PERTURBACIONES ELÉCTRICAS: EFECTOS Y SOLUCIONES EN

PERTURBACIONES ELÉCTRICAS:

EFECTOS Y SOLUCIONES EN

INSTALACIONES INDUSTRIALES

Marzo 2012

NEGOCIO DE REDES ESPAÑA

CONTENIDO

1. SERVICIO DE ASISTENCIA TÉCNICA A CLIENTES DE IBERDROLA

2. TIPOS DE PERTURBACIONES ELÉCTRICAS

a. Interrupciones del suministro

b. Huecos de Tensión

c. Sobretensiones transitorias

3. EQUIPOS CRÍTICOS FRENTE A PERTURBACIONES

4. PROBLEMAS ASOCIADOS A LA COGENERACIÓN

5. SOLUCIONES DE INMUNIZACIÓN

6. CASOS PRÁCTICOS

1. CASO PRÁCTICO DEL SECTOR AUTOMOCIÓN: ROBÓTICA

2. CASO PRÁCTICO DEL SECTOR DEL PLÁSTICO: MÁQUINA INYECCIÓN

3. CASO PRÁCTICO DEL SECTOR DEL PLÁSTICO: MÁQUINA EXTRUSIÓN

4. EFECTO DEL TRANSITORIO DE CONEXIÓN DE UNA BATERIA DE CONDENSADORES

1


1. SERVICIO DE ASISTENCIA TÉCNICA CLIENTES

• Asesoría a clientes para resolver problemas de sus equipos y procesos

industriales relacionados con las perturbaciones eléctricas.

• Auditoria técnica de instalaciones eléctricas, e identificación de la

sensibilidad de los equipos asociados al proceso.

• Monitorización de las perturbaciones eléctricas.

• Propuestas de soluciones de inmunidad.

ACTUACIONES

2

ASESORÍA

CLIENTES

PROPUESTA

SOLUCIONES MONITORIZACIÓN

PERTURBACIONES

AUDITORÍA

PROCESOS


1. SERVICIO DE ASISTENCIA TÉCNICA CLIENTES

Se han atendido más de 2000 casos en todo tipo de sectores industriales

ACTUACIONES

3

Distribución por problemáticas

Distribución por sectores


CONTENIDO









6. CASO PRÁCTICO DEL SECTOR CERÁMICO: HORNO DE GAS





4



Las perturbaciones eléctricas mas habituales en cualquier

sistema eléctrico son las siguientes:

Interrupciones del suministro

• Breves o Transitorias

• Largas, por averías en red

Huecos de tensión

Sobretensiones

5



¿Por qué se producen interrupciones?

Cortocircuitos en la red ( Faltas )

1. Líneas aéreas:

Mayor número de faltas transitorias.

Causas: Climatología (lluvia intensa, viento, rayos…), caída arbolado,

aves, averías en terceros, averías en componentes…

Tormentas principal causa de cortocircuitos en líneas aéreas de MT

2. Líneas Subterráneas:

Menor número de faltas, pero generalmente permanentes.

Excavadoras, avería en instalaciones de cliente…

INTERRUPCIONES

6



Secuencia de una interrupción

INTERRUPCIONES

20 kV

132 kV

CL

CL

CL

CL CL

Falta

Corriente de Falta

Protecciones

Interruptor

7



¿Cómo actuar ante una incidencia en red de suministro?

• Localización tramo de red en avería.

• Restablecimiento de tensión en red sana.

CT 4

CT 1

CT 2

CT 3

CT 5

ST 2 ST 1

CT 4

CT 1

CT 2

CT 3

CT 5

ST 2 ST 1

LOCALIZACION AVERIA

RESTABLECIMIENTO TENSION

CT 4

CT 1

CT 2

CT 3

CT 5

ST 2 ST 1

RESTABLECIMIENTO TENSION RESTABLECIMIENTO

TENSION

LOCALIZACION

AVERIA

INTERRUPCIONES

8



¿Qué es un hueco de tensión?

