2. MANUAL Operativo Del MCC22

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Certificado Nº . CO-2472-1Diseño, fabricación, ensamble y comercialización de accesorios conduit tales como, Cajas de paso, empalme, encerramientos, tableros, uniones, sellos, botoneras y sus accesorios para uso interior y exterior, en sitios de alto riesgo de explosión y/o a la intemperie; fabricación, montaje, puesta en marcha y mantenimiento de subestaciones eléctricas y centros de control de motores. Fabricación y comercialización de productos para puesta a tierra (Moldes, pinzas, conectores); sistemas estructurales (Bandejas galvanizadas/aluminio/Acero inox, Ductos, canales, Soportería y accesorios); protecciones eléctricas; y protección catódica tales como, rectificadores, estaciones de prueba, ánodos, utilizadas en instalaciones industriales, petroleras, mineras y de gas.Norma NTC-ISO 9001:2000º

MOTOR CONTROL CENTER CENTRO DE CONTROL DE MOTORES

MCC (MCC DOBLE)

1. GENERALIDADES

Los MCC (Motor Control Center) son equipos diseñados para trabajar a una tensión nominal de 7,2 KV, su objetivo de alimentar y brindar protección a las cargas conectadas al sistema de distribución de 7,2 KV como los motores de las Bombas que evitan la inundación de los sectores donde se encuentran las palas eléctricas. En su diseño y fabricación se han usado materiales de excelente calidad y se han tenido en cuenta todas las precauciones necesarias para brindar al equipo la mayor vida útil posible, protegiendo sus partes con acabado de galvanizado o con pintura de tres capas.

El MCC doble alimenta dos salidas a bombas independientes a través de un dispositivo de maniobra (contactor) que abre y cierra el circuito de potencia con valores nominales de 7200VAC y 35FLA. Cada salida posee terminales de posiclanes con distintos diámetros para su fácil y correcta conexión, un set de pararrayos para protección contra sobre voltaje, fusibles de 70A para protección contra sobrecorrientes y un banco de condensadores que compensan el factor de potencia. En estas salidas se conectan tres fases, una línea de tierra y otra para el monitor de tierra (Ground Monitor). El Ground Monitor es el elemento que vigila el estado de la conexión de tierra del circuito.

Todo el equipo se monitorea y controla con un relé multifuncional que garantiza el buen funcionamiento del mismo y de la carga que alimenta, dicho sistema de control brinda protección a las líneas de salida y al motor conectado a este. También se tiene activada la supervisión y control remoto a través de un radio de comunicaciones.

El elemento controlador se compone de dos Relés UR Multilin M60 (relé de protección de motores) de GE uno para cada salida, los cuales reciben señales digitales y analógicas para actuar sobre los contactores de salida y presentar la información del estado en el que se encuentra el equipo, por medio de un display y un panel de led`s.

Todos los circuitos de control se encuentran protegidos por mini-circuit-breaker y están conectados a los Relés para saber su estado.La alimentación se hace con fuentes conmutables cargadoras conectadas en paralelo a un banco de baterías (una fuente por salida).

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Con el fin de mantener el ambiente interior seco se tiene control de humedad a través de un higrostato que activa unas resistencias de calor ubicadas dentro de los cubículos del equipo, las resistencias encienden cuando el porcentaje de humedad supera el 75%.

Se tiene la posibilidad de tener control remoto, ya que se cuenta con un sistema de comunicaciones que permite monitorear y maniobrar el MCC inalámbricamente desde un Centro de Control.

En general se atacan muchos puntos que llevan al control total del MCC gracias a que se cuenta con un sistema amigable que le permite al operario poder manipular fácilmente el equipo y detectar fallas rápidamente. En la figura 1 y 2 se muestra el diagrama general de potencia y control del MCC Doble, donde se observa las conexiones del circuito de potencia y su relación con la unidad de control el cual está directamente energizando el contactor para que cierren o abran las botellas de vacio.

Sistema de Control y ComunicacionesMCC Doble

M60-1 M60-2 Switch

Radio

Entradas Digitales Entradas Digitales

Centro de ControlSCADA

Entradas Analógicas

TC´s/ TP´s (1) Entradas Analógicas

TC´s/ TP´s (2)

Contactor 1 Contactor 2

Figura 1. Esquema de control y comunicaciones del MCC




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El diagrama de la figura 1 muestra claramente la distribución general del sistema de control del MCC doble, donde se observa también la interconexión con el centro de gestión remoto a través de un radio de comunicaciones. En la figura 2 se presenta el diagrama unifilar de potencia junto a las señales que pueden ocasionar apertura al contactor de potencia ya sea por señales digitales (GM, puerta abierta, 24VDC) o señales analógicas protecciones eléctricas (TC´s, TP´s).

