MPGDC Sistema de Generación de Potencia y Distribución en Buques, Controlado desde Computador (PC)

El Sistema de Generación de Potencia y Distribución en Buques, Controlado desde Computador (PC), "MPGDC", ha sido diseñado por EDIBON para la formación tanto a nivel teórico como práctico en el campo de la generación y distribución de potencia de barcos. Este sistema proporciona varios niveles de formación para que el usuario adquiera un conocimiento y una experiencia real sobre la puesta en marcha, el funcionamiento y las maniobras más importantes llevadas a cabo en los sistemas generación y de distribución de energía eléctrica marina.

Para este propósito, esta aplicación incluye un manual específico que explica a nivel teórico los temas relacionados con la generación de potencia y los sistemas de distribución de energía en buques. La temática del manual cubre temas como la construcción, el cableado y la configuración del sistema de distribución, el sistema de gestión de energía, las protecciones de sobrecorriente, configuración de los controladores de frecuencia y voltaje, puesta a punto de los grupos electrógenos y sus controladores, conexión y verificación del sistema de carga de batería, manipulación de las celdas de corte y seccionamiento, etc.

El Sistema de Generación de Potencia y Distribución en Buques, Controlado desde Computador (PC), "MPGDC" se compone de dos subsistemas o circuitos principales:

• Circuito de baja tensión: está formado por 2 grupos electrógenos diésel interconectados al embarrado de baja tensión por medio de celdas de mando y seccionamiento a través de las cuales se dará servicio al resto del sistema de potencia del barco. Dichos grupos electrógenos disponen de un sistema de refrigeración como el que se utilizan en los barcos reales. Consiste en intercambiador de calor que funciona con agua salada y una bomba de recirculación que envía el refrigerante a los motores diésel. A través de las celdas de mando y seccionamiento, las cuales trabajan a 400 VAC, se realizarán las maniobras necesarias para el acoplamiento de los generadores al embarrado principal (ver esquema adjunto para una mejor comprensión). Dichos generadores son controlados por medio del "Power Management System" (PMS) y arrancarán de forma automática en función de la demanda de potencia que realicen las cargas eléctricas. Entendemos por cargas eléctricas cualquier consumo que se realice en el sistema de potencia, bien por los motores eléctricos de propulsión del barco o bien por las cargas eléctricas que simularán consumos en general como por ejemplo la bomba de recirculación del refrigerante. A este mismo circuito de baja tensión, se encuentra conectado el sistema de alimentación ininterrumpida. Dicho sistema está formado por una batería de LiPeFo de gran potencia y un inversor híbrido bidireccional de última generación. El propósito de esta UPS es el mantener la batería cargada durante el funcionamiento normal de los grupos electrógenos y proporcionar energía al sistema principal ante un apagón inminente.
• Circuito de media tensión: se trata de un subsistema que es alimentado por las celdas de baja tensión de 400VAC y cuyo propósito principal es el de alimentar a dos variadores eléctricos que controlarán dos motores eléctricos de gran potencia. Dichos motores tienen el propósito de hacer girar a las turbinas de propulsión del barco. Para simular la carga hidráulica de las turbinas, se encuentran acoplados al eje de los motores eléctricos dos frenos. Finalmente, cabe mencionar que este circuito de media tensión se compone de celdas de seccionamiento de 12 kV (voltaje real 400 VAC). El propósito del uso de estas celdas reales es que el usuario se forme con elementos reales que manipulará el día de mañana en instalaciones de potencia reales. En este mismo circuito podemos encontrar un transformador elevador el cual dará suministro a los variadores de frecuencia.

Algo interesante a destacar de este equipamiento didáctico es que los usuarios o profesionales pueden adquirir un gran conocimiento sobre temas relacionados con el control y gestión de grupos electrógenos diésel utilizados en barcos reales. Prácticas reales como el ajuste de sus protecciones, el modo de funcionamiento en isla y paralelo, el reparto de carga o la conexión a red, se pueden ver de una forma real mediante este sistema de potencia.

Este equipo está enfocado tanto para profesionales que necesitan un entrenamiento para la puesta en marcha de sistemas de potencia en barcos como para aquellos cuyo enfoque profesional está más relacionado con la instalación de este tipo de sistemas.

El Sistema de Generación de Potencia y Distribución en Buques, Controlado desde Computador (PC), incluye un sistema de adquisición y control de datos SCADA el cual representa fielmente una subestación de generación de energía con un centro de control de turbinas y generadores, con analizadores de red, disyuntores, línea de distribución y cargas resistivas e inductivas. El SCADA está diseñado para controlar en tiempo real todo el sistema de energía, por ejemplo, la velocidad de los propulsores se puede controlar de forma remota mientras el usuario observa el comportamiento del sistema. Por otro lado, es posible poner en funcionamiento los dos generadores en paralelo. De esta manera, el usuario puede comprender la importancia de un reparto óptimo de potencia entre ambos generadores. Las caídas de voltaje, la velocidad excesiva, la velocidad insuficiente, las sobrecorrientes, las sobrecargas y la potencia inversa son algunos de los muchos fenómenos que el usuario puede estudiar desde el SCADA.

Por otro lado, desde el propio SCADA, será posible crear una situación real de fallo del primer generador, fallo del segundo generador, suceso de un apagón y finalmente, reposición del sistema eléctrico gracias al apoyo de la UPS con inversor híbrido.

El equipo "MPGDC" incluye los siguientes elementos:

• Celdas de baja tensión para la maniobra de acoplamiento de los grupos electrógenos.
• Celdas de corte y seccionamiento de media tensión para el suministro de potencia del sistema de propulsión.
• Dos grupos electrógenos trifásicos.
• Sistema de Gestión de Energía (PMS).
• Controladores de potencia para los grupos electrógenos.
• Inversor híbrido trifásico para el sistema de alimentación ininterrumpida.
• Batería de alta tensión para el sistema de alimentación ininterrumpida.
• Analizadores de red para la medida de los flujos de potencia del barco con adquisición de datos.
• Dos variadores de frecuencia de alta potencia para el sistema de propulsión de las turbinas del barco.
• Motores de inducción de jaula de ardilla trifásicos para la simulación de la propulsión.
• Sistema de frenado para la simulación de la carga de la propulsión.
• Cargas resistivas trifásicas para simular el consumo de energía activa.
• Transformador trifásico de aislamiento para la simulación de los embarrados de media tensión y baja tensión.
• Tanque de reserva de agua para el sistema de refrigeración de los grupos electrógenos.
• Material de protección para alta tensión: guantes, pértiga, gafas, etc.
• Extintor de incendios.

Este Equipo Controlado desde Computador se suministra con el Sistema de Control desde Computador (SCADA) de EDIBON, e incluye: el propio Equipo + Paquetes de Software de Control, Adquisición de Datos y Manejo de Datos, para el control del proceso y de todos los parámetros que intervienen en el proceso.