Cuaderno Técnico nº 113 Protección de las máquinas y de las redes industriales de AT

Transcripción

1 Cuaerno Técnco nº 113 Proeccón e las máqunas y e las rees nusrales e AT Por: P. Rocca

2 La Bbloeca Técnca consuye una coleccón e íulos que recogen las noveaes elecroécncas y elecróncas. Esán esnaos a ngeneros y Técncos que precsen una nformacón específca o más ampla, que complemene la e los caálogos, guías e prouco o nocas écncas. Esos ocumenos ayuan a conocer mejor los fenómenos que se presenan en las nsalacones, los ssemas y equpos elécrcos. Caa uno raa en profuna un ema concreo el campo e las rees elécrcas, proeccones, conrol y mano y e los auomasmos nusrales. Puee acceerse a esas publcacones en nerne: hp:// gualmene pueen solcarse ejemplares en cualquer elegacón comercal e Schneer Elecrc España S.A., o ben rgrse a: Cenro e Formacón Schneer C/ Mquel Baa, 8 bajos 0804 Barcelona Telf. (93) Fax: (93) e-mal: formacon@schneerelecrc.es La coleccón e Cuaernos Técncos forma pare e la «Bbloeca Técnca» el Grupo Schneer. Averenca Los auores eclnan oa responsabla ervaa e la ncorreca ulzacón e las nformacones y esquemas reproucos en la presene obra y no serán responsables e evenuales errores u omsones, n e las consecuencas e la aplcacón e las nformacones o esquemas conenas en la presene ecón. La reprouccón oal o parcal e ese Cuaerno Técnco esá auorzaa haceno la mencón oblgaora: «Reprouccón el Cuaerno Técnco nº 113 e Schneer Elecrc».

3 Cuaerno Técnco n o 113 Perre ROCCA Dplomao en 1969 como ngenero Elécrco por el nsu Naonal Polyechnque e Grenoble. Después e haber ocupao un pueso e responsabla en el secor el equpameno nusral y e la srbucón públca AT, pasó a encargarse e amplar la gama e relés e proeccón Merln Gern y e concrear una flosofía écnca sobre la proeccón e rees nusrales AT gracas a los sposvos asocaos a los nerrupores auomácos. Ese Cuaerno Técnco es un reflejo e esa acva. Pasó a encargarse espués e Formacón. Acualmene es ngenero e Esuos al servco el seño e equpos y conjunos. Proeccón e las máqunas y e las rees nusrales e AT Por: P. Rocca Tra.: Dr. M. Cores, J.M. Gró Ecón francesa: juno 1985 Versón española: abrl 1991

4 Proeccón e las máqunas y e las rees nusrales e AT Ínce 1 Defecos prncpales que se que pueen presenar p. 5 en las rees y máqunas Relés e proeccón p Selecva p. 7 4 Proeccones ípcas p. 9 5 Conclusón p Bblografía p. 33 La lmacón e las consecuencas e un efeco en las rees e srbucón y en las máqunas (coses e la reposcón el servco y péras en la exploacón) se obene por la ulzacón e sposvos e vglanca, enomnaos «proeccones». El objeo e ese Cuaerno Técnco es el e efnr los efecos y sus caraceríscas, exponer sus causas y consecuencas y los meos e proeccón. Los ferenes relés e proeccón empleaos se presenan sucesvamene. Se an los creros e ajuse, en funcón e los parámeros elécrcos e la re y e las máqunas y e la selecva que se preene consegur. Asmsmo, se esuan los problemas e la proeccón e las máqunas y e las rees nusrales, ncluyeno los relavos a las rees e ranspore y e srbucón públca, que exgen equpos e proeccón específcos (relés e sanca, e mpeanca, ec.). Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 4

5 1 Defecos prncpales que se pueen presenar en las rees y las máqunas Anes e esuar las causas, las consecuencas y los meos e proeccón relavos a los prncpales efecos, juzgamos e nerés recorar que ésos son muy varaos y pueen eermnar el core e la almenacón elécrca o el sparo e una alarma. Los efecos pueen caracerzarse: n Por sus orígenes Los efecos que afecan al funconameno correco e una re o e una máquna se eben a causas: o e orgen elécrco, o e orgen mecánco, mofcano los parámeros elécrcos (mpeancas), o e orgen humano, errores e exploacón. n Por su localzacón Al conserar un componene e la re e poenca (línea o máquna), es necesaro sngur: o los efecos nernos, caracerzaos generalmene por los eeroros el aslameno, o los efecos exernos, en los que las consecuencas se lman a unas perurbacones que pueen llevar, en mayor o menor mea, a esperfecos en el elemeno afecao y pueen conucr a un efeco permanene. n Por su uracón o s el efeco esaparece por sí msmo se le enomna auo-exnor, o s el efeco esaparece por la accón e la proeccón, sn ejar eeroros que afecen al funconameno e la re, el efeco es enomnao fugvo. El seño e la re y las proeccones enen a lmar los errores e exploacón a efecos fugvos. o s el efeco enraña eeroros que mplquen reparacones es enomnao permanene. En la rees e cables y en las máqunas los efecos e orgen elécrco son, generalmene, permanenes. Salvo casos parculares, exgen la esconexón e la ensón. Las proeccones son funcón el po e efeco. La selecva en la esconexón esá recamene lgaa a la localzacón el efeco. El carácer permanene e un efeco oblga a ulzar relés con enclavameno (con reencón). Corocrcuo enre fases Causas n La egraacón e los aslanes: o egraacón e la cala e las superfces (polucón), o egraacón érmca (emperauras excesvas), o escargas parcales en los nerscos (mcrocavaes) en la masa e los aslanes. n Dsmnucón accenal e las sancas e aslameno, (presenca e anmales, herramenas ejaas por naverenca en los juegos e barras, conacos enre conucores aéreos). n Rouras por causas exernas (peraas, golpes e pco, ec.). n Sobreensones. Consecuencas n Aemás e los esfuerzos elecronámcos, se proucen efecos érmcos: ncenos en los punos el arco e efeco, calenamenos en las pares que recorren las correnes e corocrcuo. La rupura rápa lma los efecos érmcos. n El efeco mofca las magnues elécrcas e la re: orgen e ceros e ensón, esequlbros, nercambos e energía reacva, ec. Esas magnues al ser accenalmene mofcaas perurban el funconameno e las máqunas e la re (nesabla) y consuyen un pelgro (sobreensones). n Las correnes e efeco eermnan fenómenos e nuccón elecromagnéca en los crcuos auxlares próxmos. Meos e proeccón Empleo e relés e máxma correne (máxmo e ) a empo nepenene o a empo epenene. El relé lma: n los efecos érmcos, n los resgos e nesabla e la re. La coornacón enre los versos relés a máxma correne e una re se realza lmánose a ejar sn ensón, úncamene, la pare con efeco (selecva). Esos relés no pueen manener la selecva en las rees en anllo o e esrucura mallaa. En ésas se emplean relés: n recconales, n ferencales longunales. Defeco fase-erra Causas Son las msmas que eermnan los corocrcuos fase-fase. Los conacos accenales enen lugar enre fase y erra o enre fase y masa, esano las masas unas a erra. Los efecos permanenes proucen la esconexón, excepo bajo ceras concones, en régmen e neuro aslao (o fueremene mpeane). Consecuencas Las correnes e efeco fase-erra son moeraas y no exceen generalmene e 1/10 la correne e corocrcuo enre fases. Las consecuencas se reucen generalmene a: n elevacón el poencal e las masas, poneno en juego la segura e las personas. La ensón e conaco no eberá exceer e 50 V permanenes, Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 5

