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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
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 & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
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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PROTECCIÓN & CONTROL DE BOMBAS SUMERGIBLES
• 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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