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Con el objetivo de poder conocer mas sobre los grupos electrógenos es necesario que sepamos con mayor detalle como funciona el mismo y sus principales componentes que lo conforman, en este blog vamos a dar la mayor cantidad de información para que toda persona que requiera ampliar sus conocimiento pueda tomarla como base y referencia, por ello vamos a plantear los siguientes puntos que se desarrollarán un tema semanal.
1.- Definición de grupos electrógenos
2.- Partes de un grupo electrógeno
3.- Motor Diésel
4.- Sistema de refrigeración de un motor diésel
5.- Sistema de lubricación del motor diésel
6.- Sistema de admisión del motor diésel
7.- Sistema de distribución del motor diésel
8.- Sistema de inyección del motor diésel
9.- Sistema eléctrico del motor diésel
10.- Generador eléctrico
11.- Módulo de control electrógeno
12.- Interruptor para protección del grupo
13.- Baterías
14.- Cabina insonora
15.- Equipos auxiliares
16.- Dimensionamiento de un grupo electrógeno
17.- Impacto de la condiciones del sitio
18.- Respuesta transitoria
19.- Requisitos del cliente, demanda de potencia
20.- Pasos de carga
21.- Factor de demanda
22.- Factor de diversidad
23.- Factor de demanda y diversidad en el dimensionamiento
24.- Respuesta de arranque
25.- Rendimiento
26.- Análisis de carga
27.- Carga de sistema de iluminación
28.- Carga de motores
29.- Técnica de arranque de motores eléctricos
30.- Cargas variadas
31.- Consideraciones de selección de grupos electrógenos, tipo de carga.
32.- Contenido de armónicas
33.- Consideraciones de generadores
34.- Instalaciones con varios motores eléctricos
35.- Sistemas auxiliares , tableros eléctricos
36.- Tableros de transferencia manual y automática
37.- Sistema de sincronismo
38.- Requerimiento para poder sincronizar
39.- Aplicaciones: Transferencia y Sincronismo
DESARROLLO:
1.- DEFINICIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS
Un grupo electrógeno en fácil palabras, es una máquina rotativa que acciona un generador eléctrico usando un motor de combustión interna que puede ser un motor a gasolina, gas o diésel, éste último será motivo de nuestro estudio, dado que estos motores desarrollan mayor potencia que un motor a gasolina y comparado con los motores a gas, estos últimos son mas costosos y que se aprovecha mas su inversión en aplicaciones de trabajo continuo (prime) este punto lo desarrollaremos mas adelante.
Tener en cuenta que el grupo electrógeno puede entregar corriente trifásica o monofásica, esto depende de la configuración del alternador, además, se puede configurar al motor diesel para que trabaje a 250
Se pueden utilizar para trabajos en zonas donde no se dispone de una fuente permanente de energía eléctrica (red comercial) o puede ser usados como equipos de emergencia por cortes de fluido eléctrico.
Sus aplicaciones mas frecuentes son en edificios, obras públicas, espectáculo, equipos de emergencia en hospitales, centros comerciales, entre otros.
De acuerdo al tipo de diseño tenemos:
a) Grupo electrógeno del tipo abierto
b) Grupo electrógeno del tipo cabinado e insonorizado
Grupo electrógeno abierto, este es un grupo que no cuenta con protección a la intemperie, es decir, no cuenta con cabina para protección contra la lluvia, polvo así como mitigar el nivel de ruido, por lo general se emplean estos equipos cuando los espacios son reducidos y no se cuenta con problemas de altos niveles de ruido pudiéndose instalar en fábricas, centros comerciales, sótanos de edificios, sótanos de hospitales, clínicas, entre otros, es importante tener en consideración para su instalación que estos equipos generan altos niveles de ruido.
Grupo electrógeno cabinado e insonorizado, este es un grupo que si cuenta con cabina metálica y material acústico para reducir los altos niveles de ruido, además, la cabina protege a sus componentes internos contra factores externos como la lluvia, el polvo entre otros, por lo general se emplean en edificios residenciales, hospitales, centros comerciales u otros lugares donde el lugar de instalación no perturbe con los niveles de ruidos generados por el grupo electrógeno.
Nota: En el mercado de los grupos electrógenos tenemos la versión móvil, es decir, los grupos electrógenos cuentan con un remolque que puede ser de diferentes características técnicas que dependerán de las dimensiones y pesos del grupo electrógeno ya sea abierto o cabinado, por lo general suelen ser cabinados.
