CONTROL INDUSTRIAL

PROTECCIN PARA MOTORES ELCTRICOS

NOMBRE:

ALEX SANTANA

NIVEL:

SPTIMO

CARRERA:

ELECTRNICA

I. INTRODUCCION

El suministro de la electricidad no es infalible, como todo sistema est sujeto a fluctuaciones o condiciones anormales que podran afectar los motores elctricos. Por tal razn, es recomendable que usted se asesore con un profesional, en la seleccin de la proteccin ms adecuada y econmica para sus motores. Hay dispositivos que permitirn que sus motores se desconecten automticamente del sistema, en el momento que presenten condiciones anormales en el suministro de energa elctrica, que puedan daar sus motores. El costo de estos dispositivos debe considerarse como un seguro, que evita tener que realizar erogaciones costosas en reparacin, rebobinado o reemplazo del motor, as como la prdida que sufre el cliente, porque el equipo no est disponible para la produccin mientras est en reparacin.

II. TIPOS DE FALLAS

1. Sobrecarga

Este tipo de falla se da cuando se satura de cargas la Instalacin Industrial, generando as que se requiera de ms corriente para alimentar a las cargas. Esto provoca un mal funcionamiento de los generadores y dems componentes, debido a que estaran trabajando por encima de su corriente nominal.

En la Figura 1, vemos como el generador al principio alimentando solo a una carga menor, este trabaja perfectamente, pero al ir elevando la carga, en este se produce un calentamiento debido al aumento de la corriente que circula por l.[1]

Figura 1. Esquema que representa el comportamiento de un Generador frente al aumento de las cargas a las que alimenta.

2. Cortocircuito

Como su mismo nombre lo dice, este tipo de falla se da cuando se cortocircuitan 2 fases o una fase y el neutro. En este caso al disminuir la resistencia, la corriente tiende a aumentar y esto provoca un alto consumo de Energa, como en la Figura2 y Figura3.Figura 2. Fallas por cortocircuito, en el primer se da entre 2 fases y en el segundo se da entre una fase y el neutro.

Al generarse una corriente elevada, genera un alto consumo de Energa, esto tiene efectos en el recibo por los siguientes 6 meses, lo cual representa un alto costo.[3]

Figura 3. Comportamiento de la Corriente cuando se da una Falla por Cortocircuito.III. ELEMENTOS DE PROTECCION

1. Fusible

El fusible es dispositivo utilizado para proteger dispositivos elctricos y electrnicos. El fusible permite el paso de la corriente mientras sta no supere un valor establecido y su simbologa se presenta en la Figura4.

Figura 4. Simbologa usada para Representar Fusibles.

Si el valor de la corriente que pasa, es superior a ste, el fusible se derrite, se abre el circuito y no pasa corriente. Si esto no sucediera, el equipo que se alimenta se puede recalentar por consumo excesivo de corriente: (un corto circuito) y causar hasta un incendio.El fusible normalmente se coloca entre la fuente de alimentacin y el circuito a alimentar. En equipos elctricos o electrnicos comerciales, el fusible est colocado dentro de ste; est constituido por una lmina o hilo metlico que se funde con el calor producido por el paso de la corriente. [2]Es una prctica comn reemplazar los fusibles, sin saber el motivo por el cual este se "quem", y muchas veces el reemplazo es por un fusible de valor inadecuado. Los fusibles deben de tener la capacidad de conducir una corriente ligeramente superior a la que supuestamente se "quema". Esto con el propsito de permitir picos de corriente que son normales en algunos equipos.Los picos de corriente son valores de corriente ligeramente por encima del valor aceptable y que dura muy poco tiempo, como por ejemplo los fusibles de vidrio como en la Figura5.[2]

Figura 5. Fusible encapsulado de Vidrio.Hay equipos elctricos que piden una gran cantidad de corriente cuando se encienden (se ponen en ON). Si se pusiera un fusible que permita el paso de esta corriente, permitira tambin el paso de corrientes causadas por fallas "normales" que haran subir la corriente por encima de lo normal. En otras palabras: el circuito no queda protegido, como el fusible que no cubrir un elevado consumo del equipo en el arranque como en la Figura6.Un caso es el de los motores elctricos, que en el arranque consumen una cantidad de corriente bastante mayor a la que consumen en funcionamiento estable.Para resolver este problema hay fusibles especiales que permiten, por un corto perodo de tiempo (ejemplo: 10 milisegundos), dejar pasar una corriente hasta 10 veces mayor que la corriente normal. Si despus de pasado este tiempo la corriente sigue siendo grande, el fusible se "quema".[1]

Cuando se queme un fusible, siempre hay que reemplazarlo por uno de la mismas caractersticas, sin excepciones, previa revisin del equipo en cuestin, para determinar la causa de que el fusible se haya quemado.[3]

Figura 6. Esquema en el cual el Fusible no cubrira un elevado consumo del equipo en el arranque si es que fuese un motor elctrico.

