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SEÑALIZACIÓN
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
ADMINISTRADOR DE INFRAESTRUCTURAS FERROVIARIAS
ET 03.365.940.0
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAI)
PARA INSTALACIONES DE SEGURIDAD
1ª EDICIÓN: Enero de 1996
Organismo Redactor: Renfe. UN Mantenimiento de Infraestructura. Dirección Técnica
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
E.T. 03.365.940
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DIRECCIÓN TÉCNICA
JEFATURA
DE SEÑALIZACIÓN
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA
(SAI) PARA INSTALACIONES DE SEGURIDAD
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FECHA: Enero/96
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN
ININTERRUMPIDA (SAI) PARA
INSTALACIONES DE SEGURIDAD
MODIFICACIONES Y ANULACIONES
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JEFATURA
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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA
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ÍNDICE DE CONTENIDOS
1.-
HOJA 1 DE 27
FECHA: Enero/96
PÁGINA
CAMPO DE APLICACION ...................................................................................................................2
1.1. OBJETO Y DEFINICION..................................................................................................................... 2
1.1.1.
Objeto ............................................................................................................................................2
1.1.2.
Definición ......................................................................................................................................2
1.2. APLICACIONES .................................................................................................................................. 3
1.3. GENERALIDADES .............................................................................................................................. 3
2.-
CARACTERISTICAS A EXIGIR .........................................................................................................4
2.1. CARACTERISTICAS MECANICAS................................................................................................... 4
2.2. CARACTERISTICAS FUNCIONALES .............................................................................................. 4
2.2.1.
Condiciones normales de funcionamiento .....................................................................................5
2.2.2.
Variaciones en la frecuencia de red ..............................................................................................5
2.2.3.
Fallo de red....................................................................................................................................5
2.2.4.
Retorno de red y carga de batería .................................................................................................5
2.2.5.
Sobrecargas y cortocircuitos .........................................................................................................6
2.2.6.
Fallo del inversor...........................................................................................................................6
2.2.7.
Alimentación por grupo electrógeno .............................................................................................6
2.3. CARACTERISTICAS GENERALES Y AMBIENTALES.................................................................. 6
2.4. CARACTERISTICAS ELECTRICAS.................................................................................................. 7
2.5. CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS ....................................................................................... 10
2.5.1.
Rectificador + cargador ..............................................................................................................10
2.5.2.
Batería .........................................................................................................................................11
2.5.3.
Inversor........................................................................................................................................11
2.5.4.
By-pass estático ...........................................................................................................................12
2.5.5.
BY-pass manual ...........................................................................................................................13
2.5.6.
Panel de control: Medidas, Señalización y Alarmas ...................................................................13
2.5.7.
Dispositivos de maniobra ............................................................................................................15
2.5.8.
Telemando....................................................................................................................................15
2.5.9.
Protecciones.................................................................................................................................16
2.6. MARCAS DE FABRICACION .......................................................................................................... 16
2.7. CARACTERISTICAS DE LA INSTALACION................................................................................. 17
2.7.1.
Conexionado del SAI ...................................................................................................................17
2.7.2.
Conexión a tierra .........................................................................................................................17
2.7.3.
Condiciones físicas y ambientales de su ubicación .....................................................................18
3.-
FABRICACION.....................................................................................................................................18
4.-
CONDICIONES DE HOMOLOGACION Y RECEPCION .............................................................18
4.1.
4.2.
4.3.
HOMOLOGACION ............................................................................................................................ 18
PRESENTACION A RECEPCION .................................................................................................... 19
ENSAYOS........................................................................................................................................... 20
5.-
EMBALAJE ...........................................................................................................................................20
6.-
GARANTIA ...........................................................................................................................................20
7.-
NORMAS DE REFERENCIA..............................................................................................................20
8.-
ANEXO I. CRITERIOS DE SELECCION DE UN S.A.I. .................................................................22
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1.- CAMPO DE APLICACION
1.1. OBJETO Y DEFINICION
1.1.1.
Objeto
El objeto del presente documento es especificar técnicamente los equipos que
integrarán los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida para instalaciones de
seguridad de RENFE y los criterios y condiciones para su homologación,
dimensionamiento, suministro e instalación.
Los sistemas a especificar serán SS.AA.II. de pequeña y media potencia,
comprendidos entre 3 KVA y 80 KVA, mono o trifásico en entrada y salida.
1.1.2.
Definición
El Sistema de Alimentación Ininterrumpida es un conjunto de sistemas
eléctricos y electrónicos alimentados por red, capaces de suministrar una
tensión alterna segura y de calidad controlada, (sin cortes, microcortes ni
variaciones de tensión o frecuencia) para alimentar a una carga crítica, tanto
en presencia como en ausencia de red. El suministro de energía alterna en
ausencia de red, durante el tiempo de autonomía del sistema, se realiza a
partir de un acumulador electroquímico, que se carga con la tensión de red.
El S.A.I. está constituido por los siguientes bloques funcionales:
-
Rectificador + Cargador, que convierten la energía de c.a. en c.c., filtrando
y regulando su salida, para alimentar al bloque inversor y cargar o
mantener la carga de la batería.
-
Batería, que suministra al equipo inversor la energía necesaria para
alimentar a la carga, en los casos de interrupción del suministro de energía
de la red, durante el tiempo de autonomía del S.A.I.
-
Inversor, que transforma la energía continua, del rectificador o batería, en
alterna, para alimentar la carga.
-
By-pass estático, que permite transferir la alimentación de la carga desde
el inversor a la red y viceversa, de un modo instantáneo, sin interrupción
del suministro, y automático, para asegurar la alimentación en caso de
fallo del inversor y, en caso de sobreintensidades en la carga, apoyar al
inversor para alimentar a ésta.
