ETAP - Arranque de motores (motor starting)

1. Electrical Transient Analysis Program
ETAP
®
Powerstation
Operation
Technology, Inc.
ARRANQUE DE MOTORES
MOTOR STARTING

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Módulo Aceleración de Motores – Motor Starting
•Objetivos de los Estudios de Arranque de Motores:
 Comprobar si un motor puede arrancar satisfactoriamente bajo ciertas
condiciones de operación.
 Verificar si el arranque del motor impedirá seriamente la operación normal de
las otras cargas en el sistema.
Para lograr estos objetivos es necesario que el motor arranque dentro de unos
niveles de tensión permitidos, que su tiempo de arranque este por debajo de
la curva de daño del fabricante y que el torque de la carga esté por debajo del
torque del motor (con una cierta holgura).

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 Los estudios MS deben realizarse cuando la potencia del motor excede del 30% de la
potencia del transformador al que está conectado si no existen generadores en el sistema
(soporte de reactivos). Cuando existen generadores, los estudios deben realizarse cuando
la potencia del motor supera el 15% de la potencia del generador (kVA).
 Típicamente las tensiones en los embarrados deben mantenerse por encima del 92,5%
(CCM) y 90 (Centros de Fuerza).
 Durante el arranque de los motores de inducción, s=1 (deslizamiento), lo cual provoca
valores de resistencia del rotor bajos y, en consecuencia, picos de corriente muy elevados
que pueden alcanzar valores entre 3,5 y 8 veces la corriente nominal.
 El torque de un motor es función directa del cuadrado de la tensión aplicada.
 El deslizamiento a torque máximo es directamente proporcional a la resistencia del rotor.
•Aspectos Básicos de la Simulación MS
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•Tipos de Motores
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 Polos Salientes
 Rotor Liso (Rotor cilíndrico)
Síncrono
Inducción
 Rotor Bobinado
Modelo CKT Single Cage
 Jaula de Ardilla
Modelo CKT Double Cage

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•Modelos de Motores
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•Modelos de Motores
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BDT: Par máximo
LRT: Par de arranque
FLT: Par nominal
LRA: Intensidad de arranque
FLA: Intensidad nominal
SBDT: Deslizamiento @ Par máx.
SR: Deslizamiento nominal
Región de operación normal/diseño
•Curva Característica de los Motores de Inducción
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Si LRT < TLoad cuando S=1 el motor no va a arrancar
Si FLT = TLoad cuando S < SR el motor no va a alcanzar su velocidad nominal

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•Curva Característica de los Motores de Inducción
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•Modelos de Motores
Modelo de Motor (Circuito / Curva)
Parámetros Dinámicos
Modelo de Carga
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•Estimación de Parámetros
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 Plena carga: IFL, SFL, PFFL, EFFFL
 Rotor Bloqueado: ILR, PFLR, TLR
 Torque Max : Tmax
Datos de Entrada
Parámetros de Solución
 Precisión en %
 Factor de aceleración de convergencia (0.1 - 0.5)
•Estimación de Parámetros

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•Estimación de Parámetros
 Xs stator reactance.
 Rs stator resistance.
 Xm magnetizing branch reactance.
 Xr lr rotor reactance at the locked-rotor condition.
 Xr fl rotor reactance at the full load condition.
 Rr lr rotor resistance at the locked-rotor condition.
 Rr fl rotor resistance at the full load condition.
Impedancias del motor en %
Rs
Xm
Xr
Xs
Rr/s

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•Estimación de Parámetros

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•Modelos de Motores
Métodos de Arranque de Motores
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• Tipos de Estudios MS
 Estudio MS estático: modelo estático basado en flujos de carga donde el usuario define el
tiempo de arranque. Se debe ejecutar para una verificación rápida del arranque cuando no
se dispone de datos dinámicos.
 Estudio MS dinámico: modelo dinámico donde se toma en cuenta la inercia. Se requieren
modelos dinámicos de los motores y la carga. Se debe ejecutar para determinar si el motor
arrancará y para determinar el tiempo de aceleración.
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•Barra de Herramientas para Cálculo: Arranque de Motores
 Ejecutar Cálculo Dinámico
 Opciones Gráficas
 Alertas
 Reportes
 Ejecutar Cálculo Estático
 Gráficos
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•Arranque de Motores: Procedimiento
 Ejecutar Cálculos
 Verificar Alertas
 Generar Reportes
 Representación del Sistema
 Ajustar Parámetros en MS Study Case (Eventos)
 Generar Gráficos
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• Ajustes de Cálculo (Study Case)
Información básica
Parámetros de cálculos
Ajuste de Categorías y FD
Identificación del caso y
observaciones.
Eventos
Tiempo de Simulación
Detalles de Arranque/Paradas
Ajustes de tolerancias
Corrección por temperatura
Alertas
Marginales
Críticas
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• Ajustes de Cálculo (Study Case): Información Básica
Ajuste de ciertas variables de control
para la solución numérica del
arranque de motores y presentación
de gráficos. Este análisis considera
el método de Newton-Raphson para
el arranque de motores tanto
estático como dinámico.
Especificar la carga del sistema
antes del arranque de cualquier
motor y/o conexión de cualquier
carga (Ver Estudios de Flujo de
Carga).
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• Ajustes de Cálculo (Study Case): Eventos
El ETAP suministra al usuario un
número ilimitado de eventos, para
simular las acciones de conexión y
desconexión de cargas y/o motores.
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• Ajustes de Cálculo (Study Case): Modelos
Opción para simular la operación de los
cambiadores de toma de los transformadores
durante los estudios de arranque de motores.
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En el ETAP, el modelo de torque de carga es
representado como porcentaje de torque en
relación a la velocidad del motor. Este torque de
carga puede estar basado en el rating eléctrico
del motor o en la carga mecánica del mismo.
Solo considera la forma de la curva de torque
de carga seleccionada en el editor. Ajusta los
valores de torque de carga para que a velocidad
sincrónica del motor el torque de la carga sea
100%, de esta forma , el motor consume su
corriente nominal al alcanzar la velocidad
sincrónica a tensión nominal.
Considera la curva de torque de carga
seleccionada en el editor sin ajustes.

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• Reportes
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• Práctica
Ver Guía de Ejercicios
Actividades 23 al 27
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