PRÁCTICA No. 5

DETERMINACIÓN DE LAS CONDICIONES DE UNA BATERIA. OBJETIVO. El alumno determinará el estado de una batería midiendo las densidades de electrolito y voltajes de carga. Seleccionará la batería y el cargador adecuados en casos reales e hipotéticos.

INTRODUCCIÓN.Se denomina batería al conjunto de celdas conectadas en serie y son la fuente de alimentación permanente de c.d. para control, señalización y operación de equipos de desconexión automática, así como para la alimentación de relevadores estáticos de las subestaciones y se interconecta con el cargador para mantener la capacidad del banco de baterías en los niveles adecuados.

La función principal del cargador de baterías es convertir la energía eléctrica proveniente de las alimentaciones de corriente alterna de la subestación en corriente directa para alimentar todas aquellas cargas de c.d.

Clasificación:

* De acuerdo al tipo de fabricación:

Plomo – acido rejilla de antimonio (tipo plomo). Plomo – acido rejilla de calcio (tipo plomo). Níquel – cadmio (tipo alcalino)

Actualmente los bancos de baterías pueden ser libres de mantenimiento.

* Por su tensión de operación:

Los bancos de baterías y los cargadores podrán ser de 12 VCD, 48 VCD, 125 VCD y 250 VCD

Previo a la energización del banco de baterías es necesario se efectúen las siguientes pruebas:

PRUEBA DESCRIPCIÓN PARÁMETROSCarga de refresco

Es la aplicación de carga de igualación, con el fin de llevar a cada celda a su completo estado de carga.

El voltaje que se recomienda aplicar es de 2.33 V

Medición de densidad

Para verificar la medición de densidad para los siguientes tipo de baterías establece una densidad a la capacidad nominal de la celda:

Plomo –Ácido de 1210 a 25°CPara Níquel – Cadmio de 1180 a 25°C

Densidad a plena carga

Verificar que la celda se encuentre a plena carga, en el cual el nivel del electrolito deberá estar en el límite superior.

En 25°C los límites de la densidad deberán ser de 1200 a 1220.Para corrección por temperatura:Por 1.5°C se aumenta un puntopor 1.5°C se reste un punto.

Calidad del agua

El agua que se agrega al banco de batería debe ser la aprobada para las baterías.

Se recomienda el uso de agua desmineralizada, bidestilada o agua aprobada para baterías.

Medición de voltaje

En baterías tipo plomo-ácido, el voltaje de referencia de celda es de 2.15 volts ± 0.2%, y Para baterías níquel-cadmio es de 1.40 volts ± 0.2%.

Si el voltaje de cualquier celda esta a 0.05 volts menos que el de referencia, significa que la batería esta descargada. Se recomienda que las mediciones deban efectuarse cada mes.

Medición de capacidad

Consiste en descargar las celdas, aplicando resistencia de carga variable y efectuar mediciones de voltaje en cada una de las celdas y a todo el banco en conjunto.

Con los datos obtenidos de la prueba, se calcula la capacidad real del banco.Ta: Duración real de la prueba al límite de su voltaje.Ts: Régimen de tiempo nominal a su voltaje final.

Condiciones previas a las pruebas:

a) Aplicar una carga de igualación, de 3 días a una semana antes de efectuar la prueba

b) Registrar densidades y voltajes de cada celda y el voltaje en terminales del banco.

c) Registrar la temperatura del electrolito de cada sexta celda y calcular el promedio de

todo el banco.

d) Verificar que las conexiones interceldas estén limpias, firmes y libres de corrosión.

e) Desconectar el cargador de baterías

PRUEBAS A LOS CARGADORES DE BATERÍAS

Previo a la energización del cargador de baterías es necesario se efectúen las siguientes pruebas:

PRUEBA DESCRIPCIÓN PARÁMETROS

Polaridad del cargador

Una vez conectado el cargador al banco de batería en sus terminales (+) y (-) respectivamente.Esto comprueba que todas las celdas están en serie, el voltaje del circuito abierto deberá estar cerca del 8 al 10% abajo del voltaje de flotación del dato de placa y el rango deberá fijarse en el número de celdas.

Deberá leerse una polaridad correcta.Voltaje de batería en circuito abierto 2 V x celda (Plomo – ácido)1.2 V x Celda (Níquel – Cadmio)

Carga de igualación

Si la corriente suministrada por el cargador, es mayor de su capacidad o mayor a la del régimen de carga a 8 horas, se baja el voltaje de la igualación para controlar la corriente, aumentando el voltaje de acuerdo a como disminuya la corriente.

Es la aplicación de 2.33 Volts x celda.

Polaridad del cargador

Una vez conectado el cargador al banco de batería en sus terminales (+) y (-) respectivamente.Esto comprueba que todas las celdas están en serie, el voltaje del circuito abierto deberá estar cerca del 8 al 10% abajo del voltaje de flotación del dato de placa y el rango deberá fijarse en el número de celdas.

Deberá leerse una polaridad correcta.Voltaje de batería en circuito abierto 2 V x celda (Plomo – ácido)1.2 V x Celda (Níquel – Cadmio)

Carga de igualación

Si la corriente suministrada por el cargador, es mayor de su capacidad o mayor a la del régimen de carga a 8 horas, se baja el voltaje de la igualación para controlar la corriente, aumentando el voltaje de acuerdo a como disminuya la corriente.

Es la aplicación de 2.33 Volts x celda.

CORRELACIÓN CON EL O LOS TEMAS Y SUBTEMAS DEL PROGRAMA DE ESTUDIO.Esta práctica se relaciona con el Tema de la Unidad 2 del programa de la asignatura en lo referente al subtema 2.2.

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO.BateríasDensímetroVoltímetro

METODOLOGÍA.Se efectuarán dos visitas a cuartos de control de dos subestaciones de potencia para recabar toda la información referente a las baterías y sus respectivos cargadores, viendo la manera de efectuar mediciones de voltajes y de densidades de electrolito.

El alumno investigará características de celdas de diversos tipos y cargadores de diferentes fabricantes e identificara, auxiliándose con las fotografías anexas, cada componente de la instalación del cuarto de baterías.

Realizará cálculos para justificar la selección de la batería y del cargador.

REPORTE DEL ALUMNO.

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BIBLIOGRAFÍA PRELIMINAR.

SUPERVISIÓN A LA CONSTRUCCIÓN DE OBRA ELECTROMECÁNICA DE SUBESTACIONES (CD)ING. FERNANDO RAMÍREZ DOMÍNGUEZJEFE DEL ÁREA DE ING. EN RESIDENCIA DE SUBESTACIONESRESIDENCIA REGIONAL SURESTEC. F. E.ABRIL 2004

RAULL Martín, RaúlDISEÑO DE SUBESTACIONES ELÉCTRICASMéxico, UNAM, Facultad de Ingeniería2ª Edición, 2000

ENRIQUEZ Harper, GilbertoELEMENTOS DE DISEÑO DE SUBESTACIONES ELÉCTRICASMéxico, LIMUSA. NORIEGA EDITORES2ª Edición, 2002

ESPINOZA, RobertoSUBESTACIONES (video)Instituto Tecnológico de Mexicali