-
By-pass manual, elemento de ayuda al mantenimiento, que, mediante
operación manual, permite alimentar la carga directamente de la red,
aislando el resto de módulos del S.A.I.
-
Panel de control, que centraliza todas las funciones de gobierno, alarmas,
señalización y medidas del estado del S.A.I.
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1.2. APLICACIONES
Los SS.AA.II., objeto de esta especificación, podrán instalarse
-
En las subestaciones de tracción, para alimentar, a través del transformador de
señales, la línea monofásica de 2.200 V. o, previsiblemente en un futuro, a una línea
trifásica de 3 KV, de alimentación a las instalaciones de seguridad.
-
En los centros o estaciones ferroviarias, en donde las características del suministro
de energía disponible y de las instalaciones de seguridad así lo aconsejen.
1.3. GENERALIDADES
Uno de los problemas de la explotación ferroviaria es el gobierno de las circulaciones de
vehículos, tanto en estaciones como en trayectos de cualquier tipo.
Para que estos movimientos se realicen en las máximas condiciones de seguridad y en
el menor tiempo posible, con el consiguiente aprovechamiento de la capacidad de las
líneas ferroviarias, se dispone de una serie de instalaciones específicas para esta
finalidad, como son:
-
Señales
-
Circuitos de vía
-
Motores de aguja
-
Bloqueos a relés y electrónicos
-
Grupos a relés
-
Telemandos y
-
Semibarreras
Estas instalaciones se alimentan, en las líneas ferroviarias electrificadas, a 220 V.c.a.,
50 Hz, a través de una línea de distribución de RENFE, monofásica y específica para
esta finalidad, de 2.200 V.c.a. Esta línea toma la energía de los transformadores
trifásicos de servicios auxiliares, instalados en las subestaciones de tracción, a través
de un transformador elevador, 3 x 220/2.200 V.
Las potencias consumidas por estas líneas se encuentran generalmente entre 3,5 y 25
KVA, con un cosϕ entre 0,6 y 0,83. La potencia nominal de los transformadores
trimonofásicos, de alimentación a dichas líneas, es en una gran mayoría de 25 KVA y en
algunos casos de 50 ó 75 KVA.
Consecuentemente, las instalaciones de seguridad están
perturbaciones propias de la red comercial de energía, como son:
-
Cortes y microcortes en el suministro eléctrico.
-
Variaciones de tensión.
-
Desplazamiento de frecuencias.
-
Distorsión.
-
Ruidos, armónicos e impulsos de tensión.
sometidas
a
las
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Aunque gran parte de estas perturbaciones, considerando la calidad media de la red de
suministro de energía eléctrica, no afecta al funcionamiento de las instalaciones
convencionales de seguridad, otras de ellas, como variaciones o impulsos de tensión y
cortes o microcortes de suministro, pueden dañar gravemente estas instalaciones y/o
dejarlas fuera de servicio temporalmente.
Por otro lado, la creciente introducción de sistemas informáticos en el control de la
señalización ferroviaria, más exigentes en cuanto a calidad de suministro de energía,
hacen necesario asegurar la continuidad y calidad del mismo.
El equipamiento capaz de proporcionar un suministro de energía, alterna y/o continua,
de características controladas y estables, tanto en presencia como en ausencia de red,
es un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (S.A.I.), con acumuladores de energía
(batería).
2.- CARACTERISTICAS A EXIGIR
2.1. CARACTERISTICAS MECANICAS
Los equipos y aparatos, que integran el SAI, irán alojados en armarios autosoportados
sobre el suelo, de estructura robusta e indeformable, que permitan realizar fácilmente y
sin peligro las operaciones de instalación y de mantenimiento.
El acceso a su interior se realizará por la parte delantera, con posibilidad de bloqueo.
Sus dimensiones no sobrepasarán:
-
Altura, 2000 mm
-
Profundidad, 900 mm
Los aparatos de medida, indicadores y dispositivos de operación estarán ubicados en la
parte frontal de los armarios, y los interruptores y elementos de protección, en el interior
de los mismos.
Los embarrados serán de cobre electrolítico de sección rectangular y la tornillería y
elementos de fijación estarán protegidos contra la corrosión.
2.2. CARACTERISTICAS FUNCIONALES
A continuación se describe el funcionamiento del SAI, en las distintas condiciones de
operatividad a que puede verse sometido, por:
-
Alteraciones en la red eléctrica de suministro
-
Anomalías en las cargas que alimenta o
-
Mal funcionamiento de alguno de los equipos que integran el sistema.
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2.2.1.
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Condiciones normales de funcionamiento
La carga está alimentada, con tensión y frecuencia estables, de forma
continua por el inversor. El rectificador + cargador toma la tensión alterna de la
red y la convierte en c.c., para alimentar al inversor y mantener cargadas la
batería en flotación.
El inversor funcionará sincronizado con la red, siempre que la tensión y
frecuencia de ésta se encuentre dentro de los límites especificados en el
apartado 2.4. (Entrada).
En condiciones normales de funcionamiento, el SAI debe proporcionar una
tensión estabilizada, con las características especificadas en el apartado 2.4.
(Salida), en cualquier condición de trabajo, entre vacío y plena carga.
2.2.2.
Variaciones en la frecuencia de red
Para que no existan perturbaciones en las transferencias inversor-red y
viceversa, el inversor estará sincronizado con la frecuencia de entrada de red,
50 Hz ± 5%. Como la carga a alimentar puede exigir una estabilidad de
frecuencia superior a ésta, el SAI dispondrá de una selección del margen de
sincronización de la frecuencia del inversor con la de red, entre 1% y 2%, que
será ajustada al máximo permitido por la carga, para aprovechar mejor la red.
