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Interruptor Estático de Transferencia

Interruptor Estático de Transferencia

El Interruptor Estático de Transferencia (IET) TELGUARD garantiza una alimentación redundante a una carga crítica al permitir la conmutación entre dos fuentes de alimentación eléctrica totalmente independientes entre sí (ver fig. 1). La conmutación se lleva a cabo – sin la intervención de dispositivos electromecánicos – cuando la fuente que alimenta la carga crítica falla o se sale de los parámetros de tensión y/o frecuencia pre-establecidos.

El usuario puede seleccionar dos modos de operación: prioridad fija o sin prioridad. En el modo de prioridad fija, el usuario selecciona la fuente preferente de suministro; bajo esta modalidad el IET conecta la carga a esta fuente siempre y cuando su nivel de tensión y frecuencia estén dentro de los parámetros preestablecidos. En la modalidad sin prioridad, el equipo trata a las dos fuentes de suministro como iguales y transfiere de una a otra cuando la fuente activa se sale de los niveles máximos de tolerancia y por lo tanto no intenta la retransferencia a la fuente original aunque ya esté dentro de parámetros.

El IET opera de tal manera que la transferencia se efectúa después de que la corriente de la fuente activa sea cero (break-beforemake/abrir antes de cerrar), asegurando que las fuentes no queden conectadas en paralelo en ningún momento. Además, el IET garantiza una conmutación segura y confiable ya sea con fuentes sincronizadas entre sí o bien fuera de sincronía.

Cuando las fuentes están sincronizadas, el IET transfiere la carga de una fuente a la otra 5 ms después que la fuente activa haya fallado o se haya salido de parámetros; cuando las fuentes están fuera de sincronía la conmutación puede efectuarse en 5 ms sin embargo, es aconsejable introducir un retardo de 10 a 20 ms para evitar un conflicto en el caso de que exista corriente circulando producto de la fuente activa. El tiempo de retardo se selecciona con base a las características de la instalación. La diferencia máxima aceptable de defasamiento entre las dos fuentes es de +/-30°, fuera de este intervalo no se efectúa transferencia alguna; una activación manual bajo esta condición no se realiza hasta que la diferencia de fases esté dentro de la tolerancia mencionada. En este caso, el IET opera como un interruptor controlado, evitando maniobras potencialmente peligrosas como la condición de conmutación fuera de fase anteriormente descrita. Los interruptores manuales de transferencia (CBb1 y CBb2 en fig. 2) permiten darle mantenimiento al IET sin necesidad de interrumpir la alimentación a la carga crítica; la maniobra de poner en “bypass” cualquiera de las 2 fuentes se efectúa mediante controles ubicados en el panel de control.

Las principales ventajas que ofrece el IET es el aumento de la confiabilidad del sistema de alimentación eléctrica de una aplicación crítica. Los casos típicos de la utilización del IET de sistema son los siguientes:

  1. En muchos casos, la falla de suministro a la carga delicada es el resultado de problemas en la red de distribución y no en la fuente en si, tal es el caso de la activación de una protección debida a un corto-circuito o una sobrecarga, la cual a su vez da lugar a una interrupción del suministro eléctrico a otras cargas conectadas a ese circuito (ver fig. 3a y 3b); todos los elementos en la cadena de distribución (cables, interruptores, fusibles, terminales, contactos, clavijas, etc.) desde el equipo de protección (sea un UPS, regulador de voltaje, planta de emergencia, etc.) hasta el punto de uso son fuentes potenciales de falla que afectan la confiabilidad del sistema además, existe siempre la posibilidad de una maniobra equivocada de un interruptor que provoque una falla de energía involuntaria hacia la carga crítica.

La incorporación de un IET cercano al punto de uso permite implementar una redundancia prácticamente inmune a cualquier evento adverso en la red de distribución (ver fig. 4) incrementando la confiabilidad total del sistema.

  1. En una configuración redundante de varios UPS en paralelo existe un problema potencial en el punto de unión de los equipos (single point of failure) en el cual un corto-circuito en el interruptor estático de cualquiera de los SEI que no pueda ser aislada se traduce en una falla en la salida de todo el sistema. Con la utilización del IET, se puede implementar una redundancia entre dos fuentes sin que ninguna de las dos pueda conectarse nunca en paralelo (ya que la conmutación se lleva a cabo mediante la técnica de abrir antes de cerrar); un corto-circuito en cualquiera de las dos fuentes NO afecta de manera alguna la salida del IET eliminando de esta manera la posibilidad de falla en el suministro ante esta eventualidad. (ver fig. 5)

Como puede apreciarse en los ejemplos anteriores, la utilización del IET mejora notablemente la confiabilidad del sistema en condiciones de falla, para las cuales no se tiene solución utilizando los esquemas tradicionales de redundancia.

En la figura 6 se muestra el uso de varios IET en una configuración de alta confiabilidad, las dos fuentes de suministro están constituidas de UPS redundantes y cada una de ellas tiene la capacidad de alimentar la totalidad de la carga; en el caso poco probable pero real de una falla generalizada del suministro 1 (ya sea debido a una falla de los equipos o de cualquier elemento de la instalación), todos los IET que estén alimentando la carga de esta fuente, conmutarán la carga en forma ininterrumpida a la fuente 2; para lograr este tipo de conmutación es necesario que las dos fuentes operen en forma síncrona.

Otra ventaja de esta configuración con el uso de los IET, es que en caso de corto-circuito en la carga de cualquiera de los IET, se deshabilita la conmutación de este IET en particular, por lo que la corriente de falla surge únicamente de la fuente activa en ese momento, si la corriente de falla provoca a su vez una perturbación fuera de tolerancia en la tensión de esta fuente, los demás IET pueden conmutar libremente a la otra fuente evitando que se propague el corto a las cargas alimentadas por los otros IET.

En la figura 7 se muestra otra aplicación de los IET, en la cual varios UPS alimentan cargas específicas y otro UPS de mayor capacidad sirve de reserva ante la eventual falla simultánea o puesta fuera de servicio por mantenimiento de los UPS individuales; como en el caso anterior, es altamente conveniente operar todos los UPS en sincronía con el fin de asegurar conmutaciones en el tiempo más corto posible. Nótese como se logra una redundancia paralelo entre varias fuentes sin necesidad de uno o varios nodos comunes.

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