6 n coccón e las omas e erra, punos calenes en las masas, quemauras, n calenameno e los crcuos magnécos. La correne e efeco fase-erra en una máquna eberá lmarse a unos vene amperos, lo que evará años en los crcuos magnécos, n calenameno el apanallao e los cables, n sobreensones en la re. Meos e proeccón n Régmen e neuro éblmene mpeane (TT, con facor e efeco a erra 1,4) es el más empleao. La correne e efeco, aunque lmaa, perme la ulzacón e relés e máxma correne homopolar. La coornacón e esos relés se realza e manera que ejen sólo sn ensón la pare con efeco (selecva cronomérca). Los msmos no pueen guarar la selecva en las rees en anllo o e esrucura mallaa. En esos casos se emplean: o relés ferencales longunales e correne homopolar, o relés recconales e correne homopolar, que al ser regulaos, enen ambén la venaja e poer ser nsensblzaos a las correnes capacavas e los cables. La ulzacón e relés volmércos homopolares puee ser úl para eecar, a parr e un puno volunaramene elego en el conjuno e la re, los efecos faseerra, o fase-masa, que se orgnan en un puno cualquera e la re. n Régmen e neuro aslao, o fueremene mpeane (T, facor e efeco a erra > 1,4) con el cual es posble connuar la exploacón con un prmer efeco. Por lo general, la eeccón el prmer efeco no es selecva. Esa eeccón es enonces aseguraa, ben sea por: o un relé volmérco homopolar conecao enre el borne neuro el generaor y erra y regulao en funcón el aumeno el poencal el neuro, o un conrolaor permanene e aslameno, el cual ene la venaja e mer el aslameno e la re y funconar ncluso sn ensón en la re. El efeco oble es elmnao por las proeccones e máxma correne e la nsalacón. En las salas no preferenes que se esconecan al prmer efeco, espués e un cuaoso esuo écnco se pueen emplear relés recconales e la correne faseerra o fase-masa. Generalmene el empleo e relés e máxma correne homopolar, que funconen por las correnes capacvas e la re es fícl, sno mposble. Error e acoplameno Causas Ese efeco se presena cuano, al conecar en paralelo os rees e fases ferenes (con ferenes ínces horaros), un generaor se coneca en oposcón e fase. Consecuencas En el peor e los casos, las consecuencas son las msmas que las e un corocrcuo enre fases. Los años ebos a los efecos érmcos son generalmene lmaos, la energía el efeco es esencalmene lberaa en la cámara e rupura el nerrupor auomáco. Se pueen observar eeroros mecáncos en los generaores. Meos e proeccón Las meas e proeccón prevas y los enclavamenos enen que mposblar los errores e acoplameno. No obsane, s se prouce el error e acoplameno, los meos e proeccón empleaos conra corocrcuos han e ser sufcenemene efcaces. Sobrecarga Causas Se eben esencalmene al aumeno e la emana e energía. Tenen un orgen: n mecánco: aumeno el par exgo (machacaoras), n elécrco: aumeno anormal el número e consumores. Las sobrecargas se eben ambén a una smnucón el facor e poenca, o a una smnucón o aumeno e la ensón e la re. Consecuencas Las sobrecargas son snónmo e sobrenensaes. Las sobrecargas provocan un aumeno exagerao el calenameno e los cables, los ransformaores y los moores. Dsmnuyen la va e los aslanes. Meos e proeccón Conrol e la nensa meane un relé e magen érmca o un relé e máxma correne e empo consane para lmar en el empo sobrecargas consanes y conocas. Se raa, por ejemplo e una sobrecarga, cuya uracón y frecuenca e repecón esán ben eermnaas (apreao e rafonos e lamnacón). nversón el seno e crculacón e la energía en ausenca e efeco elécrco Causas El buen funconameno e la re se caracerza por la ransferenca e energía e las fuenes a los consumores, respeano las poencas nomnales y las nensaes amsbles. Esa ransferenca normal e energía puee alerarse por ejemplo por: n una bajaa e la ensón e la re e srbucón, que ocasona el sumnsro e energía a esa re por un abonao que sponga e una cenral e prouccón auónoma, n un cclo rápo e reenganche: la energía cnéca almacenaa por moores e gran poenca provoca la almenacón por reorno e los recepores. La eeccón e ese reorno e energía perme el esacoplameno Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 6

7 rápo e esos poenes moores. La reconexón e esos moores porá hacerse nmeaamene en concones ópmas (ausenca e acoplameno en oposcón al flujo remanene). Los abonaos 1 y (fgura 1) son almenaos por el abonao 3, por ejemplo, por causa e una esconexón, con reenganche rápo a nvel el Cenro e Transformacón. Se pueen consaar las fculaes e la reanuacón el servco e los moores (recuperacón e la veloca) al reorno e la ensón e almenacón, n el funconameno e un moor como alernaor (péra e poenca el moor e funconameno). Consecuencas Son numerosas y se pueen car: n sobrecarga e una fuene auónoma, n esequlbro el balance energéco e la re, Fg. 1. Cenro e ransformacón Abonao reenganche rápo M Abonao 1 Abonao 3 M n fallos e selecva en la écnca selecva cronomérca s a una nversón el seno e la energía le sgue un efeco elécrco, n que el alernaor pase a arrasrar a la urbna o esel epauperaos. Meos e proeccón Empleo e un relé a reorno e correne acva, o e un relé e poenca acva recconal. En el caso e la que la re esé equlbraa en ensón y en nensa, el relé puee ser monofásco. El relé ampermérco conrola el valor algebraco e: ac = cos ϕ, lo que a, a ensón consane: P U 3 cos W N Varacón e ensón Causas n bajaas e ensón Las bajaas e ensón se eben a una sobrecarga e la re o a un mal funconameno el regulaor e ensón en carga el ransformaor o e un regulaor. n sobreensones Las sobreensones pueen eberse a un mal funconameno en carga e un regulaor, e un regulaor e veloca, o e la smnucón brusca e la poenca emanaa. Consecuencas n las bajaas e ensón smnuyen el par e los moores. En efeco: C m = ku, para una veloca aa (ω), en one: C m : par moor, U: ensón e la re. La smnucón el par e un moor asíncrono conlleva: o un aumeno el empo e arranque: Cm Cr J J = mr : momeno e nerca el grupo, C r : momeno ressene. S en la puesa en marcha C m = C r, el moor no acelera, «ronca» y sus péras son mporanes. o una reuccón e la veloca en marcha normal, lo que generalmene hace aumenar la nensa absorba, las péras por efeco Joule en el esaor y, especalmene, las péras roórcas. n las elevacones e ensón provocan un calenameno e los crcuos magnécos por aumeno e las péras en el herro. Ese calenameno es nepenene el esao e carga e la máquna y no es por ano conrolao por los relés e sobrecarga. Meos e proeccón Se ulzará un relé e proeccón conra las bajaas e ensón: n conrolar el funconameno e los regulaores e ensón, n escargar la re e los consumos no proraros, n corar la almenacón e los moores s la ensón e almenacón es emasao baja. Se empleará un relé e ensón máxma para conrolar los regulaores y los compensaores en carga. Presenca e una componene nversa en marcha monofásca Causas En el conjuno e una re, se orgna una componene nversa e ensón cuano se cora un conucor e fase e la línea, o a causa e un gran consumo monofásco conecao enre fases. La nfluenca e un efeco exerno provoca la aparcón e una componene nversa e la nensa en los arrollamenos e la máquna e re que almena a la re con efeco. S el core e la fase se encuenra en la canalzacón e la máquna, ésa sufre un esequlbro compleo. Tambén aparece un esequlbro por correne nversa cuano se prouce un core en el evanao e una máquna, o un corocrcuo enre espras e un msmo arrollameno. Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 7

