Diseñar e implementar un sistema de asociación en paralelo puede ser complejo debido a los requisitos únicos de cada sistema de energía. Para abordar estos desafíos y reducir la ambigüedad durante las fases de diseño y operación, Kohler Power Systems ha desarrollado diagramas de secuencia completos. Estos gráficos, visualizados paso a paso, documentan cómo responderá un sistema tanto a las operaciones normales como a las fallas del sistema, lo que garantiza que no haya sorpresas durante la operación.
Elaborar una secuencia detallada de operación es fundamental al diseñar un sistema de asociación en paralelo. Las secuencias tradicionales basadas en narrativas a menudo no logran representar claramente el momento de los eventos o cómo responde el sistema a las fallas. Las secuencias únicas basadas en gráficos de Kohler ofrecen una gran cantidad de beneficios, incluidos procedimientos claros paso a paso, sincronización precisa y respuestas a condiciones de falla. Estos gráficos multipropósito se pueden utilizar para revisiones de envío, procedimientos de prueba y manuales de operación y mantenimiento, proporcionando un punto de referencia unificado para comprender la operación del sistema de manera integral.
Esta publicación profundiza en el enfoque de gráficos de secuencia de Kohler, detalla el proceso de creación de gráficos personalizados para sistemas individuales y destaca sus beneficios en el diseño, las pruebas y la capacitación.
El diseño de un sistema de asociación en paralelo implica cuatro etapas distintas:
I. CREACIÓN DEL DIBUJO DE UNA SOLA LÍNEA: Los dibujos de una sola línea ilustran las conexiones entre los componentes del sistema eléctrico y las rutas a través de las cuales puede viajar la energía. Este paso es crucial ya que constituye la base del diseño del sistema.
II. ESTABLECIMIENTO DE LA SECUENCIA DE OPERACIÓN: La secuencia de operación describe los pasos de transición que realiza el sistema entre estados, como el cambio de energía de la red pública a energía del generador. Una secuencia bien documentada incluye operaciones normales y secuencias alternativas para escenarios de falla.
III. SELECCIÓN DE CONTROLES: La selección de controles implica elegir los controles automáticos y manuales apropiados que faciliten las secuencias especificadas, permitan la interacción del operador y proporcionen la medición y protección necesarias. Este paso requiere una cuidadosa consideración del nivel de redundancia y confiabilidad de los controles.
IV. DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL DISPOSITIVO DE INTERRUPCIÓN: La estructura de la alineación del interruptor en paralelo es la representación física de una sola línea. Contiene los disyuntores, controles y medidores.
Secuencia de operación tradicional basada en la narrativa.
Sección 1: Modos de Operación.
1.1 Modo de Emergencia.
1.1.1 Pérdida de Utilidad.
Cuando se pierde la utilidad, el PLC inicia un temporizador de retardo de arranque del motor. Al expirar el temporizador, se produce la siguiente secuencia:
Se abre el disyuntor de servicios públicos.
Se ponen en marcha los generadores.
El primer generador que alcanza el 90% de voltaje y frecuencia nominales se cierra en el bus, empleando lógica de primero en encender para evitar el cierre simultáneo.
El segundo generador se sincroniza y cierra su disyuntor.
Con ambos generadores en línea, se cierra el desempate.
Nota: Los operadores pueden preestablecer el sistema para que indique automáticamente una desconexión de carga y cierre el disyuntor si falla el segundo generador.
Si está en modo AUTO, el sistema gestiona el uso del generador según la demanda de carga.
Si se sobrecarga o falla un generador, los contactos secos normalmente abiertos indican a las cargas aguas abajo que se desactiven.
1.1.2 Devolución de utilidad
El proceso de retorno a la red eléctrica se rige por el interruptor de control de la red eléctrica: Manual: el sistema permanece con la energía del generador hasta que el operador presiona el botón de retorno o automático, sin pasar por el temporizador estable de la red eléctrica. Automático: al regresar la utilidad, se inicia un temporizador estable. Cuando expira, el sistema inicia la secuencia de devolución. Regreso: Al presionar el botón de retorno se inicia la secuencia de la red pública si hay energía disponible.
