ARRANQUE DE MOTORES – ARRANQUE ESTÁTICO – CAÍDA DE TENSIÓN

1.       ARRANQUE DE MOTORES – ARRANQUE ESTÁTICO – CAÍDA DE TENSIÓN

Para realizar un arranque de motores estático en el software de simulación (etap), se deben tener en consideración los siguientes datos de entrada para el motor.

1.1       DATOS DE ENTRADA

• Potencia nominal
• Tensión nominal
• Corriente nominal
• Corriente de arranque
• Revoluciones por minuto (número de polos)
• Factor de potencia
• Deslizamiento
• Tiempo de aceleración del motor 

La mayoría de estos datos se obtienen de la placa del motor.

El factor de potencia para el arranque del motor normalmente no aparece en la placa sino en el data sheet. Para el caso en el cual no se tiene esta información, se puede emplear el valor recomendado por la IEEE Std 399 de 1997:

• Para motores menores a 1000 HP, se toma un FP = 0.20
• Para motores mayores o iguales a 1000 HP, se toma un FP = 0.15

A continuación en la Figura 1 se ilustra un ejemplo de un sistema en el cual se encuentra el motor “Mtr1” de 500 HP para el que se desea realizar el arranque.

Los datos de entrada para el motor de 500 HP que se usarán como ejemplo son los siguientes y se ilustran en las Figuras 2, 3 y 4:

• Potencia nominal: 500 HP
• Tensión nominal: 13.2 kV
• Corriente nominal: 19 A
• Eficiencia: 0.9322
• Factor de potencia: 0.9208
• Número de polos: 4
• RPM: 1773
• Corriente de Arranque: 600% x In
• Cos phi arranque: 20%
• Tiempo de aceleración del motor: 2 segundos para arranque sin carga y 4 segundos para arranque a plena carga.

Figura 1. Arranque para el motor "Mtr1"

Figura 2. Datos de Entrada

Figura 3. Corriente y Coseno Phi de Arranque

Para el tiempo de aceleración del motor se empleará 2 segundos en arranque sin carga y 4 segundos en arranque a plena carga. ETAP utiliza estos valores junto con el porcentaje de carga del motor para calcular el tiempo de aceleración en el arranque estático del mismo.

Figura 4. Tiempo de Aceleración

1.2      DEFINICIÓN CASO DE ESTUDIO – ARRANQUE ESTÁTICO DEL MOTOR

Una vez se han ingresado los parámetros del motor, pasar al módulo de arranque de motorese ingresar al caso de estudiopara definir un “evento” en el cual se indicará al software el motor que va a arrancar.

En el caso de estudio de arranque de motores, usted podrá definir esencialmente una secuencia de eventos. Para agregar un evento, ingresar a la pestaña “Event”, y adicionar un evento llamado “Evento1” el cual iniciará al pasar un 1 segundo, tal como se muestra en la Figura 5.

Figura 5. Creación de Evento Dentro del Caso de Estudio

Ahora se procede a definir la acción o acciones a ejecutarse durante este evento. Para ello, ir a “Add Action by Element” y dar click en el botón “”. Seleccionar el tipo de elemento, para este caso el motor, seleccionar la acción, para este caso el arranque “Start”, seleccionar el ID del motor para este caso “Mtr1”, tal como se ilustra en la Figura 6.

Figura 6. Definir la Acción del Evento

Para este ejemplo se va a extender el tiempo total de simulación de 6 a 10 segundos, tal como se ilustra en la Figura 7.

Figura 7. Tiempo Total de Simulación

Ahora se puede correr la simulación haciendo click en el botón “Run Static Motor Starting” identificado como, ubicado dentro de la barra de herramientas del módulo de arranque de motores.

1.3      RESULTADOS DE SIMULACIÓN

Para este análisis se muestran los resultados sobre el diagrama unifilar, así como en gráficos independientes seleccionando la variable a analizar en el tiempo. Sobre el diagrama unifilar el software permite desplazarse en el tiempo con el “Time-Slider” como se presenta en las Figuras 8 y 9, de esta forma se pueden apreciar los flujos de potencia por los elementos y las caídas tensión en barras del sistema.

Figura 8. Inicio de Arranque del Motor para t = 1.06 segundos

Figura 9. Arranque del motor para t = 5.06 segundos

Dando click en el botón “Motor Starting Plots”ubicado en la barra de herramientas del módulo de arranque de motores, podrá graficar algunas de las variables que se pueden analizar para este tipo de estudio (Tensión en barras, tensión en terminales del motor, potencia eléctrica demandada, corriente del motor, entre otras) como se presenta en las Figuras 10, 11, 12 y 13.

