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
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 motores
e ingresar al caso de estudio
para definir un “evento” en el cual se indicará
al software el motor que va a arrancar.
e 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.
”. 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.
, 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.
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
