GRUPOS ELECTROGENOS FG WILSON
AGENDA 1. Definición Definición de Grupo Electrógeno Electrógeno.. 2. Rég égim imen en de Traba rabajo jo ( STAND AND BY, PRIM PRIME, E, BASE ASE LOAD ). 3. Tipos ( Abierto Abierto y Encapsula Encapsulado do e Insonori Insonorizado zado ) 4. Po Potenc tencias ias Monofás Monofásicas icas y Trifá Trifásicas. sicas. 5. Normas Normas y Estándares Estándares Internacio Internacionales nales 4. Sistemas Sistemas ( Enfriamien Enfriamiento, to, Lubricación, Combustible, Combustible, Admisión, Escape y Eléctrico ). 5. Motores Diesel Perkins Tipos de Inyección ( Indirecta, Directa y Electrónica ) Tipos de Gobernación ( Mecánica y Electrónica ). Sensores
AGENDA AGENDA ( CONT CONT. ) 6. Generadores Generadores Leroy Somer AVR AVR Sistemas Sistemas de Excit Excitación ación ( SHUNT, SHUNT, AREP y PMG ) Cambios de Voltaje ( 220 /380/440 VAC ) 7. Pa Pane nell de Co Cont ntro roll ( PW PW 1.0 1.0 y 2.0 2.0 ). ).
DEFINICION DE GRUPO ELECTROGENO •
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El GRUPO ELECTROGENO es un equipo electromecánico conformado principalmente por un motor de 4 tiempos a gasolinea, diesel , gas o biocombustible acoplado con un generador ( monofásico o trifásico ) mediante discos flexibles capaz de soportar vibraciones con la finalidad de generar energía eléctrica. Para operar y monitorear este equipo se requiere de un panel de control donde se visualizan los parámetros de funcionamiento del motor y generador. Las aplicaciones de los GRUPOS ELECTROGENOS son muy diversas por lo cual existen muchas posibilidades de interconexión con otros componentes OPCIONALES ( pre-calentador de camisas, cargador de baterías, resistencia deshumedecedora, TTA, PLC, software e interfaces para monitoreo remoto , etc ).
PARTES DE UN GRUPO ELECTROGENO MOTOR PERKINS
PANEL DE GENERADOR LEROY SOMER CONTROL POWER WIZARD
OPCIONALES
REGIMEN DE TRABAJO 1.
STA N D B Y:
Para situaciones de emergencia en caso de cortes del suministro eléctrico. Funcionamiento hasta 500 horas por año con carga variable. Nota: Máximo de 300 horas continuas. Recomendación para trabajar al 80% de su capacidad nominal. No aplica sobrecarga. No recomendable para soluciones en paralelo. 2.
PRIME:
Para situaciones de suministro de energía temporal. Funcionamiento superior a 500 horas por año con carga variable. Nota: Sin limite de horas. Recomendación para trabajar en el rango del 30% al 70% de su capacidad nominal. Aplica sobrecarga del 10% ( en intervalos de 1h x 12 h ). Recomendable para soluciones en paralelo.
REGIMEN DE TRABAJO 3.
B A SE L O A D :
Muy utilizada para soluciones de CO-GENERACION eléctrica. Funcionamiento sin limite de horas por año con carga constante. Se recomienda funcionamiento al 100% de la capacidad nominal. No aplica la capacidad de sobrecarga Recomendable para soluciones en paralelo.
TIPOS: CUBIERTA ABIERTO:
Viene sin capsula. Ideal para aplicaciones donde el nivel de ruido NO es un factor determinante . Se recomienda que el equipo se instale dentro de una caseta ( INDOOR ) para protegerlo del ingreso de polvo y agua. Nota: Las labores de mantenimiento preventivo deben realizarse de forma periódica y como máximo en intervalos de 150 horas. ENCAPSULADO:
Solución provista por una capsula metálica. Se consigue minimizar el ingreso de polvo y agua al interior del equipo .
TIPOS: CUBIERTA El nivel de ruido se consigue disminuir pero en muchas ocasiones NO satisface algunas aplicaciones exigentes. Nota: Las labores de mantenimiento preventivo deben realizarse de forma periódica pero en intervalos de 250 horas.
INSONORIZADO: Solución ideal ( conformada por una capsula metálica recubierta de un material adsorbente de ruido ) Especialmente diseñada para trabajar en ambientes bajo condiciones extremas ( OUTDOOR ). Reduce drásticamente el nivel de ruido ( orden de los 60 a 80 dB ). Protege de forma eficaz las partes internas del equipo.
