaciones del banco de baterías, considerar las dimensiones del banco de baterías así como del cuarto, para su instalación y cableado respectivo.
FUENTE DE INFORMACION http://colombia.sensstech.com/tag/banco-de-baterias/ http://es.scribd.com/doc/51436315/18/BANCO-DE-BATERIAS www.pemex.com/index.cfm?action=statusfilecat&contentfileid=22594 www.ute.com.uy/Empresa/lineas/distribucion/normalizacion/.../ET52013.pdf http://ingenieriaelectricaexplicada.blogspot.com/2009/10/sala-de-baterias-enuna-subestacion.html http://www.ajprojectes.com/web_aj_projectes/fotovoltaica/contestas/a10.htm http://www.deeping.com.ar/productos/rectificadores_cargadores_de_baterias.html
CONCLUSIONES
1) Resaltar la importancia del banco de baterías como el eslabón más importante para la protección de una
