Una fuente de alimentación fiable y segura para las granjas

Contexto

Un corte de electricidad puede ser extremadamente peligroso para las empresas agrícolas con ganado, y puede tener efectos devastadores, con considerables implicaciones financieras. Los agricultores deben garantizar el funcionamiento continuo de los sistemas automáticos de ordeño, calefacción, alimentación y ventilación en caso de que se produzca un corte de energía. Como tal, el Reglamento alemán sobre bienestar animal y ganadería[Tierschutz-Nutztierverordnung] para los agricultores estipula que las granjas deben tener un sistema de alarma para notificar cualquier corte de suministro. Además, también deben tener a mano un generador de energía de emergencia fijo o móvil.

Es esencial que los tractores estén siempre disponibles en la agricultura y que se utilicen ampliamente los dispositivos de toma de fuerza accionados por generadores de emergencia. Dada su movilidad, las tomas de fuerza pueden garantizar el suministro de energía a la explotación en caso de corte de la red eléctrica, así como su disponibilidad para su uso en cualquier otro lugar. La empresa alemana Zapfwellenaggregatebau Hermann Kemper (Kemper) está especializada en la fabricación de grupos electrógenos móviles de emergencia.
 

Desafío

La puesta en marcha de los generadores convencionales de energía de emergencia no siempre se realiza sin problemas y puede causar daños irreparables a los dispositivos electrónicos utilizados para controlar y regular las operaciones agrícolas. Los fallos de funcionamiento pueden ser causados a veces por las fluctuaciones de frecuencia del generador de energía de emergencia. Además, para los cortocircuitos en las líneas domésticas, los interruptores en miniatura permiten una sobrecarga de cinco a diez veces. En un generador de energía de emergencia esto se limita a duplicar la fuente de alimentación nominal.

Los sistemas convencionales de protección contra sobrecargas para líneas de servicio doméstico (por ejemplo, fusibles de seguridad y interruptores de tipo B o C) no ofrecen suficiente protección contra sobrecargas y cortocircuitos para el generador de energía de emergencia cuando se conectan sistemas con un alto consumo de energía, tales como mezcladoras de estiércol líquido o molinos de martillos. Si hay un cortocircuito en el generador causado por sobrecarga, entonces la carcasa puede también tener carga. En este caso, los interruptores en miniatura no podrían responder lo suficientemente rápido debido a la rápida caída de la tensión. Para evitar la sobrecarga térmica y mecánica del generador, que puede causar una descarga eléctrica mortal en el peor de los casos, los generadores de energía de emergencia requieren una salvaguardia especial que también garantizará el suministro de energía para el negocio agrícola en caso de que se produzca un corte de energía.
 

Solución

Kemper tiene como misión fabricar generadores de energía de emergencia duraderos. También debe estar resistentes a errores al operarlos y, lo que es más importante, deben proteger las operaciones agrícolas contra los daños causados por cortocircuitos y sobrecargas. Por lo tanto, la empresa desarrolló dos generadores especiales (75 y 150 kV A), cada uno con sus propias cajas de engranajes alineadas con las características de los tractores modernos. Esto significa que el motor no tendrá problemas para compensar la mayor carga producida por otros sistemas conectados.

Para asegurar que el generador arranque de manera fiable y segura, Kemper equipó su unidad de toma de fuerza con un interruptor automático de generador, el NZMN2-VE250, parte de la serie Moeller de Eaton. Con este interruptor automático, los sistemas de alto rendimiento se pueden poner en marcha de forma segura ajustando la corriente de disparo y el tiempo de retardo. En este proceso, el margen de ajuste de los relés de sobrecarga está comprendido entre 125 y 250 A. El retardo por cortocircuito puede ajustarse entre el doble y 10 veces el valor del relé de sobrecarga, con un retardo por cortocircuito de 3000 A. Cuando se utilizan en la toma de fuerza de emergencia Kemper, los relés de sobrecarga se ajustan a la tensión nominal del generador de 220 A. El retardo por cortocircuito se utiliza para suprimir los picos de corriente de cortocircuito, como los que se producen en el momento de la puesta en marcha del motor. Kemper programa los interruptores de manera que se activan en un plazo de 20 ms cuando se alcanza un máximo del doble de la potencia nominal del generador de emergencia.

Además, el dispositivo reconoce el consumo real de energía del generador por medio de una medición continua del valor efectivo. Junto con la memoria térmica suministrada en la unidad electrónica, garantiza que el generador sólo pueda funcionar con una carga de hasta el 110% durante un máximo de una hora. Cuando el generador se calienta debido a una sobrecarga, debe funcionar en modo de funcionamiento normal durante al menos cinco horas para poder volver a enfriarse. De lo contrario, si los valores de corriente-tiempo y por lo tanto la temperatura alcanzan niveles inaceptables, el interruptor del generador se activará para proteger el sistema de daños. Dado que el interruptor automático responde incluso si se producen corrientes de cortocircuito menores, los cables del punto de conexión también están protegidos. Esto significa que los incendios causados por sobrecarga no pueden ocurrir.

En principio, después de ser activado, el interruptor automático puede volver a ponerse en servicio inmediatamente mediante un reset. Sin embargo, si las sobrecargas se prolongan durante más tiempo, la memoria térmica impide que el interruptor se restablezca inmediatamente. El interruptor automático se activa para permitir que la máquina se enfríe. El objetivo principal de esta fase de enfriamiento es proteger los componentes de la máquina, y está determinada por la memoria térmica basada en la duración y el nivel de sobrecarga.

Kemper lleva a cabo la puesta en marcha in situ para garantizar que sus generadores de energía de emergencia funcionen de forma fiable y sin fallos. También comprueba la compatibilidad con los tractores existentes, la disponibilidad de los dispositivos de conmutación y protección, y comprueba la toma de fuerza a plena carga para hacer funcionar toda la máquina agrícola.
 

Resultados

Los generadores están equipados con un interruptor automático de generador de Eaton como estándar, que proporciona una amplia y versátil gama de configuraciones. Protege no sólo el generador, sino también todos los sistemas eléctricos conectados y todos los sistemas de control electrónico contra sobrecargas y cortocircuitos. Esto reduce el riesgo de incendios o la acumulación de tensiones de contacto peligrosas en caso de error.

La seguridad es nuestra mayor prioridad, dijo Hermann Kemper, director general de la compañía. Desde nuestra perspectiva, esto significa proporcionar una protección óptima para las personas, los animales y las infraestructuras. Una parte importante de esto son los disyuntores de generador establecidos por Eaton, que hemos estado integrando en nuestros generadores de energía de emergencia como estándar durante muchos años. Con estos interruptores, no es sólo el producto en sí lo que lo hace bien: el asesoramiento y el servicio también son excelentes.