TIPOS: CUBIERTA El nivel de ruido se consigue disminuir pero en muchas ocasiones NO satisface algunas aplicaciones exigentes. Nota: Las labores de mantenimiento preventivo deben realizarse de forma periódica pero en intervalos de 250 horas.
INSONORIZADO: Solución ideal ( conformada por una capsula metálica recubierta de un material adsorbente de ruido ) Especialmente diseñada para trabajar en ambientes bajo condiciones extremas ( OUTDOOR ). Reduce drásticamente el nivel de ruido ( orden de los 60 a 80 dB ). Protege de forma eficaz las partes internas del equipo.
TIPOS DE GRUPOS ELECTROGENOS
ABIERTO
ENCAPSULADO E INSONORIZADO
TIPOS DE GRUPOS ELECTROGENOS ESTACIONARIO
MOVIL
RANGO DE POTENCIAS •
Para GRUPOS ELECTROGENOS Monofásicos: REGIMEN
KW
KVA
STAND BY
13
13
12
12
PRIME NOTA: Factor de potencia =1 Factor conversión STAND BY X 0.9 = PRIME
•
Para GRUPOS ELECTROGENOS Trifásicos: REGIMEN
KW
KVA
STAND BY
40
50
PRIME
36
45
NOTA: Factor de potencia = 0.8 Factor conversión STAND BY X 0.9 =
PRIME
TIPOS: FASES MONOFASICO: 01 FASE + NEUTRO
Se configura de fabrica el generador para soportar cargas monofásicas ( fase y neutro ). L1 y L2 ( 2 o 3 cables ) Bajo este esquema hay una sensible disminución de la potencia ha suministrar. TRIFASICO: 03 FASES ( RST ) + NEUTRO
Se configura de fabrica el generador para soportar cargas monofásicas ( ej: para alimentar circuitos de Iluminación ) y cargas trifásicas ( ej: para alimentar motores eléctricos ). L1, L2 y L3 ( 3 o 4 cables ). Bajo este esquema se debe tener cuidado con el balanceo de las cargas por fase.
NORMAS Y ESTANDARES INTERNACIONALES Y NACIONALES ANSI: API: ASTM: CNE: EPA: IEC: IEEE: IP: IRAM: NEC: NEMA: NSPA: OSHA: SAE: UL:
AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS CODIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD DEL PERU ENVIROMENTAL PROTECTION AGENCY INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS INGRESS PROTECTION INSTITUTO ARGENTINO DE NORMALIZACION Y CERTIFICACION NATIONAL ELECTRICAL CODE NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURERS ASSOCIATION NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION OCCUPATIONAL SAFETY HEALTH ADMINISTRATION SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS UNDERWRITERS LABORATORIES
NORMAS Y ESTANDARES INTERNACIONALES Y NACIONALES NORMAS DE APLICACIÓN PROCESOS Y CALIDAD: ISO 9001 ISO 14001 NORMAS DE APLICACIÓN PARA EL MOTOR: ISO 3046 ISO 8528 ( DIN 6270 Y DIN 6271 ) NORMAS DE APLICACIÓN PARA EL GENERADOR: VDE 0530 BS 4999 / BS 5000 IEC 34:1 ( EN60034 ) NEMA MG 21 UTE:NF C51.111
NORMAS Y ESTANDARES INTERNACIONALES Y NACIONALES NORMAS DE APLICACIÓN PARA EL GENERADOR: IEC 947/1 ANEXO C ( Grado de Protección ) IP 22 / IP23 ( Grado de Protección ) IRAM 2153 NIO ( Reactancia Su transitoria no saturada )
