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Capitul Capitulo o4 SISTEMAS SISTEMAS DE ALIMENT AL IMENTACIÓN ACIÓN DE ENERGÍA Introducción
Los sistemas de alimentación de energía forman uno de los elementos básicos para mantener la continuidad en la prestación de servicios de telecomunicaciones. Una fuente de suministro de energía debe cumplir con requisitos muy estrictos de calidad, de ello depende el buen funcionamiento de todos los equipos que permiten al usuario tener acceso a los productos y servicios de telecomunicaciones.
Definición
Un Sistema de Alimentación de Energía (SAE) se define como todo el conjunto de dispositivos o elementos que se interconectan adecuadamente entre si con la finalidad de poder suministrar energía en forma segura, estable y confiable.
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA Los distintos elementos que componen al Sistema de Alimentación de Energía son los siguientes:
Equipo s de Fuerza: •
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•
En estos se cuenta con equipos suministradores de C.D. y C.A. que proporcionan la energía eléctrica con las características necesarias para el buen funcionamiento del equipo telefónico. Se encuentran también motores que producen energía mecánica para el equipo de conmutación. Sistema de Aire Acondicionado, que mantienen la temperatura y humedad en el ambiente dentro del rango requerido para el trabajo adecuado del sistema de comunicaciones. Sistema de Tierras, el cual tiene como objetivo reducir al mínimo los daños al equipo y por consiguiente aumentarla confiabilidad y continuidad del servicio.
Dentro del equipo de C.A. encontramos los siguientes elementos:
Subestación Grupo electrógeno Tableros de control y transferencia Dentro del equipo de C.D. encontramos los siguientes elementos: Rectificadores. Batería. Inversor Sistemas fotovoltáicos
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Subestación
Es el elemento que recibe la alimentación de energía eléctrica de la compañía de suministro y la convierte en la forma en que la utilizamos, es la fuente que proporciona toda la energía que se consume en una instalación en condiciones normales.
Diagrama Unifilar
En la siguiente figura se muestra el diagrama unifilar de una subestación:
Partes de un a Subestación
Las partes de la subestación de acuerdo con el diagrama unifilar, son:
Cortacircuitos . Se encuentra en el poste y cierra circuito con las líneas de la compañía de suministro por medio de un fusible de cartucho.
Ac om etida . Es el conjunto de conductores desde la conexión en el lado de carga del cortacircuitos hasta el equipo de medición en alta tensión cuando existe, o hasta el interruptor de cuchillas cuando no hay equipo de medición en alta tensión.
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Partes de un a Subestación, Continuación
Equipo de Medición. El equipo de medición se puede localizar como se encuentra en el diagrama unifilar en un gabinete blindado o en baja tensión. Siempre se cuenta con un kilowatthorímetro, en ocasiones también se instala un kilovarhorímetro.
Interruptor de Cuchillas. Dispositivo que sirve para conectar y desconectar la subestación para maniobras o mantenimiento.
Ap artarrayo s. Su función consiste en enviar a tierra las descargas que pudieran entrar por la línea, cuando ocurre una descarga, de dimensiones peligrosas (que no pueden ser absorbidas por el sistema sin dañarse), se forma un arco eléctrico entre los conductores, enviando la descarga a tierra.
Interruptor General de Alta Tensión. Dispositivo destinado al cierre y apertura del circuito eléctrico. Su función es abrir en condiciones de falla.
Fusibles de Alta Tensión. Dispositivo que opera en condición de falla, los más utilizados son cilindros de cerámica.
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Partes de un a Subestación, Continuación
Transformador. Cambia el valor del voltaje de alta tensión a baja tensión, es el que define la capacidad de la subestación, generalmente se usa transformadores sumergidos en aceite, cuenta además con mecanismos para selección de diferentes valores de voltaje en alta tensión (5 generalmente).
Interruptor General de Baja Tensión. Este elemento generalmente no forma parte de la subestación y se selecciona la capacidad adecuada para alimentar el 100% de la carga que alimenta la subestación.
Grupo electrógeno
Es un equipo cuya función consiste en la generación de energía eléctrica a niveles de voltaje, corriente y frecuencia adecuados para la alimentación de los diferentes equipos que constituyen la planta telefónica.
Ap licac io nes
Los grupos Electrógenos (G.E.) se utilizan en centrales de conmutación hablando de Telmex, y en forma general, pueden ser usados como equipo de protección de grandes fábricas, industrias, etc. En las centrales de conmutación el G.E. se utiliza como equipo de reserva, el cual suministra energía eléctrica en corriente alterna en caso de fallas en la red comercial. Continúa en la siguiente página…
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Diagrama a Bloques
En el siguiente diagrama se muestran las partes del grupo electrógeno y su conexión con el sistema de alimentación:
El Motor
Es el encargado de transformar la energía térmica o el combustible en energía mecánica Todos los grupos electrógenos utilizados en Telmex tienen un motor diesel, El arranque y paro del motor está controlado por medio de los sistemas del tablero de control, enviando y recibiendo señales. Continúa en la siguiente página…
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Generador
El generador proporciona la energía eléctrica de emergencia cuando la fuente principal (subestación) deja de suministrar o sus parámetros están fuera del rango permitido. En Telmex todos los generadores utilizados en grupos electrógenos son trifásicos y operan a 60 Hz. También se encuentra interconectado con el tablero de control, al que envía la información de sus parámetros de voltaje y frecuencia, que en caso de estar fuera de rango el grupo electrógeno será detenido enviando una señal de paro al motor.
Tablero d e Control
El tablero de control es un dispositivo automático de tipo electromecánico o electrónico que determina el arranque y paro del grupo electrógeno, aunque estas funciones pueden hacerse manualmente si así se selecciona.
Rectificadores
Son equipos que transforman la energía de corriente alterna en corriente directa. Necesaria para la alimentación del equipo telefónico En Telmex se tiene tres tipos de rectificadores que corresponden a las tres últimas generaciones de estos equipos, estas son: regulación por disparo de tiristores, regulación con transformador ferrorresonante y regulación en alta frecuencia. Todos estos rectificadores son fuentes de corriente controladas por voltaje. Continúa en la siguiente página…
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Banco de Baterías
Son el principal respaldo de energía para el equipo telefónico, ya que garantiza la continuidad del servicio, en el intervalo que existe entre la interrupción de la red comercial y el arranque del grupo electrógeno.
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Inversores
Las cargas que requieren una fuente de corriente alterna ininterrumpida son aquellas que manejan información continuamente, en TELMEX se tiene muchas cargas de este tipo, entre las más importantes se encuentran: • Equipos de facturación. • Equipos de medición y registro de datos. • Equipos de computo en sucursales comerciales. • Equipos de operadora. Este tipo de equipos no puede soportar la interrupción que se produce cuando falla la fuente de suministro normal y entra en operación el grupo electrógeno, que es de cuando menos 8 segundos, debido a que la información que se pierde podría ser irrecuperable o debido a la dificultad para reiniciar la operación del equipo después de dicha interrupción. Por ello se utilizan inversores ya que proporcionan corriente alterna regulada de manera que se puede garantizar que las cargas conectadas no sufrirán esfuerzos debido a cambios en el voltaje de alimentación. Continúa en la siguiente página…
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ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA, continuación Sistemas Fotovoltáicos
En zonas rurales suele utilizarse sistemas que aprovechan la energía solar para producir la energía necesaria para el equipo de telecomunicaciones. La acometida de corriente alterna. se sustituye por celdas fotovoltaicas y el control de la carga de la batería y regulación de voltaje se realiza en un elemento llamado controlador fotovoltaico, como se muestra a continuación:
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