Por encima de este margen, la red será considerada en fallo y el inversor
generará su propia frecuencia.
La velocidad de desplazamiento de la frecuencia del inversor, para
sincronizarse con la red (Velocidad de Sincronización), será la especificada en
el apartado 2.4. (Salida).
2.2.3.
Fallo de red
Cuando la red sea considerada en fallo, la batería pasará a alimentar al
inversor, no afectando el inicio de este proceso a la tensión de salida, que
deberá mantenerse en los límites especificados en el apartado 2.4. (Salida).
Con el fin de que, en caso de fallo de la red, puede decidirse la disminución de
la carga o su desconexión temporal, para aumentar el tiempo de autonomía,
durante la descarga de la batería podrá apreciarse el tiempo de autonomía por
la tensión de la batería y la indicación del umbral de tiempo de autonomía
disponible de 10 minutos.
Para evitar daños a la batería por su descarga total, una vez agotado el tiempo
de autonomía de la batería, el inversor dejará de consumir energía de ésta. En
ningún caso se permitirá que la tensión por elementos de la batería descienda
del valor especificado en el apartado 2.5. (Batería).
2.2.4.
Retorno de red y carga de batería
Restablecida la red, el rectificador cargará automáticamente la batería y
simultáneamente alimentará al inversor.
El inversor deberá buscar la sincronización con la red, para que el by-pass
esté disponible.
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El rectificador cargará la batería en condiciones que permita una mayor vida
media de la misma, para lo cual deberá disponer de tensiones de flotación,
carga y ecualización, todas ellas ajustables en función del tipo de batería y
temperatura ambiente de la misma, para poder aplicar a la batería el óptimo
valor recomendado por el fabricante de la misma.
2.2.5.
Sobrecargas y cortocircuitos
El SAI permitirá la sobrecarga especificada en el apartado 2.4. (Salida), sin
modificación de sus características.
En caso de sobrecargas mayores, el SAI se apoyará de forma automática en
la red, mediante el by-pass estático. El apoyo en red se realizará de forma
inmediata, en caso de sobrepasar dichos límites de sobrecarga. Una vez
desaparecida la sobrecarga, deberá volver de forma automática a funcionar
por inversor.
Durante el funcionamiento en paralelo de la red y el inversor, no deberá
producirse corriente de la red al inversor o viceversa.
En caso de cortocircuito, el SAI deberá soportar las condiciones que se
indican en el apartado 2.4. (Salida), o, en caso contrario, transferir a red, a
través del by-pass estático.
2.2.6.
Fallo del inversor
En caso de fallo del inversor, se producirá la conmutación a red a través del
by-pass estático, cumpliéndose las condiciones dinámicas de la tensión de
salida, especificadas en el apartado 2.4. (Salida).
El equipo dispondrá de un sistema que permita, opcionalmente, conmutar a
red sin sincronización del inversor.
2.2.7.
Alimentación por grupo electrógeno
En general, la alimentación de grupo electrógeno tiene mayores variaciones
de tensión y frecuencia que la de red, por lo que el SAI dispondrá de un
sistema automático de inhibición del grupo, en caso de que la frecuencia de
entrada al rectificador se salga fuera de las tolerancias exigidas por la carga
crítica.
Para SAI trifásico, podrá seleccionarse la opción de permitir la conmutación de
inversor a grupo electrógeno, aún en caso de estar la salida de éste fuera de
los límites de condiciones de sincronización.
Con el fin de no producir perturbaciones en el grupo por impactos de carga al
arrancar el SAI trifásico, éste dispondrá de rectificador de arranque en rampa.
2.3. CARACTERISTICAS GENERALES Y AMBIENTALES
Grado de protección
IP20, mínimo
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Temperatura ambiente para equipos:
0 a 45º C.
Temperatura media en 24 horas:
40ºC
Temperatura ambiente de baterías:
20 a 25ºC
Temperatura de almacenamiento:
-10ºC a +50ºC.
Ventilación:
Natural o forzada, según potencias, y
redundante en trifásica
Humedad relativa ambiente:
0 a 90%
Altitud sobre el nivel del mar:
< 1500 m.
Ruido audible a 1 m del equipo:
-
Para potencia ≤ 10 KVA:
-
Para potencias de 10,1 a 50 KVA: ≤ 55 dBA
Perturbaciones radioeléctricas
≤ 52 dBA
UNE 20506
2.4. CARACTERISTICAS ELECTRICAS
Características de entrada
Tensión.
-
Red monofásica
220 V ± 15%
-
Red trifásica
380 V ± 15%, 3 fases con o sin neutro.
Para cualquiera de estos valores de la
tensión
de
entrada,
el
rectificador
proporcionará la tensión de carga de la
batería.
