Inicio del motor 37.1 Introducción El capítulo presenta las herramientas de PowerFactory para realizar simulaciones de arranque de motores utilizando el comando de arranque del motor (ComMot). Un análisis de arranque de motores típicamente incluye una evaluación de lo siguiente: • Caída de tensión. • Capacidad de arranque del motor contra e l par de carga. • Tiempo necesario para alcanzar la velocidad nominal. • Carga de la red de suministro. • Metodología de arranque (Direct Online, Star-Delta, Star-Delta, Resistencia Variable a Rotor, Reactor, Auto Transformador). El comando de arranque del motor hace uso de l módulo de estabilidad PowerFactory proporcionando un acceso directo preconfigurado para un análisis de arranque del motor fácil de usar. Las tramas pre-seleccionadas y preconfiguradas (VIs) se crean y escalan automáticamente con total flexibilidad para la configuración del usuario. En PowerFactory, hay dos "Tipos de Simulación" que se pueden utilizar para realizar una simulación de arranque del motor: 1. Simulación dinámica, que ejecutará una simulación de inicio de motor en el dominio del tiempo. 2. Simulación estática, que ejecutará un c álculo del flujo de carga cuando los motores se desconecten del sistema. A continuación, ejecutará un cálc ulo de cortocircuito, utilizando el método completo, simultáneamente con la aparición de los motores conectados a la red. Finalmente, se ejecutará un cálculo de flujo de carga después de que los motores se hayan conectado al sistema.
37.2 Cómo definir un motor Para definir el método de arranque de un motor, primero debe seleccionarse un Tipo. Esta subsección describe cómo definir un motor y (opcionalmente) definir una máquina accionada por motor (mdm). 37.2.1 Cómo definir un motor Tipo y metodología de inicio En la PowerFactory Global Library se enc uentra disponible una completa biblioteca de tipos de motores de baja tensión, media tensión y alta tensión. Los motores típicos soportados son: asíncronos de jaula simple y doble Máquinas y motores de ardilla.
Para definir un tipo de motor y metodología de inicio para una simulación dinámica: 1. En la página de datos básicos de la máquina asíncrona, presione select () y luego elija una existente o defina un nuevo tipo de máquina asíncrona. Presione OK dos veces. 2. En el Administrador de datos o gráfico de una línea, haga doble clic en la máquina asíncrona para abrir el diálogo de elemento. 3. Dependiendo de si se va a ejecutar una simulación de arranque dinámico o estático: • Para una simulación de inicio dinámico, vaya a la página Simulación de RMS, ficha Avanzadas. • Para una simulación de arranque estática, vaya a la página de cortocircuito completo. 4. Compruebe el uso del método de ar ranque del motor. 5. Utilice los botones de selección para se leccionar un método de inicio (ver abajo).
Directamente en línea Para el método de inicio directo e n línea, seleccione Directamente en línea. Estrella delta Para el arranque estrella-delta: 1. Seleccione Star-Delta. 2. Para una simulación de arranque dinámico del motor, en la página de Simulación RMS, ficha Avanzadas: • Seleccione Triggered by ... time o Speed. • Introduzca un tiempo de simulación para que el motor cambie del bobinado estrella al bobinado delta Cambiar a 'D' después, o una velocidad para que e l motor cambie del devanado estrella al devanado delta Cambiar a 'D' a Velocidad> =. Resistencia variable del rotor Para la resistencia de rotor variable que comienza: 1. Seleccione Resistencia Variable al Rotor. 2. Para una simulación de arranque del motor estático, e n la página de cortocircuito completo:
• Introduzca la resistencia adicional del rotor. 3. Para una simulación de arranque dinámico del motor, en la página de Simulación RMS, ficha Avanzadas: • Seleccione Triggered by ... time o Speed. • En la tabla de Resistencia de Rotor Variable, introduzca resistencia adicional del rotor y el tiempo (o velocidad) en el que se debe añadir la resistencia del rotor. • Para entradas adicionales, haga clic con el botón derecho del ratón y Añada o Inserte filas según sea necesario. Tenga en cuenta que debe introducirse un mínimo de dos puntos.
