Planta FV 211,2 kWp · BESS 261,2 kWh / PCS 125 kW · Livoltek · versión PHP

Acople AC en 440 V vs 220 V: flujos de potencia y respaldo

Punto de operación en régimen permanente. Mueva la carga, la irradiancia y el SOC; desconecte la red para ver cómo el BESS toma la referencia y la FV sigue inyectando.

Red OR Fotovoltaica BESS Carga / transferencia
Topología 1 · plano Livoltek

Acople AC en 440 V: FV y BESS pasan por el trafo BB

Cargabilidad de equipos

Secuencia de transferencia

    Topología 2 · plano Refridcol

    Barraje 220 V respaldado: FV directa, trafo solo para el BESS

    Cargabilidad de equipos y protecciones

    Secuencia de transferencia

      Comparación en el punto de operación actual

      CriterioTopología 1 · 440 VTopología 2 · 220 V

      Protecciones topología 2 · dimensionadas para 200 kW de carga

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      ElementoCorriente de diseño× 1,25 continuoPlanoRecomendadoConductor Cu THHN 75 °C / tierra
      Q0 totalizador red583,2 A729 Ano indicado1000 A marco, Ir = 800 A · LSI
      Icu ≥ 25 kA      		3 × 300 kcmil/fase (855 A)
      T 1/0 AWG
      K1 contactor 4P583,2 A729 Ano indicado4P · AC-1 ≥ 800 Amismo alimentador de Q0
      Q1 TGD cargas583,2 A729 A3×250 A3×800 A · LSI
      Icu ≥ 25 kA      		3 × 300 kcmil/fase (855 A)
      T 1/0 AWG
      Q-FV general FV393,6 A492 A3×400 A3×500 A2 × 250 kcmil/fase (510 A)
      T 2 AWG
      Q-INV por inversor131,2 A164 A3×160 A3×175 A2/0 AWG (175 A)
      T 6 AWG
      Q3 BESS lado 220 V360,8 A451 A3×400 A3×500 A2 × 250 kcmil/fase (510 A)
      T 2 AWG
      Q4 BESS lado 400 V198,5 A248 A3×250 A3×250 A250 kcmil (255 A)
      T 4 AWG
      Barraje respaldadoRegla del 120 %: 800 + 492 + 451 = 1.743 A ≤ 1,2 × Ibarra → Ibarra ≥ 1.453 Ano indicado1600 A Cu, N 100 %—
      TR-BESSPCS 137,5 kVA, no depende de la carga150 kVA150 kVA (se mantiene)—
      Trafo existente OR200 kW con BESS en reserva: 222 kVA300 kVA ingresado≥ 225 kVAIcc 220 V ≈ 19,7 kA

      Cálculo hecho en el servidor (PHP) con I = S / (√3 × V), factor de carga continua 1,25, interruptores normalizados, ampacidad Cu 75 °C (Tabla 310-16, sin factores de corrección) y tierra según Tabla 250-122. Los conductores en paralelo deben ser 1/0 AWG o mayores. Verificar caída de tensión con las longitudes reales.

      Criterios de cálculo

      • Corriente: I = S / (√3 × V). Cargas de compresores y fuentes (inversores, PCS) se tratan como continuas: protección y conductor ≥ 125 % (NTC 2050 secc. 210, 215, 690, 705).
      • Q3 y Q4 protegen además el TR-BESS: secundario ≤ 125 % de su corriente nominal o el siguiente valor normalizado (NTC 2050 secc. 450-3).
      • Ampacidades a 75 °C de la Tabla 310-16 sin factores de corrección. Los conductores en paralelo van en ductos separados, cada ducto con su juego completo de fases y neutro. Tierras según Tabla 250-122.
      • Verificar caída de tensión con las longitudes reales: ≤ 3 % en alimentadores y ≤ 5 % total. Con tramos de más de 30 m al TGD, subir a 3 × 350 kcmil por fase.

      Selectividad y cortocircuito

      • Q0 y Q1 llevan la misma corriente de carga. Para que haya selectividad, Q0 usa marco de 1000 A con Ir 800 A y retardo corto (tsd ≈ 0,2 s), y Q1 usa 800 A con Ir ≈ 760 A y tsd 0,1 s.
      • Icc en barraje con red (trafo de 225–300 kVA, Z ≈ 4 %): 15–20 kA, más un aporte FV + BESS de ≈ 1 kA. Todos los interruptores del barraje deben tener Icu ≥ 25 kA a 220 V; se recomiendan 35 kA por si cambia el trafo del OR.
      • En isla, la corriente de falla la limita el PCS a ≈ 1,5 × In (≈ 540 A en 220 V), así que Q1 de 800 A no dispara por magnético. Las fallas en isla las despejan los interruptores de los circuitos derivados del TGD y la protección interna del PCS. Conviene usar un relé con dos grupos de ajuste (red e isla) que cambie el Gabinete AC.
      • Con 200 kW los compresores deben arrancar escalonados por el iEMS, con arrancador suave o VDF, incluso con red, para no sumar picos sobre Q1.