Frecuencia:
50 Hz ± 5%
Factor de potencia:
> 0,98 inductivo
Protecciones
Interruptor magnetotérmico
Distorsión de la intensidad: (cosφ = 0,9
batería cargada y carga nominal)
< 5% de la Imáx
Corriente transitorio, por conexión del SAI
≤ 1,5 + Imáx nominal
Características de salida
Potencia nominal
3 KVA – 50 KVA
Monofásica:
220 V
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Trifásica
220/380 V (3 fases + neutro)
Frecuencia generada internamente
50 Hz ± 0,1 %
Margen de captura de la frecuencia de red
± 0,1 % y ± 0,2 % ajustable
Velocidad de sincronización
0,1 – 1 Hz/seg
Estabilidad de tensión estática, medible con
voltímetro (medida entre fase y neutro en
trifásica)
± 0,1 %
Cosϕ de la carga
0,7 inductivo – 0,8 capacitivo
Régimen dinámico de la tensión, por
variaciones bruscas
de la carga (hasta 100%), accionamiento del
by-pass, fallo en red de alimentación o
vuelta,
- Margen:
± 0,5 %
-
Tiempo de recuperación
límites estáticos
Tensión nula:
de
< 20 ms
< 1 ms
Desplazamiento de amplitud de fases, con
desequilibrios de hasta 100% de hasta
100%
± 0,5 %
Desplazamiento angular de las fases, por
desequilibrio de hasta 100% de la carga;:
± 2 grados
Tiempo de recuperación del régimen
estático (entre salida y entrada al mismo)
< 5 mseg
Aislada por transformador
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Características de salida
Sobrecargas
admisibles
con
correspondientes protecciones
Intensidad
protecciones
de
cortocircuito,
las 125% en 10 minutos
150% en 1 minuto
1000% en 500 mseg
con ≤ 2,7 In
Distorsión armónica total de la tensión de
salida:
-
Con carga lineal
-
Con carga no lineal (factor de
cesta 3/1)
< 5%
< 3%
Ruido de A.F. en salida:
Grado N, VDE 0876
Características de Batería
Tipo
Hermética de plomo
Protección contra descarga
Autonomía (cosϕ = 0,9 y carga nominal)
≥ 15 minutos
Tiempo de recarga para alcanzar el 100%
de autonomía con cosϕ = 0,9 y carga
≤ 10 h. (opcionalmente, 5 horas)
nominal)
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Características del Sistema
Potencia nominal: (cosϕ = 0,8)
3 – 50 KVA
Rendimiento mínimo con batería cargada y 3 KVA > 85%
3 KVA > 86%
cosϕ = 0,8
3 KVA > 87%
3 KVA > 90%
3 KVA > 92%
Señales luminosas
Fallo del circuito
Batería en descarga
Sobrecarga
Sincronización con red
Frecuencia de salida correcta
Supervisión remota
Relé de mando (ON/OFF) del sistema y
contactos libres de potencial, para
señalización de alarmas según apartado
2.5. (Telemando)
Señales acústicas
Fallo del sistema.
Batería en descarga.
Sobrecarga.
Fiabilidad (TMEF)
100.000 h.
2.5. CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS
2.5.1.
Rectificador + cargador
El rectificador + cargador estarán constituidos básicamente por:
-
Interruptor magnetotérmico, para conexionar la red de alimentación trimonofásica.
-
Filtros de radiofrecuencia y antiarmónicos que reduzcan las radiaciones
electromagnéticas y los armónicos devueltos a la red, a los niveles
establecidos en los apartados 2.3. y 2.4. (Entrada), respectivamente.
-
Rectificador controlado a tiristores, dimensionado para poder alimentar
simultáneamente al inversor a plena carga y a las baterías en carga,
partiendo de una descarga total, en un tiempo máximo de 5 horas. Al
retorno de la red, después de un corte mayor de 30 segundos, el
rectificador cargador recargará la batería a corriente constante hasta
alcanzar la plena carga, que conmutará automáticamente a estado de
flotación a tensión constante. Los niveles de las tensiones de carga y
flotación de batería serán ajustables, en función del tipo de batería, y la
transferencia entre ellos será automática. La estabilidad de las tensiones
aplicadas a la batería será superior al ± 1%.
-
Filtro de salida, que limite el factor de rizado de la tensión continua al 1%,
con la batería en flotación, y condiciones de temperatura y de la red de
alimentación dentro de límites.
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-
2.5.2.
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Circuitos de mando y protección, que realizan las funciones de:
-
Mantenimiento de las tensiones a aplicar a la batería y
gobierno de las transferencias entre ellas.
-
Limitación de la intensidad de corriente de carga de la batería
al valor indicado por el fabricante de ésta.
-
Temporización del arranque del rectificador-cargador, para
que éste asuma la carga gradualmente, pasando de vacío a
plena carga en 10 seg., en trifásica.
-
Limitación de las corrientes de entrada y salida del rectificador
+ cargador, según se especifica en el apartado 2.4., como
medida de protección del mismo.
Batería
La batería se dimensionará para que se puede alimentar la totalidad de la
carga critica durante el tiempo de autonomía establecido, de acuerdo con los
criterios de selección del SAI, expuestos en el ANEXO I.
La batería será hermética y, para los tiempos de autonomía que se establecen
en esta especificación, es aconsejable utilizar acumuladores de plomo con
recombinación de gases, de prestaciones suficientes y menor costo que las de
Ni-Cd.
Para este tipo de acumulador de plomo, las tensiones por elemento, a 20ºC,
serán:
-
Nominal: 2,27 V
-
Fin de descarga: 1,75 V
El cálculo de la batería se realizará de forma que el tiempo de descarga, a
plena carga del SAI y partiendo del 80% de la capacidad máxima de la batería
hasta alcanzar la tensión de fin de descarga, sea igual al tiempo de autonomía
establecido.
El circuito de batería estará protegido contra sobreintensidades, alojándose
ésta protección en el interior del armario de baterías.
La batería estará constituida por una rama de acumuladores o varias en
paralelo. En este último caso, cada una de las ramas contará con una
protección independiente.
2.5.3.
Inversor
El bloque inversor estará constituido por:
-
Filtro de entrada, para proteger la batería y el rectificador de la corriente
de rizado generada en el inversor.
-
Inversor propiamente dicho, que utilizará la técnica PWM (Modulación de
anchura de impulsos), implementada con transistores de potencia, para
transformar la corriente continua, procedente del rectificador o de la
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batería, en corriente alterna. Este sistema permite reducir la potencia de
filtro de salida, aumentar el rendimiento y mejorar la estabilidad dinámica,
frente a impactos de carga de hasta el 100%.
-
Filtro de salida con transformador de aislamiento y pantalla a tierra, para
limitar la distorsión armónica, según apartado 2.4., y separar
galvánicamente la utilización de la red y del circuito de continua.
