Arrancadores suaves de media tensión para enfriadoras centrífugas

Centro de Investigación de Fusión ITER – Francia

El Centro de Investigación de Fusión ITER, ubicado en Cadarache, Francia, es uno de los proyectos de infraestructura científica más ambiciosos jamás emprendidos. Desarrollado mediante la colaboración internacional de 34 países, ITER tiene como objetivo demostrar la viabilidad de la fusión nuclear como una fuente de energía libre de carbono y de gran escala.

Debido a la magnitud y complejidad del proyecto, la instalación requiere una infraestructura eléctrica y mecánica de máxima fiabilidad. Uno de sus elementos críticos es la infraestructura central de refrigeración, donde las enfriadoras centrífugas mantienen temperaturas de operación estables para múltiples subsistemas en todo el complejo ITER.

El funcionamiento fiable de estas enfriadoras depende del arranque controlado de grandes motores de compresores. Por ello, se especificaron arrancadores suaves de media tensión para garantizar una aceleración suave de los motores, manteniendo al mismo tiempo la estabilidad eléctrica de la red de distribución de media tensión de la instalación.

Aplicación: Control de motores de enfriadoras centrífugas

Las enfriadoras centrífugas instaladas en el sitio de ITER están accionadas por motores de inducción de media tensión de 800 kW. Motores de esta potencia requieren un proceso de arranque cuidadosamente controlado para evitar corrientes de irrupción elevadas y reducir los esfuerzos mecánicos sobre los componentes del compresor.

La solución de arranque debía proporcionar:

• Arranque controlado de motores de media tensión de gran potencia
• Reducción de la corriente de irrupción y de las perturbaciones de tensión en la red de media tensión
• Selectividad de las protecciones con la red eléctrica de la instalación
• Integración con los sistemas de protección y supervisión de la planta
• Funcionamiento fiable en un entorno de infraestructura crítica
• Alto rendimiento a largo plazo con requisitos mínimos de mantenimiento

En una instalación como ITER, donde múltiples sistemas de alta potencia operan simultáneamente, mantener la estabilidad eléctrica durante el arranque de los motores es esencial para garantizar la fiabilidad global de la planta.

La solución de Solcon

Para satisfacer estos requisitos, Solcon suministró ocho sistemas de arrancadores suaves de media tensión HRVS-DN, diseñados para motores de enfriadoras centrífugas de 800 kW instalados en la instalación ITER.

La plataforma HRVS-DN proporciona una aceleración controlada del motor mediante el aumento gradual de la tensión aplicada al mismo. Como resultado, la corriente de arranque se limita mientras el sistema del compresor alcanza su velocidad nominal de forma suave y eficiente.

Además, cada sistema incorpora el relé de protección de motores MPS3000 de Solcon, que proporciona funciones avanzadas de protección, supervisión y comunicación, manteniendo la selectividad de las protecciones con la red eléctrica de la instalación.

Cada unidad se suministró como un sistema completo en gabinete, diseñado para cumplir con los requisitos de integración eléctrica e instalación del proyecto.

Capacidades principales del sistema

• Arranque y parada controlados de motores de media tensión
• Relé de protección de motores MPS3000 con selectividad coordinada
• Supervisión y protección de la temperatura de los devanados y los rodamientos
• Límite de corriente y rampa de aceleración ajustables
• Comunicación Profibus a través del MPS3000 para la supervisión de corriente, tensión y eventos operativos
• Configuración personalizada del gabinete para la instalación en sitio
• Integración con los sistemas de supervisión y control de la instalación

Todas las unidades fueron sometidas a pruebas en fábrica antes de su entrega y suministradas entre 2016 y 2017 como parte del programa de construcción y puesta en marcha de ITER.

Rendimiento operativo

Desde su puesta en servicio, los arrancadores suaves HRVS-DN han proporcionado un arranque fiable de los motores de las enfriadoras centrífugas, contribuyendo al funcionamiento continuo de la infraestructura de refrigeración de la instalación.

Resultados principales del proyecto

• 8 arrancadores suaves de media tensión instalados
• Funcionamiento fiable desde la puesta en marcha
• 7 unidades permanecen en su configuración original
• Un gabinete reacondicionado tras la exposición a condiciones ambientales durante la construcción
• Funcionamiento continuo dentro de las especificaciones de diseño

En conjunto, esta instalación demuestra cómo los arrancadores suaves de media tensión, combinados con protección avanzada de motores y funciones de supervisión, permiten un funcionamiento fiable en aplicaciones de compresores y enfriadoras dentro de entornos de infraestructura complejos.

Arrancadores suaves de media tensión para infraestructuras críticas

Los grandes centros de investigación, las plantas industriales y las infraestructuras energéticas dependen de sistemas fiables de control de motores para bombas, compresores y enfriadoras.

En estas aplicaciones, los arrancadores suaves de media tensión ofrecen una solución probada para:

• Reducir los esfuerzos eléctricos en las redes de media tensión
• Proteger los equipos mecánicos durante el arranque de los motores
• Favorecer un funcionamiento estable de las infraestructuras críticas

La instalación de los HRVS-DN en el proyecto ITER demuestra cómo las soluciones de arranque y protección de motores de media tensión, correctamente diseñadas, ofrecen un rendimiento fiable en los entornos técnicos más exigentes.