05_arranque de motores (motor starting)

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ARRANQUE DE MOTORESMOTOR STARTING

Electrical Transient Analysis Program®ETAP® Powerstation

Módulo Aceleración de Motores Módulo Aceleración de Motores –– Motor Motor StartingStarting

•Objetivos de los Estudios de Arranque de Motores:

Comprobar si un motor puede arrancar satisfactoriamente bajo ciertasComprobar si un motor puede arrancar satisfactoriamente bajo ciertascondiciones de operación.

Verificar si el arranque del motor impedirá seriamente la operación normal delas otras cargas en el sistema.

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

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Los estudios MS deben realizarse cuando la potencia del motor excede del 30% de la

•Aspectos Básicos de la Simulación MS

potencia del transformador al que está conectado si no existen generadores en el sistema(soporte de reactivos). Cuando existen generadores, los estudios deben realizarse cuandola potencia del motor supera el 15% de la potencia del generador (kVA).

Típicamente las tensiones en los embarrados deben mantenerse por encima del 92,5%(CCM) y 90 (Centros de Fuerza).

Durante el arranque de los motores de inducción, s=1 (deslizamiento), lo cual provocavalores de resistencia del rotor bajos y, en consecuencia, picos de corriente muy elevadosj y, , p yque pueden alcanzar valores entre 3,5 y 8 veces la corriente nominal.

El torque de un motor es función directa del cuadrado de la tensión aplicadaEl torque de un motor es función directa del cuadrado de la tensión aplicada.

El deslizamiento a torque máximo es directamente proporcional a la resistencia del rotor.

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•Tipos de Motores

Sí

Polos Salientes

Síncrono

Rotor Liso (Rotor cilíndrico)

Inducción

Rotor Bobinado

Modelo CKT Single Cage

Jaula de Ardilla

Modelo CKT Double Cage

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•Modelos de Motores

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•Curva Característica de los Motores de Inducción

BDT: Par máximo

LRT: Par de arranque

FLT P i lFLT: Par nominal

LRA: Intensidad de arranque

FLA: Intensidad nominal

SBDT: Deslizamiento @ Par máx.

SR: Deslizamiento nominal

Región de operación normal/diseñoRegión de operación normal/diseño

Si LRT < TLoad cuando S=1 el motor no va a arrancarSi LRT < TLoad cuando S 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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•Curva Característica de los Motores de Inducción

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Modelo de Motor (Circuito / Curva)

Parámetros Dinámicos

Modelo de Carga

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•Estimación de Parámetros

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Plena carga: IFL, SFL, PFFL, EFFFL

Rotor Bloqueado: I PF T

Datos de Entrada

Rotor Bloqueado: ILR, PFLR, TLR

Torque Max : Tmax

Parámetros de Solución

Precisión en %

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Factor de aceleración de convergencia (0.1 - 0.5)



Impedancias del motor en %

Xs stator reactance.

Rs stator resistance.

b h

Rs Xs

Xm magnetizing branch reactance.

Xr lr rotor reactance at the locked-rotor condition.

Xr fl rotor reactance at the full load condition.

XmXr

Rr/s

Rr lr rotor resistance at the locked-rotor condition.

Rr fl rotor resistance at the full load condition.

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Métodos de Arranque de Motores

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• Tipos de Estudios MS

Estudio MS estático: modelo estático basado en flujos de carga donde el usuario define elti d S d b j t ifi ió á id d l dtiempo de arranque. Se debe ejecutar para una verificación rápida del arranque cuando nose dispone de datos dinámicos.

Estudio MS dinámico: modelo dinámico donde se toma en cuenta la inercia. Se requierenqmodelos dinámicos de los motores y la carga. Se debe ejecutar para determinar si el motorarrancará y para determinar el tiempo de aceleración.

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á


•Barra de Herramientas para Cálculo: Arranque de Motores

á á→ Ejecutar Cálculo Dinámico

→ Ejecutar Cálculo Estático

→ Opciones Gráficas

→ Alertas

→ Reportes

→ Gráficos→ G á cos

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•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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á


• Ajustes de Cálculo (Study Case)

Información básicaParámetros de cálculosAjuste de Categorías y FDIdentificación del caso yIdentificación del caso y observaciones.

EventosTiempo de SimulaciónDetalles de Arranque/Paradas

Ajustes de tolerancias Corrección por temperatura

AlertasMarginalesCríticas

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Críticas

á ó á


• Ajustes de Cálculo (Study Case): Información Básica

Ajuste de ciertas variables de control para la solución numérica del arranque de motores y presentación de gráficos Este análisis considerade gráficos. Este análisis considera el método de Newton-Raphson para el arranque de motores tanto estático como dinámicoestático como dinámico.

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

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á


• Ajustes de Cálculo (Study Case): Eventos

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

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• Ajustes de Cálculo (Study Case): Modelos

Opción para simular la operación de los p p pcambiadores 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 eléctricocarga 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 seleccionada en el editor. Ajusta los g jvalores 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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• Reportes

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• Práctica

Ver Guía de Ejerciciosj

Actividades 38 al 50

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