La principal aplicación de este tipo de grupo electrógeno es el alquiler o equipos que requieren desplazarse constantemente como para eventos, conciertos, entre otros.
Definición de las potencias de los grupos electrógenos de acuerdo a las normas:
Vamos hablar sobre la potencia de los generadores, normalmente cuando uno va a escoger un generador, lo pide por su potencia en KW o KVA, es una relación directa con el tamaño físico del equipo, si es una potencia mayor es normal que el motor y generador sean más grandes, sin embargo, en los generadores hay dos tipos de potencia, es algo muy importante a tener en cuenta dado que de eso depende la cantidad de energía disponible para tu instalación, por ello cuando vayas a escoger un generador es importante saber si lo que vas a pedir es:
Potencia de emergencia LTP
Potencia Primaria/Prime PRP
La potencia LPT, se refiere a la potencia de tiempo limitado, esto es el generador trabajando al 110% de su capacidad nominal, esta potencia se usa por ejemplo para dimensionar un generador en el que tienes picos de corriente como arranque de un motor, de un sistema eléctrico pero que dura muy poquito.
Si tu mantienes trabajando al grupo electrógeno con esta potencia de forma contínua lo mas que puede durar es 1 hr, veamos el siguiente ejemplo:
La potencia PRP, se refiere a la potencia nominal de las maquinas, la potencia nominal se refiere a la capacidad que tiene el grupo electrógeno para entregar su máxima potencia, el 100%, para lo que fue diseñado durante un lapso de 12 hrs, viendo el cuadro superior, si tu tienes un grupo electrógeno con potencia prime de 100KW, este generador te puede entregar ese tope de potencia por 12 hrs continuas, pero igual esta al 100% de su potencia, por lo que después de esas 12 hrs de trabajo contínuo la máquina se va a parar para protegerse.
Pero ahora puedes estarte preguntando, como hago si requiero trabajar con el grupo electrógeno mas tiempo de horas, tal ves necesito que esté operando por 24 hrs contínuas dado que tengo cargas que no pueden estar sin energía, como una bodega industrial, cámara de refrigeración entre otros, para eso debo seleccionar un grupo electrógeno diésel que trabaje al 75-80% de la potencia prime PRP, si lo trabajas con esta carga, el generador te entregará la mejor relación de potencia y consumo de combustible y puede operar hasta por 10 días contínuos debido a que por lo general todos los fabricantes del mundo de generadores recomiendan como estándar realizar el mantenimiento cada 250 hrs de trabajo, despues de esos 10 días x 24 hrs requiere mantenimiento, cambio de aceite, cambio de filtros y bueno mantenimiento en general.
En resumen tenemos dos potencias de trabajo, la primera la potencia LTP solamente trabaja una hora a la capacidad del 110% de su potencia nominal y la potencia PRP que es la potencia al tope al 100% y con el cual podemos operar el grupo electrógeno por 12 hrs continuas, entonces cuando compres o alquiles un grupo electrógeno es importante la carga real que vas a ocupar y que la persona que te está vendiendo o alquilando debe decirte cual es la potencia que te está ofertando si es LTP o PRP dado que es aquí donde muchos errores se cometen, porque comercialmente se emplea la potencia LTP (Emergencia) por lo que es conveniente revisar la ficha técnica del equipo.
Por ello, es importante que el asesor determine la carga que vas a emplear y en base a ello te pueda orientar con seleccionar el equipo mas conveniente para tí, ojo, el equipo mas conveniente no necesariamente es el mas económico por ello es importante conocer los tipos de cargas que vas a alimentar, lo motores que tienes, que tiempo lo vas a tener operando y donde va estar instalado para poder seleccionar el equipo justo para tí.
Si necesitas un poco de asesoría o tienes dudas con respecto a cual es la potencia adecuada para tu instalación, puedes llamarnos y con mucho gusto podremos apoyarte con uno de nuestros asesores y que pueda guiarte con todo el proceso, además pueda ver tu carga y decirte cual es el modelo de generador que va ser mas conveniente por desempeño y consumo de combustible.
Es el encargado de proteger al
grupo electrógeno de factores externos cuando se instala en la intemperie, como
la lluvia, polvo, etc, sin embargo, uno de sus principales usos es la de
atenuación del nivel de ruido, debido a que al instalarlos en lugares públicos como
hospitales, centros comerciales, edificios, entre otros, el ruido resulta ser
muy elevado perturbando a las personas.
