1.-
Protección de mínima tensión (ANSI 27)
Las caídas de tensión en la red de
distribución eléctrica pueden deberse a:
-
Una sobrecarga de la red
-
Al funcionamiento defectuoso de un
cambiador de tomas de transformador
-
Un cortocircuito.
Las consecuencias son el aumento de las
pérdidas Joule en los motores:
-
En la puesta en marcha, el par de
arranque y el par máximo son proporcionales al cuadrado de la tensión. Una
caída de tensión conducirá a un tiempo de arranque más largo y, por lo tanto,
las pérdidas Joule serán más importantes, o, si el par resistivo es mayor que
el par máximo, el rotor se parará.
-
Durante el funcionamiento normal,
la potencia activa absorbida por el motor es de Pa = √3 U · I cos ϕ. Si la tensión cae, la corriente
aumenta para que se mantenga la potencia del motor (el cos ϕ no variará mucho).
Para ligeras variaciones de tensión, entonces Pa = √3 U · I cos ϕ = constante. Las pérdidas Joule (3 RI2) aumentarán.
La protección de mínima tensión dará la orden
de disparo antes de que los motores se averíen.
Este tipo de protección también se puede
utilizar:
-
Para controlar el funcionamiento
de los reguladores de tensión
-
Para deslastrar la carga de la red
de los consumos no prioritarios cuando se produce una sobrecarga
-
Para controlar la tensión antes de
efectuar una conmutación de fuentes
1.1.- Principio
La protección se activa cuando una de las
tensiones es inferior al umbral Uset
configurado. Incluye un retardo de tiempo definido.
1.2.- Indicación de regulaciones
Ejemplo para la protección de motores
Umbral de ajuste de tensión de 0,75 a 0,8 Un.
La regulación de la temporización será un
compromiso entre:
-
Las posibilidades de los motores
-
El programa de deslastre de cargas
-
El esquema de protección (la
demora requerida puede ser larga).
2.- Protección
de mínima tensión remanente (ANSI 27)
Después de la
apertura de un circuito durante una conmutación automática (o un corte breve de
la energía suministrada por la red eléctrica), los motores mantienen una
tensión durante el tiempo que tarda en extinguirse el flujo. Si se restablece
el suministro eléctrico mientras los motores están funcionando como
generadores, se puede provocar un acoplamiento en oposición de fase que cause
fenómenos eléctricos y mecánicos transitorios que podrían dañar el motor.
La protección de mínima
tensión remanente controla la tensión de las barras colectoras que alimentan
los motores y autoriza el restablecimiento de la alimentación si esta tensión
es inferior al umbral de tarado.
2.1.- Principio
La protección se
activa si la tensión es inferior al umbral Uset
configurado. Incluye un retardo de tiempo definido.
Funciona según el
mismo principio que la protección de mínima tensión descrita anteriormente en
el apartado 1, pero con un umbral de ajuste más bajo.
2.2.- Indicación de regulaciones
-
Umbral de ajuste de tensión del 20
al 25% de Un
-
temporización de 0,1 segundos.
3.- Protección
de mínima tensión de secuencia positiva y control del sentido de rotación de
fases (ANSI 27 D - 47)
Este tipo de protección se utiliza para
proteger motores. Realiza dos funciones de protección:
- Protege contra caídas de tensión
de secuencia positiva. La tensión de secuencia positiva define con precisión el
par del motor. Por lo tanto, es más precisa que la medición de tensión. Las
consecuencias de una caída en la tensión de secuencia positiva son las
indicadas en el apartado 1.
- Protege contra una inversión en el sentido de rotación de fases. Una sentido de rotación de fases inversa puede deberse a un error de conexión de un cable. Esta inversión provoca que los motores funcionen en sentido contrario, lo que puede ser perjudicial para la carga mecánica y, en consecuencia, para el motor.
3.1.- Método para determinar el valor de la tensión de
secuencia positiva
La protección
determina la componente de secuencia positiva del sistema de tensión trifásica
realizando el siguiente cálculo:
Este cálculo
permite eliminar la componente inversa de la tensión.
Si suponemos que la
tensión es la suma de un sistema de tensión de secuencia positiva V1(1), V2(1), V3(1)
y de un sistema de tensión de secuencia negativa V1(2), V2(2), V3(2)
(se supone que no hay componente homopolar o de secuencia cero).
La tensión de cada
fase es:
Para un sistema de
secuencia positiva se tiene por definición:
y para el sistema de secuencia negativa:
Efectuamos el cálculo siguiente:
Por tanto:
Si los captadores
de tensión están conectados entre fases, se realiza el siguiente cálculo:
3.2.- Indicación de regulaciones
□ Contra una caída de tensión de
secuencia positiva
Umbral de ajuste de
tensión de 0,75 a 0,8 Vn.
La regulación de la
temporización será un compromiso entre:
-
Las posibilidades de los motores
-
El programa de deslastre de cargas
-
El esquema de protección (la
demora requerida puede ser larga).
□ Contra una inversión en el sentido
de rotación de fases
Para el caso del
relé Sepam 2000 de Schneider, no hay ningún ajuste, la protección considera que
el sentido de rotación de fases es inversa cuando se reúnen las dos condiciones
siguientes:
-
La tensión de secuencia positiva
calculada es inferior al 10 % de Vn
-
La tensión medida es superior al
80 % de Vn.
FUENTE:
Schneider Electric: Guide des protections des
réseaux industriels (Christophe Prévé)
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