Relé de protección para motor de indución de alta tensión

Máis do 90% dos motores utilizados na industria son motores de indución, porque son baratos, resistentes e fáciles de manter. Para motores de maior potencia (>250HP) preferimos alta tensión, porque isto reducirá a corrente de funcionamento e o tamaño do motor.

Por que requiremos a protección dos motores?

Para entender isto, temos que coñecer o custo asociado ao fallo do motor, é dicir:

• Perda de produción (Custo de produción)

• Substitución do motor (Custo de substitución)

• Custo de reparación

• Custo de horas de traballo debido a esta emerxencia

A función básica dun rele protector é identificar o fallo e isolar a parte defectuosa da parte sana do sistema. Isto mellorará a fiabilidade do sistema eléctrico.
Para a protección do motor, temos que identificar as varias causas de fallo e abordalas. As diferentes causas de fallo son as seguintes

• Estrés térmico nas bobinas

• Falta de fase

• Fallo a terra

• Curto circuito

• Rotor bloqueado

• Número de arranques en caliente

• Fallo de rolos

A continuación, ofrecemos descricións breves dos diferentes fallos:

• Estrés Térmico nas Bobinas –
  Se un motor funciona continuamente por encima da súa capacidade nominal, isto sobrecalentará as bobinas e a isolación. Posteriormente, deteriorará a isolación das bobinas, resultando no fallo do motor. Se a tensión é inferior ao valor deseñado, tamén sobrecalentará as bobinas na carga nominal e pode ocorrer o fallo do motor.

• Falta de Fase –
  A perda dunha fase suministrada ao motor (no caso de un motor trifásico) conduce a unha falta de fase. Se iniciamos o motor con carga, este fallará debido ao desequilibrio.

• Fallo a Terra –
  Se calquera parte das bobinas entra en contacto coa terra, podemos dicir que o motor está a terra. Se iniciamos o motor, isto conducirá ao seu fallo.

• Curto Circuito –
  Se hai contacto entre dúas fases dunha bobina trifásica ou entre as voltas dunha fase, isto será denominado curto circuito.

• Rotor Bloqueado –
  Se o equipo propulsado está en condición de atasco ou o eixo do motor está bloqueado, isto é coñecido como rotor bloqueado. Se iniciamos o motor, este fallará.

• Número de Arranques en Caliente –
  Cada motor está deseñado para soportar un certo número de arranques en caliente. Consideremos un motor en funcionamento, se paramos o motor e inmediatamente o iniciamos de novo, isto chámase arranque en caliente. Dependendo da curva térmica do motor, temos que dar certo tempo para bajar a temperatura das bobinas.

• Fallo de Rolo –
  Se o rolo falla, o roto entrará en contacto co estator, provocando danos físicos na isolación e nas bobinas. O fallo do rolo pode evitarse monitorizando a temperatura do rolo. Utilízase un detector de temperatura de rolo (DTR) para o monitorización e parada do motor en caso de anormalidade.

Todos os reles de protección de motores operan sobre a base da corrente consumida polo motor. O rele de protección de motor usa-se en áreas de alta tensión coas seguintes características

• Protección contra sobrecargas térmicas

• Protección contra cortocircuitos

• Protección contra falta de fase

• Protección contra fallo a terra

• Protección contra rotor bloqueado

• Protección contra o número de arranques

Para a configuración do rele, requiremos a relación de CT e a corrente de carga completa do motor. A configuración dos diferentes elementos está listada a continuación

• Elemento de Sobrecarga Térmica –
  Para configurar este elemento, temos que identificar o % da corrente de carga completa na que o motor está funcionando continuamente.
  

• Elemento de Cortocircuíto –
  O rango dispoñible para este elemento é de 1 a 5 veces da corrente de arranque. Tamén está dispoñible un retardo de tempo. Normalmente, axustámolo a 2 veces da corrente de arranque cun retardo de 0,1 segundo.

• Elemento de Falta de Fase –
  Este elemento operará se hai un desequilibrio na corrente das tres fases. Tamén chámase protección contra desequilibrios. O elemento está axustado para 1/3 da corrente de arranque. Se tripa durante o arranque, o parámetro cambiará a 1/2 da corrente de arranque.

• Protección contra Fallo a Terra –
  Este elemento mide a corrente neutra da secundaria do CT conectado en estrela. O rango dispoñible para este elemento é de 0,02 a 2 veces da corrente primaria do CT. Tamén está dispoñible un retardo de tempo. Normalmente, axustámolo a 0,1 veces da corrente primaria do CT cun retardo de 0,2 segundos. Se tripa durante o arranque do motor, o axuste de tempo pode aumentarse a 0,5 segundos.

• Protección contra Rotor Bloqueado –
  O rango dispoñible para este elemento é de 1 a 5 veces da corrente de carga completa. Tamén está dispoñible un retardo de tempo. Normalmente, axustámolo a 2 veces da CCL (Corrente de Carga Completa). O retardo de tempo será maior que o tempo de arranque do motor. "O tempo de arranque significa o tempo necesario para que o motor alcance a súa velocidade máxima."

• Protección contra o Número de Arranques en Caliente –
  Aquí proporcionaremos o número de arranques permitidos nun período de tempo especificado. Con isto, limitaremos o número de arranques en caliente dados ao motor.

O diagrama esquemático para conectar un rele de protección de motor é o seguinte

Os reles de protección de motores dixitais modernos teñen algunhas características extra, como a protección contra a marcha sen carga do motor e a protección térmica. No caso de marcha sen carga, o rele detecta a corrente do motor. Se é inferior ao valor especificado, o rele cortará o motor. Tamén podemos conectar unha sonda de temperatura ao rele, que monitorizará a temperatura dos rolos e das bobinas e cortará o motor se supera o valor especificado de temperatura.

Declaración: Respetar o orixinal, os bons artigos merecen ser compartidos, se hai algún incumprimento, póñase en contacto para eliminar.