Con el objetivo de poder conocer mas sobre los grupos electrógenos es necesario que sepamos con mayor detalle como funciona el mismo y sus principales componentes que lo conforman, en este blog vamos a dar la mayor cantidad de información para que toda persona que requiera ampliar sus conocimiento pueda tomarla como base y referencia, por ello vamos a plantear los siguientes puntos que se desarrollarán un tema semanal.
1.- Definición de grupos electrógenos
2.- Partes de un grupo electrógeno
3.- Motor Diésel
4.- Sistema de refrigeración de un motor diésel
5.- Sistema de lubricación del motor diésel
6.- Sistema de admisión del motor diésel
7.- Sistema de distribución del motor diésel
8.- Sistema de inyección del motor diésel
9.- Sistema eléctrico del motor diésel
10.- Generador eléctrico
11.- Módulo de control electrógeno
12.- Interruptor para protección del grupo
13.- Baterías
14.- Cabina insonora
15.- Equipos auxiliares
16.- Dimensionamiento de un grupo electrógeno
17.- Impacto de la condiciones del sitio
18.- Respuesta transitoria
19.- Requisitos del cliente, demanda de potencia
20.- Pasos de carga
21.- Factor de demanda
22.- Factor de diversidad
23.- Factor de demanda y diversidad en el dimensionamiento
24.- Respuesta de arranque
25.- Rendimiento
26.- Análisis de carga
27.- Carga de sistema de iluminación
28.- Carga de motores
29.- Técnica de arranque de motores eléctricos
30.- Cargas variadas
31.- Consideraciones de selección de grupos electrógenos, tipo de carga.
32.- Contenido de armónicas
33.- Consideraciones de generadores
34.- Instalaciones con varios motores eléctricos
35.- Sistemas auxiliares , tableros eléctricos
36.- Tableros de transferencia manual y automática
37.- Sistema de sincronismo
38.- Requerimiento para poder sincronizar
39.- Aplicaciones: Transferencia y Sincronismo
DESARROLLO:
1.- DEFINICIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS
Un grupo electrógeno en fácil palabras, es una máquina rotativa que acciona un generador eléctrico usando un motor de combustión interna que puede ser un motor a gasolina, gas o diésel, éste último será motivo de nuestro estudio, dado que estos motores desarrollan mayor potencia que un motor a gasolina y comparado con los motores a gas, estos últimos son mas costosos y que se aprovecha mas su inversión en aplicaciones de trabajo continuo (prime) este punto lo desarrollaremos mas adelante.
Tener en cuenta que el grupo electrógeno puede entregar corriente trifásica o monofásica, esto depende de la configuración del alternador, además, se puede configurar al motor diesel para que trabaje a 250
Se pueden utilizar para trabajos en zonas donde no se dispone de una fuente permanente de energía eléctrica (red comercial) o puede ser usados como equipos de emergencia por cortes de fluido eléctrico.
Sus aplicaciones mas frecuentes son en edificios, obras públicas, espectáculo, equipos de emergencia en hospitales, centros comerciales, entre otros.
De acuerdo al tipo de diseño tenemos:
a) Grupo electrógeno del tipo abierto
b) Grupo electrógeno del tipo cabinado e insonorizado
Grupo electrógeno abierto, este es un grupo que no cuenta con protección a la intemperie, es decir, no cuenta con cabina para protección contra la lluvia, polvo así como mitigar el nivel de ruido, por lo general se emplean estos equipos cuando los espacios son reducidos y no se cuenta con problemas de altos niveles de ruido pudiéndose instalar en fábricas, centros comerciales, sótanos de edificios, sótanos de hospitales, clínicas, entre otros, es importante tener en consideración para su instalación que estos equipos generan altos niveles de ruido.
Como se puede observar este grupo electrógeno debe ser instalado dentro de una caseta, u espacio que esté protegido contra los factores externos ya mencionados así como el acceso al grupo electrógeno por tema de seguridad y evitar que personas no autorizadas puedan manipular el equipo.
Grupo electrógeno cabinado e insonorizado, este es un grupo que si cuenta con cabina metálica y material acústico para reducir los altos niveles de ruido, además, la cabina protege a sus componentes internos contra factores externos como la lluvia, el polvo entre otros, por lo general se emplean en edificios residenciales, hospitales, centros comerciales u otros lugares donde el lugar de instalación no perturbe con los niveles de ruidos generados por el grupo electrógeno.
