B
JUL. 2003
SEGUN COMENTARIOS DE
A
JUN. 2003
SEGUN COMENTARIOS DE
0
MAR. 2003
EMISION ORIGINAL
R
FECHA
REVISO
APROBO
SELLO DE APROBACION
CORRECCION O MODIFICACION
OBJETIVO DEL CONTRATO:
S/E 115 kV
S/E 115/34.5 kV
SERVICIOS AUXILIARES
CALCULOS
CALCULO DE BATERIA Y CARGADOR EN 125 y 48 Vcc
PROYECTO:
CONTRATO No:
CONTRATISTA:
SUBESTACIONES
CALCULO:
DIBUJADO:
FECHA:
ESCALA:
2003
REVISADO:
HOJA No.
1
DE
33
N/A
APROBADO :
No. PLANO:
REV.
DPTO. ING. SUBESTACIONES
B
APROBADO:
REF. CONTRATISTA:
FORMATO:
A4
1
2
3
4
H
H
CONTENIDO:
1. OBJETO
3
G
G
2. PLANOS DE REFERENCIA
3
3. DESCRIPCION GENERAL
3
4. REFERENCIAS
3
5. CRITERIOS Y METODOLOGIA
4
6. RESULTADOS
8
7. CONCLUSIONES
12
8. ANEXOS
13
F
E
D
C
B
B
S/E 115/34.5 kV
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
SUBESTACIONES
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
2 de 33
3
4
1
2
3
4
1. OBJETO
H
La presente memoria de cálculo tiene por objeto presentar los resultados obtenidos en el cálculo de los
cargadores y las baterías en 125 y 48 Vcc, de la subestación en Ciudad , correspondiente al proyecto
CONSTRUCCION DE LA SUBESTACION. A 115/34.5 kV Y AMPLIACION DE LA SUBESTACION A 115 kV.
H
2. PLANOS DE REFERENCIA
ƒ 246-C070101 Casa de Mando. Disposición de Equipos y Tableros.
G
ƒ 246-D010101 Diagrama Unifilar de Servicios Auxiliares.
G
ƒ 246-D110106 Estudio de Carga en C.A. y C.C.
3. DESCRIPCION GENERAL
La subestación es reductora 115/34.5 kV del tipo convencional exterior y estará conformada por:
ƒ 2 llegadas de línea sin interruptor en 115 kV.
F
ƒ 2 tramos de transformación 115/34.5 kV de 50 MVA cada uno.
ƒ Un patio de 34.5 kV dispuesto en esquema de “Barra Simple seccionada con interruptor”, ubicado en
celdas tipo interior con el siguiente equipamiento:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Cinco (5) salidas de línea en 34.5 kV.
Una (1) salida de línea en 34.5 kV de reserva.
Cuatro (4) salidas de línea en 34.5 kV a futuro.
Dos (2) salidas para servicios auxiliares.
Un (1) acople de barras.
Dos (2) llegadas de transformador.
E
4. REFERENCIAS
ƒ CADAFE. Especificación Técnica para el Diseño de los Servicios Auxiliares de Corriente Continua.
(1)
NS-P-370, 1984.
ƒ
. Contrato N° xx-YY. Construcción de la Subestación a 115/34.5 kV y Ampliación de la Subestación a
115 kV: Especificaciones Particulares.
ƒ
. Especificaciones Técnicas Generales de Subestaciones: ETGS/EEM-001 Equipos Electromecánicos:
Requerimientos Generales.
ƒ
. Especificaciones Técnicas Generales de Subestaciones: ETGS/EEM-240 Baterías y Cargadores.
ƒ IEEE Recommended Practice for Sizing Lead-Acid Batteries for Stationary Applications. IEEE Std 485 –
1997.
B
C
B
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
D
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
3 de 33
3
4
1
2
3
4
5. CRITERIOS Y METODOLOGIA
H
Los criterios y la metodología en la que se basa este cálculo fueron obtenidos de las especificaciones de y de
la norma internacional IEEE Std 485:
H
ƒ Las baterías en 125 y 48 Vcc deben ser del tipo estacionario, de plomo-calcio o plomo-antimonio, con
placas positivas del tipo placa-plana o de placa tubular.
