Modelo de cribado de caída de tensión en el arranque de motores basado en la reactancia subtransitoria
Evalúe de forma preliminar la caída de tensión del primer ciclo provocada por un arranque repentino de motor o por un escalón de carga en kVA. Esta calculadora utiliza deliberadamente la reactancia subtransitoria Xd″ del alternador introducida y los kVA de arranque, en lugar de suponer que todos los generadores tienen la misma capacidad transitoria.
Cómo usar esta calculadora
Introduzca la potencia nominal del generador o alternador en kVA, en la misma base que el Xd″ publicado.
Introduzca los kVA de rotor bloqueado o de arranque del motor, o el escalón de carga súbito en kVA que corresponda.
Introduzca la reactancia subtransitoria Xd″ del alternador indicada por el fabricante, en porcentaje.
Introduzca la tensión nominal en bornes y su objetivo máximo de caída inicial específico del proyecto.
Utilice el resultado como evaluación preliminar y, después, confirme el grupo seleccionado con las curvas de arranque de motor o de escalón de carga del fabricante, o con el software de dimensionamiento.
Dónde se utiliza
- •Evaluación preliminar de si un grupo electrógeno existente probablemente admite el arranque de un motor.
- •Comparación de alternadores con distintos valores publicados de Xd″.
- •Obtención del límite aproximado de kVA de arranque para un objetivo de caída de tensión introducido.
- •Comparación de escenarios de arranque directo frente a arrancadores de corriente reducida, después de calcular sus kVA de arranque.
Ejemplo: generador de 500 kVA, arranque de 400 kVA, Xd″ 18 %
La demanda de arranque inicial es de 0,8 pu. La estimación preliminar indica una caída inicial del 14,4 %, lo que deja una tensión de aproximadamente el 85,6 %. En una barra de 415 V, eso equivale a unos 355,24 V. Con un objetivo del 20 %, las mismas entradas implican una demanda máxima de arranque de unos 555,56 kVA.
Verifique el comportamiento transitorio final con las curvas del fabricante
- •Este es un modelo de cribado de primera aproximación basado en la reactancia subtransitoria, no una curva de selección de grupos electrógenos del fabricante. El sistema de excitación, la respuesta del AVR, la saturación, la respuesta del motor y el diseño del alternador afectan al comportamiento transitorio medido.
- •Utilice Xd″ con la potencia nominal o la base correctas del generador. No mezcle reactancias publicadas sobre una base de kVA distinta sin convertirlas.
- •Los kVA de arranque deben representar el método de arranque real. El arranque directo (DOL), estrella-triángulo, autotransformador, arrancador suave y variador de frecuencia (VFD) pueden producir escalones de corriente y de kVA muy diferentes.
- •La aproximación es más útil para un cribado inicial. Las caídas previstas elevadas requieren un análisis transitorio o de escalón de carga del fabricante, en lugar de extrapolar este modelo lineal.
- •La caída de tensión aceptable depende de cada aplicación. Los controles sensibles, contactores, iluminación, entradas de SAI (UPS) y otras cargas conectadas pueden imponer límites más estrictos; esta calculadora no establece un umbral universal de aceptación.
- •Este resultado no calcula la caída de frecuencia, el tiempo de aceleración, el par de arranque, la caída de tensión en cables, los efectos armónicos ni la coordinación de los dispositivos de protección.
Preguntas frecuentes
¿Por qué baja la tensión del generador cuando arranca un motor?+
Un motor puede demandar varias veces su corriente nominal en el arranque. Esa corriente repentina produce una caída de tensión en la reactancia interna del alternador antes de que los controles de excitación y del motor se recuperen.
¿Qué es Xd doble prima?+
Xd″ es la reactancia subtransitoria del alternador, normalmente indicada en p.u. o en porcentaje sobre una base de potencia nominal declarada. Caracteriza la respuesta eléctrica en los primeros instantes y debe obtenerse de los datos del fabricante.
¿Debo usar los kVA en régimen o los kVA de arranque?+
Utilice los kVA de arranque del motor o del bloque de carga para el evento transitorio. Los kVA en régimen subestiman el arranque directo de un motor.
¿Qué caída de tensión es aceptable?+
No existe un valor universal para todas las instalaciones. Establezca el objetivo a partir de los requisitos de los equipos conectados, los criterios del proyecto y las indicaciones del fabricante del generador.
¿Puedo usar esta herramienta para seleccionar el modelo final del generador?+
Úsela para comparar alternativas. La selección final del modelo debe basarse en las curvas de arranque de motores o de escalón de carga del fabricante, o en un software de dimensionamiento validado, ya que la excitación, la saturación y la recuperación dependen de cada modelo.
¿Cómo puedo reducir la caída de tensión por arranque de motor?+
Reduzca la corriente o los kVA de arranque con un arrancador o variador adecuado, secuencie las cargas, elija un alternador con mayor capacidad transitoria o aumente la potencia del generador después de verificar el sistema completo.
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