-
Circuito de mando, que realiza las funciones siguientes:
-
Regular las respuestas estáticas y dinámicas de la tensión y
frecuencia de salida, dentro de los límites establecidos en el
apartado 2.4., y compensar la caída de tensión en la línea de
salida, para mantener automáticamente una tensión constante
en la carga, independiente de la distancia y de la corriente.
-
Limitar la intensidad de salida, en caso de sobrecarga o
cortocircuito, a valores seguros para el equipo, según se
especifica en apartado 2.4.
-
Sincronizar el inversor con la frecuencia de red, según las
características establecidas en el apartado 2.4.
Estará dimensionado para dar la potencia y frecuencias nominales durante el
tiempo de descarga de las baterías, hasta alcanzar la tensión de descarga
máxima de ésta, sin sobrepasarla, y protegido contra sobretensiones de
entrada.
El inversor permitirá su arranque, generando las tensiones de salida del SAI,
aún en ausencia de red, mediante el uso exclusivo de baterías.
2.5.4.
By-pass estático
El by-pass estático tiene la doble funcionalidad de:
-
Alimentar a la carga, en caso de fallo del inversor, directamente de la red.
-
Apoyar al inversor, frente a sobreintensidades en la carga, suministrando
las mismas.
La transferencia de la carga a la red o retransferencia de red al inversor, se
realizarán en los siguientes casos y modalidades:
-
-
Transferencia automática a by-pass:
-
Fallo del inversor
-
Tensión continua del rectificador fuera de limites
-
Sobrecarga en salida
-
Sobretemperatura
La retransferencia automática a inversor se realizará cuando
desaparezcan las condiciones anteriores y el inversor sea capaz de asumir
la carga, excepto en caso de fallo del inversor, en que la retransferencia
habrá de ser manual.
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Las transferencias y retransferencias podrán realizarse manualmente. La
retransferencia automática se inhibirá cuando la transferencia haya sido
manual.
Las transferencias y retransferencias se inhibirán en caso que la tensión
supere el ± 15% de su valor nominal o el sincronismo esté fuera de límites.
El by-pass estático será capaz de alimentar una sobrecarga del 150%, de
forma continua, y del 1000% durante 600 mseg.
El by-pass estático estará constituido por contactores estáticos a tiristores
y sus elementos de protección, que, junto con los circuitos de vigilancia de
la carga, red e inversor, permitirán unos tiempos de transferencia tales que
se cumplan los valores de régimen dinámico de la tensión de salida
especificados en el apartado 2.4.
En modelos trifásico, el by-pass estático, de potencia inicial igual a la del
inversor, permitirá su ampliación con futuras ampliaciones del SAI y estará
alojado en el mismo armario, permitiendo su aislamiento de red mediante
un dispositivo de corte.
2.5.5.
BY-pass manual
El by-pass manual es un órgano de ayuda al mantenimiento del SAI, que
permite aislar la batería, red primaria, red de reserva y by-pass estático de la
carga, sin dejar de alimentar a ésta de forma continua desde la red.
La transferencia y retransferencia manuales de la carga a red e inversor se
realizarán sin producir cortes en la carga. De esta forma se podrán efectuar
pruebas en todos los componentes del SAI, sin afectar a la carga.
El by-pass manual proporcionará los estados de funcionamiento siguientes:
2.5.6.
-
Estado normal: La carga se alimentará a través del inversor o,
eventualmente, del by-pass estático.
-
Estado by-pass: La carga se alimentará a través del by-pass manual, y los
componentes del SAI, incluido el by-pass estático, quedarán aislados de
cualquier fuente de energía.
-
Estado de prueba: La carga se alimentará a través del by-pass manual,
como en el caso anterior, pero el by-pass estático estará conectado a la
red, pudiéndose realizar ensayos de funcionamiento del SAI, sin riesgos
de perturbaciones en la carga.
Panel de control: Medidas, Señalización y Alarmas
En el frontal de SAI, y accesible permanentemente, existirá un panel de control
para medidas, señalización y alarmas, que permita conocer el estado de
funcionamiento de los distintos componentes del sistema.
Las medidas a visualizar serán, al menos:
-
Medidas de tensión en:
-
Redes de entrada.
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-
-
-
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-
Salida del inversor.
-
Carga.
-
Continua.
Medidas de intensidad en:
-
Salida del inversor.
-
Carga.
-
Batería.
Medidas de frecuencia en:
-
Red de reserva.
-
Inversor.
-
Carga.
Tiempo de autonomía, estimando, de funcionamiento con batería.
Estas medidas, con una precisión de 0,5, serán presentadas mediante display
alfanumérico ó medidores analógicos de clase 1.5, según normas CEI núm.
51, con escalas de 90ºC ó 120ºC.
Además de estos dispositivos de medida, el panel frontal equipará los
siguientes indicadores luminosos:
-
Rectificador funcionando (SI/NO).
-
Inversor funcionando (SI/NO).
-
Presencia de tensión en carga (SI/NO).
-
Alimentación en carga por by-pass.
-
Alarma general, que agrupa:
-
Sobrecarga.
-
Alimentación de carga por by-pass.
-
Red de reserva fuera de límites.
-
Inversor fuera de sincronismo.
-
Fallo de red primaria.
-
Sobretemperatura.
-
Batería desconectada.
-
Fallo en by-pass estático.
-
Batería en descarga.
-
Tensión de batería fuera de límites.
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-
Próxima desconexión, por descarga de batería, al alcanzarse
el umbral de autonomía disponible de 10 minutos
-
Fallo ventilación forzada
Además de estos indicadores y alarmas luminosas, el sistema dispondrá de
alarma acústica diferenciada, para:
2.5.7.
