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En instalaciones críticas es un requisito cada vez más importante que haya el mínimo de interrupciones de suministro eléctrico. Todas estas instalaciones deben disponer de grupos electrógenos de emergencia por fallo de red que restablezcan el suministro eléctrico en el mínimo tiempo posible.

En muchas instalaciones, los interruptores automáticos de la conmutación entre red y grupo están enclavados eléctrica y mecánicamente para evitar que ambas fuentes de suministro estén conectadas a la vez. Este sistema, aunque simple, tiene la desventaja de que en todas las conmutaciones se produce un paso por cero, ya que cuando el grupo electrógeno está en servicio y regresa la red, la maniobra de conmutación se realiza abriendo el disyuntor de grupo y cerrando inmediatamente después el disyuntor de red. Esta maniobra implica un pequeño corte del suministro eléctrico, normalmente de menos de 1 segundo de duración que, no obstante, puede causar molestias, e incluso daños en la instalación.

Es posible eliminar estos pasos por cero en las conmutaciones si se equipa al grupo o grupos electrógenos con un sistema de control adecuado.

El sistema que se describe a continuación permite, no solo eliminar los pasos por cero en las conmutaciones entre grupo y red a la vuelta de ésta, sino que -gracias a su carácter bidireccional- también permite realizar pruebas en carga periódicas sin provocar ningún cero en el suministro, con el consiguiente aumento de la fiabilidad del sistema de emergencia de la instalación. El sistema es aplicable tanto a instalaciones de un solo grupo como a instalaciones con varios grupos en paralelo.

Es, además, un sistema fácil de incorporar en instalaciones existentes en las que se quiera hacer una mejora o ‘upgrade’ del control.

Descripción del funcionamiento automático en caso de fallo de red
Cuando se produce un ‘fallo de red’ el equipo automático realiza una breve temporización, normalmente de 1 segundo, para evitar dar una ‘orden de arranque’ ante un solo microcorte.

Transcurrida esta temporización de confirmación del ‘fallo de red’, el equipo automático dará orden de arranque al grupo electrógeno. Cuando el grupo ha arrancado se ordena la conexión de la carga al grupo. El tiempo transcurrido desde que ha fallado la red hasta que el grupo se conecta a la carga está entre 8 y 20 segundos dependiendo del tamaño del grupo.

Figura 1. Grupo en servicio por fallo de red

El grupo electrógeno permanecerá en servicio mientras dure el ‘fallo de red’. Al regresar la red se inicia la temporización de estabilización de red. Esta temporización programable tiene por objeto evitar conmutaciones frecuentes en redes inestables. Una vez terminado el tiempo de estabilización de la red, se iniciará el proceso de sincronización para poder realizar la conmutación sin corte de grupo a red. El proceso de sincronización se visualiza en el sincronoscopio que muestra el ángulo de desfase entre las tensiones de red y grupo:

Figura 2. Sincronización con red para conmutación sin corte de grupo a red a la vuelta de ésta

El acoplamiento en paralelo del grupo con la red se realiza cuando la diferencia de tensión y frecuencia entre grupo y red está dentro de los valores admisibles (normalmente 40V y 0,2Hz) y el ángulo de desfase entre ambas tensiones es 0º. En ese momento se conecta el disyuntor de red y se transfiere la carga del grupo a la red en una rampa que dura un máximo de 5 segundos (tiempo máximo permitido por el REBT en España). 

Una vez transferida la carga a la red, se desconecta el disyuntor de grupo. Seguidamente el grupo inicia el ‘ciclo de paro’ para dejar enfriar el motor diésel. De esta manera se ha conseguido pasar la carga del grupo a la red sin producir ningún corte en el suministro.

Prueba del grupo con carga 
El sistema también permite pasar la carga de la red al grupo para hacer pruebas con carga real sin provocar ningún cero.