Caída transitoria de la tensión de suministro de corta duración.

Duración entre 80 ms y 0’5 s.

Profundidad entre 10% y 60% de la tensión nominal.

HUECOS DE TENSIÓN

9



¿Cuál es el origen de los huecos de tensión ?

Falta

HUECOS DE TENSIÓN

6 kV

20 kV A

B

20 kV C

D

132 kV

G

10



• SOBRETENSIONES TEMPORALES

- Fases sanas en cortocircuitos monofásicos

- Pérdidas de carga

SOBRETENSIONES

11



• SOBRETENSIONES TRANSITORIAS (“Picos”)

- Maniobras (Frente lento)

- Descargas atmosféricas (Frente rápido)

SOBRETENSIONES

Sobretensiones

de origen atmosférico

Sobretensiones

de maniobra

Sobretensiones

temporales

12



• SOBRETENSIÓNTRANSITORIA DE MANIOBRA:

SOBRETENSIONES

13



• SOBRETENSIÓN TRANSITORIA AL ENERGIZAR UN TRANSFORMADOR:

SOBRETENSIONES

Tensiones

Corrientes

MT BT

14



¿Cual es el efecto de las sobretensiones transitorias?

Actúan durante tiempos muy breves pero debido a su elevado valor,

tienen la energía suficiente para destruir circuitos electrónicos:

SOBRETENSIONES

TARJETAS DE CONTROL

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

TELEFONÍA, DATOS, ETC…

AVERÍA

EQUIPOS SENSIBLES

15


CONTENIDO














16



HUECOS DE TENSION

Equipos de

control de

proceso

Fuentes de alimentación

Transformadores de potencia para alimentación maniobra

PLC’s (Autómatas Programables), Ordenadores

Contactores

Relés de seguridad “PILZ”

Buses de comunicaciones

Interruptores automáticos con bobina de mínima tensión

¿Qué equipos son los más sensibles a huecos de tensión?

Variadores de frecuencia para motores de c.a.

Arrancadores estáticos

Variadores de velocidad para motores de c.c.

17


Aplicación: Arranque directo o Estrella-Triangulo de motores

HUECOS DE TENSION : CONTACTORES

Circuito

Control

Circuito

Potencia

• La bobina del contactor KM1 se

alimenta de la tensión de maniobra.

• Cuando se produce un hueco de

tensión, se desmagnetiza la bobina

del contactor .

• Apertura alimentación al motor.

• El contactor permanece abierto hasta

su rearme manual.

Tensión

maniobra


18


• Alimentación PLC en corriente alterna 230 V (Pérdida CPU)

• Tarjetas entradas y salidas a 24 V DC (Cambios de estados ON/OFF)

• Memoria interna de programa (Pérdida de programa)

• Bus de comunicaciones (Pérdida Comunicaciones)


HUECOS DE TENSIÓN : AUTÓMATAS

Entradas Digitales Entradas Analógicas

POWER

230 V

CPU

Memoria

BUS Comunicaciones Salidas Digitales

L1 N1

19


• Alimentación principal en alterna o continua (bobinas K1 y K2)

• Control de estado de variables de seguridad (bobina KS1)


HUECOS DE TENSIÓN : RELÉS DE SEGURIDAD

20


• Tensión de entrada monofásica o trifásica

• Tensión de salida en corriente continua: Generalmente 24 V DC


HUECOS DE TENSIÓN : FUENTES DE ALIMENTACIÓN

21


Consta de :

o Un rectificador

o Un Bus de Corriente continua, con almacenamiento de energía

o Un inversor : Convertidor DC/AC (Tensión y frecuencia variables)

o Una unidad central de control y comunicaciones

HUECOS DE TENSION: VARIADORES DE FRECUENCIA


22


Protecciones :

o Máxima tensión de bus DC: Actúa cuando la tensión en lado de

continua del inversor aumenta por encima del valor admisible ante una

deceleración descontrolada del motor.

o Mínima tensión de bus DC: Actúa en caso de fallo instantáneo de la

tensión de red o en caso de huecos de tensión.

