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Sistema de alimentación de corriente continua (110/220 V) que proporciona una alimentación estable de corriente continua

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Sistema de alimentación de corriente continua (110/220 V)

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Un sistema de alimentación de 110/220 V CC es un sistema de alimentación auxiliar que se utiliza en subestaciones eléctricas, plantas industriales, centrales eléctricas e instalaciones eléctricas críticas para proporcionar energía de corriente continua (CC) fiable destinada a la protección, el control, la automatización, las comunicaciones y las operaciones de emergencia.

El sistema convierte la alimentación auxiliar de CA en corriente continua (CC) estable mediante cargadores de baterías y mantiene un banco de baterías capaz de seguir suministrando energía durante las interrupciones del suministro de CA.

Funciones principales
El sistema de alimentación de CC proporciona energía continua de CC para:
·Relés de protección
·Circuitos de disparo y cierre de interruptores automáticos
·Sistemas de automatización de subestaciones
·Equipos SCADA y RTU
·Equipos de comunicación
·Iluminación de emergencia
·Cuadros de control
·Mecanismos de accionamiento de aparamenta
·Sistemas de supervisión y alarma

Niveles de tensión habituales
Sistema de 110 V CC
Se utiliza habitualmente para:
·Subestaciones de media y alta tensión
·Sistemas de control industrial
·Circuitos de protección y automatización

Aplicaciones típicas:
·Subestaciones de 35 kV a 220 kV
·Sistemas de automatización de la distribución
·Plantas industriales
·Sistema de 220 V CC

Se utiliza habitualmente para:
·Grandes centrales eléctricas
·Subestaciones de muy alta tensión
·Sistemas de aparamenta de alta potencia

Aplicaciones típicas:
·Subestaciones de 220 kV a 765 kV
·Centrales de generación de energía
·Redes de transmisión

Componentes principales
1.) Unidad de distribución de entrada de CA
Función:
·Recibe alimentación auxiliar de CA
·Proporciona aislamiento y protección
Componentes:
·MCCB/MCB
·Dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD)
·Medidor de supervisión de CA
·Interruptor de transferencia (opcional)
2.) Cargador de baterías / Rectificador
Función:
·Convierte la corriente alterna en corriente continua
·Mantiene la carga de las baterías
·Alimenta las cargas de corriente continua
Características:
·Tecnología de conmutación de alta frecuencia
·Regulación automática de tensión
·Limitación de corriente
·Compensación de temperatura
·Capacidad de funcionamiento en paralelo
3.) Banco de baterías
Proporciona:
·Almacenamiento de energía de reserva
·Suministro de corriente continua de emergencia durante un fallo de la corriente alterna
·Tipos comunes de baterías:
·Baterías de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA)
·Baterías de plomo-ácido inundadas
·Níquel-cadmio (Ni-Cd)
·Sistemas de baterías de litio (aplicaciones modernas)
4.) Cuadro de distribución de CC
Funciones:
·Distribuye la corriente continua a las cargas
·Proporciona protección a las líneas de alimentación
·Permite el aislamiento para mantenimiento
Componentes:
·Interruptores de CC
·Unidades de fusibles
·Barras colectoras de distribución
·Dispositivo de control del aislamiento
5.) Sistema de monitorización de CC
Parámetros de monitorización:
·Tensión de CC
·Corriente de carga
·Estado de la batería
·Resistencia de aislamiento
·Estado de las alarmas
·Temperatura de la batería

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal de CC: 110 V CC / 220 V CC
·Tensión de entrada: 380 V CA o 220 V CA
·Frecuencia: 50/60 Hz
·Regulación de la tensión de CC: ±1 %
·Tensión de ondulación: ≤1 %
·Capacidad del cargador: 10–200 A (típica)
·Capacidad de la batería: 50–2000 Ah
·Monitorización del aislamiento: incluida
·Grado de protección: IP30–IP55
·Tiempo de autonomía: 1–10 horas (dependiendo de la aplicación)
·Vida útil prevista: 15–25 años
·Normas aplicables: IEC 60896, IEC 62477, IEC 61204

Principio de funcionamiento
La alimentación auxiliar de CA entra en el sistema de CC.
·El rectificador convierte la corriente alterna en tensión continua controlada.
·El cargador alimenta las cargas de CC y mantiene la carga de la batería.
·La batería permanece en estado de espera.
Durante un fallo de CA:
·La batería suministra automáticamente corriente continua.
·Los equipos de protección y control siguen funcionando.
·Los interruptores automáticos pueden seguir disparándose o cerrando de forma segura.

Modos de funcionamiento de la batería
·Modo de carga de mantenimiento
Funcionamiento normal:
·El cargador alimenta las cargas de corriente continua
·La batería permanece completamente cargada
·Se utiliza para el funcionamiento en modo de espera a largo plazo

Modo de carga de refuerzo
Se utiliza tras:
·El restablecimiento de la alimentación de CA
·Un episodio de descarga de la batería
Finalidad:
·Restablecer rápidamente la capacidad de la batería

Modo de descarga de la batería
Durante:
·Un fallo en el suministro de CA
·Un fallo del cargador
La batería alimenta:
·Los sistemas de protección
·Los circuitos de control
·Los equipos de comunicación

Ventajas
Alta fiabilidad
·Suministro continuo de CC
·Alimentación de reserva independiente
·Imprescindible para el funcionamiento de los sistemas de protección
Respuesta rápida
·Transición instantánea durante un fallo de CA
·Sin retrasos por conmutación mecánica
Funcionamiento seguro
·Supervisión del aislamiento de CC
·Indicación de alarmas
·Protección de los alimentadores
Bajo mantenimiento
·Control automático de la carga
·Supervisión del estado de la batería
·Diseño modular

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de energía
·Subestaciones de distribución
·Centrales hidroeléctricas
·Centrales térmicas
·Instalaciones nucleares
·Subestaciones de energías renovables
·Subestaciones ferroviarias
·Sistemas eléctricos industriales
·Centros de datos
·Instalaciones de petróleo y gas

Normas aplicables
·IEC 60896 – Baterías estacionarias de plomo-ácido
·IEC 62477 – Requisitos de seguridad para sistemas convertidores electrónicos de potencia
·IEC 61204 – Fuentes de alimentación de baja tensión
·IEC 61427 – Baterías para aplicaciones de energías renovables y de servicios públicos
·IEC 60529 – Grados de protección de las carcasas

Resumen de características típicas
·Tensión de CC: 110 V / 220 V
·Tipo de cargador: rectificador de conmutación de alta frecuencia
·Tipo de batería: VRLA / plomo-ácido / Ni-Cd / litio
·Capacidad de la batería: 50–2000 Ah
·Barrio de CC: Barrio simple o doble
·Redundancia: Configuración de cargadores N+1
·Supervisión: Compatible con PLC / SCADA
·Instalación: Sala eléctrica interior
·Vida útil: 15–25 años

Un sistema de alimentación de 110/220 V CC es un sistema auxiliar fundamental para subestaciones eléctricas e instalaciones industriales. Garantiza que los equipos de protección, control y conmutación sigan funcionando incluso en caso de pérdida total de la alimentación de CA, lo que lo convierte en un componente esencial para el funcionamiento seguro y fiable del sistema eléctrico.