Actualización de Sistemas de Control

Convertidores de potencia

Un convertidor de potencia es un equipo eléctrico que, por medio de electrónica de potencia suministra energía eléctrica a una carga. La ventaja de usar uno de estos equipos es que éste puede generar en su salida tensiones y corrientes de características eléctricas (frecuencia, voltaje o corriente) distintas a las que tiene la red que alimenta al convertidor. Ejemplos de convertidores de potencia generalmente usados en la industria son: VFDs, UPSs y Rectificadores.
Rectificador tipo puente de 6 pulsos tiristorizado.

Los convertidores de potencia son equipos complejos que se componen de distintos sistemas. No existe una forma estandarizada de clasificar estos sistemas, sin embargo en Andes CPA consideramos apropiado distinguir entre:

  • Circuito de fuerza:
    • Switchgears/Desconectadores
    • Transformador
    • Barras
    • Semiconductores
    • Fusibles
  • Sistema de control y protecciones
    • PLC o PC industrial
    • Tarjetas electrónicas de disparo de semiconductores
  • Sistema de medición:
    • Sensores de corriente, voltaje, temperatura
  • Sistema de enfriamiento

Vida útil

La vida útil de los distintos componentes que forman parte de un convertidor de potencia no es la misma. Por lo general los componentes del circuito de fuerza como transformadores, switchgears, los sistemas de barras y desconectadores pueden operar continuamente por décadas mientras sean mantenidos regularmente. Otros componentes, como los semiconductores o sus fusibles, pueden presentar fallas a medida que pasa el tiempo, pero generalmente es factible encontrar repuestos para estos dispositivos. La gran mayoría de sensores del sistema de medición puede ser remplazado por otros a medida que van quedando obsoletos, gracias a que existe un alto grado de estandarización en esos productos.

A diferencia de los ejemplos mencionados el sistema de control del convertidor alcanza su obsolescencia más rápidamente y, cuando esto ocurre, no es posible encontrar repuestos off-the-shelf que permitan extender su vida útil. Ante esta situación el dueño del convertidor tiene básicamente dos opciones. La primera es comprar un convertidor nuevo, lo que no solo implica una alta inversión, sino también desechar todos los equipos que aún pueden seguir operando del convertidor original. Adicionalmente debe tenerse en consideración que la instalación y puesta en marcha de un equipo nuevo generalmente requiere de detenciones extendidas en las cuales se deja de producir. La segunda opción consiste en actualizar el sistema de control, manteniendo en operación el resto de los componentes del convertidor. Esta alternativa es, por lejos, la más eficiente ya que:

  • Tiene un bajo costo de inversión
  • Reduce el downtime del convertidor
  • Puede incorporar nuevos sensores o funcionalidades, aumentando la robustez del equipo

Proyectos de actualización de sistemas de control

Para poder cumplir con estos objetivos resulta imprescindible planificar correctamente el proyecto y realizar un análisis profundo de la forma en que interactúa el sistema de control actual con cada una de las partes del equipo (transformador, equipos de maniobra, sistema de medición, sistema de protecciones, comunicación con la planta, etc.). Esto garantizará que el sistema nuevo no causará interferencias o tendrá problemas al entrar en operación. Para ello es necesario realizar un levantamiento exhaustivo en terreno. En Andes CPA contamos con personal altamente especializado capaz de realizar estas tareas.

Una vez teniendo claridad respecto a los aspectos que deben ser considerados en la etapa de diseño se comienza con el trabajo de ingeniería. Durante esta parte del proyecto se generan los documentos (planos, procedimientos, protocolos de prueba y manuales del sistema de control) y seleccionan los componentes que serán utilizados en el proyecto. La filosofía de diseño de Andes CPA se centra en producir un equipo robusto que permita ser instalado en el menor tiempo, reduciendo las pérdidas por downtime. Adicionalmente, se programan los equipos de control como PLCs y HMIs. Luego de aprobada la ingeniería del proyecto por parte del cliente se procede con la construcción de los equipos. Si el cliente lo desea es posible agendar visitas para fiscalizar el avance o para presenciar las pruebas FAT. El equipo de ingeniería de Andes CPA cuenta con amplia experiencia desarrollando soluciones de este tipo, llevando proyectos desde la fase de ingeniería conceptual hasta la programación de equipos y ejecución de pruebas.

Finalmente se procede con la instalación, comisionamiento y puesta en marcha de los equipos. Para ello se recomienda que sea el mismo personal que fue a hacer el levantamiento el que participe en esta tarea. El equipo de ingeniería de Andes CPA estará permanentemente disponible para prestar apoyo remoto y resolver consultas del personal de servicios.