67 4.4 Análisis De La Potencia
La parte del EMAX correspondiente al análisis de potencia, realiza una prueba. Durante esta prueba, se miden y calculan varios parámetros del motor. Los resultados obtenidos de esta prueba son desplegados en siete pantallas, Las siete pantallas que se obtienen en el análisis de potencia, incluyen las señales del voltaje, corriente y potencia respecto al tiempo, así también gráficas de FFT (Transformada Rápida de Fourier) de voltaje, corriente y potencia, gráficas de contenido armónico en voltaje, corriente y potencia y una página de resultados con varios parámetros.
El tener valores de referencia, permite observar cómo cambia la calidad de la potencia de suministro del motor, así como su condición durante un periodo de tiempo. Esto permite conocer de qué manera están cambiando los parámetros del motor, así como la rapidez con la que lo están haciendo. Datos de pruebas posteriores, pueden ser comparados con los de referencia, así como con resultados obtenidos de motores idénticos.
Una prueba de análisis de potencia se realiza en motores de inducción, síncronos y motores de rotor devanado que se encuentre energizados, los resultados de la prueba pueden indicar desbalances de voltaje, picos de voltaje y de corriente, excesiva distorsión armónica y fallas en el estator.
Conexiones de alta resistencia dan lugar a desbalances de voltaje y excesivas corrientes circulantes. Estas corrientes pueden provocar incremento en las temperaturas de los devanados que conducen al daño del aislamiento. Registrando los voltajes de fase y calculando un desbalance del voltaje, EMAX cuantifica la severidad de las conexiones de alta resistencia comparando el desbalance del voltaje a los estándares NEMA.
Los picos de voltaje y corriente pueden ser causados por diversas fuentes, incluyendo el arranque y paro de cargas de la planta; uso de equipo de estado sólido de conmutación, tal como variadores de velocidad; y cambios de configuración del sistema de distribución de energía. Los picos de voltaje
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significativos someten a esfuerzos el sistema aislante de los motores, dando por resultado eventualmente fallas catastróficas del aislamiento. EMAX identifica estos picos de voltaje calculando el factor de cresta de las señales de voltaje y de corriente y comparándolo a un punto de ajuste predeterminado de alarma.
Las armónicas son causadas sobre todo por el uso del equipo de estado sólido de conmutación, tal como variadores de velocidad y cargas no lineales. La presencia de estos armónicos pueden dar lugar al calentamiento excesivo del aislamiento en el motor, el sistema de distribución y el mismo variador de velocidad. EMAX cuantifica la severidad de la distorsión armónica comparando el factor armónico del voltaje a los estándares de la NEMA.
Las averías del estator pueden ser causadas por diversas condiciones, incluyendo defectos de manufactura, el daño del aislamiento durante la vida del motor, la vibración excesiva y contacto entre el rotor y el estator como consecuencia de una falla severa de excentricidad o de rodamientos. EMAX calcula el desbalance de impedancia, que ayuda en la detección de problemas entre el sistema de distribución de energía y el estator.
Los niveles de advertencia de fábrica son determinados usando una combinación de los estándares aceptados de la industria, de los datos de los fabricantes y de los datos empíricos obtenidos por PdMA durante la investigación y el desarrollo. Los niveles predefinidos en fábrica se pueden cambiar para ser más o menos conservadores basados en la experiencia del usuario.
Los resultados de la prueba de análisis de potencia que tienen niveles de advertencia asociados a ellos son:
Voltaje de línea a línea
Voltaje de línea a neutro (Tot)
Desbalance de voltaje (LL)
Desbalance de voltaje (Tot LN)
Voltaje de Factor de Cresta (LL)
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THD de Voltaje (LL)
THD de Voltaje (LN)
Corriente rms
Desbalance de Corriente
Factor de Cresta de Corriente
Desbalance de Impedancia
Los niveles de advertencia de fábrica se basan en la realización de la prueba en el MCC. Al ganar experiencia con el probador EMAX, se puede elegir reducir la gama de valores aceptables. La condición del motor y lo crítico de su operación o aplicación en el proceso, son otros factores que deben ser considerados al ajustar los niveles de advertencia dentro del Win Vis.
Voltaje (fundamental rms) se supervisa para indicar si el voltaje en cualquier fase
cambia un porcentaje dado por arriba o debajo del voltaje de placa. Por ejemplo, la mala salida del transformador, operación en una sola fase, o las conexiones de alta resistencia, pueden causar la operación del motor fuera de sus parámetros de diseño, dando por resultado la degradación del aislamiento. Altos valores de voltaje incrementan los esfuerzos al aislamiento. Bajos valores de la tensión incrementan las corrientes y el calentamiento del aislamiento.
Desbalance del voltaje se supervisa para indicar si el voltaje en cualquier fase se
desvía un porcentaje dado del voltaje promedio. Las conexiones de alta resistencia en el circuito de fuerza o el interior del motor pueden causar desbalances del voltaje, dando por resultado altas corrientes de secuencia negativa y recalentamiento del aislamiento.
La distorsión armónica total del voltaje (THD) se supervisa para indicar si la
distorsión de la señal de la potencia excede un valor dado. Las cargas monofásicas y los computadores son todas las causas de la distorsión armónica, y resultado en el recalentamiento del aislamiento de la bobina.
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El factor armónico de voltaje (HVF) también se mide, como recomienda NEMA
para indicar si la distorsión del voltaje excede un valor dado y afectara directamente al motor.
La corriente rms se supervisa para indicar si la corriente en cualquier fase
cambia un porcentaje sobre la placa. Una aplicación inadecuada del motor o una carga excesiva puede dar lugar a corrientes excesivas y al sobrecalentamiento del aislamiento.
El desbalance de Corriente se supervisa para indicar si una corriente en
cualquier fase se desvía un porcentaje dado de la corriente promedio. Las conexiones de alta resistencia en el circuito de fuerza o en el interior del motor, pueden dar lugar a desbalances de corrientes y sobrecalentamiento del aislamiento. Baja carga en el motor también producirá desbalances de corriente.
El factor de Cresta de Corriente (CF) se supervisa para indicar si los picos de
corriente se desvían del valor de corriente rms por una cantidad dada. Los dispositivos de conmutación y los transitorios de la carga son las causas de las fluctuaciones de corriente. Picos severos de corriente provocas esfuerzos al sistema aislante.
La Distorsión Armónica Total de Corriente (THD) se supervisa para indicar si la
distorsión de la señal de potencia excede un valor dado. Las cargas monofásicas y las computadoras son todas las causas de la distorsión armónica y dan por resultado el sobrecalentamiento del aislamiento del devanado.
El Desbalance de la Impedancia se supervisa para indicar si la impedancia en
cualquier fase se desvía un porcentaje dado de la impedancia promedio. Los defectos del devanado del estator causan variaciones inconsistentes en la relación de fase entre el voltaje y la corriente en cada fase que conducen a la falla del motor.
En las Figuras 38 y 39 se muestran las tablas de resultados de una prueba de análisis de Potencia.
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