- Abrir modo de transferencia
- Se abren los disyuntores del generador y del empate.
- El disyuntor de servicios públicos cierra la expiración posterior al temporizador.
- Los generadores se apagan después del enfriamiento.
- Modo de transferencia cerrado
- Los generadores se sincronizan con la utilidad.
- El disyuntor de servicios públicos se cierra tras la sincronización.
- Los generadores reducen suavemente la carga (descarga suave).
- Los disyuntores del tirante y del generador se abren cuando la energía fluye a través del tirante.
- El interruptor alcanza su punto de disparo sin carga.
- Los generadores se apagan después del enfriamiento.
Secuencia de operación basada en gráficos de Kohler
TABLA DE SECUENCIA (EJEMPLO):
Seguir estas etapas de forma secuencial garantiza un desarrollo coherente del proyecto, lo que requiere revisiones periódicas y ajustes a la secuencia y al diagrama unifilar según sea necesario. Por ejemplo, agregar un disyuntor de conexión de bus al diagrama unifilar requeriría actualizaciones de secuencia para reflejar su integración y función.
NUEVO ENFOQUE – GRÁFICOS DE SECUENCIA.
El innovador enfoque basado en gráficos de Kohler aporta claridad y precisión a la hora de documentar la secuencia de operaciones. Estos gráficos son particularmente beneficiosos para proyectos complejos que involucran múltiples servicios públicos al proporcionar:
- Comprensión clara de las respuestas del sistema durante condiciones normales y de falla.
- Una alternativa intuitiva y fácil de leer a los diagramas de flujo estándar.
- Documentación explícita de las respuestas, tiempos y acciones del sistema para los operadores.
- Una lista de verificación exhaustiva para probar y poner en servicio sistemas de aparamenta en paralelo.
- Cada secuencia presenta dos gráficos: uno que detalla los pasos estándar y otro que cubre las respuestas a condiciones anormales.
LOS CINCO PASOS PARA CREAR UN TABLA DE SECUENCIA.
1. Determine el estado inicial: defina el estado de cada disyuntor y el estado de energía de cada bus en el sistema durante las operaciones normales.
2. Defina el evento desencadenante: identifique el evento que inicia la secuencia, como una señal de inicio remoto, un servicio público fuera de tolerancia o una acción del operador.
3. Enumere cada evento y la respuesta correspondiente: documente cada paso y la respuesta correspondiente del sistema requerida para la transición del estado inicial al deseado.
4. Enumere el estado final: registre la configuración final de cada disyuntor y el estado de energía de cada barra en el sistema.
5. Determine escenarios de “si falla”: identifique puntos potenciales de falla en cada respuesta, como un interruptor que no abre o cierra, y describa las respuestas del sistema y las acciones del operador para abordar estos escenarios.
TABLA DE SECUENCIA (EJEMPLO):
ESTADO INICIAL: UA, X; Autobús A, E; GMA, O; Autobús de generación, D; GMB, O; Autobús B, E; UB, X
PASO 1:
EVENTO: Utilidades A y B fuera de tolerancia. RESPUESTA: Inicie los temporizadores de falla para los servicios públicos A y B. Si falla: A, B. PASO 2:
EVENTO: Vencimiento de ambos temporizadores de falla o de uno mientras el otro está activo. RESPUESTA: Abrir los disyuntores de servicios públicos UA, UB. Inicie todos los generadores disponibles. Si falla: C, D.
PASO 3:
EVENTO: UA abierta. RESPUESTA: Elimine cargas en el bus A según la configuración de administración de carga. Inicie el temporizador de transferencia abierta del bus A.
ETAPA 4:
EVENTO: UB abierta. RESPUESTA: Elimine cargas en el bus B según la configuración de administración de carga. Inicie el temporizador de transferencia abierta del bus B.