Ambas protecciones vigilan la tensión de bus de continua, ajustadas

normalmente a valores muy conservadores.

o Sobrecarga: Actúa en caso de que la corriente supere un valor prefijado.

Normalmente en caso de curvas de aceleración excesivamente

pronunciadas o rearranques automáticos demasiado rápidos o sin

búsqueda de frecuencia.



23


Reforzar el bus de continua: Se trata de aumentar el almacén de energía

intermedio añadiendo más condensadores en paralelo. Se obtiene mayor

autonomía al motor incluso en caso de ausencia de red.



24

Solución


Habilitar la función Flying Re Start:

Permite el rearranque automático del

motor cuando el inversor se desconecta

durante un hueco de tensión. Recupera

la velocidad del motor ajustando la

frecuencia a la velocidad de giro actual.



25

Solución

Mantener activo el control:

o Orden de arranque activada.

o Temporización de fallo del

inversor.

o PLC activado.


Normalmente se utilizan en motores de c.c. de excitación independiente.

Constan de:

o Un rectificador trifásico totalmente controlado a base de tiristores que alimenta el

inducido del motor.

o Un puente rectificador que alimenta el inductor.

HUECOS DE TENSION: VARIADORES DE CONTINUA

Motor de c.c. de excitación independiente

R

S

T

T1 T2 T3 I

T4 T5 T6

M Vca

F.A. µP

Sistema Control


26


α=30º

t1 t6 t2 t4 t3 t5

tiempo

tiempo

Um

Um

t1 t6 t2 t4 t3 t5

Funcionamiento: Variando el ángulo de disparo de los tiristores se modifica la

tensión aplicada al motor y en consecuencia su velocidad.



27


Protecciones:

o Mínima tensión: Vigila la tensión entre las fases de entrada. En algunos

variadores supervisa el valor de la tensión de control del equipo.

o Sobreintensidad del motor

Sensibilidad:

o Los variadores de c.c. son muy sensibles a las faltas de tensión de red. La

aparición de huecos en la tensión de alimentación de los equipos provoca la

actuación del relé de mínima tensión originando la parada del mismo.

o En muchas ocasiones el disparo surge cuando desaparece la falta y se

restablece la tensión normal de red. El súbito incremento de la tensión de

alimentación del puente rectificador de tiristores puede dar origen a una

sobrecorriente y el consiguiente disparo del relé de protección.



28


Registro:

Al inicio de la falta no circula corriente.

Transcurridos 100 milisegundos, el

lazo de regulación de corriente de

inducido logra compensar la

perturbación.

Al final de la falta, la tensión de red

adquiere su amplitud nominal:

o Esto provoca un pico de corriente

en el motor hasta que el control

reacciona de nuevo.

o La sobrecorriente provoca el

disparo del convertidor .

Sobrecorriente al restablecerse la tensión normal de

red tras un hueco de tensión bifásico del 30 %


Intensidad Motor

(A)

Tiempo (seg)


29


Solución:

Garantizar la alimentación del circuito de control ante la presencia de un

hueco de tensión aumentando la capacidad de los condensadores de filtro de

la fuente de alimentación o bien utilizando un SAI para alimentar el mando.

En los equipos modernos la tendencia es utilizar fuentes de alimentación

conmutadas que soportan un amplio margen de variación de la tensión de

entrada.

Cualquiera de estas opciones permite eliminar la protección de mínima

tensión.

El ajuste del relé de sobrecorriente debería hacerse en función de la

sobrecorriente que son capaces de soportar los tiristores y fusibles que

configuran el convertidor y no en función de la corriente de trabajo.



30


oA través de los tiristores y el ángulo de disparo

permite controlar el valor tensión aplicada.

oPermite el arranque de grandes motores limitando la

corriente, con la aplicación progresiva de tensión.

oUna vez alcanzada la velocidad nominal, se realiza

un BYPASS a los tiristores.

oSe divide en dos partes:

• El circuito de potencia.

