Grupo electrógeno
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Grupo electrógeno. Es una máquina que mueve un generador de electricidad a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico. Así mismo, la legislación de los diferentes países pueden obligar a instalar un grupo electrógeno en lugares en los que haya grandes densidades de personas (Centros comerciales, restaurantes, cárceles, edificios administrativos...)
Sumario
Utilidades
Los grupos electrógenos están destinados a una gran variedad de empleos, desempeñando la función de proveedor de energía de reserva, suplementaria o de emergencia; para diversas instalaciones de servicios auxiliares (esenciales y no esenciales), alumbrado de emergencia (de seguridad, de escape o de reserva), bancos, estadios deportivos, plantas industriales, hospitales, etcétera; como así también en viviendas rurales aisladas de la red pública de suministro eléctrico.
Estas instalaciones presentan una diversidad de exigencias en cuanto a la escala de las potencias involucradas, a la curva de carga, al retardo admisible en la incorporación del suministro, a la duración del mismo y a su confiabilidad; dando lugar a una gran cantidad de modelos que combinan múltiples tecnologías.
Características generales
Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:
- Motor: representa nuestra fuente de energía mecánica para que el alternador gire y genere electricidad.
- Existe dos tipos de motores:
Motores de gasolina y de gasoil (diésel): Generalmente los motores diésel son los más utilizados en los grupos Electrógenos por sus prestaciones mecánicas, ecológicas y económicas.
- Regulación del motor: El regulador del motor es un dispositivo mecánico diseñado para mantener una velocidad constante del motor con relación a los requisitos de carga. La velocidad del motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador, por lo que cualquier variación de la velocidad del motor afectará a la frecuencia de la potencia de salida.
- Sistema eléctrico del motor: El sistema eléctrico del motor es de 12 VC, excepto aquellos motores los cuales son alimentados a 24 VCC, negativo a masa. El sistema incluye un motor de arranque eléctrico, una/s batería/s libre/s de mantenimiento (acumuladores de plomo) , sin embargo, se puede instalar otros tipos de baterías si así se especifica, y los sensores y dispositivos de alarmas de los que disponga el motor. Normalmente, un motor dispone de un manocontacto de presión de aceite, un termocontacto de temperatura y de un contacto en el alternador de carga del motor para detectar un fallo de carga en la batería.
- Sistema de refrigeración: El sistema de refrigeración del motor puede ser por medio de agua, aceite o aire. El sistema de refrigeración por aire consiste en un ventilador de gran capacidad que hace pasar aire frío a lo largo del motor para enfriarlo. El sistema de refrigeración por agua/aceite consta de un radiador, un ventilador interior para enfriar sus propios componentes.
- Alternador: La energía eléctrica de salida se produce por medio de una alternador apantallado, protegido contra salpicaduras, autoexcitado, autorregulado y sin escobillas acoplado con precisión al motor, aunque también se pueden acoplar alternadores con escobillas para aquellos grupos cuyo funcionamiento vaya a ser limitado y, en ninguna circunstancia, forzado a regímenes mayores.
- Depósito de combustible y bancada: El motor y el alternador están acoplados y montados sobre una bancada de acero de gran resistencia La bancada incluye un depósito de combustible con una capacidad mínima de 8 horas de funcionamiento a plena carga.
- Aislamiento de la vibración: el Grupo Electrógeno esta dotado de tacos antivibrantes diseñados para reducir las vibraciones transmitidas por el Grupo Motor-Alternador. Estos aisladores están colocados entre la base del motor, del alternador, del cuadro de mando y la bancada.
- Silenciador y sistema de escape: el silenciador de escape va instalado en el Grupo Electrógeno El silenciador y el sistema de escape reducen la emisión de ruidos producidos por el motor.
- Sistema de control: Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control para controlar el funcionamiento y salida del grupo y para protegerlo contra posibles fallos en el funcionamiento. El manual del sistema de control proporciona información detallada del sistema que está instalado en el Grupo Electrógeno.
- Interruptor automático de salida: Para proteger al alternador, se suministra un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del Grupo Electrógeno con control manual. Para grupos Electrógenos con control automático se protege el alternador mediante contactores adecuados para el modelo adecuado y régimen de salida.
- Otros accesorios instalables en un Grupo Electrógeno: Además de lo mencionado anteriormente, existen otros dispositivos que nos ayudan a controlar y mantener, de forma automática, el correcto funcionamiento del mismo. Para la regulación automática de la velocidad del motor se emplean una tarjeta electrónica de control para la señal de entrada "pick-up" y salida del "actuador".
El pick-up es un dispositivo magnético que se instala justo en el engranaje situado en el motor, y éste, a su vez, esta acoplado al engranaje del motor de arranque. El pick-up detecta la velocidad del motor, produce una salida de voltaje debido al movimiento del engranaje que se mueve a través del campo magnético de la punta del pick-up, por lo tanto, debe haber una correcta distancia entre la punta del pick-up y el engranaje del motor.