ƒ La carga en corriente continua en ambas tensiones debe ser suministrada durante 8 horas.
ƒ En la sala de baterías de la casa de mando se instalarán dos (2) bancos de batería en 125 Vcc y un (1)
banco de baterías en 48 Vcc.
G
G
ƒ Las baterías en 125 y 48 Vcc deben tener una capacidad mayor o igual a 320 Ah.
ƒ El banco de baterías en 48 Vcc debe ser capaz de suministrar toda la carga en 48 Vcc.
ƒ Cada banco de baterías en 125 Vcc debe ser capaz de suministrar toda la carga que tenga conectada.
Ambos bancos en 125 Vcc deberán tener la misma capacidad, la cual se seleccionará según la carga del
banco más cargado.
ƒ
La capacidad de los rectificadores (cargadores) en 125 y 48 Vcc, debe ser mayor o igual a 75 A.
ƒ Cada equipo de rectificación debe tener redundancia N+1, es decir, se adquirirá con un módulo adicional
de manera que si fallase alguno de los módulos que garantiza la capacidad nominal del cargador, sea
reemplazado por el módulo adicional.
F
ƒ La iluminación de emergencia de la casa de mando, caseta de celdas, patio, tableros y gabinetes de
equipos (carga permanente de emergencia); es una carga que sólo se presenta cuando se ha perdido la
alimentación en corriente alterna, por lo que esta carga será suministrada por las baterías en 125 Vcc y
no por el cargador.
ƒ Todas las cargas momentáneas (de duración menor a 1 min), se considerarán con duración igual a 1 min
para el cálculo. No se consideran en el cálculo del cargador ya que serán alimentadas por las baterías
cuando el rectificador esté alimentando la demanda máxima en operación normal.
E
ƒ Debido a que las cargas momentáneas pueden ocurrir en cualquier momento durante el ciclo de carga,
se sumarán todas y se colocarán como un pico de 1 min al final del ciclo, lo cual asegura un cálculo de
capacidad de las baterías con amplios márgenes de confiabilidad.
ƒ La capacidad seleccionada de las baterías y rectificadores será igual a la capacidad comercial igual o
inmediatamente superior a la requerida calculada.
D
ƒ Los cargadores se alimentan del sistema trifásico en 440 Y – 254 Vca, 60 Hz.
ƒ Los cargadores deberán poder operar y asegurar una distribución a tensión constante con una variación
en la tensión de alimentación de más o menos 5 %.
ƒ La tensión de salida de los cargadores deben estar dentro de los siguientes límites:
ƒ Más o menos 1 % con variaciones de carga de 0 a 90 % de la corriente nominal a tensión de
suministro y frecuencia constantes.
C
ƒ Más o menos 1.5 % con variaciones de carga de 0 a 90 % de la corriente nominal, y con variaciones
de tensión de suministro de más o menos 10 % y de frecuencia de servicio de más o menos 2 %.
B
ƒ Cada cargador tendrá un límite máximo de 110 % de la corriente nominal especificada. El equipo deberá
presentar una velocidad de respuesta instantánea a las variaciones de carga y deberá ser capaz de
controlar un cortocircuito completo o una batería totalmente muerta, sin que sean afectados los fusibles
del circuito. Los cargadores estarán en paralelo con la batería y serán diseñados para operar en dos
regímenes de carga:
B
ƒ Flotante: para suministrar la carga permanente normal de la subestación y las pérdidas internas de la
batería.
ƒ Rápida: para cargar la batería durante un tiempo igual al del régimen de descarga normal de ocho (8)
horas desde la tensión mínima hasta la tensión de carga completa.
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
4 de 33
3
4
1
2
3
4
ƒ Tanto en régimen de carga flotante como en régimen de carga rápida, deberá poderse ajustar la corriente
de carga dentro de un rango del 50 % al 150 % de la corriente nominal.
H
ƒ El nivel de ruido sofométrico no debe exceder de 2 mV a 800 Hz.