• El circuito de regulación o control.

HUECOS DE TENSION : ARRANCADORES ESTÁTICOS

Arrancador estático


31


Protecciones:

Subtensión en la alimentación de la electrónica.

Unidad de fallos : Actúa entre otras causas, por sobrecarga y desequilibrio

en la corriente del motor. Desconecta el circuito de encendido de tiristores y

activa el relé de fallos desconectando el equipo.

Sensibilidad:

Los huecos de tensión afectan a la alimentación de la electrónica y provoca

la desconexión del arrancador.

Solución :

Alimentar a través de un SAI de pequeña potencia la tensión de la

electrónica de potencia y temporizar el ajuste de los relés de sobrecarga y

desequilibrio de manera que se inhiban, a huecos de tensión de duración

inferior a 0,6 segundos.

Otra opción es conectar un contactor de by-pass (si no esta incorporado en

el equipo) que se cierra cuando ha finalizado el arranque del motor.

HUECOS DE TENSION : ARRANCADORES ESTÁTICOS


32


Problemática: DISPARO INTEMPESTIVO DE INTERRUPTORES DIFERENCIALES

Un interruptor diferencial es un dispositivo de protección que se compone de

un captador toroidal asociado a un dispositivo de corte (interruptor

automático).

Por su interior circulan los conductores activos de la línea, fase y neutro y

mide constantemente el flujo de corriente entrante y saliente.

Si el resultado de esta medida no es cero la corriente de fuga a tierra induce

una corriente en el bobinado secundario de la bobina (transformador) el cual

dispara el relé provocando la apertura del circuito.

TRANSITORIOS DE ALTA FRECUENCIA: DIFERENCIALES


33


Funcionamiento de un interruptor diferencial ID convencional (Clase AC)

A0

2

8

6

Intensidades Fase y Neutro iguales → No hay intensidad de fuga → No disparo



34


Funcionamiento de un interruptor diferencial ID convencional (Clase AC)

Intensidades Fase y Neutro distintas → Hay intensidad de fuga → Disparo

A0

2

8

6



35


Los receptores electrónicos conectados a la red pueden derivar corrientes a tierra de frecuencias superiores a 50 Hz:

o Por su funcionamiento no lineal.

o Por la presencia de transitorios en la tensión.

Etapa de entrada de una

fuente de alimentación con

toma de tierra

dt

duCi



36


Circulación de corriente a tierra por fallo de aislamiento

-1800

-1500

-1200

-900

-600

-300

0

300

600

80 90 100 110 120 130 140 150

-15.0

0.0

15.0

30.0

45.0

60.0

75.0

90.0

105.0

Corriente de

falta a tierra

Efecto en las

tensiones

Disparo diferencial

en 15 ms



37


230 V

Neutro

Fase

Esquema simplificado

SIN FALTA

Neutro

Tensiones

fase-neutro



Modificación de las tensiones por fallo de aislamiento

38


230 V

IFALTA ≈ 230/(REDIFICIO+RCT)

VEdificio

VNeutro-

Tierra

Neutro

Fase


CON FALTA

VNeutro-Tierra VELEC

Neutro

Tensiones

fase-neutro




39


230 V

IFALTA ≈ 230/(REDIFICIO+RCT)

VEdificio

VNeutro-

Tierra

Neutro

Fase


CON FALTA

VNeutro-Tierra VELEC

Tensiones

fase-tierra

Neutro

Tensiones

fase-neutro




40


Disparos relacionados con faltas internas en la instalación

Causa de los disparos:

o Corriente de falta a tierra

o Tensión entre neutro y tierra en todos las cargas del transformador

o Los filtros CEM o protecciones contra sobretensiones en aparatos electrónicos producen una corriente transitoria a tierra.

o El diferencial ve esta corriente y dispara.

No hay riesgo para las personas

o equipos, ni alteración de la

tensión de suministro

DISPARO

INTEMPESTIVO



Filtros CEM (capacitivos) a tierra Varistores entre fase y tierra

41


Solución



42

- Reconectadores automáticos

- Instalación de Diferenciales Inmunes a transitorios de alta frecuencia


Solución:

Instalación de protectores contra sobretensiones basados

en varistores, descargadores de gas y otros.

