La potencia del transformador de un electroterminal parte de la suma de los cargadores, pero rara vez termina ahí. El Pliego Técnico Normativo RIC N°15 de la SEC obliga a usar un factor de demanda igual a 1, salvo que la instalación tenga un sistema de gestión de carga. Con ese sistema, los cargadores de mayor potencia admiten factores menores, y la cifra baja. También pesan el rendimiento y el factor de potencia del cargador.
Qué cuenta como electroterminal según el RIC N°15
El pliego define el electroterminal como la infraestructura de recarga de vehículos livianos, medianos y pesados destinada a flotas (4.18). Aparte define el centro de carga de transporte público, que es el que atiende buses del sistema de transporte público (4.9). El segundo tiene exigencias propias sobre los transformadores.
Los buses y camiones se cargan casi siempre en modo de carga 4: el cargador tiene su propio convertidor de alterna a continua y entrega corriente continua a la batería (6.1.4).
Del total de cargadores a la potencia del transformador
El punto de partida: factor de demanda igual a 1
Para dimensionar el alimentador, el punto 9.4.1 del RIC N°15 fija un factor de demanda igual a 1 sobre la carga total de los cargadores. Sin gestión, se supone que todos cargan a la vez y a plena potencia.
Lo que cambia con un sistema de gestión de carga
El sistema de gestión de carga, o SGC, reduce en forma momentánea la potencia de recarga según la capacidad de la alimentación del tablero (4.35). Si la instalación lo tiene, el punto 9.4.1 permite aplicar como mínimo los factores de la Tabla N°15.1. Para electroterminales y centros de carga de transporte público, la tabla dice esto:
| Potencia de recarga (tramo) | Factor de demanda |
|---|---|
| Hasta 20 kW | 1 |
| Entre 20 y 150 kW | 1 |
| Desde 150 kW | 0,5 a 1 |
La rebaja solo aparece en el tramo de carga rápida. Con SGC la potencia instalada de la recarga se calcula con el factor de gestión mínimo que impone el sistema, multiplicado por la suma de la potencia de cada cargador (7.5). Y si la instalación supera 100 kW, los cargadores de modo 4 deben poder gestionar su potencia máxima a través de un SGC remoto (16.4.7).
Un ejemplo: 20 cargadores de 180 kW suman 3.600 kW. Si el SGC limita el conjunto al 60 %, la potencia instalada de la recarga queda en 2.160 kW.
De kW a kVA
Los kW del cargador son lo que entrega al vehículo; lo que pide a la red es mayor. Hay que dividir por su rendimiento y, para pasar a kVA, por su factor de potencia, ambos de su ficha técnica. Después se suman las demás cargas del terreno, como talleres, iluminación y oficinas. El método general está en la guía cómo calcular los kVA de un transformador.
Lo que los cargadores DC le hacen al transformador
Un cargador de corriente continua toma de la red una corriente que no es sinusoidal pura: tiene armónicos. Los armónicos aumentan las pérdidas del transformador, sobre todo las de corrientes parásitas, que crecen con el orden del armónico. La norma IEEE C57.110 entrega el método para evaluar si un transformador puede alimentar una carga con corriente no sinusoidal sin calentarse por sobre lo admisible.
Por eso hay que pedir al proveedor del cargador su distorsión armónica de corriente. Con ese dato el fabricante del transformador verifica el diseño.
El segundo efecto es la duración de la carga. Un bus que se carga en la noche mantiene al transformador cerca de su potencia por varias horas seguidas. El aceite y los devanados llegan a su temperatura estable, así que no conviene contar con la sobrecarga breve que sirve para peaks cortos.
Uno o dos transformadores, y dónde se instalan
El RIC N°15 tiene reglas específicas para los centros de carga de transporte público:
- Sobre 1 MW de potencia de recarga, deben alimentarse con al menos dos transformadores. La falla de uno no puede afectar a más del 50 % de los cargadores, salvo que la instalación tenga respaldo de emergencia del 100 % (14.4.5).
- Los cargadores se reparten de manera homogénea entre los transformadores, según la capacidad de cada uno (14.4.6).
- Deben tener respaldo de emergencia ante pérdida de suministro, dimensionado por el operador (14.4.4).
- Los electroterminales y centros de carga deben pedir la factibilidad técnica de suministro a la distribuidora, según la Norma Técnica de Calidad de Servicio para Sistemas de Distribución (14.4.7).
El pliego cuenta la subestación como parte de la infraestructura de recarga cuando es exclusiva para ella (4.23). En un patio con alimentación en media tensión, la solución habitual es uno o más transformadores pad mounted en el mismo terreno, o una subestación unitaria cuando conviene integrar el lado de baja tensión. Cuál calza depende del espacio, de los alimentadores de salida y de si el patio crecerá por etapas.
Datos para cotizar el transformador de un electroterminal
- Cantidad de cargadores, potencia de cada uno y modo de carga.
- Ficha técnica del cargador: rendimiento, factor de potencia y distorsión armónica de corriente.
- Si habrá SGC y con qué límite de potencia para el conjunto.
- Perfil de operación: horario de carga, horas seguidas y si hay carga de día.
- Tensión de la red de media tensión y tensión que piden los cargadores.
- Si es centro de carga de transporte público y si supera 1 MW.
- Etapas de crecimiento previstas de la flota.
Con esa lista puedes pedir el equipo en la solicitud de cotización.
Preguntas frecuentes
¿Puedo dimensionar el transformador con un factor de demanda menor a 1 sin gestión de carga?
No, según el RIC N°15. Sin SGC, el punto 9.4.1 exige un factor igual a 1 sobre la carga total de los cargadores. Los factores menores de la Tabla N°15.1 solo se aplican si la instalación tiene un sistema de gestión de carga.
¿Un transformador estándar sirve para cargadores rápidos?
Depende del contenido armónico de los cargadores y del margen del diseño. La IEEE C57.110 permite evaluar si un transformador soporta esa corriente sin sobrecalentarse.
¿Cuándo necesito dos transformadores en un electroterminal?
El RIC N°15 lo exige en los centros de carga de transporte público sobre 1 MW, salvo que tengan respaldo de emergencia del 100 %. En un electroterminal privado no es obligatorio, aunque puede convenir si la flota no tolera quedarse sin carga.