Todos nuestros casos de estudio se comparten con el claro objetivo de garantizar que los problemas que han surgido en una planta se puedan evitar en otras plantas, lo que conduciría a una reducción de los tiempos de inactividad y a incrementar la productividad y los márgenes de beneficio. Este caso de estudio trata sobre un problema frecuente de fallas de motores en la industria de procesos. También puede consultar mis otros estudios de caso sobre mantenimiento eléctrico, para leer sobre los diferentes problemas que enfrentamos en la industria y cómo los resolvemos.
En una planta de proceso, la centralita fue diseñada por algún consultor que mostraba desconocimiento en el Diseño e Ingeniería de esquemas de protección. Esto ha provocado fallos frecuentes de motores HT de 6,6 kV sin que se reflejen advertencias ni anomalías.
Nosotros, como proveedores de soluciones eléctricas, fuimos llamados a identificar y rectificar la causa raíz. Nos dijeron que pocos motores se han quemado debido a sobrecalentamiento / sobrecarga en solo 9 a 10 meses. Inicialmente, nunca sospechamos de los esquemas de protección, por lo que comenzamos a analizar los datos como las clasificaciones del motor, el tamaño del TC, las clasificaciones del transformador, la configuración de los relés, los patrones de carga, las cargas conectadas, etc.
Cuando no quedaron puestos de control, finalmente tuvimos que examinar el Esquema de protección y el SLD. Esto nos llevó a la conclusión instantánea de que era el esquema de protección incorrecto para motores el que causaba fallas frecuentes y pérdida de ingresos con costos de reparación y tiempo de inactividad significativos. Ahora estábamos seguros de que el CT y los relés comunes tanto para los motores como para los bancos de condensadores eran la principal causa de fallas frecuentes de los motores.
Aquí está la representación SLD del esquema existente / antiguo y el esquema de protección corregido para motores HT con el banco de condensadores.
A continuación se enumeran las principales razones por las que no se debe usar protección común para motores HT con bancos de capacitores.
Un relé de protección no detectará la falla correctamente
En un esquema de protección comúnmente instalado para motores y capacitores conectados en paralelo, la corriente detectada por CT será menor que el valor real. Suponga que el motor de inducción de anillo deslizante de 3600 kW, 6.6 kV, 384 Amp FLC (0.82 PF) está funcionando a plena carga sin banco de capacitores, entonces el motor tomará 384 Amp normalmente. Cuando se conecta en paralelo con un banco de condensadores de 1350 KVAR, la carga permanece igual, es decir, 3600 kW, pero a medida que el factor de potencia se mejora a 0,95, la corriente neta se reduce a 335 - 340 amperios. Normalmente, la configuración del relé de protección del motor se realizará según 384 A como FLC + sobrecarga permisiva por un tiempo. Mientras que en el esquema de protección existente, el relé solo tomará 340 Amp. Para alcanzar el umbral de 384 amperios, el motor tiene que funcionar a aproximadamente 4250 KW, que es el 115% real de la capacidad nominal. Ahora, si el motor sigue funcionando al 115% normalmente, se sobrecalentará y seguramente provocará la avería.
Difícil de detectar fallas
Siempre que el relé se dispara debido a una falla, los ingenieros necesitan más tiempo para identificar la falla / ubicación, ya que se ha utilizado una protección común para el motor y el banco de condensadores y, por lo tanto, aumenta el tiempo de inactividad ya que los ingenieros tienen que verificar los motores, los equipos de rotor asociados (si los hay)) en campo y banco de condensadores en las subestaciones.
Así, se puede resumir que las autoridades de la planta deben modificar el esquema de protección implementando protecciones separadas para motores y bancos de capacitores. También se sugiere que los ajustes del relé de protección del motor se reduzcan a un 88% aproximadamente hasta que se realice la modificación en el esquema de protección.
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