NORMAS Y ESTANDARES INTERNACIONALES Y NACIONALES NORMAS DE APLICACIÓN PARA LOS MATERIALES: NFPA 99 Y 100 ( Paneles de Control y Anunciadores ) ASTM BS 2869 CLASS A2 ( Especificaciones del combustible 0.8 gravidad diesel 2 ) CE UL / cUL NORMAS DE APLICACIÓN PARA EL ACEITE: SAE ( Viscosidad ) SAE15W40 ( -10°C A 50°C ) API ( Tipo de Aplicación )
NORMAS Y ESTANDARES INTERNACIONALES Y NACIONALES NORMAS DE APLICACIÓN NIVEL DE RUIDO: ISO 3744 NORMAS DE APLICACIÓN PARA EL MEDIO AMBIENTE: EPA 2 Y 3 EPA CFR 40 PART 89 ISO 8178-1
SISTEMAS QUE CONFFORMAN UN GRUPO ELECTROGENO PANEL DE CONTROL N L MOTOR E O O I R D C T N GENERADOR N O A A SIST. DE ARRANQUE O I C R C M E SIST. DE COMBUSTIBLE SIST. DE GENERACION C E E E G ELECTRICA D T T I O A S R SIST. DE LUBRICACION I R P EXCITACION M S F E E T Y S R GOBERNADOR AVR I S
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE
E D E A P M A E C T S E S I S
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
BOMBA DE AGUA ( CENTRIFUGA ) RADIADOR REFRIGERNATE TERMOSTATO INDICADOR DE TEMPERATURA DE REFRIGERANTE VENTILADOR ENFRIADOR DE ACEITE
SISTEMA DE LUBRICACION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
BOMBA DE ACEITE ( CARTER, RESPIRADERO DEL CARTER ). TUBERIA DE SUBCION VALVULA DE ALIVIO FILTRO DE ACEITE ( ENFRIADOR DE ACEITE ) LINEA DE LUBRICACION DEL CIGÙEÑAL LINEA DE LUBRICACION A LA BIELA INYECTOR DE ACEITE A LA FALDA DEL PISTON INYECTOR DE ACEITE A LA DISTRIBUCION LINEA DE ACEITE AL EJE LEVAS LINEA DE ACEITE AL TREN DE BALANCINES
Nota: Adicionalmente el tubo de llenado y varilla de nivel.
SISTEMA DE COMBUSTIBLE 1. 2. 3. 4. 5.
TANQUE COMBUSTIBLE BOMBA DE LEVANTE ( BAJA PRESION ) FILTRO DE COMBUSTIBLE BOMBA DE COMBUSTIBLE ( ALTA PRESION ) INYECTORES ( PRECOMBUSTION, INYECCION DIRECTA / INDIRECTA E INYECTOR BOMBA ).
SISTEMA DE ADMISION Y ESCAPE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
FILTRO DE AIRE COLECTORES DE ESCAPE SECOS TUBO FLEXIBLE MUFLE ( SILENCIADOR ) TURBO CARGADOR POST ENFRIADOR MULTIPLE DE ADMISION Y ESCAPE
SISTEMA DE ARRANQUE ELECTRICO 1. BATERIA DC 2. INTERRUPTOR GENERAL DE CORRIENTE 3. ARRANCADOR 4. ALTERNADOR 5. CARGADOR DE BATERIAS
MOTORES - PERKINS Series:
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400 ( 403 y 404 de 3 y 4 cilindros ) 1000 ( 1006 de 6 cilindros ) 11XX ( 1103, 1104 y 1106 de 3, 4 y 6 cilindros ) 13XX ( 1306 de 6 cilindros ) 22XX ( 2206, 2306, 2506 y 2806 de 6 cilindros ) 40XX ( 4006 de 6 cilindros ) Cumplen con el estándar de emisión II stage EU 01/01/2007, TIER 4 y con la norma de ruido directivo 2000/14/EC. Provisto con gobernadores mecánicos ( hasta los 88 KVA ) y electrónicos ( para equipos con potencias mayores a 88 KVA ). Inyección indirecta ( modelos 403 y 404 ) directa ( modelos 1006, 1103 , 1104 y 4006 ) y electrónica ( modelos 1106, 2206, 2306, 2506 y 2806 ) con bajo consumo de combustible.