Figura 2. Esquema de Potencia del MCC




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2. DISTRIBUCION EN SECCCIONES DEL MCC DOBLE.

El MCC está compuesto por secciones completamente definidas, tal como se ve en la figura 3, donde se muestran todos los cubículos con sus diferentes componentes.

Figura 3. Distribuciones en secciones del MCC.

2.1 Cubículo de Seccionador de Entrada: Se encuentra en la parte trasera del MCC. Este se encarga de recibir la alimentación del sistema de distribución de 7,2 KV a través de cable multifilar con terminales de posiclanes. En este espacio se encuentra el seccionador de accionamiento manual de 15 KV, 600 A y un set de tres pararrayos de 8.5KV (uno por fase).




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2.2 Cubículo de transformador de Servicios Auxiliares: En esta sección se encuentra el transformador de Servicios auxiliares de 10 KVA 7200/240-120 con sus fusibles y dos Transformadores de Potencial (TP) de 7200/120 conectados en configuración delta abierta que están sujetos al techo del cubículo.

C UBICULOSALIDA 2

C UBICULOSALIDA 1

SALIDA 2

SALIDA 1

SECC IONADO RENTRADA

C UBICULO DE CONTROL

FUENTE

BARRAJESSWITCH

Figura 4. Distribuciones en secciones del MCC con dispositivos.

2.3 Cubículos de arrancadores Ampgard 1 y 2: Estos cubículos son idénticos, cada uno contiene un Ampgard donde se encuentra un contactor que tiene Botellas de




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Vacio (accionamiento eléctrico por medio de una bobina de cierre), un set de portafusiles de accionamiento manual, tres transformadores de corriente (TC`s), un toroidal y borneras de contactos auxiliares y de alimentación. En la parte superior de la estructura del MCC a cada lado se encuentran las lámparas de señalización de estado de los arrancadores (Abierto-Cerrado).

2.4 Cubículos de salida 1 y 2: en estos se encuentran los barrajes de salida con terminales de posiclanes, bancos de condensadores (uno trifásico y otro por fase) conectados entre fases y tierra, un varistor (MOV) conectado entre tierra G y monitor de tierra GM y un set de pararrayos para cada salida. La conexión para la salida es a través de posiclanes de diferente diámetro para conservar la secuencia de fases.

2.5 Cubículo de Control: En este se tiene acceso a los dispositivos de Control y Protecciones del MCC. En la puerta se encuentran los Relés M60, selectores eléctricos de apertura y cierre de cada salida y los Monitores de Tierra (Ground Monitors). En su interior encontramos los barrajes de control, Mini-Circuit-Breaker (MCB) con los elementos que alimentan y los equipos de comunicación que van conectados a las antenas ubicadas en la parte superior del equipo.

3. DESCRIPCION OPERATIVA DEL MCC.

La naturaleza del MCC implica una serie de elementos donde se deben combinar componentes de potencia para suplir la necesidad de la carga a alimentar y a la vez equipos de gran precisión para el funcionamiento efectivo de las protecciones que esta debe ofrecer tanto a la carga como a las líneas que alimenta. Es por esto que se asocian equipos y dispositivos en la siguiente clasificación:

3.1 Equipos y Dispositivos Dedicados a Potencia: Son los equipos y elementos relacionados directamente con la alimentación de la carga y que manejan voltajes de 7200 Voltios. Entre estos están:

3.1.1. Posiclanes (PC1, PC2, PC3, PC4, PC5): Son los terminales en los cuales se aseguran los cables de entrada y salida de 7200V. Tienen diferente diámetro para conservar la secuencia de conexión, en la tabla 1 se muestran las equivalencias entre los posiclanes y el cable multifilar.




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Dimensión del Posiclan Equivalencia de Cable7/8” Fase A3/4” Fase B5/8” Fase C½” Tierra G3/8” Monitor de Tierra GM

Tabla 1. equivalencias entre los posciclanes y el cable multifilar.