-
Fallo del S.A.I.
-
Desconexión próxima por descarga de batería, al alcanzarse el umbral de
autonomía disponible de 10 minutos.
Dispositivos de maniobra
Los dispositivos de maniobra del SAI estarán constituidos por:
-
Interruptor de entrada al rectificador-cargador.
-
Interruptor de entrada al by-pass estático.
-
Interruptor de batería.
-
Mando del inversor: marcha/parada.
-
Mando del rectificador: flotación - carga automática/ carga manual de
batería/parada.
-
Mando de by-pass estático: funcionamiento automático/ conexión
permanente a red/prueba.
La ubicación de estos dispositivos permitirá su fácil acceso y, en cualquier
caso, sin que queden accesibles elementos con tensión.
El mando del inversor, al ser el único a utilizar por el usuario de la explotación,
podrá estar ubicado en el panel de control con accesibilidad permanente y,
para evitar errores de operación, será necesario la validación en la entrada de
órdenes.
Todos los dispositivos de maniobra dispondrán de indicación visual de su
estado.
Se equipará también un sistema para testear el estado de LEDS y dispositivos
luminosos.
2.5.8.
Telemando
El SAI incorporará un interface con el Sistema de Telemando de RENFE,
compuesto de:
-
Contactos de relé, libres de potencial, poder de corte de 1 A. a 220 V.c.a.
ó 0,1 A a 24, 48 ó 60 V.c.c., para las siguientes señales, como mínimo.
-
Funcionamiento normal del SAI.
-
Fallo de la red.
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-
Fallo del inversor.
-
Próxima desconexión.
-
Alarma general.
Relé de mando del inversor, (ON/OFF), alimentado a 24, 48 ó 60 V.c.c.
Opcionalmente, estas prestaciones podrán ser exigidas vía modem y
ejecutadas desde un PC compatible, para lo cual el sistema dispondrá de
salida RS 232, protocolo de comunicaciones y software de control.
2.5.9.
Protecciones
El SAI estará protegido internamente mediante fusibles, en los siguientes
puntos:
-
Salida rectificador
-
Salida inversor
-
Batería
Independientemente de estas protecciones internas, se protegerán contra
sobreintensidades y picos de tensión las redes de entrada y salida, mediante
sistemas de respuesta rápida (nanosegundos) y poder de corte adecuado a
las características de la instalación a proteger. En concreto se protegerá:
-
La línea de acometida, la de by-pass y la de entrada al rectificador, de
forma independiente.
-
La línea de batería y
-
La línea de carga, con protecciones independientes para cada uno de los
grupos en que esté dividida ésta.
2.6. MARCAS DE FABRICACION
El SAI deberá llevar claramente identificados los terminales de entrada, salida y tierra,
indicándose la sección de cable a conectar a cada uno de ellos. Los distintos equipos,
que pueden componer el SAI, dispondrán en lugar bien visible de una placa de
identificación, con los siguientes datos:
- Fabricación:
Fabricante, modelo y año de fabricación
- Entrada:
Tensión e intensidad nominales y límites de variación para cada una
de ellas. Número de fases
- Salida:
Tensión e intensidad nominales y margen del factor de potencia de la
carga. Número de fases.
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2.7. CARACTERISTICAS DE LA INSTALACION
2.7.1.
Conexionado del SAI
Los cables de conexión entre diferentes armarios y de éstos con otros equipos
accederán a ellos por la parte inferior de los mismos e irán marcados de
acuerdo con el diagrama de cableado.
Se identificarán, igualmente, las regletas de conexión, aparatos, módulos y
sistemas, equipados en cada uno de los armarios.
Los puntos y elementos con tensión irán protegidos con cubiertas o pantallas
aislantes, para seguridad de personal de mantenimiento.
El SAI se conectará a la red de alimentación en un cuadro de acometida,
exclusivo para el SAI, que se alimentará del cuadro general del edificio, con
salida protegida con interruptor magnetotérmico sin otro tipo de carga, o del
transformador.
En SAI con entrada trifásica, la sección del conductor neutro será igual a la de
la mayor de los conductores de fase.
Dicho cuadro contendrá:
-
Un seccionador en carga, de corte general.
-
Un interruptor magnetotérmico de protección de intensidad, para cada una
de las entradas del SAI (primaria y reserva), de intensidad nominal igual al
doble de la de entrada o superior.
-
Protectores de sobretensión.
La salida del SAI se conectará a un cuadro de distribución de carga, con
seccionador en carga de corte general y cada una de las salidas protegidas
con interruptor magnetotérmico de apertura simultánea, bipolar o tretapolar,
diferencial y supresor de sobretensión.
Las distintas cargas se alimentarán de salidas distintas del cuadro de
distribución de cargas o distribuyéndolas en grupos, que a ser posible no
sobrepasen la décima parte de la potencia nominal del SAI. En caso de salida
trifásica, la carga se repartirá entre las fases, de la forma más equilibrada
posible.
2.7.2.
Conexión a tierra
Se utilizará un único punto de tierra, de la tierra general de edificio, para
conectar todas las tomas de tierra de los equipos del SAI, cargas, chasis y
pantallas de cables.
Se constituirán dos tipos de tomas de tierra:
-
Tierra de protección, para los chasis de los cuadros de acometida y de
distribución y pantallas de cables. Para ello se conectarán los chasis de
ambos cuadros a la tierra general del edificio, mediante cables
independientes.
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Tierra de cargas, común al SAI y a las cargas, mediante la conexión de la
barra de tierra del cuadro de distribución a la tierra general del edificio. La
sección de este conducto y de tierra será tal, que su resistencia total sea
inferior a 5 ohmios. La barra de tierra del cuadro de distribución se
conectará a la del cuadro de acometida.
