Relé de protecció per motor d'inducció de alta tensió

Més del 90% dels motors utilitzats en la indústria són motors d'inducció, perquè són barats, robustos i fàcils de mantenir. Per als motors de major potència (>250CV) preferim una tensió més elevada, ja que això reduirà la corrent d'operació i la mida del motor.

Per què necessitem la protecció dels motors?

Per entendre-ho, hem de conèixer el cost associat al fallament del motor, és a dir:

• Pèrdua de producció (cost de la producció)

• Substitució del motor (cost de substitució)

• Cost de reparació

• Cost de les hores d'home a causa d'aquesta emergència

La funció bàsica d'un relé de protecció és identificar el defecte i aïllar la part defectuosa de la part sana del sistema. Això millorarà la fiabilitat del sistema elèctric.
Per a la protecció del motor, hem de identificar les diverses causes de fallament i abordar-les. Les diverses causes de fallament són les següents:

• Estress tèrmic en l'enrotllament

• Monofase

• Defecte a terra

• Curtcircuit

• Ròtor bloquejat

• Nombre de començaments calents

• Fallament de rodaments

S'ofereixen descripcions breus de les diferents fallades a continuació:

• Estress Tèrmic en l'Enrotllament –
  Si un motor es manté en funcionament més enllà de la seva capacitat nominal, això sobrecalenta l'enrotllament i l'aislant. Posteriorment, això deteriora l'aislant de l'enrotllament, provocant el fallament del motor. Si la tensió és inferior al valor dissenyat, també sobrecalentarà l'enrotllament a la càrrega nominal, provocant el fallament del motor.

• Monofase –
  La pèrdua d'una fase suministrada al motor (en el cas d'un motor trifàsic) provoca una monofase. Si encenem el motor amb càrrega, aquest fallarà a causa de la descompensació.

• Defecte a Terra –
  Si alguna part de l'enrotllament entra en contacte amb la terra, podem dir que el motor està a terra. Si encenem el motor, això provocarà el seu fallament.

• Curtcircuit –
  Si hi ha contacte entre dues fases d'un enrotllament trifàsic o entre els torns d'una fase, això es denominarà curt-circuit.

• Ròtor Bloquejat –
  Si l'equipament propulsat està en condició de bloqueig o el volant del motor està bloquejat, això es coneix com a ròtor bloquejat. Si encenem el motor, aquest fallarà.

• Nombre de Començaments Calents –
  Cada motor està dissenyat per suportar un cert nombre de començaments calents. Considerem un motor en funcionament, si aturem el motor i el reencenem immediatament, això es denomina començament calent. Depenent de la corba tèrmica del motor, hem de donar un temps determinat per abaixar la temperatura de l'enrotllament.

• Fallament de Rodaments –
  Si el rodaments falla, es produeix un fregament entre el rotor i el stator, resultant en danys físics de l'aislant i l'enrotllament. El fallament del rodaments es pot evitar monitoritzant la temperatura del rodaments. Es fa servir un detector de temperatura de rodaments (DTR) per monitoritzar i parar el motor en cas d'anormalitat.

Tots els relés de protecció de motors funcionen en base a la corrent consumida pel motor. El relé de protecció de motor s'utilitza en zones de alta tensió amb les següents característiques:

• Protecció contra sobrecàrrega tèrmica

• Protecció contra curt-circuit

• Protecció contra monofase

• Protecció contra defecte a terra

• Protecció contra ròtor bloquejat

• Protecció contra nombre de començaments

Per a la configuració del relé, necessitem la raó de CT i la corrent de càrrega completa del motor. La configuració dels diferents elements es llista a continuació:

• Element de Sobrecàrrega Tèrmica –
  Per a configurar aquest element, hem de identificar el % de la corrent de càrrega completa amb la qual el motor es manté en funcionament continu.
  

• Element de Curt-Circuit –
  El rang disponible per a aquest element és de 1 a 5 vegades la corrent d'arrancada. També hi ha un retard de temps. Normalment, ho configurem a 2 vegades la corrent d'arrancada amb un retard de 0,1 segon.

• Element de Monofase –
  Aquest element es activarà si hi ha una descompensació en la corrent de les tres fases. També es coneix com a protecció de descompensació. L'element es configura per a 1/3 de la corrent d'arrancada. Si es dispara durant l'arrancada, el paràmetre canviarà a 1/2 de la corrent d'arrancada.

• Protecció Contra Defecte a Terra –
  Aquest element mesura la corrent neutra de la CT secundària connectada en estrella. El rang disponible per a aquest element és de 0,02 a 2 vegades la corrent primària de la CT. També hi ha un retard de temps. Normalment, ho configurem a 0,1 vegades la corrent primària de la CT amb un retard de 0,2 segons. Si es dispara durant l'arrancada del motor, el temps de configuració es pot augmentar a 0,5 segons.

• Protecció Contra Ròtor Bloquejat –
  El rang disponible per a aquest element és de 1 a 5 vegades la corrent de càrrega completa. També hi ha un retard de temps. Normalment, ho configurem a 2 vegades la CCL (Corrent de Càrrega Completa). El retard de temps serà superior al temps d'arrancada del motor. "Temps d'arrancada significa el temps necessari pel motor per assolir la seva velocitat màxima."

• Protecció Contra Nombre de Començaments Calents –
  Aquí proporcionarem el nombre de començaments permès en un període de temps especificat. Amb això, limitarem el nombre de començaments calents donats al motor.

El diagrama esquemàtic per connectar un relé de protecció de motor és el següent:

Els relés de protecció de motor digitals moderns tenen algunes característiques addicionals, com ara la protecció contra el funcionament sense càrrega del motor i la protecció tèrmica. En cas de funcionament sense càrrega, el relé detecta la corrent del motor. Si aquesta és inferior al valor especificat, el relé pararà el motor. També es pot connectar un sonda de temperatura al relé, que monitoritzarà la temperatura del rodaments i l'enrotllament i pararà el motor si supera el valor especificat de temperatura.

Declaració: Respecteu l'original, els bons articles meriten ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar-lo.