Estando la red en servicio y el grupo electrógeno arrancado en manual, se puede accionar el pulsador para dar prioridad al grupo. Esto inicia el proceso de sincronización para realizar la conmutación sin corte de la red al grupo. El proceso de sincronización se visualiza en el sincronoscopio. La prioridad de la carga al grupo electrógeno quedará señalizada mediante el led del pulsador. 

Figura 3. Sincronización del grupo con red para pruebas con carga

El acoplamiento en paralelo del grupo con la red se realiza cuando se cumplen las condiciones anteriormente descritas. En ese momento se conecta el disyuntor de grupo y se transfiere la carga de la red al grupo en una rampa de 5 segundos de duración máxima.

Una vez transferida la carga al grupo se desconecta el disyuntor de red y el grupo queda alimentando a la carga.

Para finalizar las pruebas con carga, basta con accionar de nuevo el pulsador para cancelar la prioridad de grupo. Si la red es correcta, se iniciará de nuevo el proceso de sincronización para realizar la conmutación sin corte transfiriendo la carga del grupo a la red en rampa. Una vez transferida la carga a la red se desconecta el disyuntor de grupo.

Requisitos del sistema
Las instalaciones de grupos electrógenos que permitan realizar conmutaciones sin corte están reguladas en España por el punto 4.2 de la ITC BT-40 del Reglamento de Baja Tensión.

Por otra parte, se deben cumplir los siguientes requisitos:

1. El motor del grupo electrógeno debe tener regulador electrónico de velocidad
2. No debe haber enclavamiento mecánico entre el interruptor de grupo y el interruptor de red de la conmutación, ya que durante 5 segundos, ambos interruptores deben estar cerrados simultáneamente. 
3. En sistemas de tierra TT, se debe disponer de una seccionador de puesta a tierra del neutro del grupo. Este seccionador estará normalmente cerrado. El sistema de control lo abrirá automáticamente sólo cuando el grupo esté en paralelo con la red.
4. Se recomienda montar transformadores de intensidad de red en el conmutador de potencia red-grupo y conectarlos al cuadro de control del grupo. Estos transformadores permiten conocer la potencia de red antes de hacer una transferencia de carga sin corte de red a grupo cuando se quiere probar el grupo con carga real. Si la carga de red es superior a la potencia del grupo el equipo no permite hacer la maniobra de conexión de la carga al grupo descrita anteriormente. Estos transformadores también permiten que el grupo asuma la carga en rampa suave al hacer la transferencia sin corte de red a grupo. Si estos transformadores no están instalados,la transferencia de carga sin corte de red a grupo se hará en un solo escalón, con el consiguiente riesgo de perturbaciones en la instalación.
5. El tiempo máximo de marcha en paralelo establecido en el apartado 4.2 de la ITC-BT-40 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión vigente en España es de 5 segundos.
   La transferencia de carga sin corte se realiza normalmente de una forma progresiva en un tiempo inferior a estos 5 segundos. No obstante, si transcurridos los 5 segundos de tiempo permitido de marcha en paralelo no se hubiese completado la transferencia progresiva, se da orden de completar inmediatamente la maniobra para cumplir con lo indicado por el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. El grupo o la red, que hasta ese momento estaban asumiendo la carga de una forma progresiva, asumirán un escalón final con el resto de la carga, lo cual nunca será un problema ni para la red, ni para el grupo. 
6. Paralelo permanente con red
   El sistema se puede adaptar fácilmente para poner el grupo o grupos en paralelo permanente con la red en aquellas instalaciones que lo permitan. Esta funcionalidad permite realizar pruebas con carga real sin desconectar la red. 
   También permite la función ‘peak shaving’ que arranca automáticamente el grupo y lo pone en paralelo permanente con la red cuando la potencia eléctrica consumida en la instalación supera el nivel establecido por el usuario. El grupo asume la potencia que supera dicho nivel, evitando que la carga conectada a la red exceda el límite marcado.