En salida trifásica, el neutro irá unido al neutro de la red de suministro y
aislado del chasis.
2.7.3.
Condiciones físicas y ambientales de su ubicación
El SAI se instalará lo más cerca posible de las cargas críticas a alimentar y
próximo al cuadro eléctrico de acometida del SAI y al de distribución de
cargas, evitando lugares de paso o de presencia de personas ajenas a la
explotación.
Se tendrá en cuenta en su ubicación el sobrepeso a soportar por el suelo,
considerando futuras ampliaciones y la proximidad de otros equipos.
La temperatura en el entorno del SAI habrá de mantenerse dentro de los
límites dados por el fabricante, normalmente entre 0(C y 45(C. En
consecuencia, habrá de preverse un sistema de ventilación o refrigeración
capaz de absorber el calor desprendido por el funcionamiento del sistema,
dato a suministrar por el fabricante, y respetar las condiciones de ventilación
del mismo.
Se evitará ubicar el SAI en las proximidades de focos de calor y locales con
vibraciones, polvo o atmósfera corrosiva.
La disposición del sistema dentro del local será tal, que permita un fácil acceso
a su interior y los mandos e indicadores queden bien visibles y accesibles.
Si el SAI se ubica en un local donde exista habitualmente personal, habrá que
considerar el ruido acústico generado por el sistema, teniendo en cuenta que
un ruido mayor de 50 dBA puede resultar molesto. En tal caso, habrá de
preverse pantallas o/y recubrimientos de paredes y techos, absorbentes
acústicamente.
3.- FABRICACION
Los fabricantes y suministradores de SS.AA.II. deberán estar en posesión de la Certificación de
Empresa o de la Certificación del Producto, según norma ISO 9001, como acreditación de la
calidad del sistema.
4.- CONDICIONES DE HOMOLOGACION Y RECEPCION
4.1. HOMOLOGACION
La solicitud de homologación se dirigirá por escrito a la Dirección de Contratación de
RENFE. Dicha solicitud irá acompañada de la documentación técnica siguiente:
-
Descripción del sistema
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Características técnicas
La descripción del sistema expondrá el funcionamiento del mismo, su constitución en
forma de bloques y el interfuncionamiento entre ellos.
En las características técnicas se reunirá, en forma de tabla, todos los datos técnicos
del sistema, eléctricos y mecánicos. Estos datos vendrán ordenados, para su fácil
consulta, siguiendo un orden similar al seguido en el presente documento.
La documentación descrita incluirá las figuras y diagramas que sean necesarios para
completar el texto. Son de especial interés aquellas que muestran el funcionamiento
global del sistema y de cada una de las partes principales y las que muestran el
equipado de cada bastidor o armazón, con la distribución mecánica relativa de sus
diversos elementos. Estas figuras serán, en general, simplificadas y no descenderán a
la composición por elementos de cada circuito, salvo que excepcionalmente sea
necesario. Las figuras deberán preferentemente situarse intercaladas dentro del propio
texto, con objeto de que puedan seguirse fácilmente las descripciones. Sin embargo,
para eliminar inconvenientes de carácter tipográfico, pueden aceptarse que se inserten
todas ellas, convenientemente numeradas y ordenadas, al final de cada documento.
La homologación de SS.AA.II. para Instalaciones de Seguridad estará a cargo de la
Dirección Técnica de Mantenimiento de Infraestructura, quien, tras el estudio de la
documentación recibida, y previa exigencia de las pruebas y verificaciones que se
consideran oportunas, según se expone en el apartado 4.3., se procederá a la
homologación del sistema.
4.2. PRESENTACION A RECEPCION
La entrega de equipos, para ser recepcionados por RENFE, deberá ser notificada por
escrito a la Jefatura correspondiente, en el impreso que RENFE tiene previsto a tal
efecto, y en el que se hará constar:
-
Referencia del pedido
-
Fecha de presentación
-
Naturaleza, cantidad, peso y volumen del suministro
Cada uno de los equipos o sistemas a recepcionar deberá ir acompañado del
correspondiente dossier de Documentación Técnica actualizada, que incluirá:
-
Descripción general del sistema
-
Descripción detallada de equipo y unidades
-
Tablas de características técnicas
-
Plano de equipos y unidades
-
Planos de instalación, general o especifica
-
Pruebas de instalación
-
Mantenimiento preventivo y correctivo
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Examinado el material y documentación entregados y realizadas las pruebas y
verificaciones oportunas, según se expone en el apartado 4.3., se procederá a la
recepción provisional del material o instalación, que se hará constar en el
correspondiente acta.
4.3. ENSAYOS
Las pruebas y verificaciones a que podrán ser sometidos las SS.AA.II., como paso
previo a su homologación o recepción, se realizarán en fábrica, laboratorio de RENFE,
laboratorio homologado o en la instalación y consistirán en:
-
Verificación de los certificados de fabricación, según ISO 9001
-
Comprobación del dossier de Documentación Técnica
-
Verificación de las características a exigir, según apartado 2 de esta especificación
5.- EMBALAJE
Las cajas de madera o de cartón, empleadas para el traslado de materiales y equipos a su
lugar de instalación, deberán reunir las condiciones técnicas exigidas en las Especificaciones
Técnicas de RENFE.
6.- GARANTIA
El suministrador garantizará el equipo, de acuerdo con esta especificación, durante un año, a
partir de la puesta en funcionamiento del mismo, una vez instalado definitivamente.
La garantía cubrirá todo el material y mano de obra necesarios para la reparación, así como los
gastos originados por dicho motivo.
Terminado el período de garantía, se dará por aceptado definitivamente el equipo.
Los elementos sustituidos en la reparación serán objeto de una garantía, de período igual al
anterior.
