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proteccion & controlde bombas sumergibles
Estudio sobre las ventajas de la protección electrónica FANOX frente a la protección con sondas de nivel y otras protecciones.
Baja Tensión
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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
www.fanox.comfanox@fanox.com
ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LOS CUADROS CON RELÉS ELECTRÓNICOS DE PROTECCIÓN FANOX Y OTROS CUADROS DEL MERCADO 11
3.1 Conclusiones 11
3.2 Detalle del estudio 12
3.
PROTECCIÓN DE BOMBAS CON SONDAS DE NIVEL VS PROTECCIÓN ELECTRÓNICA 3
1.1 Problemas de los cuadros con sondas de nivel 3
1.2 Comparativa de costes 4
1.3 Solución de la protección electrónica FANOX 5
1.
PINCELADAS SOBRE EL FUNCIONAMIENTO DE LOS CUADROS CON RELÉS ELECTRÓNICOS DE FANOX 7
2.1 Detección por cos j (Bombas TRIFÁSICAS) 8
2.2 Detección por subintensidad (Bombas MONOFÁSICAS y TRIFÁSICAS) 9
2.
ÍNDICE
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PROTECCIÓN DE BOMBAS CON SONDAS DE NIVEL VS PROTECCIÓN ELECTRÓNICA
1.1 Problemas de los cuadros con sondas de nivel
Los sistemas de protección con sondas de nivel y relé térmico presentan los siguientes problemas:
• Elsistemadeprotecciónconsondasdenivelespoco fiableen lugarescondiferentesnivelesdemineralizaciónde lasaguasyaqueprovocanunrápidodeterioro de las sondas.
• Ladeposicióndelodosopartículasenloselectrodos,labajaconductividaddelagua,etc.producentambiénfallosdedetección.
• Lainstalacióndelassondasdenivelnosiempreserealizacorrectamente.
• Encasodefallodelassondas,laextraccióndelasmismassuponeuncosteextra.Inclusopuedesuponerlanecesidaddeextraccióndelabomba.
• Desplazarsehasta la instalaciónencasodefallopuedeserun inconvenientedependiendo de la ubicación de la bomba.
• Loscuadrosconsondasdenivelnoprotegenlafaltadefase,eldesequilibrio,nilainversióndelasecuenciadefases.
• Loscuadrosconsondasdeniveltienenunoscostesdemantenimiento.
1.
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CUADRO CONVENCIONAL
RELÉ TÉRMICORELÉ DE SONDAS DE
NIVELADEMÁS DE
SONDAS DE NIVELCABLEADO DE SONDAS
1.2 Comparativa de costes
Elcostedelainstalaciónessuperiorenelcasodeloscuadrosconsondasdenivel,aumentando,dependiendodelaprofundidaddelpozo.Además,elcuadroconreléelectrónicoFANOXúnicamentenecesitaunreléelectrónico,elcuadroconsondasencambioademásdelassondasdenivelyelcableadodelasmismas,requieredeun relé térmico y el relé de nivel.
Comosepuedeverenlagráfica,conlasoluciónFANOXsepuedeahorrar hasta un 35 % en el coste del sistema de protección de bombas:
COMPARATIVA DE COSTES
CUADRO FANOX
RELÉ ELECTRÓNICO
Profundidaddelpozo
50m 75m 100m 125m 150m 175m 200m
CuadroFANOX Cuadro Convencional
€
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1.3 Solución de la protección electrónica FANOX
VENTAJAS DE LOS CUADROS DE PROTECCIÓN CON RELÉS ELECTRÓNICOS DE:
Los cuadros con relés electrónicos de FANOX para la protección de bombassumergibles suponen la solución integral a estos problemas. A través de losparámetrosdelmotordetectan lassituacionesde faltayactúanantesdeque labomba se pueda deteriorar.
• Máximaprotecciónsinsondasni relédenivel:evitan el funcionamiento en vacío sin necesidad de utilizar sondas de nivel.
• Fácilyrápidainstalación,libre de mantenimiento.
• Sereducen sensiblemente los costes de instalación.
• Adaptablesa instalaciones ya en funcionamiento. Un fallo en las sondaspuede suponer el costoso trabajo de sacar la bomba del pozo inclusocuandoéstafuncionecorrectamente.Enestecasoelproblemasesolucionasimplemente sustituyendo el cuadro con las sondas por uno con relés electrónicosdeFANOXsin necesidad de sacar la bomba.
• Ofrecenunplus de protecciones adicionales derivadas de la medición de los parámetroseléctricosdelmotor.
• Desconectan el motor en caso de fallo y lo reconectan automáticamente alcabodeuntiempoprefijadosinnecesidaddetenerquedesplazarsehastala instalación.
• En caso de que la aplicación requiera una solución que controle ademásdelpozoseco,quenohayaundesbordamientodelpozo,sepuede instalaruna primera sonda de superficie en combinación con un cuadro con reléelectrónico.