PASO 5:
EVENTO: El primer generador alcanza el voltaje y la frecuencia nominales. RESPUESTA: Cierre el primer disyuntor del generador. Si falla: E, F.
PASO 6:
EVENTO: Los generadores restantes alcanzan el voltaje y la frecuencia nominales. RESPUESTA: Sincronizar y cerrar sus disyuntores. Si falla: E, F.
PASO 7:
EVENTO: Los generadores requeridos en línea y el temporizador de transferencia abierta del Bus A expiraron. RESPUESTA: Cierre el disyuntor principal del generador GMA. Si falla: G.
PASO 8:
EVENTO: GMA cerrado. RESPUESTA: Bus A con energía del generador. Detenga el temporizador de anulación de GOL.
PASO 9:
EVENTO: El temporizador de estabilización del generador y el temporizador de transferencia abierta del bus B expiraron. RESPUESTA: Inicie el temporizador de estabilización del generador. Cierra GMB. Si falla: H.
PASO 10:
EVENTO: GMB cerrado. RESPUESTA: Bus B con energía del generador. Si falla: H.
PASO 11:
EVENTO: Ambos autobuses con energía de generador. RESPUESTA: Agregue cargas a los autobuses A y B según la configuración de administración de carga. La gestión del generador se activa si está en modo AUTO y se agregan todas las cargas. Si falla: I.
ESTADO FINAL: UA, O; Autobús A, E; GMA, X; Autobús de generación, E; GMB, X; Autobús B, E; UB, O.
TABLA DE RESPUESTA A CONDICIONES ANORMALES (EJEMPLO)
FALLO DE PASO: A: La energía del servicio público A regresa antes de que expire el temporizador de falla. RESPUESTA DEL SISTEMA: El autobús A permanece en la empresa de servicios públicos A. ACCIÓN DEL OPERADOR: No se requiere ninguna.
FALLO DE PASO: B: La energía de la utilidad B regresa antes de que expire el temporizador de falla. RESPUESTA DEL SISTEMA: El autobús B permanece en la empresa de servicios públicos B. ACCIÓN DEL OPERADOR: No se requiere ninguna.
FALLO DE PASO: C: El disyuntor de servicios públicos UA no se abre. RESPUESTA DEL SISTEMA: Diferentes rutas basadas en condiciones como el estado de UA y UB, incluidos escenarios como el Autobús A sin energía o intervenciones manuales descritas en los cronogramas de respuesta. ACCIÓN DEL OPERADOR: Las opciones incluyen restablecer alarmas, operaciones manuales del interruptor o instrucciones de secuencia manual designadas.
LA RENTABILIDAD DEL ENFOQUE BASADO EN GRÁFICOS DE KOHLER
La adopción de la secuencia de operación basada en gráficos de Kohler proporciona un método meticuloso para cubrir todos los escenarios potenciales durante la etapa de diseño. Mejora la confiabilidad del equipo, reduce el tiempo de puesta en marcha en el sitio y mejora la claridad operativa. Este enfoque garantiza que cada etapa esté documentada exhaustivamente y sin ambigüedades, lo que mitiga el tiempo de inactividad debido a fallas imprevistas.
El enfoque innovador de Kohler para la secuencia de operaciones permite una forma más efectiva y confiable de visualizar y administrar sistemas complejos. Al implementar este método claro, paso a paso, la eficiencia operativa aumenta significativamente, proporcionando una hoja de ruta confiable tanto para operaciones rutinarias como para eventos inesperados.
Desde 1920, Kohler ha sido pionero en soluciones energéticas, comprometido a producir productos inteligentes y confiables, respaldados por una ingeniería ejemplar y un soporte posventa receptivo. Con más de 150 años de experiencia combinada después de la adquisición de SDMO, Kohler se erige como una de las autoridades más importantes del mundo en soluciones de energía industrial, ofreciendo redes globales de investigación, fabricación, ventas, servicio y distribución incomparables.