Figura 10. Tensión en Barras

Figura 11. Tensión en Terminales del Motor

Figura 12. Potencia Eléctrica Demandada

Figura 13. Corriente del Motor

Cualquier duda, inquietud o requerimiento por favor comunicarse con: Ing. Ricardo Artunduaga Gómez. Especialista en Sistemas de Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica. Cali, Colombia; e-mail: ricardo.artunduaga@gmail.com

EXPORTAR LOS AJUSTES DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN A EXCEL EMPLEANDO ETAP

El propósito de este artículo es mostrar la manera de exportar los ajustes de los dispositivos de protección a Excel empleando el software etap. A manera de ejemplo se pueden dirigir al “Example-ANSI.OTI”.

Figura 1. Ejemplo ANSI

Los ajustes de los dispositivos de protección se pueden exportar a Excel en dos formatos. Uno de ellos es el formato de presentación general de resultados del software etap (ver Figura 5) y el otro es el resumen de ajustes en una tabla de Excel por tipo de protección y con los ajustes de un diagrama de selectividad en particular (Ver Figura 6).

• Exportar los ajustes de los dispositivos de protección en el formato de resultados de etap

De esta forma, se exportan los ajustes de todos los dispositivos de protección a Excel de un proyecto en particular y con el cual se esté trabajando. Se debe realizar lo siguiente:

1. Crear los diagramas de selectividad con el “Star View Manager”, dónde se podrán ver las curvas de los dispositivos de protección, tal como se presenta en la Figura 2.
2. Ir a cualquier diagrama de selectividad creado haciendo click sobre el botón “Star Systems”.
3. Hacer click sobre el botón denominado “Device Settings Report”.
4. Al estar dentro de ésta interfaz “Device Settings Report”, seleccionar la pestaña “Settings” y seleccionar “All Device Settings” como se muestra en la Figura 3, luego ir a la pestaña “Excel” y seleccionar “All Device Settings” como se muestra en la Figura 4, dar click en OK.

Figura 2. Diagrama de Selectividad

Figura 3. Exportar ajustes de todos los dispositivos de protección a Excel – formato etap

• Exportar los ajustes de los dispositivos de protección en una tabla

Para exportar los ajustes de los dispositivos de protección a Excel para un diagrama de selectividad en particular, se debe realizar lo siguiente:

1. Crear los diagramas de selectividad con el “Star View Manager”, dónde se podrán ver las curvas de los dispositivos de protección, tal como se presenta en la Figura 2.
2. Ir al diagrama de selectividad deseado haciendo click sobre el botón “Star Systems”.
3. Hacer click sobre el botón denominado “Device Settings Report”.
4. Al estar dentro de ésta interfaz “Device Settings Report”, seleccionar la pestaña “Excel” y seleccionar “All Device Settings” como se muestra en la Figura 4, dar click en OK.

Figura 4. Exportar ajustes de los dispositivos de protección deseados a Excel - tabla

• Presentación de ajustes – Formato etap

Figura 5. Formato etap

• Presentación de ajustes – Formato tabla

Figura 6. Formato tabla

Ing. Ricardo Artunduaga Gómez. Especialista en Sistemas de Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica. Cali, Colombia; email: ricardo.artunduaga@gmail.com

EDITAR LAS PROPIEDADES DE UN MOTOR EN ETAP

El propósito de este artículo es mostrar la manera de cómo editar las propiedades de un motor en el software etap. A manera de ejemplo se pueden dirigir al “Example-ANSI.OTI”.

Figura 1. Ejemplo ANSI

ü  Propiedades del motor

Abrir el editor para el motor “Mtr2” haciendo doble click sobre el elemento o haciendo click derecho sobre el elemento y seleccionando Propiedades “Properties”. Al hacerlo se abrirá el editor de propiedades para el “Mtr2” como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Propiedades del motor "Mtr2"

Figura 3. Navegar entre editor de propiedades de motores

Al abrir el editor del motor, la primera página que se abre es la de información “Info”. En ésta página podrá poner el motor en servicio o fuera de servicio, podrá editar el ID del motor (el identificador debe ser único), podrá cambiar la barra a la cual se conecta el motor, definir si el motor es trifásico o monofásico, definir la cantidad de motores en paralelo con las mismas características que vaya a definir en este editor, introducir información del equipo (Tag #, Nombre, Descripción).

Al hacer click sobre la pestaña Datos de placa “Nameplate” podrá ingresar los datos nominales del motor como lo son la potencia (en HP o kW). Por defecto el software pone las unidades de la potencia en HP, pero se pueden cambiar a kW haciendo click sobre el botón .

Figura 4. Edición de los datos de placa del motor "Mtr2"

Una vez que haya terminado de hacer los cambios requeridos sobre el motor “Mtr2” empleando el editor, haga click en “Aceptar” para salir de la ventana de propiedades y guardar los cambios.

Ing. Ricardo Artunduaga Gómez. Especialista en Sistemas de Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica. Cali, Colombia; email:ricardo.artunduaga@gmail.com