05_Arranque de Motores (Motor Starting)

Operation Technology, Inc.

ARRANQUE DE MOTORES MOTOR STARTING

Electrical Transient Analysis Program ETAP® Powerstation

Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Objetivos de los Estudios de Arranque de Motores: ¾ Comprobar si un motor puede arrancar satisfactoriamente bajo ciertas condiciones de operación. ¾ Verificar si el arranque del motor impedirá seriamente la operación normal de las otras cargas en el sistema.

Para lograr estos objetivos es necesario que el motor arranque dentro de unos niveles de tensión permitidos, que su tiempo de arranque este por debajo de la curva de daño del fabricante y que el torque de la carga esté por debajo del torque del motor (con una cierta holgura). holgura)

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Aspectos Básicos de la Simulación MS ¾ Los estudios MS deben realizarse cuando la potencia del motor excede del 30% de la potencia del transformador al que está conectado si no existen generadores en el sistema (soporte de reactivos). Cuando existen generadores, los estudios deben realizarse cuando la potencia del motor supera el 15% de la potencia del generador (kVA). ¾ Típicamente las tensiones en los embarrados deben mantenerse por encima del 92,5% (CCM) y 90 (Centros de Fuerza). ¾ Durante el arranque de los motores de inducción, s=1 (deslizamiento), lo cual provoca j y, en consecuencia,, p picos de corriente muyy elevados valores de resistencia del rotor bajos que pueden alcanzar valores entre 3,5 y 8 veces la corriente nominal. ¾ El torque de un motor es función directa del cuadrado de la tensión aplicada. aplicada ¾ El deslizamiento a torque máximo es directamente proporcional a la resistencia del rotor.

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Tipos de Motores Sí Síncrono ¾ Polos Salientes ¾ Rotor Liso (Rotor cilíndrico)

Inducción ¾ Rotor Bobinado Modelo CKT Single Cage ¾ Jaula de Ardilla Modelo CKT Double Cage

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Modelos de Motores

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Modelos de Motores

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Curva Característica de los Motores de Inducción

BDT: Par máximo LRT: Par de arranque FLT P FLT: Par nominal i l LRA: Intensidad de arranque FLA: Intensidad nominal SBDT: Deslizamiento @ Par máx. SR: Deslizamiento nominal Región de operación normal/diseño

Si LRT < TLoad cuando S S=1 1 el motor no va a arrancar Si FLT = TLoad cuando S < SR el motor no va a alcanzar su velocidad nominal

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Curva Característica de los Motores de Inducción

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Modelos de Motores Modelo de Motor (Circuito / Curva)

Parámetros Dinámicos

Modelo de Carga

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Estimación de Parámetros

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Estimación de Parámetros

Datos de Entrada

¾ Plena carga:

IFL, SFL, PFFL, EFFFL

¾ Rotor Bloqueado: ILR, PFLR, TLR ¾ Torque Max :

Tmax

Parámetros de Solución

¾ Precisión en % ¾ Factor de aceleración de convergencia (0.1 - 0.5) 11

Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Estimación de Parámetros

Impedancias del motor en %

Rs

¾ Xs stator reactance.

Xs

¾ Rs stator resistance. Xr

¾ Xm magnetizing branch b h reactance.

Rr/s

¾ Xr lr rotor reactance at the locked-rotor condition.

Xm

¾ Xr fl rotor reactance at the full load condition. ¾ Rr lr rotor resistance at the locked-rotor condition. ¾ Rr fl rotor resistance at the full load condition.

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Estimación de Parámetros

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Modelos de Motores Métodos de Arranque de Motores

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Tipos de Estudios MS ¾ Estudio MS estático: modelo estático basado en flujos de carga donde el usuario define el ti tiempo d arranque. Se de S debe d b ejecutar j t para una verificación ifi ió rápida á id del d l arranque cuando d no se dispone de datos dinámicos. ¾ Estudio MS dinámico: modelo dinámico donde se toma en cuenta la inercia. Se requieren q modelos dinámicos de los motores y la carga. Se debe ejecutar para determinar si el motor arrancará y para determinar el tiempo de aceleración.

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Barra de Herramientas para Cálculo: á Arranque de Motores

→

Ejecutar Cálculo á Dinámico á

→

Ejecutar Cálculo Estático

→

Opciones Gráficas

→

Alertas

→

Reportes

→

Gráficos G á cos

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting •Arranque de Motores: Procedimiento →

Representación del Sistema

→ Ajustar Parámetros en MS Study Case (Eventos)

→

Ejecutar Cálculos

→

Verificar Alertas

→

Generar Reportes

→

Generar Gráficos

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Ajustes de Cálculo á (Study Case) Información básica ¾Parámetros de cálculos ¾Ajuste de Categorías y FD ¾Identificación del caso y observaciones. Eventos ¾Tiempo de Simulación ¾Detalles de Arranque/Paradas Ajustes de tolerancias Corrección por temperatura Alertas ¾Marginales ¾Críticas 18

Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Ajustes de Cálculo á (Study Case): Información ó Básica á Ajuste de ciertas variables de control para la solución numérica del arranque de motores y presentación de gráficos gráficos. Este análisis considera el método de Newton-Raphson para el arranque de motores tanto estático como dinámico dinámico.

Especificar la carga Especifica ca ga del sistema antes del arranque de cualquier motor y/o conexión de cualquier carga (Ver Estudios de Flujo de Carga).

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Ajustes de Cálculo á (Study Case): Eventos

El ETAP suministra al usuario un número ilimitado de eventos, eventos para simular las acciones de conexión y desconexión de cargas y/o motores.

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Ajustes de Cálculo á (Study Case): Modelos Opción p para p simular la operación p de los cambiadores de toma de los transformadores durante los estudios de arranque de motores.

En el ETAP, el modelo de torque de carga es representado como porcentaje de torque en relación a la velocidad del motor. Este torque de carga puede estar basado en el rating eléctrico del motor o en la carga mecánica del mismo. Solo considera la forma de la curva de torque de carga g seleccionada en el editor. Ajusta j los valores de torque de carga para que a velocidad sincrónica del motor el torque de la carga sea 100%, de esta forma , el motor consume su corriente nominal al alcanzar la velocidad sincrónica a tensión nominal. Considera la curva de torque de carga seleccionada en el editor sin ajustes.

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Reportes

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting • Práctica á

Ver Guía de Ejercicios j Actividades 38 al 50

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