8 Consecuencas Los elemenos e la re que presenan una mpeanca nversa, sna e la mpeanca reca, son sensbles a la componene nversa e la ensón. Son las máqunas roavas las que más acusan esa componene, pues reacconan e forma versa según que su seno e gro conca con el el campo nucor o sea opueso al msmo. Se observa en esas máqunas un calenameno pelgroso e la jaula roórca o e la jaula e amorguameno (máqunas síncronas), una reuccón el par moor y el renmeno: mposbla e arrancar s fala una fase, ralenzacón e los moores asíncronos. El fenómeno no es necesaramene eecao por smples relés érmcos. Meos e proeccón Son: n prevenvos: evar que el core e la fase exerna se rauzca con el empo en un efeco nerno, n curavos: por eeccón e una anomalía en el evanao e una máquna, apare el corocrcuo enre fases, o e un efeco e aslameno. A ese propóso se emplea un relé e esequlbro nverso e máxma componene nversa. Too ssema rfásco esequlbrao e ensones, o e nensaes, se escompone en una suma, fase a fase, e os ssemas equlbraos: rfásco reco (sucesón 1,, 3), rfásco nverso (sucesón 1, 3, ) y un ssema rfásco homopolar, (1,, 3, en fase) (fgura ) y por ano un ssema que relacona las nensaes a sus componenes smércas. El msmo razonameno es válo aplcao a las ensones. Vecoralmene, o en números complejos poemos escrbr: h h h Tomano la fase 1 como referenca: 1 1 1h h Con la ayua el operaor: e j j poemos expresar 1,, 3, en funcón e:,, h, 1 h a a a a h h Las componenes e ensón y e correne esán relaconaas por: la mpeanca reca: V la mpeanca nversa: V la mpeanca homopolar: h V h h En oo cuano sgue omaremos V h h 0, hpóess que se verfca en ausenca e un efeco fase erra, en el ssema rfásco a 3 hlos. 3 Fg Para una línea: Para un ransformaor: V V Para un moor grano: Tracemos, a ensón consane, el agrama el crcuo smplfcao (g), e un moor e nuccón (fgura 3). Con el moor en marcha, se oman los sguenes valores: n la relacón: mpeanca reca mpeanca nversa n la relacón enre el eslzameno reco g y el eslzameno nverso g. Se emuesra seguamene que la energía e frenao (eba a la componene nversa) se spa en el roor. Supongamos que el moor es arrasrao por la carga, a veloca ω en seno nverso al campo graoro p, el eslzameno g p es mayor que 1. Ese po e funconameno correspone a un frenao conra correne, o a la componene nversa e la nensa eba, por ejemplo, a la rupura e reco nverso homopolar Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 8

9 0 N síncrona Fg. 3: Dagrama e círculo (g). N g < 1 con U n una fase, lo que provoca un campo graoro paráso e seno nverso al e roacón el eje. A ensón consane, s g > 1, la nensa absorba es mayor que la nensa e arranque D, y ésa mayor que la nensa nomnal: N(gn) < a < (g>1). En general, en las concones nomnales e funconameno el eslzameno g n es el oren e 0,04. Un ensayo a conra correne realzao a la veloca nomnal ω = - ω n (g = 1,96) y exrapolao a la ensón nomnal perme escrbr: (g 1, 96) (g 0,04) N n en funconameno normal, y como a (g = 1) < (g= 1,96) se ene D N según el agrama (g) e la fgura 3. En una prmera aproxmacón oscla enre 6 y 7. En general la nensa e arranque D es funcón e: ω = pulsacón πf p = número e pares e polos ω/p = veloca el campo graoro (veloca e sncronsmo) Ω = veloca e gro el eje a = arranque ( = 0, g = 1) g = 1,96 Poenca absorba e la re Poenca cea a la re Se emuesra que s un moor es almenao con un porcenaje,, e componene nversa e la ensón: V = la asa e componene V nversa e la nensa será: D N lo que explca que se alcancen rápamene valores elevaos e la componene nversa e la nensa. Energía pera en el roor e una máquna asíncrona El eslzameno vene expresao por la relacón: p g 1 Se pueen aprecar os punos sngulares: g = 0 para Ω = ω/p (máquna síncrona), y g = 1, para Ω = 0 (máquna con ensón y paraa). Las correnes nucas en el roor enen la pulsacón ω = g ω. La posbla e una almenacón que presene una componene nversa perme efnr os eslzamenos: un eslzameno reco: g 1 p, p p y un eslzameno nverso: g 1 p e one se euce que g + g =. En una máquna asíncrona, con un ébl porcenaje e componene nversa se ene g = 0,04 y g = 1,96. En una máquna síncrona: g = 0 y g =. Las correnes nucas en el amorguaor e una máquna síncrona por la componene nversa enen la pulsacón ω. En general se ene: 0 g 1 1 g. En la fgura 4 se nca el análss energéco e un moor asíncrono esprecano las péras esaórcas por efeco Joule y las péras mecáncas. Esquema energéco e un moor asíncrono esprecano las péras esaórcas y las péras mecáncas Ssema reco: almenacón normal, rfásca equlbraa (fgura 5). Ssema nverso: conrbucón e la componene nversa e la ensón, en una almenacón rfásca esequlbraa (fgura 6). La poenca úl en el eje es smnua por la presenca e una componene nversa. Las péras roórcas ebas a la componene nversa venen aas por la suma e os energías: n la que se absorbe e la re, n y la que se oma el eje (frenao). En el supueso e una componene nversa e la ensón e V 0,05 V, que a una componene nversa e la nensa e 0,15, se emuesra que Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 9

