Jim Bryan
Especialista de Soporte Técnico de EASA (retirado)
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) ha publicado una nueva norma, la IEEE 3004.8-2016: “Práctica Recomendada para la Protección de Motores en Sistemas de Potencia Industriales y Comerciales”. Los “libros de colores” están en proceso de revisión y actualización y sus designaciones cambiaron. Cada uno de los trece libros de la serie de normas de los “Libros de Colores IEEE” trata un aspecto diferente sobre la producción, distribución y uso de la energía eléctrica en sistemas de potencia industriales y comerciales; la 3004.8 reemplaza el Capítulo 10 del “Buff” book, IEEE 242-2001.
En este proceso la labor comenzó en septiembre del 2012 con la creación de un grupo de trabajo y terminó en diciembre 6 del 2016 con la aprobación final por parte de la IEEE. El grupo de trabajo estaba formado por la presidenta Lorraine K. Padden de Houston y otros 14 ingenieros de todo el mundo. Docenas de personas más estuvieron involucradas suministrando información y votando para aprobar la versión final. EASA estuvo representada en el grupo de trabajo y su personal de soporte técnico proporcionó aportes sustanciales, incluyendo una nueva sección sobre protección de motores de C.C. El documento se puso a la venta en mayo del 2017 en la página web www.ieee.org. El documento resultante de este minucioso proceso proporcionará directrices para la protección de mo-tores en aplicaciones industriales y comerciales. Como centros de servi-cio, cuanto más entendamos sobre el uso y la protección de motores en sus aplicaciones, mejor será el servicio que podremos ofrecer a nuestros clientes. La norma IEEE 3004.8 cubre un amplio espectro de esquemas de pro-tección de motores, incluyendo baja y media tensión C.A., factores a consid-erar, tipos de protección, aplicaciones con accionamientos de velocidad vari-able (ASD), protección de motores de C.C. y ubicaciones peligrosas.
A continuación encontrará unabreve sinopsis de cada sección:
Referencias normativas
Normas de la American Petroleum Institute (API), IEEE, National Electrical Manufacturer’s Association (NEMA), National Fire Protection Association (NFPA) y Underwriter’s Laboratories (UL) fueron empleadas como material de referencia. El propósito es llevar la información sobre la protección de motores desde estas referencias hasta una ubicación central, para facilitar el acceso.
Definiciones, abreviaturas y acrónimos
La terminología técnica y los acrónimos son parte de nuestra industria. Puede haber muchos términos a nivel mundial que se refieran a la misma cosa. Por ejemplo, los accionamientos de velocidad variable (ASDs) también se conocen como accionamientos de frecuencia variable (VFDs), accionamientos por modulación de ancho pulso (PWM) o simplemente “drives”. La sección de definiciones clarificará lo que el grupo de trabajo estaba considerando al usar cualquier término específico.
Factores a considerar en la protección de motores
¿Cuáles son las características del motor? Velocidad, voltaje nominal, potencia nominal (hp o kW), factor de servicio, tipo de encerramiento, etc. Por ejemplo, la letra de diseño NEMA define la forma de la curva torque-velocidad. Un motor con Diseño B será adecuado para una bomba o un ventilador, pero no trabajará bien en una cinta transportadora con varios motores, Un motor con Diseño C compartirá la carga de la cinta transportadora de forma más equitativa evitando dañar los motores.
La forma de arranque de un motor también es información crucial para su protección. Corriente de Inrush, arranques múltiples, arranque estrella-delta, arranque por devanado partido y arranque con un ASD, cada uno requerirá su evaluación. Las condiciones ambientales incluyendo temperatura, altitud, ventilación, equipo impulsado y la calidad de energía son factores a tener en cuenta.
La importancia del motor para el funcionamiento global determinará el nivel de protección necesario para evitar un fallo o mitigar sus resultados. Los motores grandes a menudo se consideran críticos debido a su influencia en la planta de proceso y a sus costos de reparación o de sustitución. Tenga en cuenta que un motor de ½ hp (0.37 kW) de una bomba de lubricación que suministra aceite a un cojinete anti-fricción de un motor grande es igual de crítico.