H
ƒ Los bancos de baterías deben cumplir con los siguientes requisitos:
G
Tensión Nominal del Banco:
Número de Celdas:
Tensión Mínima del Banco:
Tensión Máxima del Banco:
Tensión Promedio por Celda:
Tensión Mínima por Celda:
Tensión Máxima de Carga:
125 Vcc
60
105 Vcc
144 Vcc
2.17 Vcc
1.75 Vcc
2.40 Vcc
48 vcc
24
42 Vcc
55.5 Vcc
2.17 Vcc
1.75 Vcc
2.40 Vcc
Densidad del Electrolito:
1.21 gr/cm3 1.21 gr/cm3
G
ƒ Las condiciones ambientales de diseño son las siguientes:
Altitud Sobre el Nivel del Mar (m):
Temperatura Ambiente Máxima (°C):
Temperatura Ambiente Media (°C):
Temperatura Ambiente Mínima (°C):
600
40
28
10
F
ƒ Según la norma IEEE Std 485 – 1997, la capacidad disponible de una celda es afectada por su
temperatura de operación. La temperatura estándar para establecer la capacidad de una celda es de 25
°C (77 °F). Si la temperatura ambiente es menor que la temperatura estándar, se debe seleccionar una
batería lo suficientemente grande para tener la capacidad requerida. La tabla siguiente muestra los
factores de corrección por temperatura Ftb de la capacidad de celdas ventiladas:
E
D
C
B
A
B
DESCRIPCION
DIBUJADO
CALCULO
1
A.U.
REV
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
EMISION ORIGINAL
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
5 de 33
3
4
A
1
H
G
2
3
4
En el caso del presente estudio, el fabricante indica la capacidad de las baterías para una temperatura
ambiente de 20 °C, la cual es menor a la temperatura ambiente media de la subestación de 28 °C, por lo
que debería usarse un factor Ftb menor a 1. Ajustando la tabla anterior para 20 °C e interporlando para 28
°C, se obtiene que se debería usar Ftb = 0.922 (ver tablas y curvas de Ftb anexas).
ƒ Según la norma IEEE Std 485 – 1997, el desempeño de una batería de plomo-ácido es relativamente
estable a lo largo de la mayoría de su vida útil, pero comienza a declinar con rapidez en la última etapa
en la que el desempeño ha bajado al 80 % del que tenía originalmente. Es por esto que la norma IEEE
Std 450-1995 recomienda que una batería sea reemplazada cuando esto ocurre, ya que el tiempo de
vida útil que le queda a la batería es muy poco, además de que comienza a trabajar con menos del 80 %
de la capacidad que tenía originalmente. Por lo tanto, para asegurar que la batería es capaz de alimentar
la demanda de diseño a lo largo de su ciclo de vida, la capacidad calculada de la batería debería ser al
menos 125 % (factor de corrección por envejecimiento Feb = 1.25) de la demanda esperada al final de su
ciclo de vida. Sin embargo, según la misma norma, si la batería ventilada es de placas redondeadas
(como en el caso del presente estudio, según se indica en el catálogo anexo de las baterías), el
fabricante podría determinar la vida útil de la batería cuando la capacidad cae por debajo del 100 % de la
capacidad original (ver carta anexa del fabricante), lo que implica un factor de corrección por
envejecimiento Feb = 1.
ƒ Según la norma IEEE Std 485 – 1997, es prudente proveer un margen de capacidad por adiciones de
carga al sistema en corriente continua y por condiciones de operación no óptimas de la batería debido a
mantenimiento impropio, descargas recientes o temperaturas ambientes menores a las previstas, o una
combinación de estos factores. Un método para proveer este margen de diseño es considerar una
reserva entre el 10 y el 15 %. Por otro lado, como las capacidades comerciales rara vez coinciden con la
capacidad calculada, se toma la capacidad comercial igual o inmediatamente superior a la requerida y se
considera la capacidad adicional obtenida como parte del margen de diseño.
ƒ Para el cálculo del rectificador (cargador) se debe considerar un factor de corrección por temperatura Ftr y
un factor de corrección por altura Far, los cuales se toman de la siguiente tabla obtenida de la norma NSP-370 de CADAFE (1):
°C
40
45
50
55
Ftr
1.00
1.09
1.20
1.35
m.s.n.m
1005
1524
2286
3048
S =N
S =N P =S
S =1
S =1
∑ [A − A ( ) ] ⋅ K
P
P −1
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
DIBUJADO
1
D
C
B : Capacidad de la batería (sin corregir por temperatura, envejecimiento y margen de diseño), en Ah.