10 las péras roórcas se ncremenarán enre un 5 y un 6%, con relacón a las msmas péras en régmen equlbrao. Los aos e los cálculos numércos an los sguenes valores: 6 cos ϕ 0,5 cos ϕ 0,85 g = 1,96 g = 0,04 Poenca elécrca global = Péras roórcas + Poenca sponble en el eje Ssema reco Ssema nverso C m p Cm Cm g m p p C g p C m(1 g) p Cm (1 g) p En marcha monofásca las péras roórcas pueen rplcarse. Con oo rgor, se eberán ener en cuena: n las péras esaórcas, n la reuccón e la veloca a consecuenca e la smnucón el par resulane. Vemos con eso oo el nerés que ene el relé sensble a la componene nversa e la nensa, relé e proeccón roórca por excelenca. 1 Fg. 4. Poenca absorba reca Moor P r = Péras roócas Pu Pr Pa Cm g p Pa U 3 cos Cm p Pu en el eje Cm 1 g 0 p Frecuenca e arranque emasao elevaa Causas n mal funconameno el auomasmo e mano, n acconameno manual emasao frecuene, n o, mucho peor, una sere e reconexones con efeco. Consecuencas Aemás e un exagerao calenameno el esaor y parcularmene el roor, se prouce una sucesón e choques mecáncos en los acoplamenos y en las cabezas e bobna perjucales para los maerales, en parcular para los aslanes. Anoemos que un efeco fase-masa, a menuo, es la consecuenca e la roura e los aslanes e las cabezas e bobna en el exremo e las ranuras. Fg. 5. Fg. 6. P r = Péras roócas Moor Meos e proeccón Se empleará un relé e proeccón, que cuene el número e arranques urane un empo eermnao. S el número e arranques efecuaos urane un empo eermnao excee el número e Pa U 3 cos Cm p Pu en el eje Cm 1 g 0 Cm g p p arranques permo, el relé bloqueará las orenes e conexón urane un nervalo e empo preeermnao. El relé perme lmar la frecuenca e los arranques a un valor fjao por el consrucor el moor. Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 10

11 Agarroameno en marcha e un moor asíncrono y arranque emasao largo Causas Los bloqueos mecáncos e un moor en marcha son ebos: n sea a un efeco mecánco: agarroameno, n sea a una exploacón que ene resgos especales e agarroameno, como por ejemplo, el moor e una quebranaora. Los bloqueos se proucen caa vez que el par ressene es mayor que el par moor máxmo. Los arranques emasao largos se proucen cuano el moor esá cargao en exceso, o esá almenao con una ensón reuca. Consecuencas El agarroameno el moor orgna un choque mecánco sobre los acoplamenos, cojnees, bobnaos, ec. El calenameno es muy rápo, pues la nensa alcanza el valor e la correne el arranque D y la energía absorba e la re se spa prncpalmene en el roor. La fala e venlacón aumena la emperaura. El arranque emasao largo provoca esfuerzos érmcos perjucales para la esperanza e va e los aslanes. S, a la puesa en marcha el moor, exse el resgo e que el roor quee agarroao, ése eberá soporar el calenameno corresponene urane un empo superor al empo e arranque. Un esuo e la evolucón e la nensa y s es posble, el facor e poenca, urane el empo e arranque: = f 1 (); cos ϕ = f (), permrá eermnar s es posble la ulzacón e un relé e máxma nensa, o e un relé e mpeanca (fgura 7). Descebao e las bombas Es una proeccón específca e las bombas aspranes. Causas La ausenca e líquo en la bomba, su no cebao o el escebao e la msma, el funconameno con las válvulas cerraas, son las causas que pueen llevar al eeroro e la bomba por calenameno. Consecuencas El sínoma e que la bomba esá escebaa, o no eleva líquo, lo a la correne absorba por el moor elécrco e acconameno. V Meos e proeccón Se ulzará un relé e correne mínma enclavao en el arranque y regulao enre: n la correne e vacío, o con las válvulas cerraas, n la correne absorba en régmen normal e funconameno e la bomba. S las concones e exploacón ncan que la ferenca enre los valores anerores es emasao pequeña, ferenca en la que nervenen los ferenes errores e precsón, se porán ener en cuena las varacones el facor e poenca y ulzar un relé e mínma poenca acva. Péra e la excacón e las máqunas síncronas Causas Pueen ser una reuccón noable e la correne e excacón o una rupura el evanao nucor. Consecuencas Con objeo e compensar la péra e la energía magnezane el Meos e proeccón Se ulzará un relé e máxma nensa, nhbo urane el peroo e arranque. Se presenan os casos: n al fnal el peroo normal e arranque la nensa sgue seno superor al valor nomnal: se raará e un arranque muy largo ebo a un par aceleraor muy bajo, n en marcha normal, la nensa alcanza rápamene el valor e la correne e arranque: el moor se ha agarroao. El relé cora rápamene la almenacón el moor para lmar las consecuencas el efeco. Fg. 7. D N Umbral el relé ampermérco emporzao al arranque g = 1 = 0 Umbral el relé e mpeanca o e amanca, emporzao al arranque Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 11

12 nucor, la máquna la absorbe e la re bajo la forma e energía reacva. El efeco se rauce por una reuccón el facor e poenca. S el efeco vene seguo e una péra el sncronsmo, el roor y la jaula e amorguameno soporarán correnes nucas que pueen proucr fueres calenamenos en los msmos. Meas e proeccón Se puee emplear un relé e mínma e correne connua en el crcuo e excacón, s ése es accesble. De no ser posble, la proeccón eberá eecar el aumeno e energía reacva absorba. Se ulzará a al efeco, un relé recconal e correne reacva o e energía reacva. Aplcaos a la proeccón e un moor síncrono esos relés eberán nhbrse urane el arranque asíncrono el moor. Varacón e la frecuenca Causas Se pueen car enre las causas e varacón e la frecuenca: n las sobrecargas e una re, almenaa por fuenes e poenca lmaa (rees auónomas), n la ausenca e conrol e sncronsmo e un alernaor o e un moor síncrono bajo mcro-rupuras e la re (reenganche rápo). Es el caso e las mcrocenrales conecaas a una re, n core e la almenacón e una esacón equpaa e granes moores asíncronos, n mal funconameno el regulaor e veloca e un grupo moor alernaor. Consecuencas Las varacones e frecuenca enclavan los ploajes y harán necesaras las operacones e acoplameno al rencar la exploacón normal. n las varacones e frecuenca perjucan el funconameno e los recepores síncronos (regsraores, relojes, ec.), n las varacones e frecuenca mofcan las péras en el herro e los crcuos magnécos. Meos e proeccón A parr el conrol e la frecuenca por un relé e regulacón (mn-max o los os): n se realza una esconexón selecva suprmeno los consumores no proraros en caso e sobrecarga, n se fraccona la re en rees elemenales s aparece una perurbacón en la frecuenca, perurbacones a menuo ebas a una fuere sobrecarga o a un efeco elécrco. La perurbacón e frecuenca será mucho más mporane, s el efeco no se elmna rápamene. En esas concones, se ponrá a prueba la esabla e las máqunas síncronas e la re. Los moores serán aecuaamene esconecaos e la re. n se aslan las mcrocenrales que no enen un ssema e conrol síncrono, n esconexón e una esacón con granes moores asíncronos bajo mcrocores e la re (reenganche rápo y leno). En la abla e la fgura 8 se puee ver un resumen e los prncpales efecos escros. Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 1