3.1.2. Pararrayos de 8,5 KV (PR 1): Tienen como función drenar cualquier tipo de tensión mayor a 8,5 inducida en cada fase, ya sea por una descarga atmosférica o por el funcionamiento del sistema, el MCC doble cuenta con un set de pararrayos en la entrada y uno por cada salida.

3.1.3. Seccionador de 15 KV, 600 A: (Cutler-Hammer) Es de operación manual y apertura visible. Tiene señalización mecánica junto a su palanca de accionamiento (Abierto, Cerrado), Además se usan sus contactos para indicar su estado en los relés M60.

3.1.4. Transformador de Potencial de 7200/120V (TP1, TP2): Este transformador reduce la tensión entre fases, de manera que pueda ser medida por el Relé de protección M60. Se tiene un banco de dos transformadores conectados en Delta Abierta tal como muestra en la figura 4, que se protegen a su entrada con fusibles de 0,5 A.

Figura 5. diagrama de conexión de los TP`s.

3.1.5. Transformador de Corriente de 50/5 A (TC1, TC2, TC3, TC5, TC6, TC7): son los que sensan la corriente total suministrada por cada salida. La señal recibida se lleva al relé M60-1 para la salida 1 y al relé M60-2 para la




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salida 2 con el fin de ser medida, estos se encuentran en los cubículos de los arrancadores Ampgard.

3.1.6. Transformador de Corriente Toroidal de 50/5 A (TC4, TC8): Se encarga de sensar el desbalance de corriente por fase de la salida, para esto se hacen pasar los conductores de 500 MCM por el centro del Toroidal. La señal recibida de estos se lleva al relé M60-1 para la salida 1 y al relé M60-2 para la salida 2 con el fin de ser medida. Las borneras que se utilizan para su conexión en el cubículo de control son cortocircuitables.

NOTA: Nunca se debe desconectar el secundario de un transformador de corriente energizado sin cortocircuitar sus terminales.

Figura 6. Transformadores de Potencial 7200/120V. Transformador de Corriente 50/5 A

3.1.7. Arrancador AMPGARD: (Cutler-Hammer, 7200 V, 400 A) Estos contactores son de accionamiento eléctrico, actúan como elemento final de control ya que es un dispositivo de maniobra el cual puede evacuar fallas presentadas en el motor, es decir, va conectado en serie para aislar o unir la carga o motor dependiendo de la orden dada por el elemento controlador (rele M60). Estos tienen un set de fusibles de 70A que se accionan manualmente, un banco de transformadores de corriente y una bobina que permite el cierre de las botellas de vacio. Posee señalización que se activa mecánicamente reflejando el estado del arrancador (abierto-cerrado). Estos son conectados a la unidad de control a través de una bornera donde se encuentran los terminales de alimentación para la bobina de cierre y todos los contactos auxiliares que indican el estado del arrancador. En la figura se muestra la parte exterior e interior del Ampgard, donde se puede ver los diferentes componentes de esta unidad.




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Figura 7. Arrancador Ampgard

3.2 Equipos y dispositivos dedicados a las protecciones de las salidas del MCC: Son los elementos que tienen como función brindar protección a la carga de acuerdo a su naturaleza. Dentro de estos equipos se encuentran y definen los siguientes:

3.2.1 Transformador de servicios auxiliares (TR1): Es un transformador monofásico de 10 KVA, 7200/240-120 V, con el cual se alimenta todo la parte que está destinada al control e iluminación, este está conectado a la salida del seccionador de 15 KV a través de fusibles (0,5A) (F1, F2) con cable 1/0 aislado a 15 kV.

Figura 8. Posiclanes, condensadores, Transformador de Potencia de servicios auxiliares 7200/240,120 V

3.2.2 Supresor de Tensión (ST1): La alimentación secundaria de servicios auxiliares está conectada a un supresor de tensión, marca OBO BETTERMAN. Su función es cortar todas las tensiones superiores a 280 V línea a línea. Este




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elemento incluye dos pastillas color Naranja que se degradan a medida que drenan sobretensiones a tierra. Cada pastilla muestra una franja verde que cambia a color rojo cuando está totalmente degradada y en dicho momento no brinda protección, por lo que se necesitaría remplazarla ya que este dispositivo es de extracción fácil.