S : Sección del ciclo de carga analizada. La sección S contiene los primeros periodos S del ciclo
(por ejemplo, S5 contiene los periodos S1 a S5). Ver la figura de la siguiente página.
N : Número de períodos en el ciclo de carga.
BS : Capacidad requerida por cada sección S, en Ah.
P : Período analizado.
AP : Corriente requerida en el período P, en A.
t : Tiempo entre el comienzo del período P hasta el final de la sección S, en min.
Kt : Cociente entre la capacidad en ampere-horas a un tiempo de descarga estándar, una temperatura
ambiente y un voltaje final de corte estándar Vf; y la corriente en amperes que puede suplir la batería
por t minutos a la misma temperatura ambiente y el mismo voltaje final de corte estándar Vf.
CALCULO
E
[EC. 1]
t
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
6 de 33
3
B
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
F
P =1
En donde:
B
G
Far
1.00
1.05
1.15
1.22
ƒ El cálculo de las baterías se realiza según la norma IEEE Std 485 – 1997, la cual indica que para un ciclo
de carga generalizado como el que se muestra en la siguiente página, la capacidad de la batería se
obtiene de la siguiente ecuación:
B = max B S = max
H
4
1
H
2
3
4
Si la corriente para el período P + 1 es mayor que la corriente para el período P, entonces la sección S = P + 1
requiere una celda de más capacidad que la sección S = P. En ese caso, el cálculo para la sección S = P puede
ser omitido.
H
Ciclo de Carga Generalizado
G
G
F
Aplicando la ecuación 1 al ciclo de carga particular del presente estudio (ver ciclo de carga en la siguiente
sección), y tomando en cuenta los factores de corrección correspondientes, el cálculo de las baterías se realiza
según la siguiente ecuación:
B = [( A 1 − A 0 ) ⋅ K t1 + ( A 2 − A 1 ) ⋅ K t 2 ] ⋅ Ftb ⋅ Feb
[EC. 2]
En donde:
E
B : Capacidad requerida de la batería, en Ah.
A0 : Corriente requerida en el período 0, en A (A0 = 0).
A1 : Corriente requerida en el período 1, en A.
A2 : Corriente requerida en el período 2, en A.
t1 : Tiempo entre el comienzo del período 1 hasta el final de la sección 2, en min.
t2 : Tiempo entre el comienzo del período 2 hasta el final de la sección 2, en min.
Ftb : Factor de corrección por temperatura de la batería.
Feb : Factor de corrección por envejecimiento de la batería.
D
Por otra parte:
A 1 = A P = A PN + A PE
[EC. 3]
A 2 = AP + AM
[EC. 4]
En donde:
C
AP : Carga permanente total, en A.
APN : Carga permanente normal (carga permanente de los equipos), en A.
APE : Carga permanente de emergencia (carga de iluminación de emergencia del patio,
casa de mando y caseta de celdas, tableros y gabinetes de equipos), en A.
AM : Carga momentánea total, en A.
Por lo que la ecuación 2 se puede escribir como sigue:
B
B
B = (A P ⋅ K t1 + A M ⋅ K t 2 ) ⋅ Ftb ⋅ Feb
[EC. 5]
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
7 de 33
3
4
1
2
3
4
El cálculo del cargador se realiza según la siguiente ecuación indicada en la norma NS-P-370 de CADAFE (1):
H
⎛
F ⋅B ⎞
R = ⎜⎜ A PN + er n ⎟⎟ ⋅ Ftr ⋅ Far
t1 ⎠
⎝
[EC. 6]
H
En donde:
G
R : Capacidad requerida del rectificador (cargador), en A.
Bn : Capacidad nominal del banco de baterías a cargar, en Ah.
Fer : Factor de eficiencia del rectificador (1.10 para celdas de plomo-ácido y
1.40 para celdas de níquel-cadmio).
Ftr : Factor de corrección por temperatura del rectificador.
Far : Factor de corrección por altura del rectificador.
t1 : Duración del ciclo de carga, en h.