13 Defeco Orgen el efeco Duracón el efeco Parculara el relé recomenao Corocrcuo enre elécrco permanene con enclavameno fases Defeco fase-erra elécrco permanene con enclavameno Error e elécrco fugvo con enclavameno acoplameno error e exploacón Sobrecarga mecánco fugvo con enclavameno error e exploacón (bajo precaucón, sn enclavameno) nversón el seno mecánco o fugvo con enclavameno e crculacón e la error e exploacón s es mecánco energía, en ausenca e efeco elécrco Varacón e la elécrco o permanene o con o sn ensón error e exploacón fugvo s es ebo enclavameno a una sobrecarga Fallo e una fase elécrco permanene con enclavameno Presenca e una elécrco permanene o con enclavameno componene nversa fugvo (bajo concones, sn enclavameno) Frecuenca e azares el mano fugvo sn enclavameno arranques muy elevaa Agarroameno el roor mecánco permanene con enclavameno Descebao e la mecánco permanene con enclavameno bomba hráulca Péra e la excacón elécrco permanene con enclavameno Varacón e la mecánco o permanene o con enclavameno frecuenca sobrecarga fugvo (sn enclavameno) El enclavameno es un mecansmo e cerrojo que eja al operaor un empo e reflexón anes e reanuar el servco. El enclavameno e los relés es mperavo en el caso e efecos permanenes. El enclavameno es aconsejable en caso e errores e exploacón. Fg. 8: Prncpales efecos que se encuenran en las rees. Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 13

14 Relés e proeccón Defncón Los relés e proeccón son sposvos, más o menos complejos, que ecen una accón, generalmene la aperura e un nerrupor auomáco, s aparece un efeco en la re, en la almenacón o en la máquna conrolaa. Esos sposvos se enomnan «relés», porque son unos nermearos enre una magnu físca conrolaa y un sparaor. En AT son el po nreco, por cuano oman la nformacón a ravés e capaores (TC, TT, oroes). La ulzacón e relés recos en AT va smnuyeno porque son rumenaros, mprecsos y e fícl nsalacón ebo a las sancas e aslameno que hay que respear. Ane un efeco, los relés an la oren e aperura a los nerrupores auomácos (fgura 9). Un relé puee ser: n e almenacón propa (o auónomo): oma la energía e la re a ravés e capaores, n e almenacón auxlar: oma la energía necesara para su funconameno e una fuene auxlar e ensón (connua o alerna). Relés e correne máxma para la eeccón e corocrcuos enre fases Ese relé ene (fgura 10): n un ajuse e nensa, n una emporzacón, en la que el nsane ncal correspone al e rebase el umbral y el fnal a la oren e aperura el nerrupor auomáco, o la emporzacón puee ser fja, para cualquer exceso el umbral: relé a empo consane o a empo nepenene. El usuaro puee ajusar el margen e nensa y la emporzacón: o la emporzacón puee epener el esvío enre la correne e sobrecarga y el umbral el relé: es el caso el relé a empo epenene o a empo nverso. La emporzacón esá especfcaa para un valor e correne (10 r ) y es regulaa por el usuaro. El ransformaor e correne e almenacón no ebe saurarse 1 Fg. 10. r = k n umbral Relé e empo nepenene Relé e empo epenene 10 r cc enro el campo e la curva úl el relé. El relé es generalmene bpolar, s esá asocao a un relé ampermérco homopolar (conra los efecos fase-masa). Oras caraceríscas (fgura 11) n empo e memora espués e la esaparcón e un efeco: es la ferenca e empo enre el efeco e más larga uracón que TC T 1 : emporzacón el relé T 1 Relé valor el umbral valor el umbral e reorno hséress empo e memora Bobna e sparo uracón máxma el efeco sn que haya habo esconexón Fg. 9. Fg. 11. Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 14

15 no prouce el sparo y la emporzacón el relé. Ese empo ebe ser lo más lmao posble para faclar la selecva cronomérca. n el umbral e reorno es el valor e la magnu conrolaa (o magnu regulaa) que provoca el reorno el eecor el relé al esao e espera (o e reposo), n el empo e reorno es la ferenca e empo enre el paso el umbral e reorno y el momeno en que el relé elecromagnéco e sala vuelve a alcanzar el reposo. Es gual al empo e memora, ncremenao en el empo e puesa a cero e la emporzacón y el empo e vuela al reposo el relé elecromagnéco e sala. El empo e reorno e un relé con enclavameno no es eermnane. Relé e correne máxma para la proeccón e máqunas conra corocrcuos nernos Es un relé rpolar que me la nensa ferencal longunal e fase. El relé es sensble úncamene a los efecos nernos que se súan enre los os ransformaores e correne que elman la zona proega (fgura 1). Para el par e ransformaores e mea, A e B son mágenes e A e B. A B 0 El relé puee ser: n a porcenaje A B o n a valor real, pero grauao en s% s N En ese caso, caa elemeno e mea el relé se pone en sere con una ressenca e esablzacón R. Esa ressenca R aumena arfcalmene la mpeanca el relé. De esa forma s uno e los os ransformaores e correne, por causa e un efeco exerno, se saura, la correne e mea = A - B no alcanzará el valor e umbral. El valor e la ressenca R se elegrá para que: o R. s% N R R 1 A Uc o R. s% N R R 1 A R: ressenca e esablzacón, s% x N : correne e umbral, R : ressenca el secunaro el ransformaor e correne, R 1 : el mayor valor e las os ressencas el bucle A o B el relé a los ransformaores e mea, A : el mayor valor e la correne e corocrcuo eórca para un efeco exerno; el ejemplo supone que se saura el ransformaor A, U c : ensón e coo e los ransformaores e correne (TC). Eso mplca ransformaores clase PS, o sea 30 VA 5P 15. La regulacón el relé será el 15 al 0% e N. n ese relé puee proeger los juegos e barras en los casos más smples, n en el marco e la proeccón e un ransformaor, es necesaro compensar la relacón e ransformacón e ése: o en magnu: compensacón el número e espras, o en fase: compensacón el ínce horaro, la rapez e nervencón, la sncón enre la puna e conexón y el sparo bajo un corocrcuo, hacen que ese relé sea complejo. A A B B A B k k A B N N N N k quearavesaelrelé A B A B En ausenca e efeco nerno en la zona comprena enre los os capaores, la nensa e enraa en una fase A es gual a la nensa e sala B. La venaja el relé ferencal es que perme una regulacón por ebajo e la correne nomnal N. El relé sólo es sensble a los efecos nernos que suponen una: Fg. 1. Relé R Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 15

