Tablero de servicios auxiliares CA: secciones, acople y cargas

Qué es y dónde está

El tablero de servicios auxiliares de corriente alterna es el conjunto de baja tensión que distribuye la energía que consume la propia subestación. Está en la casa de control o en una caseta de servicios, entre las fuentes (transformadores de servicios, acometida externa y planta diésel) y las cargas del patio y del edificio. Es parte de los servicios auxiliares de corriente alterna, y como conjunto de baja tensión sigue las reglas de construcción y verificación del tablero de baja tensión y CCM.

Partes y cómo trabaja cada una

• Interruptores de llegada, uno por fuente. Protegen el tablero y permiten la transferencia. Suelen ser motorizados para que la lógica de transferencia los maneje.
• Barras partidas en secciones. La configuración más común tiene dos secciones; cada una recibe una fuente.
• Interruptor de acople entre secciones. Normalmente abierto: cierra cuando una fuente falta para que la otra alimente todo el tablero.
• Llegada de la planta diésel, a una sección o a una barra de cargas esenciales, según el diseño.
• Circuitos de salida con interruptores automáticos de caja moldeada o miniatura, uno por carga o grupo de cargas.
• Medida y supervisión: tensión de cada sección, corrientes de llegada, relés de subtensión 27 y de secuencia de fases 47 que alimentan la lógica de transferencia.
• Controlador de transferencia, que puede ser un relé, un PLC o un controlador de transferencia dedicado. Vea transferencia automática de fuentes.
• Bornes y contactos auxiliares para llevar posiciones y alarmas al sistema de control.

Las cargas típicas

• Cargadores-rectificadores de los bancos de baterías: la carga más crítica, porque de ellos depende la corriente continua de protección y control. Vea cargador-rectificador de baterías.
• Ventilación y bombas del enfriamiento de los transformadores de potencia, por etapas.
• Motor del cambiador de tomas bajo carga.
• Motores de carga de resortes de los interruptores y de mando de los seccionadores (cuando son de corriente alterna).
• Calefacción anticondensación de gabinetes de patio y mecanismos.
• Alumbrado del patio y de los edificios, tomas de servicio y tomas para equipos de prueba.
• Aire acondicionado, sistemas contra incendio, seguridad y, en algunos casos, el inversor o UPS que alimenta el SCADA.

Cómo opera: secciones y acople

En operación normal, cada fuente alimenta su sección y el acople está abierto. Si la fuente de la sección 1 falla, la lógica abre la llegada 1 y, con un enclavamiento que impide cerrar sobre una fuente en paralelo, cierra el acople. La sección 2 queda alimentando las dos. Cuando la fuente vuelve, la lógica retransfiere. El enclavamiento se resume así: de los tres interruptores (dos llegadas y acople), solo dos pueden estar cerrados a la vez cuando las fuentes no deben ponerse en paralelo.

La barra partida también limita una falla: un cortocircuito en una sección la saca de servicio, pero la otra sigue alimentada. Por eso las cargas duplicadas se reparten entre secciones.

Cómo cambia por nivel de tensión

La comparación completa está en servicios auxiliares por nivel de tensión.

• Subestaciones compactas de media a baja tensión e industria: un tablero pequeño, a veces una sola barra con una fuente y la planta diésel, o una sección dentro del tablero general de la planta.
• Alta tensión: dos secciones con acople, dos fuentes y, según el proyecto, planta diésel.
• Extra alta tensión: dos secciones o más, a veces tableros separados para cargas esenciales y no esenciales, y cargas duplicadas para los sistemas A y B de protección y control.
• Plantas solares: tablero auxiliar de la subestación y tableros auxiliares en los centros de transformación, alimentados desde la red interna.

Criterios de dimensionamiento

• Corriente asignada de barras y llegadas, a partir del balance de cargas con factores de simultaneidad.
• Corriente de cortocircuito en barras, que sale de la impedancia del transformador de servicios y define la corriente admisible de corta duración del conjunto y la capacidad de corte de los interruptores.
• Selectividad entre llegada, acople y salidas, por corriente, por tiempo o por energía, con las tablas de selectividad de los fabricantes.
• Verificación del conjunto según IEC 61439-1 e IEC 61439-2, y de los interruptores según IEC 60947-2.
• Esquema de conexión a tierra de la baja tensión según IEC 60364 y la norma de la empresa.
• Reserva de circuitos y de espacio para ampliaciones.

Conexión con protección, control y alarmas

• Los relés 27 y 47 de cada sección alimentan la lógica de transferencia.
• Las posiciones de llegadas, acople y salidas, los disparos de las unidades de disparo y las alarmas de tensión llegan como entradas binarias al controlador de bahía o a un IED o PLC dedicado, y de allí al SCADA.
• Las unidades de disparo electrónicas y los medidores pueden comunicarse por Modbus o por otro protocolo hacia la pasarela de la subestación.
• La alarma de “falta de tensión CA” del cargador debe llegar al SCADA: indica que la batería está sosteniendo la carga.

Fallas comunes y qué revisar primero

• Disparo de la llegada por una falla en una salida: falta de selectividad; revise el registro de la unidad de disparo de la llegada.
• El acople no cierra: enclavamiento abierto, resorte sin carga, alimentación de control perdida o relé 47 que no da permiso.
• Una sección sin tensión y nadie se enteró: la alarma no está cableada o no llega al SCADA.
• Los dos cargadores en la misma sección después de una modificación.
• Conexiones flojas que se ven en la termografía como puntos calientes.

Pruebas y mantenimiento

En puesta en servicio: inspección de torques y cableado, resistencia de aislamiento de barras y circuitos, verificación de las unidades de disparo por inyección, prueba de los relés 27 y 47 por inyección secundaria, secuencia de fases de todas las fuentes, transferencias reales con cada combinación de fuentes y prueba de cada señal hasta el SCADA.

En mantenimiento: termografía con carga, revisión de enclavamientos, operación de interruptores motorizados y prueba periódica de la transferencia.

Le acompañamos con su tablero

En Tiza Group probamos y ponemos en servicio tableros de servicios auxiliares en subestaciones de media, alta y extra alta tensión y en industria. Conozca nuestra puesta en servicio o escríbanos. Si la lógica de transferencia vive en un relé o en un controlador, revisamos sus ajustes con configuración remota.

Referencias

• IEC 61439-1 e IEC 61439-2: conjuntos de aparamenta de baja tensión.
• IEC 60947-2: interruptores automáticos de baja tensión.
• IEC 60947-6-1: equipos de conmutación de transferencia.
• IEC 60364 (serie): instalaciones eléctricas de baja tensión.
• IEEE 1818: guía para el diseño de sistemas auxiliares de baja tensión en subestaciones.
• IEEE C37.2: números de función de dispositivos.

Preguntas frecuentes