El nivel de protección dado por el protector deberá ser inferior

al valor que el equipo puede soportar.

TRANSITORIOS DE ALTA FRECUENCIA: SOBRETENSIONES

Sobretensiones transitorias:

Originadas por descargas atmosféricas y

maniobras en red.

Se caracterizan por:

o Picos de tensión muy elevados (KV)

o Muy corta duración (µs, ms)

Dañan equipos electrónicos.


43


¿Cómo funcionan los protectores contra sobretensiones?


F

N Carga

Sensible

i

NIVEL DE AISLAMIENTO


44



¿Dónde y cómo se instalan los protectores?


45

Prot.

Tipo 1

Prot.

Tipo 2

Prot.

Tipo 3

4 kV 2,5 kV

1,5 kV

Receptor Sensible


Instalación en el Cuadro General


CUADRO GENERAL

Interruptor Automático

General

Interruptor Diferencial

Interruptor Automático de

Desconexión

Protección contra

sobretensiones

Interruptores de salida

de líneas


46


CONTENIDO





c. Sobretensiones transitorios









47


COGENERACIÓN: PROTECCIONES


En aplicación de la O.M. 5/09/1985 aquellas instalaciones con cogeneración

deben disponer el punto de interconexión con la red:

Protecciones:

Relé 27 (mínima tensión): Detectan faltas entre fases.

Regulación 85% Un - Tiempo disparo 0,1 1 segundos.

Relé 59 (máxima tensión): Detecta funcionamiento en red separada.

Regulación 110% Un - Tiempo disparo 0,1 1 segundos.

Relé 64 (máxima tensión homopolar): Detectan faltas a tierra.

Regulación 20 V - Tiempo disparo 0,1 1 segundos.

Relé 81m/81M (mínima y máxima frecuencia): Detecta red separada.

Regulación 47 y 51 Hz - Tiempo disparo 0,2 3 segundos.

Relés 51/50 (Sobre intensidad fase y neutro). Detectan faltas en la instalación.

Teledisparo: Para evitar que el generador quede alimentando a la red de forma

separada.

48


Enclavamientos: Garantizar la seguridad de personas y equipos.

• Enclavamiento de energización de línea: Evita que el generador energice

la línea de alimentación. Para ello se enclava el cierre del DYR hasta que los

relés 27 hayan detectado presencia de tensión durante 3 minutos seguidos.

• Enclavamiento de sincronismo: Evita que se produzca acoplamiento fuera

de sincronismo entre red y generador. Para ≤ 1000 kVA se instalará un relé de

sincronismo y para potencias mayores un sincronizador automático.

• Vigilancia de tensión de alimentación del sistema de protecciones:

Sistema para evitar que las protecciones queden inoperativas por falta de

tensión auxiliar de alimentación (prealarma y disparo).


NORMATIVA: ENCLAVAMIENTOS

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NORMATIVA: ESQUEMA UNIFILAR

50


El Sistema de Teledisparo consta:

• Un equipo transmisor, instalado en la ST de Iberdrola

• Un equipo receptor, instalado en al planta de generación

• Un soporte de comunicación entre ambos equipos

NORMATIVA: TELEDISPARO


ST IBERDROLA

AUTOPRODUCTOR

TELEDISPARO

TELEDISPARO

LINEA RADIAL

G

51


Si la línea de alimentación de red esta acoplada entre dos subestaciones se

requieren dos equipos de teledisparo:

NORMATIVA: TELEDISPARO


ST 1

TELEDISPARO

TELEDISPARO

LINEA ACOPLADA

TELEDISPARO

TELEDISPARO

ST 2

G

52


Consecuencias sobre la cogeneración y el suministro a la instalación:

• La inclusión de los relés y ajustes propios de la cogeneración provoca la

desconexión del interruptor general ante huecos de tensión.

