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NFPA 110 2019: Estándar para sistemas de energía de emergencia y de reserva 

 abril 12, 2021

Por  Felipe Arguello41

La NFPA 110 2019: Estándar para sistemas de energía de emergencia y de reserva proporciona información sobre las pautas de rendimiento de los sistemas de energía de emergencia y de reserva, es clave en el diseño y dimensionamiento de los sistemas de energía de emergencia. Estos sistemas de reserva son un signo de atención a situaciones impredecibles, como desastres naturales y otros eventos que pueden acabar con los sistemas eléctricos. La maquinaria que mantiene la electricidad puede salvar vidas.

¿Por qué son importantes los sistemas de energía de emergencia y de reserva?

Los sistemas de energía de emergencia y de reserva son cruciales en situaciones en las que la pérdida de energía puede afectar la vida. Los pacientes que se encuentran en centros de salud y hospitales a menudo dependen de estos sistemas para que no se interrumpa su atención.

¿Cuál fue el apagón más grande de la historia?

El mayor corte de energía hasta la fecha se produjo en la India en 2012, luego de dos fallas en la red eléctrica de la India. Después del colapso de la red eléctrica, 620 millones de personas se quedaron sin electricidad. En ese momento, esto era casi una décima parte de la población mundial. El país fue golpeado en veinte de sus estados.

Notables cortes de energía en la historia de Estados Unidos En 1965, un apagón golpeó el noreste de los Estados Unidos. 30 millones de personas (incluyendo algunos canadienses) estaban sin poder . Según Smithsonian.com, «solo en Manhattan, 800,000 personas quedaron atrapadas en el metro, miles más en los ascensores». El apagón de 2003 comenzó con árboles que golpeaban líneas eléctricas en Ohio.

Después de algún error humano, 50 millones de personas en el noreste de América y partes de Canadá perdieron el poder. El apagón más largo en la historia de Estados Unidos ocurrió en Puerto Rico luego del huracán María.

NFPA 110-2019 es el estándar para sistemas de energía de emergencia y de reserva

NFPA 110-2019 cubre el rendimiento de los sistemas de energía de emergencia y de reserva que proporcionan una fuente alternativa de energía eléctrica para las cargas en edificios e instalaciones en caso de que falle la fuente de energía primaria. Los sistemas de energía que NFPA 110-2019 examina son fuentes de energía, controles, equipos de transferencia y equipos de supervisión.

También cubre todos los equipos auxiliares y accesorios eléctricos y mecánicos necesarios para suministrar energía eléctrica a los terminales de carga del equipo de transferencia. Las pautas de instalación, operación, mantenimiento y prueba para sistemas de suministro de energía de emergencia están cubiertas en NFPA 110-2019 .

NFPA 110-2019 revisa la edición 2016 del mismo estándar, por lo que ha sufrido algunos cambios.

Estos cambios Son:

  • La ubicación y el acceso al interruptor remoto de parada de emergencia se han aclarado.
  • Aclaró las pruebas de combustible de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.
  • Las especificaciones del cargador de batería también se han aclarado.

Las claves para comprender la NFPA 110-2019: Nivel, Clase y Tipo

La clave para comprender los requisitos descritos en NFPA 110 radica en familiarizarse con la forma en que se clasifican los sistemas de suministro de energía de emergencia (EPSS): por nivel, clase y tipo.

Estas categorías dictan decisiones que incluyen (pero no se limitan a) qué equipo usar, dónde almacenar el sistema y cuánto combustible mantener en el sitio según lo requiera la aplicación de su instalación, la ubicación, la proximidad al combustible y el nivel de riesgo para la seguridad de la vida.

Nivel NFPA 110

Hay dos niveles de EPSS definidos en el estándar: Nivel 1 y Nivel 2. Se distinguen por los tipos de cargas que transportan y tienen diferentes estándares de equipamiento e instalación.

Los sistemas EPSS de nivel 1 proporcionan energía donde una falla podría resultar en “pérdida de vidas humanas o lesiones graves” (4.4.1). Los sistemas EPSS de nivel 2 transportan cargas “menos críticas para la vida y la seguridad de las personas” (4.4.2). Como puede imaginar, los sistemas EPSS de nivel 1 están sujetos a pautas de diseño más estrictas. La mayoría de los equipos están diseñados para los requisitos de Nivel 1 y se pueden utilizar para las cargas de Nivel 2 menos estrictamente reguladas.

Es importante tener en cuenta que NFPA 110 no establece qué aplicaciones, específicamente, califican como Nivel 1 o Nivel 2, eso depende de la interpretación de la autoridad competente (1.1.5). Sin embargo, brindan algunos ejemplos de situaciones en las que podría requerirse un EPSS de Nivel 1 o 2.

  • Posibles aplicaciones de NFPA 110 Nivel 1
    Iluminación de seguridad humana, sistemas de comunicación de seguridad pública, bombas contra incendios, equipo de ventilación (A.4.4.1).
  • Posibles aplicaciones de NFPA 110 Nivel 2
    Sistemas de calefacción y refrigeración, eliminación de aguas residuales, algunos procesos industriales (A.4.4.2).