16 Relé e correne máxma para la eeccón recconal o e reorno e correne e los corocrcuos fase-fase Se raa e un relé e correne máxma en el que la sensbla esá supeaa a la «fase» e la correne respeco a la ensón. El relé ene en consecuenca: n un umbral e nensa epenene e la fase e la correne respeco a la ensón, n una emporzacón en la que el nsane ncal correspone al paso el umbral, bajo una cera concón e la fase (o efasaje). Salvaguarano la connua e servco en la srbucón con os líneas en paralelo, el relé es capaz e elmnar muy rápamene las correnes e corocrcuo e reorno por esconexón aguas abajo e las os líneas, ejano a connuacón a los relés e máxma nensa, con selecva cronomérca o lógca, la area e corar efnvamene el corocrcuo e la línea con efeco. El relé es noperane s el corocrcuo se prouce en el juego e barras almenao por os líneas en paralelo. Para que respona a esa ncenca se ebe scrmnar en un conucor cc e cc, o cho e ora forma el sgno e cos ϕ cc : vecor «eje caracerísco el relé» lgao a la ensón enre las oras os fases. Se observará que esa comparacón ebe ser basane laxa para permr el buen funconameno sobre oos los cables y para oas las sancas el corocrcuo al relé. Aemás el relé ebe ener una ala sensbla a la ensón, pues ésa es muy reuca en los corocrcuos rfáscos equlbraos próxmos al relé. El esquema y el agrama vecoral e prncpo aclaran el funconameno (fgura 13). Umbral K n V V 3 omno bloqueao zona el corocrcuo rfásco 60 o Al ser el relé generalmene unpolar, se emuesra que son necesaros y sufcenes os relés para poner en evenca el corocrcuo rfásco equlbrao y los res corocrcuos bfáscos. Se eberá segur el esquema e cableao que a el consrucor. o corocrcuo rfásco e mpeanca nula (aornllao): 30 o V 1 x ar c g r eje caracerísco resulao e un compromso V1. referenca e ensón 1 3 zona el corocrcuo bfásco - fases.3 Desconexón para cc cc No sparo para Se compara a ese propóso el esfasao el vecor represenavo e la correne e una fase con un Fg. 13. omno operaconal corocrcuo bfásco corocrcuo rfásco Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 16

17 o corocrcuo bfásco e mpeanca nula (aornllao) fases.3: g 3R r 3 x 3X r 3 r en general β = enre 15 0 y 30 0, U 1. : ensón e referenca, x: nucanca por una e longu el cable corocrcuao, r: ressenca por una e longu el cable corocrcuao, - 3 : correne que a orgen al sparo, + 3 : correne que no eermna el sparo, R y X: componenes e la mpeanca e la re vsa lao aguas arrba el puno e lecura e la ensón, l: longu el cable ese el efeco al puno e mea e la ensón (fgura 14). proucr efecos nucvos por proxma con los conucores e poenca. Ésas son las exgencas que eermnan las pecularaes enre los consrucores. La ulzacón e las proeccones ferencales se generalza en los bucles cerraos con un número cualquera e cenros e ransformacón nermeos. La selecva es oal y la connua e la srbucón es segura. Relé e correne máxma para la eeccón e los efecos fase-masa o fase-erra (ulzable en régmen e neuro éblmene mpeane) Es un relé smlar al e proeccón conra los corocrcuos fase-fase, pero unpolar y mucho más sensble. Deeca las correnes e efeco fase-erra, llamaas correnes homopolares. La mprecsón e los relés a empo nverso para valores reucos e la correne e efeco fase-erra y la pequeña mpeanca relava e las líneas (caía e ensón según la poscón el efeco) respeco a las mpeancas re-erra, hacen que se aconseje ulzar un relé a empo consane. Los capaores son: n 3 ransformaores e correne que en la conexón neuro e sus secunaros an el valor e la nensa e efeco: = = 3 h seno h la correne homopolar, o n 1 ransformaor oroal excao por los 3 conucores e fase. Las espras el oro concaenan un flujo magnéco, gual a: Relé ferencal longunal e máxma nensa, para la proeccón e líneas conra los corocrcuos Ese relé se asemeja al ferencal longunal para la proeccón e máqunas conra los corocrcuos. La ransmsón, fase por fase e la nformacón, «nensa», en los punos e lecura límes e la zona proega, se reuce e 4 a hlos, lo que supone una buena economía en la ransmsón a largas sancas. (Fgura 15). La nformacón e la guala e correnes e enraa y sala e la zona proega, por fase, se ransme por conucores por el prncpo e una combnacón lneal únca e los vecores e nensa. Ese prncpo ene valez para un régmen senoal, por lo que es necesaro que los ransformaores no lleguen a saurarse. Ésa es una e las razones e la fcula e esa proeccón. Aemás ebe añarse que la línea ploo ebe ener correnes e fuga muy ébles y que no se han e x y R R c TT 1 Rc R y X Fg k 3 a b k 3 k k k 1 k 1 Fg. 15. k k k a 1 1a a 3 3a k k k 1a 1b ; a b; 3a 3b; b 1 1b b 3 3b a,solamene s b Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 17

18 1 3 lejos e la sauracón. 1,, 3 son proporconales a las correnes e fase 1,, 3 y, al gual que la señal e sala el oro, son proporconales a 3 h. Es convenene respear el monaje e la fgura 16 s los cables son blnaos. El relé es nsensble a los erceros armóncos e la correne generaos por los erceros armóncos e la ensón y las capacaes e los cables (fgura 17). Veamos por qué es necesara esa nsensbla a los erceros armóncos. Toro Fg. 16. M recepor Orgen e la conexón Relé Trazo e puesa a erra Se pueen presenar os casos: n la presenca e los erceros armóncos en los secunaros e los res ransformaores e correne sauraos cuano aparece una correne mporane, n la presenca e erceros armóncos e la ensón. En ese caso y en ausenca e efeco, como se emuesra a connuacón, se ene una falsa correne homopolar eba a las capacaes parásas. Desprecano la ressenca e aslameno, la mpeanca faseerra e un cable vene efna por: 1 jc ω: pulsacón en ra/seg, C: capaca alma-panalla, o conucor-erra, en faraos. S aplcamos en el orgen e la conexón, a caa uno e los cables e fase, una ensón respeco a erra el msmo valor y e la msma fase, V1 V V3 V y se hace la conexón en vacío: la correne vsa por el oro (o por los 3 ransformaores TC) será: c = (3 V) Cω. Esa correne se enfca con una correne e efeco fase-erra efeco = 3 VCω o 3 3j V C ; V se efeco h h V h enfca enonces con, y VC con la correne homopolar h. El osclograma e la fgura 18 pone e manfeso que el ercer armónco genera 3.V. En el osclograma se esaca que las ensones armóncas esán en fase, eneno V una asa e componene armónca e 3: τ. V() V sen V sen3 la suma e las ensones V e caa fase es gual a 3 V sen3 que correspone a una ensón homopolar e 150 Hz, lo que emuesra que la ensón armónca es equvalene a una ensón homopolar. La correne armónca es equvalene a una correne homopolar y (aún cuano no se enga efeco faseerra, o sea, aún cuano en la ona funamenal 1 3 0) el oro ve una suma e 3 correnes suma e las 3 correnes e fase Fg. 17. Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 18