G
6. RESULTADOS
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el sistema en 48 Vcc:
APN = 2200 W / 48 Vcc = 45.8 A
APE =
0 W / 48 Vcc =
0A
AP = 2200 W / 48 Vcc = 45.8 A
AM =
0 W / 48 Vcc = 0 A
F
t1 = 8 h = 480 min
t2 = 0 min
De los factores Kt para las baterías OpzS tipo /70, 1.75V (ver anexos):
Kt1 = 8.11688312
Ftb = 0.922
Feb = 1 (según carta del fabricante).
E
Ftr = 1
Far = 1
Fer = 1.1
45.8
D
8
Capacidad requerida del banco BB1-48:
C
B = 342.8 Ah
Selección: 1 banco de baterías VARTA tipo 6 OPzS 460/70, Bn = 450 Ah, de 48 Vcc (24 celdas).
Reserva = [(Bn – B) / B] ⋅ 100 % = 31.3 %
Capacidad requerida del rectificador R1:
R = 107.7 A
B
Selección: 1 rectificador SAITEL 440 Vca / 48 Vcc de 125 A (5 + 1 módulos de 25 A).
Reserva = [(125 A - R) / R] ⋅ 100 % = 16.1 %
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
B
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
8 de 33
3
4
1
2
3
4
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el banco en 125 Vcc BB2-125:
H
APN = 1314 W / 125 Vcc = 10.5 A
APE = 3115 W / 125 Vcc = 24.9 A
AP = 4429 W / 125 Vcc = 35.4 A
AM = 2482 W / 125 Vcc = 19.9 A
H
t1 = 8 h = 480 min
t2 = 1 min
De los factores Kt para las baterías OpzS tipo /50, 1.75V (ver anexos):
Kt1 = 8.03030303
Kt2 = 1.09730849
G
Ftb = 0.922
Feb = 1 (según carta del fabricante).
Ftr = 1
Far = 1
Fer = 1.1
G
55.3
35.4
F
7.983 8
Capacidad requerida del banco BB2-125:
B = 281.8 Ah
Selección: 1 banco de baterías VARTA tipo 6 OPzS 330/50, Bn = 320 Ah, de 125 Vcc (60 celdas).
Reserva = [(Bn – B) / B] ⋅ 100 % = 13.6 %
E
Capacidad requerida del rectificador R2:
R = 54.5 A
Selección: 1 rectificador SAITEL 440 Vca / 125 Vcc de 80 A (8 + 1 módulos de 10 A).
Reserva = [(80 A - R) / R] ⋅ 100 % = 46.8 %
D
C
B
B
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
9 de 33
3
4
1
2
3
4
A continuación se muestran los resultados obtenidos para el banco en 125 Vcc BB3-125:
H
APN = 1445 W / 125 Vcc = 11.6 A
APE = 1130 W / 125 Vcc = 9.0 A
AP = 2575 W / 125 Vcc = 20.6 A
AM = 3417 W / 125 Vcc = 27.3 A
H
t1 = 8 h = 480 min
t2 = 1 min
De los factores Kt para las baterías OpzS tipo /50, 1.75V (ver anexos):
Kt1 = 8.03030303
Kt2 = 1.09730849
G
Ftb = 0.922
Feb = 1 (los electrodos de la batería a seleccionar son tubulares).
Ftr = 1
Far = 1
Fer = 1.1
G
47.9
20.6
F
7.983 8
Capacidad requerida del banco BB3-125:
B = 180.1 Ah
Selección: 1 banco de baterías VARTA tipo 6 OPzS 330/50, Bn = 320 Ah, de 125 Vcc (60 celdas).
Reserva = [(Bn – B) / B] ⋅ 100 % = 43.7 %
E
Capacidad requerida del rectificador R3:
R = 55.6 A
Selección: 1 rectificador SAITEL 440 Vca / 125 Vcc de 80 A (8 + 1 módulos de 10 A).