NFPA 110 solo define sistemas con un impacto directo en la seguridad de la vida; incluso la falla de un sistema de Nivel 2 tendría ramificaciones significativas para los ocupantes si fallara (1.1.3). Debido al efecto de las cargas de Nivel 1 y 2 en la seguridad de la vida, los sistemas NFPA EPSS deben instalarse permanentemente para garantizar que se active en caso de falla de la fuente de alimentación principal.

Como probablemente ya sepa, existen ciertas aplicaciones no esenciales (es decir, centros de datos, instalaciones de investigación) donde una falla podría resultar en la pérdida de millones de dólares. Estos tipos de cargas serían atendidos por generadores de reserva opcionales, que no están definidos en NFPA 110 porque no son esenciales para la seguridad de la vida.

Los gerentes de instalaciones que buscan una guía de cumplimiento para una unidad necesaria (pero no legalmente requerida) deben recurrir a NFPA 70, más comúnmente conocido como el Código Eléctrico Nacional® (NEC®). El artículo 702 contiene información útil sobre el diseño y la instalación de sistemas de energía de reserva opcionales.

En realidad, hay bastante superposición entre NEC® y NFPA 110. El Nivel 1 de NFPA equivale aproximadamente al Artículo 700 para «sistemas de emergencia» y el Nivel 2 al Artículo 701 para «sistemas de reserva requeridos legalmente».

Clase NFPA 110

Su clase EPSS es la duración (en horas) que su sistema debe poder funcionar a su máxima potencia nominal sin repostar (4.2).

La clase 2 requiere que su grupo electrógeno funcione durante 2 horas sin agregar combustible, la clase 48 requiere 48 horas y así sucesivamente. Aunque algunos AHJ definen la «Clase X» de manera diferente, generalmente se traduce en 96 horas de salida nominal.

Las clases superiores representan un desafío para los diseñadores de sistemas, especialmente los diseñadores de sistemas más grandes, ya que debe tener suficiente combustible almacenado en el sitio para satisfacer el consumo de combustible de su grupo electrógeno durante el tiempo definido por su clase. Supongamos que necesita 18,000 galones de combustible para hacer funcionar su EPS durante 96 horas porque tiene una instalación de EPSS Clase X. De acuerdo con la regla del 133%, debe almacenar casi 24,000 galones en el sitio.

Classification of EPSSs

Deberá dimensionar cuidadosamente sus tanques de combustible y realizar un mantenimiento de combustible regular para garantizar el cumplimiento (7.9). También debe considerar la logística de entrega del proveedor de combustible: si se encuentra en un área rural donde va a tomar un tiempo obtener más combustible si se agota, podría considerar sobredimensionar su tanque aún más.

Debe trabajar en estrecha colaboración con el fabricante de su grupo electrógeno para elaborar un plan de almacenamiento y mantenimiento de combustible que cumpla con este estándar y todos los códigos aplicables, sin que su costo sea prohibitivo. En CK Power, nuestros especialistas en cumplimiento lo ayudarán a dimensionar correctamente sus tanques durante el diseño y a mantener el combustible almacenado durante la vida útil de su EPSS.

Tipo NFPA 110

El tipo se refiere al tiempo (en segundos) que su sistema tiene que estar listo, funcionando y transportando sus cargas de Niveles 1 y 2. Para energía de emergencia, definida como Nivel 1 en NFPA 110, 10 segundos es el estándar. Eso significa que todas las cargas de Nivel 1 deben transferirse a su EPSS en 10 segundos, sin importar cuán grande o pequeño sea su sistema.

Para evitar arranques molestos, generalmente hay un retraso de aproximadamente 1 a 3 segundos en la transferencia, lo que deja aún menos tiempo para mover la carga. Con unidades más grandes, el tiempo de retraso a veces se reduce para ganar más tiempo para la transferencia. Por ejemplo, una demora de 3 segundos da 7 segundos para la transferencia. Reducir la demora a 1 segundo da 2 segundos más para transferir la carga, lo que podría ser crítico para aplicaciones más grandes.

Types of EPSSs

Necesita que su EPSS se active dentro de un período de tiempo razonable después de un corte de energía, y lo necesita para cumplir con sus requisitos de carga en su totalidad hasta que se vuelva a encender su fuente de energía principal.

Y para eso se diseñó el método de clasificación de NFPA 110: Asegúrese de que su sistema EPSS proporcione una “fuente de energía eléctrica de la capacidad, confiabilidad y calidad requeridas” para el período de tiempo que requiere su aplicación (4.1).

Algunas advertencias importantes sobre la NFPA 110

Si bien proporciona orientación a los ingenieros de diseño, fabricantes y agencias gubernamentales, NFPA 110 no es un manual completo para el diseño e implementación de sistemas de energía de emergencia.

De hecho, NFPA 110 dedica un capítulo completo a enumerar las publicaciones y estándares referenciados «considerados parte de los requisitos del documento». Estas publicaciones pueden ser útiles en su investigación continua sobre el cumplimiento de sus sistemas de energía de emergencia para su instalación:

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