19 V 1 V V 3 Fg. 18. los 3 os armóncos esán en fase y an V en fase armóncas en fase, e lo que se erva una aleracón e la sensbla el relé, o ncluso una esconexón nempesva s no se han omao las precaucones requeras para nsensblzar el relé al 3 er armónco y a los armóncos múlples e 3. Relé e correne máxma para la eeccón recconal (o e reorno e correne) e los efecos fase-masa, o fase-erra El relé es cas énco al relé e correne máxma para la eeccón recconal e las correnes e corocrcuo fase-fase. Se ferencan e ese úlmo en: n la mea e la nensa a parr e un oro que me la correne homopolar, n la presenca e un flro el 3 er armónco en las enraas, n la ensón e referenca el eje caracerísco es la ensón homopolar, o ensón elécrca erra-neuro. La ulzacón e un sposvo auxlar compueso e 3 pequeños ransformaores monofáscos, cuyos secunaros esán conecaos en sere, perme la elaboracón e la ensón homopolar cuano la ressenca e lmacón esá muy alejaa. El sposvo mperavamene ebe ser monao sobre 3 ransformaores e ensón conecaos en esrella (prmaros y secunaros), con los neuros a erra (es necesaro realzar un esuo especal en el régmen T supervsao por un meor permanene el aslameno). Salvaguarano la connua e servco, el relé es capaz e: Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 19

20 V h R Vneuro A RCH B RCH oro h TT auxlar n esacoplar líneas en paralelo, s se prouce un efeco nerno en la línea proega, n ser sensble a las correnes capacavas, lo cual perme en canalzacones largas, una buena proeccón conra efecos nernos en los moores. Es sufcene un relé unpolar por canalzacón. Ulzacón en el caso e líneas en paralelo (fguras 19 y 0) Fg. 19. Fg. 0. sparo efeco aguas arrba: hay sparo c re R r TT r: regulacón, R : correne lmaa por la ressenca el neuro o por el generaor homopolar 0 no sparo c re R efeco aguas abajo: no hay sparo V h Ulzacón en el caso e una línea larga, nsensbla a la correne capacva (fguras 1 y ) r = (1 - α) L, L : correne lmaa por la ressenca e erra R, o líme superor e la correne R, α: porcenaje e coberura el bobnao moor, r : regulacón el relé, c : correne capacva e la sala. ncompabla r < 1,3 c que mplca sparo por un efeco exeror. Poscón e los vecores e las magnues aplcaas al relé (fgura ). Relé e ensón máxma homopolar para la eeccón el efeco fase-masa o fase-erra Es un relé e ensón máxma longu e línea Fg. 1. M 3 TT TT auxlar r c V h O Fg.. exrema el vecor con efeco moor o nerno e la canalzacón no spara máx cc con efeco exerno spara L r L cc e la re V h eje caracerísco U regulao a una fraccón e n 3, que vgla la suba e la ensón el neuro respeco a erra Vneuro V h, fenómeno movao por un efeco fase-erra en la re. Dfere e los relés e ensón máxma por: n su campo e ajuse e la ensón (nferor a U n / V 3 ), n la presenca e un flro e 3 er armónco. La ensón homopolar se lee en los bornes e la ressenca e lmacón e la correne e erra, o ben, cuano la ressenca esá muy Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 0

21 alejaa, en los bornes e los secunaros en sere e res pequeños ransformaores monofáscos, los cuales consuyen el sposvo auxlar ulzao, ambén, en la aplcacón el relé e máxma correne para la eeccón recconal e los efecos fasemasa. Como su nformacón no es selecva perme eecar el efeco a erra e la re a la que esá conecao el relé, cualquera que sea su localzacón. Bajo efeco perme: n secconar nmeaamene en subrees, una re e fuenes múlples permeno con ello el funconameno selecvo e los relés e máxma correne homopolar para la eeccón e los efecos fase-erra, n eecar el prmer efeco en el régmen T, aunque no ofrece el servco e un conrolaor permanene e aslameno, n proeger un alernaor excao, no acoplao en paralelo, conra los efecos e aslameno fase-masa almenano normalmene una re en régmen TT (éblmene mpeane). En ese caso su emporzacón ebe ser más elevaa que la e los relés e correne homopolar máxma e la re. Relé e correne máxma a magen érmca, para la proeccón conra sobrecargas en las máqunas El relé empleao ene en cuena la sobrecarga y el régmen e marcha preceene a la sobrecarga. El relé eme una oren cuano se alcanza el valor presumo el calenameno máxmo. Calenameno: θ - θ a, θ: emperaura el puno e lberacón e la energía érmca, θ a : emperaura ambene. La energía érmca es generaa por efeco Joule. es la nensa conrolaa. En prmera aproxmacón el relé verfca en oo nsane la ecuacón e equlbro érmco: 1 1 C k R R h en la que: C: calor específco el meo homogéneo conserao, Fg. 3. R k 1 e n.e h Fg. 4. h regulacón ( R ) el relé a N máquna margen e regulacón el relé calenameno máx curva en calene n marcha ncal con N O R h : ressenca érmca: ncluye conuccón, conveccón, venlacón, la cual se consera consane, C R h : consane e empo τ. El relé se regula a la nensa nomnal e la máquna proega, ( N máquna) a parr e la nensa nomnal e los ransformaores e correne (capaores) NTC (fgura 3). La magen e la evolucón e los calenamenos en funcón e la carga y/o e la sobrecarga R N vene aa por las curvas e la fgura 4. a accón R k N 1 e h curva en fro R K N 1 e h N (TT) accón Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 1