Como se puede observar este grupo electrógeno puede trabajar a la intemperie, es decir no requiere protección contra factores externos como la lluvia, polvo, acceso de roedores y otros, ademas tener en cuenta que estos equipos con cabinas aislantes pueden contar con sistemas de seguridad anti robos, para ello debe ser implementado y solicitado por el cliente dado que los grupos electrógenos estándares no cuentan con esas prestaciones adicionales, estos puntos los iremos desarrollando en temas posteriores.
Nota: En el mercado de los grupos electrógenos tenemos la versión móvil, es decir, los grupos electrógenos cuentan con un remolque que puede ser de diferentes características técnicas que dependerán de las dimensiones y pesos del grupo electrógeno ya sea abierto o cabinado, por lo general suelen ser cabinados.
La principal aplicación de este tipo de grupo electrógeno es el alquiler o equipos que requieren desplazarse constantemente como para eventos, conciertos, entre otros.
De donde se observa que el remolque es de un solo eje debido al peso del grupo electrógeno, además se observa que no cuenta con tornamesa lo cual le permitiría tener un menor radio de giro, todos estos puntos y mas los desarrollaremos en temas posteriores.
Definición de las potencias de los grupos electrógenos de acuerdo a las normas:
Vamos hablar sobre la potencia de los generadores, normalmente cuando uno va a escoger un generador, lo pide por su potencia en KW o KVA, es una relación directa con el tamaño físico del equipo, si es una potencia mayor es normal que el motor y generador sean más grandes, sin embargo, en los generadores hay dos tipos de potencia, es algo muy importante a tener en cuenta dado que de eso depende la cantidad de energía disponible para tu instalación, por ello cuando vayas a escoger un generador es importante saber si lo que vas a pedir es:
Potencia de emergencia LTP
Potencia Primaria/Prime PRP
La potencia LPT, se refiere a la potencia de tiempo limitado, esto es el generador trabajando al 110% de su capacidad nominal, esta potencia se usa por ejemplo para dimensionar un generador en el que tienes picos de corriente como arranque de un motor, de un sistema eléctrico pero que dura muy poquito.
Si tu mantienes trabajando al grupo electrógeno con esta potencia de forma contínua lo mas que puede durar es 1 hr, veamos el siguiente ejemplo:
En este caso estamos tomando un generador modelo estándar, donde nos dice que este generador tiene una potencia LTP de 110KW/138KVA, si tu vas a exigir esta capacidad al grupo electrógeno, la máquina va entregártela pero solamente va a durar una hora operando, por que solamente va entregar una hora?, un grupo electrógeno es como tu carro, tu puedes estar corriendo a la máxima velocidad por lo que todos sus componentes estarán trabajando estresados, con los grupos electrógenos pasa igual, el sistema de enfriamiento esta a su tope, el sistema de lubricación está trabajando a su máximo al igual el sistema eléctrico esta trabajando con bastante carga y la máquina se detendrá para que no se dañe por una sobrecarga o un sobre esfuerzo, los sensores de presión y temperatura principalmente detectan el sobre esfuerzo y le dan una señal al módulo de control del grupo electrógeno para que se detenga y así protegerse de un daño inminente.
La potencia PRP, se refiere a la potencia nominal de las maquinas, la potencia nominal se refiere a la capacidad que tiene el grupo electrógeno para entregar su máxima potencia, el 100%, para lo que fue diseñado durante un lapso de 12 hrs, viendo el cuadro superior, si tu tienes un grupo electrógeno con potencia prime de 100KW, este generador te puede entregar ese tope de potencia por 12 hrs continuas, pero igual esta al 100% de su potencia, por lo que después de esas 12 hrs de trabajo contínuo la máquina se va a parar para protegerse.
Pero ahora puedes estarte preguntando, como hago si requiero trabajar con el grupo electrógeno mas tiempo de horas, tal ves necesito que esté operando por 24 hrs contínuas dado que tengo cargas que no pueden estar sin energía, como una bodega industrial, cámara de refrigeración entre otros, para eso debo seleccionar un grupo electrógeno diésel que trabaje al 75-80% de la potencia prime PRP, si lo trabajas con esta carga, el generador te entregará la mejor relación de potencia y consumo de combustible y puede operar hasta por 10 días contínuos debido a que por lo general todos los fabricantes del mundo de generadores recomiendan como estándar realizar el mantenimiento cada 250 hrs de trabajo, despues de esos 10 días x 24 hrs requiere mantenimiento, cambio de aceite, cambio de filtros y bueno mantenimiento en general.