Tipos de protección
La mayoría de nosotros estamos familiarizados con la protección por sobrecorriente (fusibles, interruptores), por sobrecarga (térmicos) o por temperatura (termostatos, RTDs). Estos son aspectos básicos, algunos de los cuales son requeridos por organismos y códigos gubernamentales. Si una aplicación crítica requiere protección adicional existen muchas opciones disponibles. Algunas de ellas son:
- Alto o bajo voltaje
- Baja corriente (por decir una correa se rompe)
- Temperatura de rodamientos
- Pérdida de campo (muy importante en los motores de C.C en paralelo)
- Operación monofásica
- Balanceo de corriente o de voltaje
- Número de arranques
- Vibración
Existen disponibles relés que pueden ser programados para cumplir con estos y muchos otros requisitos de protección. En ellos se pueden incorporar opciones de alarma y/o disparo del motor si se exceden los límites establecidos para cada parámetro.
Protección para baja y media tensión
La protección para baja y media tensión se considera en secciones diferentes. Los principios son básicamente los mismos, pero los requisitos para media tensión son más exigentes debido a la apertura física del circuito, la protección del personal y el equipo necesario. El Anexo B enumera más de 100 dispositivos que pueden ser empleados para monitorear, suministrar información e interrumpir (si fuese necesario) el circuito del motor mientras está funcionando. Los dispositivos de sobrecorriente, sobretemperatura, bajo voltaje, vibración y de protección de rodamientos son solo algunos de los incluidos dentro del listado. Se pueden programar dispositivos inteligentes para monitorear la corriente del motor contra el tiempo durante el arranque. Si la corriente permanece alta durante cierto período de tiempo y esto puede dañar el motor, el dispositivo se puede interponer utilizando algún método prescrito por el usuario.
Protección de motores de C.C.
Una nueva sección sobre protección de motores de C.C. fue redactada por el Especialista Sénior de Soporte Técnico de EASA, Chuck Yung. Esta sección cubre la protección por contaminación, humedad, temperatura y esfuerzos dieléctricos. Incluye las posibles condiciones de fallo y los métodos y dispositivos de protección únicos para motores de C.C.
Revisiones de otras normas pertinentes
Otra norma fue publicada recientemente, la IEEE 1068-2016, “Repair and Rewinding of AC Electric Motors in the Petroleum, Chemical & Process Industries”. El grupo de trabajo para esta norma fue presidido por Chuck Yung. Otras actualizaciones de las normas que actualmente están revisando los miembros del personal de EASA incluyen:
- IECex Technical Committee Explosive Atmospheres - Part 1: Equipment protection by flameproof enclosures "d" que trata sobre ubicaciones peligrosas y fabricación de generadores (Especialista Sénior de Soporte Técnico de EASA, Tom Bishop, P.E.).
- NFPA 70B Electrical Equipment Maintenance (Tom Bishop)
- IEEE Standard 11, “IEEE Standard for Rotating Electric Machinery for Rail and Road Vehicles and WG11 - Motor SC - Rotating Electric Machinery for Rail and Road Vehicles” (Especialista de Soporte Técnico de EASA, Mike Howell)
- IEEE 841 IEEE Standard for Petroleum and Chemical Industry, “Premium-Efficiency, Severe-Duty, Totally Enclosed Fan-Cooled (TEFC) Squirrel Cage Induction Motors – Up to and Including 370 kW (500 hp)" (Chuck Yung)
- ASA ASC-S2 Work Group 15, "Shaft Alignment Methodology" (Especialista de Bombas & Vibraciones de EASA, Gene Vogel)
- CSA C392 "Testing of Three-Phase Squirrel Cage Induction Motors During Refurbishment" (Tom Bishop, P.E.)
La participación del personal de EASA en la revisión de estas normas ayuda a reforzar nuestra posición como “The Electro•Mechanical Authority”. Los miembros que sean conscientes y que utilicen estos documentos y otras publicaciones pertinentes a la industria, estarán mejor capacitados para ayudar a sus clientes a cumplir el objetivo de mejorar la confiabilidad. Esta será una ventaja significativa en el mercado actual y traerá clientes una y otra vez.
DISPONIBLE EN INGLÉS
Print