Reactor Para el arranque del reactor: 1. Seleccione Reactor. 2. Para una simulación de arranque del motor estático, e n la página de cortocircuito completo: • Introduzca la potencia aparente nominal y la reactancia. 3. Para una simulación de arranque dinámico del motor, en la página de Simulación RMS, ficha Avanzadas: • Seleccione Triggered by ... time o Speed. • Introduzca la potencia aparente nominal, Reactancia. • Introduzca la hora a la que debe retirarse el reactor. Desvío después, o velocidad a la que debe retirarse el reactor. Desvío a velocidad> =. Transformador automático Para el arranque del transformador automático: 1. Seleccione Transformador automático. 2. Para una simulación de arranque del motor e stático, en la página de cortocircuito completo: • Introduzca la potencia aparente nominal, la reactancia y el toque. 3. Para una simulación de arranque dinámico del motor, en la página de Simulación RMS, ficha Avanzadas:
• Seleccione Triggered by ... time o Speed. • Introduzca la potencia aparente nominal, la reactancia y el toque. • Introduzca la hora a la que se debe liberar el contactor estrella. Desbloquee el contactor estrella después y la hora a la que debe desconectarse el transformador automático. Desvíe después o la velocidad a la que debe liberarse el contactor estre lla. La velocidad a la cual el auto-transformador debe ser puenteado Bypass at Speed> =.
37.2.2 Cómo definir una máquina accionada por motor La selección de un modelo de máquina accionado por motor proporciona una flexibilidad mejorada para definir la característica de velocidad de torsión del motor. Una máquina accionada por motor puede ser definida por el usuario o seleccionada de una gama de compresores, ventiladores y bombas disponibles en la biblioteca global de PowerFactory. Consulte la máquina asíncrona Referencia técnica Máquina asíncrona y máquina accionada por motor Referencia técnica para más detalles Motor Driven Machine. Para definir una máquina accionada por motor, en un Data Manager o en el Single Line Graphic, haga clic con el botón derecho sobre la máquina asíncrona y: • Para una nueva máquina accionada por motor: 1. Seleccione Define ... → Nuevo motor (mdm). 2. Seleccione un elemento de la máquina accionado por motor (Tipo 1, Tipo 3 o Tipo 5 ). 3. Introduzca la característica de velocidad de par. • Para una máquina accionada por motor de la biblioteca: 1. Seleccione Define ... → Motor D riven (mdm) de la biblioteca. 2. Seleccione una máquina motorizada existente de la biblioteca del proyecto o de la biblioteca global Base de datos → Biblioteca → Motorizado.
Nota: También se pueden definir máquinas accionadas por motor para motores síncronos mediante la selección de la "estructura Sym de tipo compuesto" (o la creación de una trama definida por el usuario). Consulte la referencia técnica mdm para más detalles: Motor Driven Machine.
37.3 Cómo ejecutar una simulación de arranque del motor Para ejecutar una simulación de arranque del motor:
1. Seleccionar el motor o grupo de motores para la simulación de arranque del motor. 2. Haga clic con el botón derecho del ratón en un motor seleccionado y seleccione Calcular → Inicio del motor. 3. Introduzca las opciones de comando (consulte las subsecciones siguientes para obtener una descripción de las opciones de comando). 37.3.1 Página Opciones Básicas 37.3.1.1 Motor (es) Los motores seleccionados para el mando de arranque del motor. 37.3.1.2 Tipo de simulación Seleccione uno de los siguientes: • Simulación dinámica para iniciar una simulación dinámica de arranque del motor. • Simulación estática para iniciar una simulación de arranque del motor estático.
Nota: Los objetos de flujo de carga, condiciones iniciales, simulación de ejecución, eventos de simulación, cortocircuito y definición de resultados se sobrescribirán mediante el comando de arranque del motor.
37.3.1.3 Método de simulación Ya sea: • Si la configuración de simulación definida por el usuario no está marcada: 1. Seleccione para ejecutar una simulación de arranque del motor balanceada o desequilibrada. 2. Introduzca el tiempo de simulación en segundos. • Si se selecciona la configuración de simulación definida por e l usuario: 1. Definir las variables a controlar. 2. Modifique los valores de Comando de cálculo de flujo de carga (ComLdf) según sea necesario.
3. Modifique las configuraciones del comando Condiciones iniciales (ComInc) según sea necesario. Tenga en cuenta que los eve ntos de arranque del motor se cre an automáticamente y que los eventos previamente definidos no se eliminan. Del mismo modo, los conjuntos de variables definidos por el usuario se combinan con las variables predeterminadas del comando Motor Starting. 4. Modifique los ajustes del comando Simulación (ComSim) según sea necesario. 37.3.1.4 Seguimiento Haga clic en Seleccionar () y seleccione los Terminales adicionales que se supervisarán para la simulación de arranque del motor.