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DONDE NO LLEGA LA PROTECCIÓN CON
SONDAS LLEGA EL RELÉ ELECTRÓNICO
FUNCIONES DE PROTECCIÓN:
Fanox incorpora en los cuadros los relés electrónicos de protección P, PS-R yPF-R,queofrecenproteccióncontra
• Funcionamientoconpozoseco.
• Faltadefaseenmarcha,inclusoconbombaenvacío.
• Faltadefaseconbombaparada.
• Giroinverso.
• Bombaenarenada.
• Bombaensobrecargaporcaídadelatensióndelínea.
• Bombaensobrecargamecánica.
• Arranquemanualinmediatodespuésdeundisparoporsobrecarga.
CONCLUSIÓN
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PINCELADAS SOBRE EL FUNCIONAMIENTO DE LOS CUADROS CON RELÉS ELECTRÓNICOS DE FANOX
Loscuadroscon relés electrónicosutilizanel propiomotorpara ladeteccióndepozoseco.Unaveztranscurridountiempodeterminadoparaqueelaguadelpozose recupere el bombeo vuelve a ser accionado.
2.
SITUACIÓN DE BOMBA PARADA DEBIDO A POZO VACÍO
REARME DE BOMBA TRAS LLENADO DE POZO
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2.1 Detección por cos j (Bombas TRIFÁSICAS)
• Enladeteccióndepozosecoporcosjsemideelvalordelcosenodelángulodedesfaseentrelaintensidadconsumidaporelmotorylatensióndelalíneaquelaproduce.Elcosjoscilarádesdeunvaloralgoinferiora1paraunmotorfuncionandoaplenacarga,hastacasi0cuandotrabajaenvacío.
• Consecuentemente,ensituacionesdefuncionamientoenvacíodelabomba,elvalor del cos jsevereducidosensiblemente.EstareducciónescontroladaporelreléelectrónicoPF-Rincorporadoenloscuadrostrifásicosdeprotección,demaneraquecuandocaepordebajodelvalorajustado,elcuadrodesconectalabombayevitaqueéstaseveadañada.
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PF-47-R
2.2 Detección por subintensidad (Bombas MONOFÁSICAS y TRIFÁSICAS)
• Unadelassituacionesmáscríticasparaelfuncionamientodeunabombasedacuandoéstaseencuentratrabajandoenvacío.Enestecasoelparámetroquesemideeslaintensidadconsumidaporelmotor.
GRADO DE CARGA ÁNGULO DE DESFASE COSENO DEL ÁNGULO
envacío 75º 0,26
25%decarga 60º 0,5
50%decarga 50º 0,64
Plenacarga 32º 0,85
Comosepuedeapreciarenlatablasiguiente,elcosjvaríamuchoamedidaqueelmotor se acerca al funcionamiento en vacío. Este comportamiento es idóneoparaladeteccióndepozoseco,yaqueenestascondicioneselmotorfuncionaenvacíoconuncosjde0,26frenteal0,5correspondienteal25%decarga,queeselrecomendadocomoajusteumbralenelrelédeprotecciónFANOXPF-Relcualactúa cuandodicho cosj está por debajodel valor ajustado (en este caso0,5)garantizandosiemprelaperfectaproteccióndelabomba.
ODPF
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GRADO DE CARGA INTENSIDAD (X L NOMINAL)
envacío 0,5
25%decarga 0,63
50%decarga 0,75
Plena carga 1
Como se aprecia en la tabla (el motor con su condensador de arranquecorrectamenteseleccionado)tieneunaintensidaddefuncionamientoenvacío(pozoseco)de0,5veceslaintensidadnominal.Estevaloresinferioralvalorrecomendadodeajustede0,7veceslaintensidadnominal,porloquequedasiempregarantizadalaperfectaproteccióndelabomba.
• Especialmente recomendada cuando la señal de alimentación no eslimpia,tienepicosoruidos,sufremicrocortesdefluidohabituales,dondeserequieraunatiradadecablemuylarga,etc.
• Ensituacionesenlasquelabombatrabajaenvacíosedetectaunadisminucióndelaintensidadconsumidaporlabomba.DichadisminucióndeintensidadesmedidaporelreléFANOXPS(1F)óP(3F)incorporadoenelcuadro,elcualdesactivalabombaalllegaralniveldesubintensidadajustado.
PS16-R
P44
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ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LOS CUADROS CON RELÉS ELECTRÓNICOS DE PROTECCIÓN FANOX Y OTROS CUADROS DEL MERCADO
3.1 Conclusiones
Tras exhaustivos ensayos de los cuadros de protección de bombas trifásicasexistentesenelmercado,hemosllegadoalaconclusióndequeloscuadrosqueincluyenreléselectrónicosdeprotecciónFANOXsonimprescindibles.
• Dondeserequieraunacorrectaproteccióndebombasenpozosconaguas de escasa mineralización (poca conductividad eléctrica).
• Dondeserequieraunacorrectaproteccióndebombasenpozosconaguas de elevada mineralización (elevada conductividad eléctrica).
• Dondeserequieraunaprotección integral con imagen térmica completa.
• Dónde la utilización de sondas se desestime por problemas técnicos,complicación en la instalación o encarecimiento de la misma.