7.- NORMAS DE REFERENCIA
CEI 439
VDE 0875
UNE 20506
VDE 0876
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ANEXOS
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8.- ANEXO I. CRITERIOS DE SELECCION DE UN S.A.I.
La instalación de un S.A.I. viene determinada por la necesidad de asegurar un suministro de
energía de calidad a las instalaciones de seguridad, tanto desde el punto de vista de fiabilidad
como de ausencia de perturbaciones propias de la red eléctrica de suministro.
Entre las perturbaciones, que más afectan a las instalaciones de seguridad, están los cortes y
microcortes en el suministro, cuya eliminación requiere la instalación de un SAI.
Ahora bien, no todas las instalaciones que se integran en el Sistema de Señalización tienen las
mismas exigencias en cuanto al suministro de energía. Muchas de ellas no se ven afectadas
funcionalmente por microcortes del orden de 20 mseg o inferiores (cargas poco criticas). Desde
este punto de vista los equipos más exigentes son los informáticos, cada vez con mayor
presencia en las Instalaciones de Seguridad, cuyo funcionamiento puede verse afectado por
microcortes de pocos mseg. (cargas muy criticas).
Por otro lado, en muchos de los centros o estaciones ferroviarias, además de la red de
suministro de RENFE, existe una red local independiente de la anterior. En estos casos, y si las
instalaciones a alimentar son poco críticas, la instalación de un conmutador estático entre
ambas redes para alimentar a las instalaciones de seguridad pude ser equivalente, desde el
punto de vista de fiabilidad en el suministro, a la instalación de un SAI.
En el caso de que no exista la duplicidad de redes de suministro independientes o existan
cargas muy críticas, se hace necesaria la instalación de un S.A.I.
Decidida la instalación de SAI, los primeros parámetros a determinar son:
-
La potencia nominal.
-
Tipo, mono o trifásico, en entrada y salida.
-
Autonomía de suministro.
Potencia nominal
El SAI deberá ser capaz de alimentar la totalidad de las cargas críticas
existentes en el momento de la instalación y, previendo un posible incremento
en éstas, es aconsejable elegir un SAI de potencia nominal de salida de al
menos 1,3 veces la potencia instalada.
La potencia instalada, Pc (KVA), puede calcularse por la suma de las
potencias nominales de las cargas a alimentar, según características de las
mismas. Mejor aún, en caso de instalaciones existentes, puede medirse el
consumo de corriente en cada una de las cargas, cuya suma multiplicada por
la tensión de salida dará Pc (KVA).
En caso de que en la instalación a alimentar existan cargas con grandes picos
de consumo de corriente en arranque o gran alinealidad, conviene medir el
pico máximo de corriente, Icmáx, mediante un osciloscopio de memoria,
realizando el ciclo completo de arranque y funcionamiento de la instalación
durante la medida.
La potencia nominal de salida del SAI (KVA), mínima aconsejable, será
entonces:
Ps = Pc { 1,2 + 0,1 Icmáx/3Ic}
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siendo Ic la suma de las corrientes consumidas en cada una de las cargas.
Esta potencia nominal de salida del SAI (KVA) habrá de ser corregida, según
el factor de potencia de la carga a alimentar. Dicho factor de potencia puede
calcularse a partir de los datos suministrados por el fabricante de cada una de
las cargas, mediante la suma vectorial de los consumos en cada una de ellas.
En instalaciones existentes, puede medirse el factor de potencia mediante el
correspondiente medidor o un watímetro y el valor de Ps (KVA), calculado
anteriormente.
En caso de sistemas trifásicos, las medidas expuestas en este apartado se
realizarán en cada una de las fases, por la posibilidad de desequilibrios entre
ellas.
Con el factor de potencia así calculado, la potencia nominal de salida (KVA)
del SAI a instalar, mínima aconsejable, será:
PN = PS/cosφ {1,2 + 0,1 Icmáx/3Ic) , KVA
Para valores de cosφ inferiores a 0,9, es aconsejable introducir elementos de
corrección para limitar la potencia nominal del SAI y consecuentemente su
coste.
Calculada la potencia nominal, PN (KVA), se elegirá un SAI, entre la gama
comercial, de potencia igual o superior más próxima a PN.
Número de fases del SAI
La potencia disponible en la red de alimentación deberá satisfacer las
necesidades de consumo a la entrada del SAI (1,3 PN, como valor de
referencia), que está en función de:
-
Autonomía del sistema.
-
Rendimiento del sistema, en c.c. y c.a.
-
Potencia nominal de salida del SAI
Dado que para las potencias a que se refiere esta especificación, los sistemas
monofásicos son en general más simples y económicos que los trifásicos, el
tipo de alimentación de entrada se establecerá en orden de prioridad de
monofásica, bifásica o trifásica, siempre que la potencia disponible sea
suficiente, salvo que haya que alimentar cargas en trifásica, en cuyo caso, el
SAI será trifásico en entrada y salida. Se tendrá en cuenta también la
posibilidad de convertir la red de alimentación trifásica con neutro, en
monofásica.
En cuanto al número de fases en salida del SAI, estará condicionado, siempre
que no haya que alimentar cargas trifásicas, por el tipo de red de entrada y las
disponibilidades del mercado.
Autonomía del SAI
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La autonomía exigida al sistema estará comprendido entre 15 minutos y 1
hora. Para tiempos de autonomía superiores, se estudiará la conveniencia de
equipar un grupo electrógeno, cuya potencia de salida sea igual a la
consumida por el SAI, al que alimentará, más la correspondiente a otras
cargas no críticas, como aire acondicionado, alumbrado, etc. En caso de
equiparse grupo electrógeno, la autonomía de la batería podrá reducirse al
valor mínimo de 15 minutos.