Tipos de Fusibles

Fusible desnudo: constituido por un hilo metlico (generalmente de plomo) que se funde por efecto del calor. Fusible encapsulado de vidrio: utilizado principalmente en equipos electrnicos. Fusible de tapn enroscable: pieza cilndrica de porcelana o similar, sobre la cual se pone una camisa roscada que sirve para que sea introducido en el circuito. El alambre (fusible) se coloca internamente, se fija con tornillos y se protege con una tapa roscada. Fusible de cartucho: Estn constituidos por una base de material aislante, sobre la cual se fijan unos soportes metlicos que sirvan para introducir a presin el cartucho, como en la Figura7.[3]

Figura 7. Tipos de Fusibles2. Rel Termico

Son los aparatos ms utilizados para proteger los motores contra las sobrecargas dbiles y prolongadas. Se pueden utilizar en corriente alterna o continua, como se muestra en la Figura8.Este dispositivo de proteccin garantiza:[1]

Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en condiciones de calentamiento anmalas. La continuidad de explotacin de las mquinas o las instalaciones evitando paradas imprevistas. Volver a arrancar despus de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas.

Figura 8. Rel TrmicoValores estndar: 660 V c.a. para frecuencias de 50/60 Hz.

El aparato incorpora dos contactos auxiliares (NO-97-98 y NC-95-96), para su uso en el circuito de mando.Dispone de un botn regulador-selector de la intensidad de proteccin. Sirva el ejemplo: In.: 1,6 hasta 3,2A . Adems, incorpora un botn de prueba (STOP), y otro para RESET.

Funcionamiento

Si el motor sufre una avera y se produce una sobreinten-sidad, unas bobinas calefactoras (resistencias arrolladas alrededor de un bimetal), consiguen que una lmina bimetlica, constituida por dos metales de diferente coeficiente de dilatacin, se deforme, desplazando en este movimiento una placa de fibra, hasta que se produce el cambio o conmutacin de los contactos.El rel trmico acta en el circuito de mando, con dos contactos auxiliares y en el circuito de potencia, a travs de sus tres contactos principales, como se muestra en la Figura9.[3]

Simbologa normalizada:

Figura 9. Simbologa Rel Trmico

3. Guardamotor

Un guardamotor es un disyuntor magneto-trmico, especialmente diseado para la proteccin de motores elctricos. Este diseo especial proporciona al dispositivo una curva de disparo que lo hace ms robusto frente a las sobre intensidades transitorias tpicas de los arranques de los motores. El disparo magntico es equivalente al de otros interruptores automticos pero el disparo trmico se produce con una intensidad y tiempo mayores. Su curva caracterstica se denomina D o K.

Las caractersticas principales de los guardamotores, al igual que de otros interruptores automticos magneto-trmicos, son la capacidad de ruptura, la intensidad nominal o calibre y la curva de disparo. Proporciona proteccin frente a sobrecargas del motor y cortocircuitos, as como, en algunos casos, frente a falta de fase, como en la Figura10.[1][2]

Figura 10. Visin explosionada de un Guardamotor sistema PKZ 2 que brinda proteccin hasta una intensidad nominal de 40 A4. Disyuntor

Definicin

Interruptor automtico por corriente diferencial. Se emplea como dispositivo de proteccin contra los contactos indirectos, asociado a la puesta a tierra de las masas. El interruptor diferencial est destinado a proteger la vida de las personas contra contactos accidentales de elementos bajo tensin.(Como concepto bsico, el disyuntor o interruptor diferencial es un dispositivo de proteccin elctrica diseado para proteger a las personas de un choque elctrico)[2]

Datos tcnicos

Desde el punto de vista del riesgo elctrico, el contacto indirecto es ms peligroso, porque: el riesgo no se ve.

Conexin

El disyuntor se coloca en la lnea de entrada, aguas abajo del medidor y de la de la llave trmica general, y antes de la trmica interior que pueda tener la vivienda.( siempre que se tenga que realizar un trabajo de electricidad, es necesario cortar la tensin, es recomendable que este tipo de trabajo lo realice un profesional matriculado, tomando los recaudos correspondientes), como en la Figura11y12.[3]

Figura 11. Funcionamiento del Disyuntor

Figura 12. Vista en Corte de un Disyuntor

IV. CURVAS DE DISPAROTrmico

Disparo Trmico Elemento bimetlico, responde al calor generado por la sobrecorriente Representado en la porcin superior izquierda de la curva. Corrientes de sobrecarga (1X a 6X) Tiempo Inverso - sobrecorrientes ms grandes abren al interruptor ms rpido

Figura 13: Curva de disparo (trmico)

En la zona trmica el tiempo de activacin es largo y las corrientes son relativamente pequeas, como se muestra en la Figura13.

Secuencia de ImplementacinA continuacin la secuencia de implementacin Figura14 .[2]

Figura 14: Secuencia de implementacin

TABLA ELEMENTOS DE PROTECCION Y CAUSAS

V REFERENCIAS:[1]http://ezp1.espe.edu.ec:2050/lib/espesp/detail.action?docID=10515067&p00=protecciones+para+motores+electricos[2]http://ezp1.espe.edu.ec:2050/lib/espesp/detail.action?docID=10646377&p00=proteccion+motores+electricos[3]http://ezp1.espe.edu.ec:2050/lib/espesp/detail.action?docID=10721808&p00=proteccion+motores+electricos