      Topología 1 · acople en 440 V

      • CríticoLas cargas se derivan en 220 V entre el trafo y la red, y la conmutación (Gabinete TS) está en 440 V. Al caer la red, abrir en 440 V deja al BESS sin cargas, y no abrir energizaría la red del OR (falla anti-isla). Se necesita un interruptor de aislamiento en el PCC 220 V, aguas arriba de la derivación de cargas. El simulador lo incluye marcado como requerido.
      • DiseñoToda la energía FV y toda la carga en isla atraviesan el trafo BB. Debe dimensionarse para la carga máxima en isla: 200 kW con fp 0,90 son 222 kVA, así que el mínimo comercial es 225 kVA y lo recomendable 300 kVA.
      • DiseñoPérdidas en vacío las 24 h y pérdidas en el cobre sobre cada kWh solar autoconsumido. Es un costo energético permanente sobre la producción FV.
      • IslaEl lado 220 V debe ser estrella con neutro aterrizado para entregar 127 V en isla. Si el trafo se desenergiza, el PCS debe arrancarlo con rampa de tensión (soft start), porque la corriente de inserción de un trafo de 300 kVA supera la capacidad del PCS de 125 kW.
      • VentajaMenor corriente en 440 V (cables y barra más pequeños del lado generación) y un solo punto de interconexión para FV y BESS.

      Topología 2 · barraje 220 V respaldado

      • VentajaLa FV inyecta directo al barraje 220 V: cero pérdidas de transformación sobre la energía solar y el trafo BB queda en 150 kVA, ajustado al PCS de 137,5 kVA.
      • VentajaK1 de 4 polos conmuta el neutro: en isla el neutro lo aporta el TR-BESS Dyn11 (estrella en 220 V) y se mantiene un único puente neutro-tierra (SPT única).
      • CorregidoProtecciones redimensionadas para 200 kW: Q1 pasa de 3×250 A a 3×800 A, Q-FV de 400 A a 500 A, Q-INV de 160 A a 175 A, Q3 de 400 A a 500 A y se agregan Q0 (marco 1000 A, Ir 800 A) y barraje de 1600 A. El detalle está en la tabla de protecciones.
      • IslaLas protecciones permiten 200 kW con red. En isla la carga sigue limitada por el PCS (≈ 119 kW de noche a fp 0,90), por lo que el deslastre por prioridades sigue siendo obligatorio.
      • IslaCon poca carga y batería llena, la FV excede lo que el BESS puede absorber. Los inversores deben recortar por curva frecuencia-potencia (f-W) que impone el PCS o por consigna del iEMS; sin esto la isla dispara por sobretensión o sobrefrecuencia.

      Comunes a ambas topologías

      • El límite de la isla lo pone el PCS: 125 kW activos y 137,5 kVA aparentes. De noche, con fp 0,90, se sostienen unos 119 kW (el reactivo de la carga y del trafo también sale del PCS); con 200 kW de carga es obligatorio un esquema de deslastre por prioridades.
      • Los compresores deben arrancar con arrancador suave o VDF. Un arranque directo (6–8 × In) en isla supera la sobrecarga transitoria del PCS.
      • La transferencia sin interrupción requiere detección y apertura en menos de 20 ms. Si los inversores FV ven el hueco y disparan por anti-isla, reconectan tras el tiempo de reconexión (típico 60 s a 5 min) y mientras tanto el BESS lleva toda la carga.
      • Conexión AGPE: el esquema de exportación y la protección anti-isla deben cumplir la CREG 174 de 2021 y RETIE. Verificar también la capacidad del trafo existente 13,2 kV/220 V frente a 200 kW.

      Supuestos del modelo: FV AC disponible = 211,2 kWp × irradiancia × 0,86, limitada a 150 kW (3 × 50 kW); inversores FV a fp 1; pérdidas de trafo estimadas con P₀ = 0,35 % Sn y Pcu = 1,2 % Sn a plena carga, reactivo de magnetización 1 % Sn y reactancia 4,5 %; despacho con red en modo autoconsumo (FV → carga → BESS → red). Son valores típicos; reemplazar por los protocolos de prueba del fabricante para cálculos definitivos. No modela transitorios.