MOTORES - PERKINS ITEM
PARAMETRO
DESCRIPCION
1 FABRICANTE PERKINS 2 MODELO 1103A-33TG1 3 NUM. CILINDROS / ALINEAMIENTO 3 / EN LINEA 4 CICLOS 4 TIEMPOS 5 INDUCCION TURBO CARGADO 6 METODO DE ENFRIAMIENTO AGUA 7 TIPO GOBERNADOR MECANICO 8 CLASE DE GOBERNADOR ISO 8528 G2 9 RATIO DE COMPRESION 17.25 : 1 10 DESPLAZAMIENTO I /CU.IN ) 3.3 ( 201.4 ) 11 BORE / STROKE MM ( IN ) 105.0 ( 4.1 ) / 127.0 ( 5.0 ) 12 MOMENTO DE INERCIA KGM2 ( LB.IN2 ) 1.14 ( 3896 ) 13 VOLTAJE / TIERRA 12 / NEGATIVO 14 SYSTEMA ELECTRICO CORRIENTE CARGA BATERIA 65 AMP SECO 420 ( 926 ) 15 PESO KG ( LB ) NETO 438 ( 966 )
MOTORES - PERKINS SERIE 400
MOTORES - PERKINS SERIE 1000
MOTORES - PERKINS SERIE 1100
MOTORES - PERKINS SERIE 1300 ( HEUI )
MOTORES - PERKINS SERIE 2200 ( 2300 )
MOTORES - PERKINS SERIE 2500 ( 2800 )
MOTORES - PERKINS SERIE 4000
MOTORES - PERKINS :
SENSORES MOTOR MECANICO
1. PRESION ACEITE 2. TEMPRATURA REFRIGERANTE 3. SOBRE VELOCIDAD :
SENSORES MOTOR ELECTRONICO
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
PRESION ACEITE TEMPRATURA REFRIGERANTE PRESION COMBUSTIBLE ( RAIL COMUN ) PRESION AIRE DE ENTRADA TEMPERATURA AIRE DE ENTRADA PRESION BOMBA ALTA PRESION COMBUSTIBLE POSICIION ARBOL DE LEVAS POSICION DE CIGUEÑAL
GENERADORES – LEROY SOMER
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Series: LL1014 ( H / L / N / Q / S ) LL2014 ( B / C / D / H / L / ) LL3014 ( B / F / H ) LL5014 ( F / H ) LL6014 ( D / F / J ) LL6114 ( G ) LL7024 ( J / P ) Clase de aislamiento H. 12 cables ( puntas ) para fácil reconfiguración de voltajes 220 / 380 / 440 VAC ( estrella - delta ) . Grado de protección IP23. Sistema de Excitación : SHUNT ( por default ) / AREP / PMG. AVR modelos ( R230, R250, R438 y R448 ). Regulación de voltaje +/- 5%.
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ESTANDARES •
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INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION IEC 34-1 ( EN 60034 ) INTERNATIONAL STANDARDS ORGANISATION ISO 8528-3 EUROPEAN COMMUNITY DIRECTIVE ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY ( EMC ) 89/336/EEC EUROPEAN COMMUNITY DIRECTIVES ( EEC ) 73/23/EEC 93/68/EEC ( LOW VOLTAGE DIRECTIVE ) = LVD OTRAS NORMAS: BS 5000-PT3 NEMA MG1-22 VDE 0530 EN 55011 Group 1 Class B
DENOMINACION
L L 1 0 1 4 N Longitud
Fabricante: L = Leroy Somer
Numero de polos Excitación: 1 = Shunt 2 = AREP 3 = PMG
Motor: L= Perkins A = Lister 3 Phase B = Lister 1 Phase Serie de alternador: 1 = 1000 2 = 2000 etc.
Emisión: 0 = primera
PLACA IDENTIFICACION
GENERADORES - LEROY SOMER SERIE 1000 SERIES 2000 / 3000 SERIES 5000 / 6000 SERIES 7000 / 8000
SERIE 1000 – SINGLE BEARING
SERIE 1000 – SINGLE BEARING
GENERADORES – LEROY SOMER ITEM
PARAMETRO
1 FABRICANTE 2 MODELO 3 NUM. COJINETES 4 AISLAMIENTO 5 WINDING PITCH CODE 6 CABLES 7 GRADO PROTECCION 8 TIPO EXCITACIÓN 9 MODELO AVR 10 SOBREVELOCIDAD 11 REGULACION VOLTAJE 12 FORMA ONDA NEMA = TIF 13 FORMA ONDA IEC = THF 14 TOTAL ARMONICOS ( LL /LN ) 15 RADIO INTERFERENCIA 16
RADIACION CALOR
DESCRIPCION
LEROY SOMER LL2014B 1 CLASE H 2/3 - 6 12 IP23 SHUNT R250 2250 RPM 0.5 50 2.0% 4.0% EN61000-6 50 HZ = 4.8 (273 ) KW ( BTU/MIN ) 60 HZ = 5.5 (313 ) KW ( BTU/MIN )
AVR - LEROY SOMER
R 230 / R 250 R 438 / R 450 R 448 / R 449 / R 450M
AVR R230
AVR R230
AVR R438
AVR R438
AVR R448
AVR R448
AVR R449
AVR R449
AVR R250
AVR R250
AVR R450
AVR R450
TIPOS DE EXCITACION
SHUNT AREP PMG
EXCITACIÓN SHUNT Campo de exitación Rectificadores Bobinado del estator
Bobinado del rotor
AVR
Corriente continua
Corriente alterna
EXCITACION AREP Campo de exitación Rectificadores Bobinado del estator
Bobinado del rotor
AVR
Corriente alterna
Corriente continua
EXCITACIÓN SHUNT + PMG Campo de exitación Rectificadores
P.M.G.