22 A parr e esas curvas se pueen razar los punos e sparo que se raucen por os curvas límes razaas para θ máx (fgura 5). n una en frío: la máquna esá a la emperaura ambene, con sobrecarga ese la puesa en ensón, n ora en calene: ncalmene (en 0 ), la máquna funcona en el régmen nomnal esableco y alcanzao el equlbro érmco. Un régmen e funconameno nferor a N esableco anes e la sobrecarga aría una curva e sparo comprena enre las os curvas anerores: sparo S log S o N A o es la nensa anes e la sobrecarga en frío : log S S A en calene : log S 1 S A A máx. arégmen N amb. amb. Los calenamenos máxmos y los calenamenos en marcha normal con N, efnos por las snas clases e aslameno, muesran que s se oma arbraramene A 1, 07, la proeccón quea esableca cualquera que sea la clase e aslameno. Después e la paraa, la curva en calene vuelve lenamene a la curva en frío. Las curvas pueen ser eformaas para salvar, por ejemplo, las punas e arranque. Relé e eeccón e reorno e energía acva Ese relé es sensble a la proyeccón e un vecor, represenavo e la nensa e línea, sobre una combnacón e vecores represenavos e las ensones enre fases. Regulano el relé e al forma que la combnacón e los vecores ensón sea proporconal y colneal con el vecor e la ensón smple, se obene la mea e cos ϕ (fgura 6). El vecor ensón OA es regulable en magnu y en fase acconano el poencómero. El poencal e A respeco a O puee omar oos los valores comprenos enre VA ' y VA ''. Fg. 5. Fg. 6. R V 3. El relé ará una oren s el exremo e 1 se encuenra en esa zona «A» puee omar oas las poscones enre A' y A'' y en parcular A''' en el que OA''' = kv1 k coa real - k V 3. sparo seguro S = R no sparo A, kv 3. V 3 A A,,, O V 1 1 A,, V - k, V 3. V 1 = V = V 3 A,, A, A + kv 3. O Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p.

23 En parcular VA ''' El vecor 0A''' (que es gual a VA''') es enonces proporconal al vecor V 1 : VA ''' = CV 1 ; C = consane real. Se ulza el ángulo e fase e VA''' para elaborar cos ϕ. En régmen equlbrao e ensones e nensaes P U 3 cos. W El funconameno el relé esá asegurao en el omno: -1 cos ϕ < 0, reorno e correne y para s cos. Ι s vene generalmene aa bajo la forma e Ι s = umbral % x Ι N. Relé e eeccón e las varacones e ensón Conra las bajaas e la ensón, (subensón) Se raa e un relé e ensón mínma e empo consane. Es un relé bpolar. Generalmene conrola os ensones en valor efcaz, unas por un poencal común. Se ransforma en relé unpolar por la almenacón en paralelo e capores. Conecao enre fases, como nca la fgura 7 la fala e ensón e la fase es eecaa s el relé esá regulao por ebajo el 50% el valor nomnal e la ensón conrolaa (U N ). Para obener el funconameno con valores ecrecenes, es sufcene que una e las os ensones que se men baje el umbral. Regulao al 0% e U N e nsanáneo, el relé perme esenclavar la conexón cuano, espués e un core en la re, la ensón resual e una máquna asíncrona escene lo sufcene como para permr la reconexón e la exploacón. Conra las sobreensones Se raa e un relé e ensón máxma a empo consane. Es un relé unpolar. El umbral y la emporzacón son regulables. n Relé ampermérco e eeccón e esequlbros y péra e fase A parr e os nensaes e fase, ese relé elabora la componene nversa con la ayua e un esfasaor. A parr el ssema e las componenes smércas e las nensaes e línea (eorema e Sokvs). a a h a e a a 1 h j 3 3 h Se obene el ssema nverso: a a 3 1 a a3 3 h 1 3 De la ecuacón: 3 a a 1 3 Fg. 7. Sea: V 3 V 3. V 1. V 3, y V 1, ensones enre fases ensón 1 capaor 1 V 1 V V y conserano el hecho e que en ausenca e un efeco a erra 3 3, se euce la funcón e 3 1 ensón capaor Sea: e : 1 1 que en valores absoluos será 3 1 («α» se obene por el esfasaor el relé). Ese relé esá esnao a la proeccón e los roores e las máqunas graoras. Monao prncpalmene sobre la almenacón reca e las máqunas, puee, no obsane, enconrarse sobre las líneas, one eeca el core e una fase. La mporanca e la accón prevenva e ese relé es evene. Lma las perurbacones pelgrosas en las máqunas, subsguenes a un efeco exerno (core e fase) alejao. V 1 y V ensones smples V 1 Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 3

24 El relé esá grauao en nt, asa c e componene nversa respeco a la correne nomnal el ransformaor e correne colocao sobre la canalzacón e la máquna. Un moor asíncrono puee funconar nefnamene con una asa e % e componene nversa e ensón, o con un 10% en correne. En efeco: n almenacón en monofásco en el arranque a parr e una re rfásca equlbraa e ensón smple V. V En el arranque = = (mpeanca e arranque) V D y ambén V D La componene nversa e la nensa represena el 50% e la correne e arranque y el 100% e la componene reca. Ese valor e la componene nversa es superor a la regulacón máxma el relé. n almenacón monofásca en marcha normal: la re esá sempre equlbraa en ensón, la mpeanca reca es mayor que la mpeanca e arranque A. con 6 D N V 6 V La componene nversa e la nensa oma enonces un valor el oren el 85% e N, asa muy superor a oas las regulacones. N umbral a ener en cuena Fg. 8. T1 n + 1 arranques efecuaos marcha posble s se para mposble rearrancar urane T bloqueo conexón urane T Causas e error Las esconexones nempesvas son ebas, esencalmene, a la spersón e los capores e correne (TC) en el momeno el arranque. n elegr capores (TC) e 10 a 15 VA 10 P 10, n cargar los os capaores (TC) smércamene. Noa: n el relé eeca la aperura, sempre pelgrosa, e los crcuos secunaros en carga, n al ser el relé ampermérco, no eeca la péra e las fases en ausenca e carga. Relé e proeccón conra los arranques emasao frecuenes Se raa e un conaor (fgura 8). A parr el esao en el que la nensa es nula (reposo), el relé cuena un arranque caa vez que la nensa excee el umbral e regulacón. Ese umbral es e al cuanía que el relé no oma en conseracón las punas e nensa ebas a los sposvos e arranque (ressencas roórcas, auoransformaores, ec.) n las puesas en carga a parr e un funconameno en vacío. El conaor es pueso auomácamene a cero al fnal e caa peroo T 1. S la lecura el conaor excee en una una a un valor prefjao, el relé funcona y bloquea urane T oo nuevo arranque. Al fnal el empo T, el relé vuelve al esao ncal. La regulacón el relé se obene a parr e los aos faclaos por el consrucor el moor. Relé e eeccón el agarroameno el roor en marcha e los moores asíncronos Es un relé e máxma nensa. Puee ser monofásco, ya que las correnes esaórcas con un roor agarroao, esán equlbraas (ausenca e efeco elécrco nerno). Para poer ener una emporzacón regulable, el usuaro nhbe la acuacón el relé urane el peroo e arranque normal. Más allá el relé se acva con cualquer sobrenensa que rebase su umbral. La nhbcón urane el arranque se consgue permeno sobrepasar el umbral ampermérco bajo, lo que sgnfca que se ha susuo el esao e reposo por el esao «en ensón». El relé se ajusará en un margen que rá e las máxmas nensaes amsbles a la e arranque. S se esea obener una proeccón conra los arranques excesvamene largos, se regulará el relé a un valor nmeaamene por encma e la correne absorba al fnal e un arranque normal (fgura 9). empo e arranque Fg. 9. relé N Cuaerno Técnco Schneer n 113 / p. 4