Reserva = [(80 A - R) / R] ⋅ 100 % = 43.9 %
D
C
B
B
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
10 de
33
3
4
1
2
3
4
Cálculo Para Contigencias Poco Probables:
H
G
A continuación se muestra el cálculo de la autonomía T en minutos para el caso en que quede fuera de servicio
uno de los dos bancos de baterías en 125 Vcc y los dos rectificadores R2 y R3. En este caso, toda la carga
conectada al banco de baterías fuera de servicio se conecta al banco de baterías que queda en servicio
mediante la transferencia manual del tablero TT-125. La carga que ve la batería que queda en servicio es la
siguiente:
APN = 2759 W / 125 Vcc = 22.1 A
APE = 4245 W / 125 Vcc = 34.0 A
AP = 7004 W / 125 Vcc = 56.0 A
AM = 5899 W / 125 Vcc = 47.2 A
t1 = T (a determinar)
t2 = 1 min
H
G
Factores Kt para las baterías OpzS tipo /50, 1.75V (ver anexos):
Kt1 = ? (a determinar)
Kt2 = 1.09730849
Ftb = 0.922
Feb = 1 (los electrodos de la batería a seleccionar son tubulares).
Ftr = 1
Far = 1
Fer = 1.1
F
103.2
56.0
E
T-1min T
Despejando Kt1 de la ecuación 5:
Bn
− A M ⋅ K t2
Ftb ⋅ Feb
K t1 =
AP
[EC. 7]
Para Bn = 320 Ah y los datos indicados arriba se obtiene:
D
Kt1 = 5.27283255
Interpolando en la tabla de factores Kt para las baterías OpzS tipo /50, 1.75V (ver anexos):
T = 273.3 min = 4.56 h
C
B
B
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
11 de
33
3
4
1
H
2
3
4
A continuación se muestra el cálculo de la reserva en capacidad de los rectificadores R2 y R3 para el caso en
que uno de los dos bancos de baterías en 125 Vcc quede fuera de servicio al igual que uno de los
rectificadores. En este caso, toda la carga conectada al banco de baterías fuera de servicio se conecta al banco
de baterías que queda en servicio mediante la transferencia manual del tablero TT-125. La carga que ve el
rectificador que queda en servicio es la siguiente:
APN = 2759 W / 125 Vcc = 22.1 A
t1 = 8 h = 480 min
Bn = 320 Ah
Ftr = 1
Far = 1
Fer = 1.1
G
H
G
De la ecuación 6 se obtiene:
R = 66.1 A
Reserva = [(80 A - R) / R] ⋅ 100 % = 21.0 %
7. CONCLUSIONES
En los anexos se muestran las tablas de las cargas en corriente continua de la subestación, el catálogo de las
baterías y rectificadores seleccionados, y el cálculo de las baterías realizado por el fabricante, el cual se anexa
por seguir el mismo formato de cálculo que la norma IEEE Std 485 – 1997, de manera de verificar fácilmente el
cálculo realizado en este documento.
En los datos técnicos de las baterías se garantizan las capacidades indicadas para voltajes finales por celda de
1.75 Vcc, lo que indica que el banco de baterías de 48 Vcc garantiza una tensión mínima de 42 Vcc, y los de
125 Vcc garantizan una tensión mínima de 105 Vcc. El voltaje de carga rápida de las celdas puede ser
programado en el cargador a 2.4 Vcc por celda, para no exceder las tensiones máximas de los bancos. En el
régimen de carga de flotación, las baterías presentan 2.23 Vcc por celda a 20 °C, lo que equivale a tensiones
de 53.5 Vcc en el banco de 48 Vcc, y de 133.8 Vcc en los bancos de 125 Vcc.
F
E
Los equipos seleccionados son los siguientes:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
1 banco de baterías VARTA tipo 6 OPzS 460/70, 450 Ah, de 48 Vcc (24 celdas).
1 rectificador SAITEL 440 Vca / 48 Vcc de 125 A (5 + 1 módulos de 25 A).
2 bancos de baterías VARTA tipo 6 OPzS 330/50, 320 Ah, de 125 Vcc (60 celdas).
2 rectificadores SAITEL 440 Vca / 125 Vcc de 80 A (8 + 1 módulos de 10 A).
D
C
B
B
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
12 de
33
3
4
1
2
3
4
H
H
G
G
F
E
8. ANEXOS
D
C
B
B
A
EMISION ORIGINAL
A.U.
DESCRIPCION
REV
CALCULO
DIBUJADO
1
REVISADO
0
APB
R
APROBO
2
REV.
B
CONSORCIO
SUBESTACIONES
S/E 115/34.5 kV
A
CALCULO BATERIA
Y CARGADOR
125 y 48 Vcc
Hoja
13 de
33
3
4