• Donde se priorice la seguridad de funcionamiento y la continuidad del servicio.
• Dondesehayadeterioradoelsistemadeprotecciónporsondasysequieraevitarelcostosotrabajodesacarelmotorparaprocederalareparación.
3.
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3.2 Detalle del estudio
Pararealizarelestudiocomparativoseutilizaronlossiguientes3tiposdecuadrosenlosquehemosomitidolosnombresdelosfabricantes.
• Cuadros con sondas de nivel.
• Cuadrosconreléelectrónicoconlecturadeintensidaden1fase.
• Cuadros con relé electrónico FANOX.
A continuación se detallan algunos casos reales a los que han sido sometidoslos cuadros y el comportamiento de los mismos en condiciones determinadas de instalaciónyensituacionesdefalta.
DEPENDIENDO DE LAS CONDICIONES EN LAS QUE SE REALIZA LA INSTALACIÓN
• Aguasconbajaconductividadeléctricaprocedentesdeacuíferosmuylimpiosyconmineralizaciónmuydébilcomoporejemploensustratossilíceos.
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
CuadrosconreléelectrónicoFANOX
Deficienteporlaelevadaresistenciaeléctrica medida en la sonda
Noleinfluyelaconductividaddelagua
Noleinfluyelaconductividaddelagua
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DEPENDIENDO DEL COMPORTAMIENTO DEL RELÉ EN SITUACIONES DE FALTA:
• Estandolabombatrabajandoal80%desucapacidadnominalseproduceunafaltadefase,elevándoselacorrientedelas2fasesactivasenun20%.
• Encasodeproducirse1faltadefaseduranteelarranquedeunabombaenunpozovacío(I=0,8Inominalenlasdosfasesactivas).
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
Deficiente.Permiteseguirtrabajandoalabomba y esta se deteriora
Bueno,desconectalabombaencualquier casoI<enlafaltayporI>enlasotrasfases
CuadrosconreléelectrónicoFANOXBueno,desconectalabombaen3segundos
porfaltaencualquierfase
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
CuadrosconreléelectrónicoFANOX
Bueno,lasondainferiordetectapozovacío y para la bomba
Malo,enelcasodequeelfallodefaseseproduzca enlasdosfasesquenocontrolaelrelé
nodesconectalabombaporqueelrelésolodispara pordebajode0,7Inysequemaelmotor
Bueno,desconectalabombaen3segundos porfaltaencualquierfaseparandolabomba
• Aguasconelevadoniveldebarroy/oelevadamineralizacióncálcica.
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
CuadrosconreléelectrónicoFANOX
Deficienteporlaformacióndeincrustacionesqueaumentanlaresistenciaeléctricadelasonda
provocando paradas intempestivas
Noleinfluyelaconductividaddelagua
Noleinfluyelaconductividaddelagua
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• Bombabloqueada(enarenada)despuésdefuncionaraplenacarga.
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
CuadrosconreléelectrónicoFANOX
Deficiente,laimagentérmicaproporcionatiemposderespuesta demasiado largos y la bomba se deteriora
Buenodebidoalacorrectaimagentérmica distingueentreelmotorcalienteyelfríodisparando
muchoantesenelprimercaso
Malo,lamayoríaderelésdeestetipocarecendeimagentérmicaynodistinguenentremotorfríoycaliente disparando en tiempo demasiado largo
deteriorándoselabomba.Sonrelésdesobreintensidadcontiempodefinido.DisparanconelmismotiempoapartirdeunumbralI>cualquieraqueseaelgradodesobrecarga.INADECUADOSparaunacorrecta
protección contra sobrecarga
• Bombadesconectadatrashaberseproducidounasobrecarga,yarrancadademaneramanualenuntiempoinferioraltiempoderearmerequeridoporlabomba.
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
CuadrosconreléelectrónicoFANOX
Malodebidoalafaltadeimagentérmicaquepermite elmismotiempodedisparoencalienteyenfrío
Bueno.Sieltiempodeesperaesmuycorto elrelénopermiteelrearme,ysirearma,gracias alaimagentérmicaelrelétieneencuentaquela
bombahasufridounasobrecargayacorta los tiempos de disparo si se presenta una
nueva sobrecarga
Malodebidoalafaltadeimagentérmicaquepermite elmismotiempodedisparoencalienteyenfrío
• Con labomba funcionandoaplenacarga seproduceunacaídade tensióndelínea,problemamuyhabitualenestetipodeinstalaciones,queprovocaunaumento proporcional de la corriente consumida por la misma.
SISTEMA DE PROTECCIÓN COMPORTAMIENTO
CuadrosconSondasdenivel
Cuadros con relé electrónico conlecturadeintensidaden1fase
CuadrosconreléelectrónicoFANOX
Deficiente,eltérmicodisparaapartirde1,2veceslaintensidad nominal
Bueno.Disparaapartirde1,1veceslaintensidadnominal en tiempos largos correspondientes al escaso
grado de sobrecarga
Malo.Debidoalafaltadecurvasdedisparo,elreléparaintempestivamenteenuntiempofijodevarios
segundos a partir de la intensidad nominal
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