• Si la generación no es capaz de funcionar en isla provoca un cero de

tensión total a las instalaciones.

R

COGENERADOR

R

V

T V

T

CLIENTE

X

COGENERACIÓN: HUECOS DE TENSIÓN


53


Soluciones: Modificar el sistema de protecciones:

Primera

Temporizar los relés voltimétricos (27 ,59 y 64) siempre que

El sistema de teledisparo este operativo y la cogeneración pueda funcionar

en isla con todas las cargas de la instalación.

Segunda

Que las protecciones voltimétricas (27, 59 y 64) y la de frecuencia, actúen

sobre el interruptor del generador/es, en vez de sobre el interruptor general .

Beneficio:

- Si la generación no es capaz de funcionar en isla, evitamos ceros de

tensión a las instalaciones cuando se producen huecos de tensión.

- Se elimina la espera de los 3 minutos en una reposición de la tensión de

red después de un disparo de la línea de alimentación principal.

COGENERACIÓN: HUECOS DE TENSIÓN


54


ELECCIÓN DEL GENERADOR (I): Sobre sus características:

• Características del regulador de tensión: Caída máxima transitoria de

tensión y tiempo de recuperación de la tensión en los escalones de carga.

• Características del regulador de velocidad: Tiempo de recuperación de la

frecuencia en los escalones de carga.


GRUPOS ELECTRÓGENOS: RECOMENDACIONES

55


ELECCIÓN DEL GENERADOR (II) : Sobre su funcionamiento:

• Realizar un correcto estudio de las cargas que van a estar conectadas al

generador y la secuencia de entrada de las mismas.

• Se tiene que contemplar que siempre que se aplica o se quita una carga, se

produce un transitorio en el cual tenemos una variación de tensión, de

frecuencia y un tiempo de recuperación.

• La Norma que regula los transitorios de respuesta a los bloques de carga es

la ISO 8528-5

• Incorporar una sincronización automática. Permite acoplar el GE con la red

durante 5”. Evitamos un segundo cero de tensión cuando se repone la red.

Aplica la ITC-BT-40



56


A titulo orientativo la siguiente figura indica el máximo escalón instantáneo de

potencia admisible en función de la presión media efectiva del grupo:

Donde:

• PME (kPA): presión media efectiva

• P (%): incremento de carga admisible

Ejemplo: Para una PME = 2300 (kPA)

primer escalón de carga: 33%

segundo escalón de carga: 23%

tercer escalón de carga: 18%

Resto: 26%



57


Generador

diesel G

Escalonamiento de cargas

cargas fijas

Control Remoto 1

Control Remoto 2

PLC

Bateria

condensadores

Conclusiones sobre el GE:

• Análisis del perfil de cargas para detectar posibles limitaciones del grupo

electrógeno.

• Estudio de entrada selectiva de cargas por escalones en los GE.

Implantación de automatismos.



58


CONTENIDO














59


P

R

O

C

E

S

O

S

I

N

D

U

S

T

R

I

A

L

E

S

MOTORES

ASINCRONOS

AUTOMATIZACIÓN

VARIADORES DE VELOCIDAD

ARRANCADORES ESTÁTICOS

PLC’s

CONTACTORES

TRANSFORMADORES AUXILIARES

FUENTES ALIMENTACIÓN

Dispositivos electrónicos

Dispositivos de control

Requerimientos especiales

de Calidad de Producto

(Huecos de tensión e

Interrupciones)

SOLUCIÓN: Insensibilizar estos dispositivos para minimizar el efecto

de las perturbaciones eléctricas y reducir paradas de procesos.


60


Las soluciones más eficaces se basan en inmunizar los equipos o el

proceso.

Según el grado de inmunización

requerido, se pueden plantear tres

niveles de actuación

1. Ajustes de parámetros y

modificaciones menores de

control.

2. Alimentación segura a equipos

de control, con potencia

limitada.

3. Alimentación segura a todo el

proceso, con equipos de gran

potencia.

