UPS – Cálculo de interruptor para banco de baterías

¿Cómo calcular el interruptor para un banco de baterías nuevo?

Ejemplo: Para un UPS que normalmente tenía 2 bancos de 12 voltios de 10 AH con un bus de 192 VCD y se lo modifica a uno de baterías de 32 AH. No es simple, ya que no se dan algunos datos necesarios para el cálculo.

Voltaje nominal rectificador

30 baterías de Pb => 180 celdas = 360 vdc nominal.

Número de celdas NiCd

Asumiendo que usarán baterías “Ultra bajo mantenimiento” (como la Vantage de ALCAD) tendríamos entonces que usar, en teoría, unas 300 celdas. Pero como no conocemos el voltaje máximo ni mínimo de la barra CD del UPS asumimos que sea Volt_max = 405 Vdc y Volt_min = 315 Vdc.

En este caso quien manda es el Volt_max. Tendríamos, 405 V/1,41 V/celda = 287 celdas.

Ahora, si lo separaron del ups puede ser que sea un banco de baterías abierto, con lo cual necesitaría que el Ups pueda darte un voltaje mayor para la ecualización: 432 Vdc aprox.

Si la ecualización en NiCd es de 1,51 Vdc (revisar siempre lo que sugiere el fabricante) tenemos que las celdas serían 286.

En este caso tendríamos los siguientes voltajes de barra CD: Flotación 286×1,42 = 406 Vdc; Ecualización 286 x 1,51 = 431,8 Vdc.

Para el voltaje de desconexión de 315 Vdc, asumido anteriormente, se debería utilizar el valor de 1,1 V/celda (315 V/286 Celda). De aquí deberían ir a la tabla de descarga de 1,1V de esa batería y ver cual es la autonomía para una corriente de descarga del banco (Id = 13,5 A aprox.) Si, por ejemplo, fuera el modelo LC30P de alcad, tendríamos una autonomía de 60 min.

Corriente de descarga de las baterías hacia el inversor de 5000VA

La Id con baterías de plomo da 13,5 A y la Id con las baterías de NiCd da 13,6 A. como se puede ver son casi iguales. Si se usa el mismo breaker tiene que tener en cuenta la circulación de corriente en los dos sentidos: la corriente de descarga es igual (Id=13,5A).

La de recarga con el modelo como ejemplo se tendría máximo 6 A. Por lo tanto, no debería tener problemas. El único inconveniente que veo es si los bornes de los cables 4/0 pueden entrar en el breaker de 20 A.

Longitud del cable

El cable nuevo es un 4/0 TW en el peor de los casos. Como el cable soporta 195 A hasta 3 cables por conduit y la corriente máxima es de 14 A no hace falta que por solo 30 m se hagan los cálculos de caída de tensión. Lo que se puede hacer es que calculen cuál es el cable que se requiere para una corriente de 30A y una distancia de 30 m.

Recomendación

Colocar un seccionador cerca de donde estará el nuevo banco de baterías. Si son baterías como las del ejemplo, entonces el seccionador o breaker debería estar fuera de la sala. De lo contrario, debe ser a prueba de explosión. Esto hay que tomarlo como ejercicio, ya que no dispongo de todos los datos y se tuvieron que asumir bastante.

Por Mauro de Venezuela.
Información obtenida de la sección de UPS de nuestros antiguos Foros.