Selección de dispositivos de control y protección.
La selección de dispositivos de conmutación y dispositivos de protección para receptores eléctricos se realiza sobre la base de los datos nominales de estos últimos y los parámetros de su red eléctrica, requisitos para la protección de los receptores y la red de modos anormales, requisitos operativos, en particular el frecuencia de conmutación y condiciones ambientales del entorno donde están instalados los dispositivos.
Selección de dispositivos por tipo de corriente, número de polos, tensión y potencia
El diseño de todos los dispositivos eléctricos es calculado y marcado por los fabricantes para los valores de voltaje, corriente y potencia determinados para cada dispositivo, así como para un modo de operación específico. Por lo tanto, la selección de equipos para todas estas características se reduce esencialmente a encontrar, en base a datos de catálogo, los tipos y tamaños de aparatos adecuados.
Selección de dispositivos según las condiciones de protección eléctrica.
Al elegir dispositivos de protección, debe considerar la posibilidad de los siguientes modos anormales:
a) cortocircuitos fase a fase,
b) cerrar la fase de vivienda,
c) un aumento en la corriente causado por una sobrecarga del equipo tecnológico y, a veces, un cortocircuito incompleto,
d) la desaparición o reducción excesiva de la tensión.
Se requiere protección contra sobrecarga para todos los consumidores de energía de servicio continuo, excepto en los siguientes casos:
a) cuando la sobrecarga de los receptores eléctricos por razones tecnológicas no se pueda realizar o sea improbable (bombas centrífugas, ventiladores, etc.),
b) para motores eléctricos de potencia inferior a 1 kW.
La protección contra sobrecarga es opcional para los motores eléctricos que funcionan en modos intermitentes o de corta duración. En áreas peligrosas, la protección contra sobrecarga de los receptores eléctricos es obligatoria en todos los casos. Se debe instalar protección de baja tensión en los siguientes casos:
a) para motores eléctricos que no pueden conectarse a la red a plena tensión,
b) para motores eléctricos cuyo arranque automático sea inaceptable por razones tecnológicas o represente un peligro para el personal de servicio,
c) para otros motores eléctricos, cuya parada en caso de corte del suministro eléctrico sea necesaria para reducir al valor admisible la potencia de arranque total de los consumidores eléctricos conectados a la red, y posiblemente desde el punto de vista de las condiciones de funcionamiento de los mecanismos
Además de lo anterior, los motores de CC, paralelos y de excitación mixta deben protegerse contra aumentos excesivos de velocidad en los casos en que dichos aumentos puedan resultar en peligro para la vida humana o pérdidas significativas.
La protección contra un aumento excesivo en el número de revoluciones se puede realizar mediante varios relés especiales (centrífugos, de inducción, etc.).
Dado que la protección contra sobrecargas y cortocircuitos es de particular importancia en las redes eléctricas, nos detendremos un poco más en el aspecto fundamental de este problema.
Una corriente de sobrecarga es cualquier corriente que exceda la corriente nominal del motor, pero no hay razón para requerir que el motor se dispare en cada sobrecarga.
Se sabe que es permisible una cierta sobrecarga tanto de los motores eléctricos como de sus redes de alimentación, y que cuanto más corta es la sobrecarga, mayor es su valor. Por lo tanto, son claras las ventajas de protección contra sobrecarga de tales dispositivos que tienen una "característica dependiente", es decir, cuyo tiempo de respuesta disminuye a medida que aumenta el múltiplo de sobrecarga.
Dado que, con muy raras excepciones, el dispositivo de protección permanece en el circuito del motor incluso durante el arranque, no debe dispararse con una corriente de arranque de duración normal.
De las consideraciones anteriores se desprende que, en principio, para la protección contra corrientes de cortocircuito se debe utilizar un dispositivo no inercial ajustado a una corriente sensiblemente superior a la inicial, y para la protección contra sobrecargas, por el contrario, un dispositivo inercial con característica dependiente, elegido de tal manera que no funcione en arranque temporizado. En la mayor parte, estas condiciones se cumplen mediante un disparador combinado que combina la protección de sobrecarga térmica y el disparo electromagnético instantáneo en caso de corriente de cortocircuito.
Desde este punto de vista, permítasenos ahora evaluar los diversos dispositivos de protección utilizados.
Los fusibles, que anteriormente se usaban ampliamente como dispositivos de protección, tienen una serie de desventajas, siendo las principales:
a) aplicación limitada para la protección de sobrecarga, debido a la dificultad en el ajuste de las corrientes de irrupción,
b) insuficiente, en algunos casos, la potencia máxima desconectada,
c) la continuación del funcionamiento del motor eléctrico en dos fases cuando el inserto se quema en la tercera fase, lo que a menudo provoca daños en los devanados del motor,
d) la falta de posibilidad de recuperar rápidamente los alimentos,
e) la posibilidad de utilizar insertos no calibrados por parte del personal operativo,
f) el desarrollo de un accidente con algunos tipos de fusibles, debido a la transferencia del arco a las fases adyacentes,
g) una dispersión bastante grande de características de tiempo actual incluso para productos homogéneos.
En comparación con los fusibles, las máquinas de aire son dispositivos de protección más sofisticados, pero tienen una acción indiscriminada, especialmente para interrumpir corrientes no reguladas en máquinas de instalación automática, aunque las máquinas universales tienen la capacidad de selectividad, esto se hace de manera complicada.
Cabe señalar que la protección contra sobrecarga para dispositivos automáticos de instalación se proporciona mediante liberaciones térmicas. Estos disparadores son menos sensibles que los relés térmicos de los arrancadores magnéticos, pero se instalan en tres fases.
En las máquinas universales, la protección contra sobrecarga es aún más tosca, ya que sólo tienen un disparador electromagnético. Al mismo tiempo, es posible realizar protección contra subtensión en máquinas universales.
Arrancadores magnéticos con la ayuda de relés térmicos incorporados, brindan protección contra sobrecarga bifásica sensible, pero debido a la gran inercia térmica del relé, no brindan protección contra cortocircuitos. La presencia de una bobina de retención en los arrancadores permite la protección contra subtensión.
Los relés electromagnéticos y de inducción de corriente pueden proporcionar protección contra sobrecarga y cortocircuito, pero también pueden actuar solo a través de un dispositivo de disparo, y los circuitos que los utilizan son más complejos.
Considerando lo anterior y el conjunto de requisitos para los dispositivos de control y protección, se pueden hacer las siguientes recomendaciones.
1. Para el control manual de receptores eléctricos con bajas corrientes de irrupción se puede
2. Para el control manual de motores eléctricos con potencia de hasta 3 — 4 kW, que no requieren protección contra sobrecarga conmutadores de paquetes.
3. Para motores eléctricos de hasta 55 kW que requieren protección contra sobrecarga, los dispositivos más comunes son arrancadores magnéticos en combinación con fusibles o disyuntores de aire.
Con una potencia de motor eléctrico de más de 55 kW, contactores electromagnéticos en combinación con relés de protección o disyuntores de aire. Hay que recordar que los contactores no permiten romper el circuito en caso de cortocircuito.
4. Para el control remoto de los consumidores de energía eléctrica, se requiere el uso de arrancadores o contactores magnéticos.
5. Para el control manual de receptores eléctricos con un pequeño número de arranques por hora, es posible utilizar interruptores automáticos.