Transformadores para conexión eléctrica puerto-buque (OPS/HVSC): Diseño IEC/IEEE 80005-1

Ingeniería de subestaciones portuarias y transformadores de aislamiento: conversión de frecuencia 50/60 Hz, neutro aislado, sincronización sin corte y resistenc

1. La conexión eléctrica a puerto es una interfaz del sistema

IEC/IEEE 80005-1:2019 con sus modificaciones describe los sistemas de conexión a tierra de alto voltaje en tierra y a bordo del barco. Su alcance incluye la distribución en tierra, la interfaz costa-barco, transformadores y reactores, convertidores de frecuencia, distribución en barcos, control, monitoreo, enclavamiento y gestión de energía.

La norma señala que se esperan aplicaciones prácticas para barcos que requieran alrededor de 1 MVA o más o barcos con un suministro principal de alto voltaje, mientras que las autoridades portuarias y las administraciones nacionales pueden imponer condiciones adicionales.

2. Selección de transformador y convertidor

Elemento de interfazPregunta de ingeniería
Fuente costera¿Cuáles son el voltaje del puerto, el nivel de cortocircuito, la frecuencia, la disposición de puesta a tierra y la capacidad disponible?
Demanda de envío¿Cuáles son el voltaje/frecuencia del barco, la carga máxima del hotel, los eventos de arranque, el espectro armónico y los pasos de carga?
Conversión¿Es suficiente un transformador por sí solo o se requiere un convertidor de frecuencia giratorio/estático?
Conexión¿Están definidos la gestión de cables, enchufe/enclavamiento, señales piloto, secuencia de fases y liberación de emergencia?

La impedancia del transformador y el grupo de vectores afectan la corriente de falla, la caída de voltaje, la irrupción y la protección del lado del barco. El diseño debe preservar la separación y el cambio seguro durante toda la secuencia costa-barco.

3. Enclavamiento y calidad de energía

El disyuntor de tierra, el disyuntor de barco, los seccionadores de puesta a tierra, la conexión de cables, el transformador, el convertidor y el sistema de administración de energía requieren una secuencia de enclavamiento positiva. El sistema debe evitar la energización con una conexión incompleta y debe definir el comportamiento de pérdida de comunicación, parada de emergencia, apagón y reenergización.

En el punto de acoplamiento común y en el bus principal del barco se comprueban las corrientes armónicas, el desequilibrio, el parpadeo, los transitorios del convertidor de frecuencia y el calentamiento del transformador.

4. Dossier de Pruebas y Funcionamiento

  • Publicar diagramas unifilares para rutas costeras, de interfaz de cables, de barcos y de emergencia.
  • Verificar relación del transformador, impedancia, aislamiento, refrigeración, protección, pantalla del cable e interfaces de puesta a tierra.
  • Probar permisivos de conexión, enclavamientos, señales piloto/de comunicación, transferencia de carga, liberación de emergencia y límites de administración de energía.
  • Mantener explícitas las responsabilidades del puerto, del armador, de la sociedad de clasificación, de los servicios públicos y del fabricante de equipos; un certificado de transformador por sí solo no prueba la conformidad del sistema HVSC.

*Referencia: IEC/IEEE 80005-1:2019+A1:2022+A2:2023; IEC/IEEE 80005-2:2016; IEC 60076-1:2011.*