ETAP - Arranque de motores motor starting

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

2. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Objetivos de los Estudios de Arranque de Motores:
Comprobar si un motor puede arrancar satisfactoriamente bajo ciertasComprobar 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)torque del motor (con una cierta holgura).
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3. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
Los estudios MS deben realizarse cuando la potencia del motor excede del 30% de la
•Aspectos Básicos de la Simulación MS
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 elevadosj y, , p y
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 aplicadaEl 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.
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4. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Tipos de Motores
Sí
Polos Salientes
Síncrono
Rotor Liso (Rotor cilíndrico)
Inducción
Rotor Bobinado
Modelo CKT Single Cage
Jaula de Ardilla
Modelo CKT Double Cage
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5. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Modelos de Motores
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6. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Modelos de Motores
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7. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Curva Característica de los Motores de Inducción
BDT: Par máximo
LRT: Par de arranque
FLT P i lFLT: Par nominal
LRA: Intensidad de arranque
FLA: Intensidad nominal
SBDT: Deslizamiento @ Par máx.
SR: Deslizamiento nominal
Región de operación normal/diseñoRegión de operación normal/diseño
Si LRT < TLoad cuando S=1 el motor no va a arrancarSi 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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8. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Curva Característica de los Motores de Inducción
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9. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Modelos de Motores
Modelo de Motor (Circuito / Curva)
Parámetros Dinámicos
Modelo de Carga
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10. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Estimación de Parámetros
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11. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Estimación de Parámetros
Plena carga: IFL, SFL, PFFL, EFFFL
Rotor Bloqueado: I PF T
Datos de Entrada
Rotor Bloqueado: ILR, PFLR, TLR
Torque Max : Tmax
Parámetros de Solución
Precisión en %
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Factor de aceleración de convergencia (0.1 - 0.5)

12. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Estimación de Parámetros
Impedancias del motor en %
Xs stator reactance.
Rs stator resistance.
b h
Rs Xs
Xm magnetizing branch reactance.
Xr lr rotor reactance at the locked-rotor condition.
Xr fl rotor reactance at the full load condition.
Xm
Xr
Rr/s
Rr lr rotor resistance at the locked-rotor condition.
Rr fl rotor resistance at the full load condition.
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13. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Estimación de Parámetros
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14. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Modelos de Motores
Métodos de Arranque de Motores
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15. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• Tipos de Estudios MS
Estudio MS estático: modelo estático basado en flujos de carga donde el usuario define el
ti d S d b j t ifi ió á id d l dtiempo 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 requierenq
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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16. á
Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Barra de Herramientas para Cálculo: Arranque de Motores
á á→ Ejecutar Cálculo Dinámico
→ Ejecutar Cálculo Estático
→ Opciones Gráficas
→ Alertas
→ Reportes
→ Gráficos→ G á cos
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17. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
•Arranque de Motores: Procedimiento
→ Representación del Sistema
→ Ajustar Parámetros en MS Study Case (Eventos)
→ Ejecutar Cálculos
→ Verificar Alertas
→ Generar Reportes
→ Generar Gráficos
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18. á
Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• Ajustes de Cálculo (Study Case)
Información básica
Parámetros de cálculos
Ajuste de Categorías y FD
Identificación del caso yIdentificación 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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Críticas

19. á ó á
Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• 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 considerade gráficos. Este análisis considera
el método de Newton-Raphson para
el arranque de motores tanto
estático como dinámicoestático como dinámico.
Especifica la ca ga del sistemaEspecificar la carga del sistema
antes del arranque de cualquier
motor y/o conexión de cualquier
carga (Ver Estudios de Flujo decarga (Ver Estudios de Flujo de
Carga).
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20. á
Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• Ajustes de Cálculo (Study Case): Eventos
El ETAP suministra al usuario un
número ilimitado de eventos paranúmero ilimitado de eventos, para
simular las acciones de conexión y
desconexión de cargas y/o motores.
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21. á
Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• Ajustes de Cálculo (Study Case): Modelos
Opción para simular la operación de losp p p
cambiadores de toma de los transformadores
durante los estudios de arranque de motores.
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 eléctricocarga 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 losg j
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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22. Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• Reportes
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23. á
Módulo Aceleración de MotoresMódulo Aceleración de Motores –– MotorMotor StartingStarting
• Práctica
Ver Guía de Ejerciciosj
Actividades 38 al 50
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