Bobinado del estator
Bobinado del rotor
A.V.R.
Corriente alterna
Corriente continua
TIPOS DE EXCITACION SHUNT + PMG
Ventajas
Desventajas
AREP
SHUNT
Alta capacidad de arranque
Alta capacidad de arranque
Capacidad de cortocircuito
Capacidad de cortocircuito
Autoprotección ante cortocircuito
Aumento intrínseco
Sin aumento de tamaño
Sin aumento de tamaño
Aumento de tamaño
Bobinado específico
No admite cortocircuito
Alta cantidad de componentes
Pequeño sobreprecio
Baja capacidad de arranque
Pequeño sobreprecio
Sensible a la distorsion de carga si es con control por tiristor
TIPOS DE EXCITACION 1. SHUNT APLICACIÓN: Instalación sencillas Frecuencia de cortes de energía aceptables Autoprotección del generador VENTAJAS: Bajo costo Autoprotección contra corriente de corto circuito ( el AVR desergeniza la excitatriz ) No hay incremento de tamaño. DESVENTAJAS: No hay capacidad de respuesta frente a corrientes de corto circuito ( el AVR puede detectar una carga con gran capacidad y se autoprotege ). Baja capacidad de arranque. Sensible a distorsión de las cargas.
TIPOS DE EXCITACION 1. AREP APLICACIÓN: Instalación complejas Mínimas frecuencia de cortes de energía aceptables ( Ej. Hospitales , Data Centers, etc ) Alta respuesta a la distorsión de cargas. Arranque de grandes cargas VENTAJAS: Alta capacidad de arranque Capacidad para resistir corrientes de corto circuito No hay incremento de tamaño. DESVENTAJAS: Se requiere un bobinado especial que necesariamente debe salir de fabrica. Incremento de costo Sensible a distorsión de las cargas.
TIPOS DE EXCITACION 1. PMG APLICACIÓN: Instalación complejas Mínimas frecuencia de cortes de energía aceptables ( Ej. Hospitales , Data Centers, etc ) Alta respuesta a la distorsión de cargas. Arranque de grandes cargas Solo para generadores con la opción de Upgrade VENTAJAS: Alta capacidad de arranque Capacidad para resistir corrientes de corto circuito Tecnología de IMAN PERMANENTE. DESVENTAJAS: Incremento de tamaño ( físicamente se adiciona un disco ). Mayor numero de componentes Incremento de costo
TIPOS DE EXCITACION
CAMBIOS DE VOLTAJE
220 / 380 / 440 VAC DELTA / ESTRELLA / ZIGZAG
CONFIGURAC CONFIGURACION ION VOLT VOLTAJE AJE Máquinas Máquinas con 12 12 conexione conexioness accesibles accesibles Ejemplo: Ejemplo: STANDA STANDARD RD WINDING WINDING N° 6 - 3 PHASE/ PHASE/ 2/3 2/3 PITCH. PITCH.
Conexión serie en estrella
conexión paralelo en estrella
CONFIGURACION VOLTAJE Máquinas con 12 conexiones accesibles Ejemplo: STANDARD WINDING N° 6 - 3 PHASE/ 2/3 PITCH.
Conexión triángulo serie
Conexión triángulo paralelo
CONFIGURACION VOLTAJE Máquinas con 12 conexiones accesibles Ejemplo: STANDARD WINDING N° 6 - SINGLE PHASE
(FF)
CONNEXION ZIG - ZAG (G) ( NO RECOMENDADA)
PANEL DE CONTROL Y PROTECCION
POWER WIZARD
VERSIONES
PW 1.0 PW 1.1 PW 1.1+ PW 2.0 PW 2.1
IDENTIFICACION MODULO PW 1.0
ESTADO DE EVENTOS LOS EVENTOS EN EL PW 1.0 SE LISTAN SIEMPRE EN EL MISMO ORDEN
PRESENTES ( no se pueden resetar ) ACTIVOS ( se deben resetar para poder encender el grupo electrógeno ) INACTIVOS ( el grupo electrógeno enciende sin necesidad de resetar ) NOTA: EL RESETEO DE LOS EVENTOS ACTIVAS DE APAGADO SE PODRA REALIZAR SOLO CON EL GRUPO ELECTROGENO APAGADO.
DIFERENCIAS PW 1.0 vs. PW 2.0
HOJA TECNICAS - VERSIONES PW
HOJA TECNICAS - VERSIONES PW
HOJA TECNICAS - VERSIONES PW
HOJA TECNICAS - VERSIONES PW