1 Ajustes

2

Alimentación segura a control

3

Alimentación segura a

todo el proceso


Coste

% Inmunización

61


INSTALACIÓN DE SAI O DVR PARA TODO EL PROCESO

AJUSTES DE PROTECCIONES

NUEVAS FUNCIONES EN VARIADORES

ARRANQUES AUTOMÁTICOS

NIVEL 1 + SAI EN SISTEMA DE CONTROL:

NI

NIVEL 1

NIVEL 2

NI

NIVEL 3

NIVELES DE INMUNIZACIÓN DEL PROCESO


62


Con una mínima inversión puede realizarse una serie de modificaciones que

disminuyan la sensibilidad del proceso frente a huecos de tensión e

interrupciones breves ( 1 segundo ).

NIVEL 2: INSENSIBILIZACIÓN DEL PROCESO


Nota: La viabilidad de este tipo de soluciones dependerá de la

criticidad de las variables del proceso.

Alimentación

Control

Maniobra Contactores

Fuentes Alimentación

Relés seguridad

BUS Comunicaciones

PLC

Modificar

Parámetros

Convertidores

Habilitar la función Flying Restart

Temporizar alarmas al PLC

Mantener orden de arranque SAI 10 kVA

Nivel 1

63


INSTALACIÓN DE EQUIPOS RESTAURADORES DE HUECOS (DVR)

NIVEL 3: SOLUCIÓN FRENTE A HUECOS DE TENSIÓN


Restauración de huecos de un

40 % durante 15 segundos

64


NIVEL 3: SOLUCIÓN FRENTE INTERRUPCIONES

EQUIPOS PARA EL PROCESO COMPLETO:

Alimentación segura con equipos de gran potencia mediante:

SAI convencionales hasta potencias de 800 KVA. Válido para huecos

e interrupciones del suministro hasta 15 minutos.

SAI basados en volantes de inercia entre 250 KVA y unos pocos

MVA, con autonomía de segundos. Especialmente válidos para

problemas de huecos de tensión o interrupciones de unos pocos

segundos.

Combinación de SAI y grupos electrógenos para interrupciones

largas.


65


Para evitar averías en tarjetas electrónicas, la solución pasa por la

instalación de protectores de sobretensiones.

Para evitar disparos intempestivos de diferenciales. la solución es la

instalación de protecciones diferenciales inmunizadas.

PROTECCIÓN DIFERENCIAL INMUNE A

TRANSITORIOS

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

TRANSITORIAS


PROTECCIONES

66


CONTENIDO









6. CASOS PRÁTICOS





67


APLICACIONES DE LOS ROBOT

6.1 CASO PRÁCTICO: ROBÓTICA

68


ESTRUCTURA DE UN ROBOT


69

Básicamente se distinguen 2 sistemas: Sistema de Potencia y de Control


SISTEMA DE POTENCIA


70


SISTEMA DE CONTROL


71

Control del posicionamiento de un eje:

Lazos de regulación

Inv

Je1

M1

Г

r1

Cθ θ

*

θ

εθ Cω ω

*

ω

εω Ci

i

εi i*

v*

Vbus

d

dt

Encoder θ

Tarjeta de control

Lazo posición Lazo velocidad Lazo par o

corriente

i

●Transistores IGBT

● Motor Brushless

● Encoder


SISTEMA DE CONTROL


72

Estrategia de control para posicionar un eje


SENSIBILIDAD DEL ROBOT - PROBLEMÁTICA


73

Los huecos de tensión afectan al robot:

Pérdida de la alimentación al circuito de control

Actuación de la protección de mínima tensión en el circuito de potencia

Pérdida de la referencia real del robot (Posicionamiento de ejes)

Pérdida de comunicaciones con PLC y periféricos

Fallo de soldadura o fallo de maniobra de herramienta


PROPUESTA DE SOLUCIONES


74


6.2 CASO PRÁCTICO: MÁQUINA DE INYECCIÓN

75

DESCRIPCIÓN DEL ROCESO DE INYECCIÓN

El moldeo por inyección consiste en fundir material plástico en unas

condiciones adecuadas para ser introducido en un molde, donde una

vez enfriado, pueden extraerse las piezas sin deformarse.



