Máquina laminadora Walter Tosto S.p.A
Es
una protección empleada exclusivamente para aplicaciones de motor, debido a problemas
en la carga que accionan, tales como una carga anormalmente elevada en el
momento del arranque que puede repercutir en una situación de arranque
demasiado prolongado, o bien un eventual bloqueo del rotor cuando el motor está
en funcionamiento nominal debido por ejemplo a un problema del material a
laminar en caso de motores que accionan laminadoras.
● Arranques
demasiado largos (ANSI 51 LR)
Los
arranques demasiado largos se producen cuando el motor está cargado en exceso,
o está alimentado con una tensión reducida, lo que provoca esfuerzos térmicos
perjudiciales en el motor. Si, a la puesta en marcha del motor, existe el
riesgo de que el rotor quede agarrotado, éste deberá soportar el calentamiento
correspondiente durante un tiempo superior al tiempo de arranque
Durante
un arranque, la protección se activa si la corriente de una de las tres fases
supera el umbral de corriente Is durante
un tiempo T (figura 1). Este tiempo T debe ser superior al valor máximo de
la duración normal del arranque Tarr.
Id:
corriente de arranque del motor con su sistema de arranque asociado
(auto-transformador, estrella-triángulo, resistencias rotóricas, arranque
electrónico,…) si existe.
Figura 1: Caso de un arranque demasiado largo
Regulación de la protección:
- ·El umbral de regulación de corriente Is es del orden de Id/2, y debe ser superior a 1,3 In.
- La temporización T debe ser algunos segundos superior a la duración del arranque con la tensión de alimentación más baja que haga posible el arranque.
Ciertos
relés tienen fijados umbrales de regulación entre 2,5 In y 4 In, estos umbrales
son demasiado elevados cuando los motores son alimentados por sistemas de
arranque que limitan la corriente (por ejemplo el arranque electrónico).
También
se puede realizar un estudio de la evolución de la intensidad y si es posible,
del factor de potencia, durante el tiempo de arranque: I = f (t); cos ϕ = f
(t), que permitirá determinar si es posible la utilización de un relé de máxima
intensidad, o de un relé de impedancia (figura 2).
Figura 2
● Bloqueo del rotor (ANSI 48)
Los
bloqueos mecánicos de un motor en marcha son debidos:
- a un defecto mecánico: agarrotamiento,
- a una explotación que tiene riesgos especiales de agarrotamiento,
Los
bloqueos se producen cada vez que el par resistente es mayor que el par motor
máximo.
El
bloqueo del motor origina un choque mecánico sobre los acoplamientos,
cojinetes, bobinados, etc.
El
calentamiento es muy rápido, pues la intensidad alcanza el valor de la corriente
del arranque y
la energía absorbida de la red se disipa principalmente en el rotor. La falta
de ventilación aumenta la temperatura.
Se
utiliza un relé de máxima intensidad. Puede ser monofásico, ya que las corrientes
estatóricas con un rotor bloqueado, están equilibradas (ausencia de defecto
eléctrico interno)
Para
poder tener una temporización regulable, el usuario inhibe la actuación del
relé durante el periodo de arranque normal. Más allá el relé se activa con cualquier sobreintensidad que rebase su umbral.
La
inhibición durante el arranque se consigue permitiendo sobrepasar el umbral
amperimétrico bajo, lo que significa que se ha sustituido el estado de reposo
por el estado «en tensión».
En
régimen estable, la protección se activa si la corriente de una de las tres fases
es superior al umbral de corriente Is durante un tiempo superior a
la temporización Tb (figura 3).
Figura 3: Caso de un bloqueo de rotor
La
corriente de rotor bloqueado Ib es igual a la corriente de arranque
del motor sin el sistema de arranque. En efecto, este es cortocircuitado
después del arranque.
● Regulación de la protección:
En
la mayoría de los relés multifunción, el umbral Is de las funciones
de arranque demasiado largo y de bloqueo de rotor es común. Los dos umbrales
son idénticos
- Is es del orden de Ib/2, y debe ser superior a 1,3 In
- La temporización Tb es de 0,5 a 1 segundo
Observación
1: la protección contra arranques demasiado largos o el bloqueo del rotor
puede realizarse por control de la velocidad del motor.
Observación
2: para determinar la temporización Tb, es necesario tener en
cuenta el tiempo de reaceleración del motor después de un hueco de tensión. En
efecto, la protección no debe activarse durante una sobreintensidad debida a un
hueco de tensión.
FUENTES:
Schneider Electric: Protección de
máquinas y redes industriales de AT (Pierre Roccia)
Schneider Electric: Guide des protections des réseaux
industriels (Christophe Prévé)
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