www.futurenergyweb.es 50 FuturEnergy | Octubre October 2019 Grupos Electrógenos | Gensets España reduciría las emisiones de buques en puerto significativamente: NOx un 96%, un 68% para partículas, un 45% CO2, y SOx un 36%. Condiciones de suministro eléctrico exigidos a un sistema OPS La acometida eléctrica a un buque debe realizarse en caso de baja tensión, a las tensiones del sistema eléctrico del barco que suele trabajar en baja tensión: a 380, 400, 440 o 480 V. Por otra parte, la ISO 80005-1 establece que la conexión eléctrica en caso de alta tensión debe hacerse en el estándar 6,6 kV o 11 kV. Independientemente del nivel de tensión, existe otro parámetro determinante como es la frecuencia de alimentación de suministro eléctrico del buque. En la actualidad, existen a nivel global, dos sistemas estandarizados de la frecuencia en la generación y transporte de energía eléctrica. Dependiendo del país de construcción del buque, la frecuencia eléctrica puede ser de 50 Hz o bien de 60 Hz. Por tanto, los sistemas OPS deben ser capaces de poder convertir y alimentar a buques con dichas frecuencias alternativas. Tipologías para la conversión de frecuencia en los sistemas OPS Existen básicamente dos tipologías diferentes para la conversión de frecuencia en los sistemas OPS: • Empleo de convertidores de frecuencia dinámicos compuestos por motor eléctrico accionado por un variador de frecuencia, y acoplado a un alternador síncrono. • Empleo de convertidores de frecuencia estáticos mediante semiconductores (GTO’s o IGBT’s). Convertidor OPS dinámico vs convertidor OPS estático Los convertidores OPS dinámicos, a diferencia de los estáticos, tienen una configuración eléctrica de la etapa de salida de generación idéntica a la de los grupos generadores auxiliares convencionales que incorporan los buques, exceptuando el elemento motriz que en el caso de los convertidores OPS dinámicos es un motor eléctrico en lugar de un motor de combustión interna. Los convertidores OPS dinámicos incorporan un alternador síncrono al igual que los grupos generadores auxiliares. La calidad de onda de la tensión de salida es equiparable en cuanto al bajo nivel de armónicos y características de intensidad de cortocircuito, a las de los grupos generadores auxiliares que incorporan los buques. Esto hace que la respuesta ante posibles fallos eléctricos en barras, o cortocircuitos en equipos alimentados por los convertidores OPS, sean similares a cuando se alimentan mediante sus propios grupos generadores auxiliares, y no se hace por tanto necesario actuar o modificar los ajustes de los dispositivos de protección eléctrica del sistema eléctrico del buque, manteniendo los elevados niveles de calidad de la energía eléctrica suministrada. Sistema OPS dinamico de 2.500 kVA 50/60 HZ para astilleros Navantia - Cádiz Genelek ha diseñado, suministrado y puesto en marcha los cuadros de control, protección, sincronización y reparto de potencia activa y reactiva load sharing para un sistema OPS destinado a generar energía eléctrica para alimentación desde tierra a buques a 60 Hz, partiendo de la red eléctrica nacional (REE) a 50 Hz. El sistema está compuesto por tres grupos convertidores de frecuencia “OPS dinámicos” de 840 kVA cada uno. Es un sistema modular, de modo que se puede configurar el sistema con uno, dos, o incluso tres grupos convertidores en función de la potencia demandada por los buques conectados. establishes that the electrical connection in the event of high voltage must take place at the standard 6.6 kV or 11 kV. Regardless of the voltage level, there is another determining factor: the input frequency of the vessel’s power supply. At global level, there are currently two standardised frequency systems for the generation and transmission of electrical power. Depending on the vessel’s country of construction, the power frequency could be 50 Hz or even 60 Hz. As such, OPS systems must be able to convert and supply vessels with these alternative frequencies. Types of frequency conversion in OPS systems There are essentially two different types of frequency conversion in OPS systems: • Using dynamic frequency converters comprising an electric motor driven by a frequency converter coupled to a synchronous alternator. • Using static frequency converters via semiconductors (GTOs or IGBTs). Dynamic vs. static OPS converters Dynamic OPS converters, unlike static converters, have a stage output electrical configuration identical to that of the conventional auxiliary gensets that are installed in vessels, apart from the drive element, which, in the case of dynamic OPS converters, is an electric motor rather than an internal combustion engine. Both the dynamic OPS converters and the auxiliary gensets incorporate a synchronous alternator. The quality of the output voltage wave is comparable as regards the low harmonics level and short circuit intensity features, to that of the auxiliary gensets installed in vessels. This makes the response to possible electrical power failures in busbars or short circuits in equipment supplied by OPS converters, similar to when they are powered by their own auxiliary gensets. It means there is no need to take action or modify the adjustment of the electrical protection devices of the vessel’s power supply, maintaining the high levels of quality of the electrical power supplied. 2,500 kVA 50/60 Hz dynamic OPS system for Navantia shipyards, Cadiz Genelek has designed, supplied and commissioned the control, protection, synchronisation and active and reactive load sharing panels for an OPS system designed to deliver electrical power Figura 2. Convertidor de frecuencia “OPS Dinámico” | Figure 2. “Dynamic OPS” frequency converter
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