El actuador sirve para controlar la velocidad del motor en condiciones de carga. Cuando la carga es muy elevada la velocidad del motor aumenta para proporcionar la potencia requerida y, cuando la carga es baja, la velocidad disminuye, es decir, el fundamento del actuador es controlar de forma automática el régimen de velocidad del motor sin aceleraciones bruscas, generando la potencia del motor de forma continua. Normalmente el actuador se acopla al dispositivo de entrada del fuel-oil del motor. Cuando el grupo se encuentra en un lugar muy apartado del operario y funciona las 24 horas del día es necesario instalar un mecanismo para restablecer el combustible gastado. Consta de los siguientes elementos:
- Bomba de Trasiego: Es un motor eléctrico de 220 VCA en el que va acoplado una bomba que es la encargada de suministrar el combustible al depósito. Una boya indicadora de nivel máximo y nivel mínimo. Cuando detecta un nivel muy bajo de combustible en el depósito activa la bomba de trasiego. Cuando las condiciones de frío en el ambiente son intensas se dispone de un dispositivo calefactor denominado "Resistencia de Precaldeo" que ayuda al arranque del motor.
Los grupos Electrógenos refrigerados por aire suelen emplear un radiador eléctrico, el cual se pone debajo del motor, de tal manera que mantiene el aceite a una cierta temperatura. En los motores refrigerados por agua la resistencia de precaldeo va acoplada al circuito de refrigeración, esta resistencia se alimenta de 220 Vca y calienta el agua de refrigeración para calentar el motor. Esta resistencia dispone de un termostato ajustable; en él seleccionamos la temperatura adecuada para que el grupo arranque en breves segundos.
- En los grupos mas modernos, también se disponen Microprocesadores, rutinas de autodiagnóstico, sistemas de comunicación de datos, contactos libres de tensión, etcétera.Esto brinda una mayor flexibilidad operativa y permite realizar un control remoto del grupo.
La potencia
La potencia nominal del grupo electrógeno a seleccionar resulta de la suma de las potencias absorbidas por los receptores a alimentar durante la falta de energía de red, multiplicada por un factor de simultaneidad y previendo un futuro aumento del consumo. Para las cargas con extracorrientes de cierre de alta intensidad, deben tomarse las debidas precauciones para evitar la aparición de excesivas caídas de tensión iniciales. Según sea el consumo total de las cargas y la extensión geográfica de la instalación, los grupos electrógenos pueden elegirse para entregar energía en baja o media tensión, con o sin transformador intermedio.
Para una adecuada selección se debe especificar la criticidad de la carga, si el grupo debe instalarse a la intemperie o bajo techo, si hay disponibilidad de abastecimiento regular de combustible y agua de refrigeración, el espacio útil disponible, el régimen de mantenimiento periódico, el nivel de ruido admisible, las normas de calidad de los gases de escape, la altura sobre el nivel del mar del sitio de emplazamiento, como así también la temperatura y la humedad ambiente. También debe considerarse el grado de entrenamiento de los futuros operadores.
Cuando el grupo electrógeno no tiene la suficiente potencia para alimentar a la totalidad de los consumos, se deben instalar tableros de distribución con barras divididas en dos grupos mediante interruptores de acoplamiento (barra partida), con una sección con consumos esenciales atendida por el grupo electrógeno y otra de consumos no esenciales sin alimentación de emergencia. En todos los casos debe instalarse un automatismo de transferencia para conmutar tanto al fallar la red pública como al restablecerse la tensión en la misma, con los debidos enclavamientos y protecciones.
Para especificar la potencia nominal de un grupo electrógeno se considera la potencia eléctrica aparente entregada por el generador, medida habitualmente en kVA, mientras que la potencia del motor térmico se expresa en kW.
Los grupos electrógenos portátiles de baja potencia se accionan con motores Otto, mientras que los de potencias superiores a los 5 kVA se suelen equipar con motores Diesel (en algunos casos sobrealimentados), reservándose el uso de turbinas de gas para las unidades mas grandes. Estos motores deben tener un sistema de control de la velocidad de rotación, de manera que en caso de variación de la carga no se produzcan variaciones importantes en la frecuencia.
Servicio de conmutación
En el servicio de conmutación, normalmente la red alimenta directamente a los consumos y el grupo electrógeno se encuentra desconectado de los mismos. Cuando se interrumpe el suministro, se pueden utilizar sistemas auxiliares basados en baterías que mantienen el suministro durante la puesta en marcha del grupo, o bien se puede recurrir al empleo de volantes de inercia en rotación permanente (reserva rotante). En estos últimos, durante el lapso de suministro normal, el volante está girando en vacio impulsado por el mismo equipo motriz primario, por un pequeño motor de corriente continua de velocidad regulada o por el generador del grupo funcionando como motor. Cuando falla la red, dicho volante entrega la energía cinética acumulada para poner en régimen al motor térmico, el cual impulsa al generador, que pasa a tomar plena carga en un proceso automático gobernado por un conmutador de transferencia que conecta los consumos con el grupo.
Servicio en paralelo
En el servicio en paralelo, normalmente la red alimenta a un motor eléctrico de CC de velocidad regulada que hace rotar a un generador que alimenta a los consumos, y que también mantiene al motor térmico y al volante girando en vacío. Cuando falla la red, dicho volante se encarga de poner en régimen al motor térmico, el cual pasa a impulsar al generador. En algunos casos se adicionan baterias que impulsan al motor de CC durante el proceso transitorio. Este servicio también se conoce como de doble conversión de energía (eléctrica/mecánica - mecánica/eléctrica). Los grupos electrógenos pequeños se fabrican en forma de un bloque integrado, de manera que todos sus componentes queden contenidos en un módulo con forma de paralelepípedo con manijas que lo hacen fácilmente transportable por el hombre.
Los equipos medianos se pueden montar sobre trineos, remolques o en los casos mayores, dentro de contenedores que pueden instalarse a la intemperie; pudiendo en estos casos transportarse mediante equipos mecánicos.