37.3.1.5 Comprobar los límites térmicos de los cables y tr ansformadores Opcionalmente, seleccione Verificar límites térmicos de cables y transformadores. Cuando se selecciona esta opción, los cables de alimentación y los tr ansformadores de cada motor se recogerán automáticamente y se verificará su límite térmico. El cálculo de los límites térmicos se re aliza dependiendo del tipo de simulación seleccionado. • Simulación dinámica
Dado el límite de sobreintensidad térmica nominal del cable a 1 segundo ( ℎ1), el límite térmico de sobreintensidad de la línea en el momento de arranque del motor (ℎ) se calcula de acuerdo con la ecuación 37.1:
Ecuaciones
37.3.2 Página de salida 37.3.2.1 Simulación dinámica Informe Seleccione Informe para informar los resultados a la ventana de resultados. Por defecto, los resultados del informe incluyen tensión antes del arranque, voltaje mínimo durante el arranque, voltaje después del arranque, corriente de arranque y factor de potencia, inicio exitoso y tiempo de arranque. Opcionalmente, el usuario puede modificar la configuración del informe.
Tolerancia inicial para modelos simplificados Defina el valor máx. Tolerancia de velocidad, la desviación máxima de la velocidad nominal a la que se considera que el motor se ha iniciado con éxito. Esto sólo se aplica a motores simplificados (es decir, sincrónicos).
37.3.3 Motor Starting simulation results 37.3.3.1 Resultados de la simulación dinámica Después de una simulación de arranque del motor, PowerFactory c reará automáticamente un diagrama (VI) para cada motor que muestre la potencia activa (m: Psum: bus1), potencia reactiva (m: Qsum: bus1), corriente (m: I1: bus1) (S: velocidad), los pares mecánicos y e léctricos (c: xmt y c: xmem) y la tensión del terminal del motor (m: u1). Se crea una segunda gráfica que muestra el voltaje de los terminales supervisados. Las variables de resultados de datos flexibles disponibles después de una simulación dinámica de arranque del motor se encuentran e n la página de cálculo de arranque del motor. Las variables de cálculo del arranque del motor son las siguientes: • Tensión de pre-arranque de la terminal, magnitud (c: uprestart). • Tensión de arranque del motor, magnitud (c: inicio). • Tensión de arranque después del arranque del motor, Magnitud (c: ar ranque upost). • Corriente de arranque, Magnitud en kA (c: Istart). • Corriente de arranque, Magnitud en p.u. (C: istart).
• Factor de potencia de arranque (c: cosphistart). • Inicio exitoso (c: iniciado). • Aprox. Hora de inicio (c: Tstart).
El criterio de un inicio exitoso es el siguiente: • Motores síncronos: Inicio exitoso si > = ℎ - , donde
es el valor de la variable "s: speed", y es el valor especificado en el campo de entrada Tolerancia de velocidad máxima (tolspeed). • Motores asíncronos: Inicio exitoso si > = -, donde
es el valor de la variable "s: velocidad", y es el valor de la variable "t: aslkp" del motor asíncrono. 37.3.3.2 Resultados de la simulación estática Después de una simulación de arranque del motor, están disponibles nuevas variables de cálculo para motores asíncronos (ElmAsm) y sincrónicos (ElmSym). Para la Simulación Estática, estas variables se encuentran en la página Motor Star ting Calculation. Las variables de resultados se describen en la subsección anterior. El criterio de un inicio exitoso es el siguiente: • Modelos simplificados: Inicio exitoso si voltaje durante el arranque> = Tensión antes del arranque * (1 - Tolerancia de voltaje), donde Tensión antes del arranque es el valor de tensión en el terminal antes de que el motor esté conectado al sistema. -sequence en el terminal durante el arranque del motor y Tolerancia de tensión es e l valor especificado en el campo de entrada Máx. Caída de voltaje (tolvolt). • Modelos detallados: El par motor eléctrico y mecánico se c alcula para el valor mínimo de tensión durante el arranque del motor. Se c onsidera que un modelo detallado se inicia con éxito si el par mecánico es siempre menor que el par eléctrico desde la velocidad cero hasta el pico del par eléctrico.
37.3.4 Ejemplo de arranque del motor Considere el siguiente ejemplo dinámico de arranque del motor para un solo motor asíncrono de 6,6 kV mostrado en la Figura 37.3.2.
Se ha seleccionado el método de arranque de Resistencia de Rotor Variable, con tres valores de resistencia dependiente del tiempo, como se muestra en la Figura 37.3.3.
Se ejecuta una simulación dinámica y equilibrada de arranque del motor y se ejecuta a 10 segundos, con "Bus de origen" seleccionado como Terminal adicional a monitorizar, como se muestra en la Figura 37.3.4.
Se ejecuta una simulación dinámica y equilibrada de arranque del motor y se ejecuta a 10 segundos, con "Bus de origen" seleccionado como Terminal 37.3.4.