En resumen tenemos dos potencias de trabajo, la primera la potencia LTP solamente trabaja una hora a la capacidad del 110% de su potencia nominal y la potencia PRP que es la potencia al tope al 100% y con el cual podemos operar el grupo electrógeno por 12 hrs continuas, entonces cuando compres o alquiles un grupo electrógeno es importante la carga real que vas a ocupar y que la persona que te está vendiendo o alquilando debe decirte cual es la potencia que te está ofertando si es LTP o PRP dado que es aquí donde muchos errores se cometen, porque comercialmente se emplea la potencia LTP (Emergencia) por lo que es conveniente revisar la ficha técnica del equipo.
Por ello, es importante que el asesor determine la carga que vas a emplear y en base a ello te pueda orientar con seleccionar el equipo mas conveniente para tí, ojo, el equipo mas conveniente no necesariamente es el mas económico por ello es importante conocer los tipos de cargas que vas a alimentar, lo motores que tienes, que tiempo lo vas a tener operando y donde va estar instalado para poder seleccionar el equipo justo para tí.
Si necesitas un poco de asesoría o tienes dudas con respecto a cual es la potencia adecuada para tu instalación, puedes llamarnos y con mucho gusto podremos apoyarte con uno de nuestros asesores y que pueda guiarte con todo el proceso, además pueda ver tu carga y decirte cual es el modelo de generador que va ser mas conveniente por desempeño y consumo de combustible.
2.- PARTES DE UN GRUPO ELECTRÓGENO
Veamos la siguiente imagen donde
se observa los principales componentes/piezas de un grupo electrógeno.
2.1 Motor diésel
Es la parte motriz, es el
encargado de entregar la energía mecánica para ser convertida en movimiento, este
movimiento rotatorio generado en la volante del motor hará girar por medio de
unos discos flexibles el eje del generador eléctrico, es decir, el motor diésel
está acoplado al generador. Cuando entre en funcionamiento el motor diésel
tendremos energía mecánica en movimiento lo que hará que el movimiento
rotatorio del generador se convierta en energía eléctrica.
Entre las principales marcas de
motores diésel, tenemos: Perkins, Cat, Cummins, Doosan, entre otros, mayores
detalles lo veremos en el capítulo de motores diésel.
2.2 Generador eléctrico
Es el encargado de convertir la
energía mecánica rotatoria en energía eléctrica de corriente alterna mediante los
principios de la inducción electromagnética, el bobinado del rotor es
alimentado con corriente continua y éste induce campos electromagnéticos a las
bobinas del estator generando energía eléctrica en sus terminales.
Entre las principales marcas de
generadores eléctricos, tenemos: Stamford, Leroy, Marelli, Weg, entre otros,
mayores detalles lo veremos en el capítulos de generadores eléctricos.
Es el encargado de medir y
controlar los parámetros eléctricos y mecánicos del grupo electrógeno.
Parámetros eléctricos: Potencia,
voltaje, frecuencia, corriente, factor de potencia, entre otros
Parámetros mecánicos: Presión de
aceite, temperatura del refrigerante, nivel de combustible, entre otros.
Además, dependiendo de las
prestaciones del modelo del controlador, se podría enviar la información del
grupo electrógeno en tiempo real por medio del internet para controlarlo
remotamente.
Entre las principales marcas de controladores,
tenemos: Deep Sea, ComAp, entre otras.
2.4 Bastidor
Es el encargado de brindar la
estructura para soportar el motor diésel, generador eléctrico y tablero de
control principalmente. En su interior
se puede encontrar el tanque o depósito de combustible, los fabricantes los
diseñan para una autonomía promedio de 8 horas al 100% de carga, sin embargo, también
se pueden fabricar para 12, 24hrs de autonomía, todo dependerá de la
aplicación.
2.5 Cabina insonora
Las empresas buscan cada vez más
mejorar sus diseños para atenuar el nivel de ruido y a su vez reducir sus
dimensiones.
2.5 Silenciador
Es el encargado de atenuar el
ruido proveniente de los gases de escape del motor diésel, dependiendo del tipo
de grupo electrógeno, los fabricantes seleccionan el tipo de silenciador a
emplear, por ejemplo, para un grupo electrógeno del tipo abierto, es decir, sin
cabina insonora, el fabricante del grupo electrógeno seleccionará el silenciador
Industrial y para un grupo electrógeno cabinado, el fabricante seleccionará un silenciador
del tipo Residencia/Crítico/Hospitalario.
2.6 Otros componentes
- Interruptor de protección del
grupo
- Arnés eléctrico
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