76

MÁQUINA DE INYECIÓN POR HUSILLO



77

SENSIBILIDAD DE LA INYECCIÓN - PROBLEMÁTICA

Pérdida de la presión Hidráulica, por caída de la bomba.

Caída de las válvulas del grupo hidráulico. Electroválvulas.

Disparo del accionamiento del husillo – pérdida plastificación

Pérdida de la alimentación al control (PLC, relés de seguridad...)

Pérdida del manipulador de extracción de piezas



78

SENSIBILIDAD DE LA INYECCIÓN - SOLUCIÓN

Alimentación segura a los sistemas de control de máquina:



79

SENSIBILIDAD DE LA INYECCIÓN - SOLUCIÓN


6.3 CASO PRÁCTICO: MÁQUINA DE EXTRUSIÓN

80

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN Y SOPLADO

El proceso de fabricación de film por extrusión y soplado de material plástico



81

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN Y SOPLADO



82

SENSIBILIDAD - PROBLEMÁTICA

Disparo del accionamiento del husillo de la extrusora.

Pérdida de la presión del aire para la formación del globo, por el disparo de los

accionamientos de las soplantes.

Pérdida de la alimentación del control de proceso y de los accionamientos (PLC,

relés de seguridad...)

Rotura del film, y caída del globo por desincronización en el calandrado – bobinado.

NEGOCIO DE REDES ESPAÑA 83

o Sistemas de Control de proceso: Dada la criticidad de todos los sistemas

de control de proceso y de seguridad (PLC, relés de seguridad, tensión de

control de 24 V DC, comunicaciones), se propone alimentar todos sistemas

de control mediante un SAI.

o Accionamiento husillo de la extrusora y soplantes: El motor puede

estar accionado por un sistema de arranque con contactores conexión

estrella - triangulo o por un variador de frecuencia. Propuesta de solución:

- Alimentar las bobinas de los contactores desde un SAI

- Habilitar en el convertidor la función Flying Start

o Accionamiento de la calandra y bobinadora: Es necesario mantener una

sincronización entre todas las bobinas para evitar la rotura del film. Se

propone:

- Instalación de módulo de ampliación de capacidad de Bus DC

- Alimentación del Control del accionamiento desde un SAI


SENSIBILIDAD - SOLUCIÓN



84

SENSIBILIDAD – SOLUCIÓN SISTEMAS DE CONTROL

Alimentación segura a los sistemas de control de máquina:



85

SENSIBILIDAD – SOLUCIÓN EXTRUSORA / SOPLANTES



86

SENSIBILIDAD – SOLUCIÓN CALANDRA / BOBINADORA


6.4 CASO PRÁCTICO: BATERÍA CONDENSADORES

87

TRANSITORIO CONEXIÓN BATERÍA CONDENSADORES

La conexión de la batería de condensadores en una subestación cercana,

puede producir la parada de motores accionados por variadores de

frecuencia (ventiladores, bombas, etc.) al actuar su protección de

sobretensión.



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La conexión de la BC produce una sobretensión transitoria de una duración

de (5 milisegundos) que origina un incremento de la corriente en el

condensador de filtrado. Este incremento de corriente carga el condensador

y la tensión que aparece en el bus de continua, hace actuar a la protección



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Solución:

Limitar el incremento rápido de la corriente mediante la instalación de un

filtro, constituido por una reactancia en serie en la entrada del convertidor de

frecuencia.

Se debe instalar una inductancia para cada convertidor de frecuencia, no es

posible utilizar una inductancia para varias convertidores.

La inductancia se selecciona de acuerdo a la potencia del motor conectado

(no a la potencia del convertidor de frecuencia).


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Contacto:

Eduardo Azcona email: [email protected]

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PERTURBACIONES ELÉCTRICAS: EFECTOS Y SOLUCIONES EN