3.2.3 Barrajes de Control: En el cubículo de control se encuentran varios barrajes; unos para corriente alterna, surtida por el transformador de servicios auxiliares, este barraje es protegido por un acrílico para prevenir un contacto involuntario de las barras. Y otros para corriente directa que se alimentan de las fuentes y baterías de 24 V DC.

Figura 9. Barraje y Supresor de Tensión

3.2.4 Ground Monitor (GM1, GM2): Es el encargado de vigilar la continuidad entre la línea de tierra y el punto de referencia GM. Un cambio en el valor de la resistencia sensada activa su alarma. Una resistencia muy grande indica que la línea de tierra se ha abierto, y una muy pequeña indica que se han cortocircuitado en algún tramo del cable. Dicha resistencia se ajusta a un valor de ±1.5Ω con la perilla manual que este tiene. Se utiliza también como el sensor del nivel del agua (conectado a una bolla en serie).

3.2.5 Sistema de Calefacción: Es el encargado de mantener un ambiente cálido, eliminando la condensación que se pueda presentar en un momento dado por la humedad de la atmosfera interna del MCC. Este sistema está formado por un higrostato (HIG1) que al momento de recibir una humedad relativa mayor al límite ajustado activa la bobina de un contactor (CTR1) para




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energizar el grupo de resistencias de calefacción distribuidos en los cubículos del equipo.

Figura 10. Ground Monitor. Sistema de Calefacción.

3.2.6 Mini Circuit Breaker (MCB): La sección de control de los MCC se divide por circuitos de acuerdo a su aplicación. La conexión de cada circuito se hace a través de MCB que lo protegen de sobrecorrientes. Estos MCB están dotados de contactos auxiliares que indican el estado en que se encuentra (Encendido-Apagado), además algunos tienen una señal adicional que marca cuando el breaker se ha apagado o disparado automáticamente por una sobrecorriente. Estos se conectan por medio de sus contactos auxiliares a la unidad de control (relés M60) para conocer o monitorear todos los circuitos de control. En la tabla 2 se muestra la distribución de los MCB.

Figura 11. Mini Circuit Breaker de AC y DC




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Distribución de los MCB:

MCB Características Señalización DescripciónMCB 1 Voltaje AC, 1A

Tripolar Estado Por medio de este llega la señal sensada de

voltaje al relé M60-1 y proveniente de los TP´s de 7200/120

MCB 2 Voltaje AC, 32ABipolar

Estado Por medio de este llega la señal sensada de voltaje a los relés M60-1 y M60-2 proveniente del secundario del transformador de servicios auxiliares. Totalizador

MCB 3 Voltaje AC, 1AMonopolar

Estado,Disparo

Permite el paso de Corriente hacia el Ground Monitor 1. Alimenta GM1


Estado,Disparo

Con este se Alimenta el circuito del arrancador de la salida 1.


Estado,Disparo

Con este se Alimenta el circuito de calefacción


Estado Alimenta el sistema de eliminación interior


Estado Alimenta los tomacorrientes


Estado, Disparo

Alimenta fuente cargadora 1

MCB 9 Voltaje DC, 1A Alimenta el Relé M60-1MCB 10 Voltaje DC, 1A Alimenta de sincronizador satelital SEL2401MCB 11 Voltaje DC, 3A Alimenta los contactos de las señales digitales

que se llevan el relé M60-1MCB 12 Voltaje AC, 1A

TripolarEstado Por medio de este llega la señal sensada de

voltaje al relé M60-2 y proveniente de los TP´s de 7200/120


Estado,Disparo

Permite el paso de Corriente hacia el Ground Monitor 2, alimenta GM2


Estado,Disparo

Alimenta el circuito del arrancador de la salida 2


Estado, Disparo

Alimenta la fuente cargadora 2

MCB 16 Voltaje DC, 1A Alimenta el Relé M60-2MCB 17 Voltaje DC, 1A Alimenta al Switch de comunicacionesMCB 18 Voltaje DC,3A Alimenta los contactos de las señales digitales

que se llevan el relé M60-2

Tabla 2 . Mini Circuit Breaker de AC y DC




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3.2.7 Iluminación interior: Son los elementos que hacen parte de la iluminación al interior del MCC. Se tienen ubicadas seis salidas de alumbrado, comandadas por interruptores independientes y en el cubículo de control el bombillo de iluminación es accionado por un microswitch al abrir la puerta. Cada salida posee un plafón anti vibratorios.

3.2.8 Toma Corriente (TCR1): Se tiene disponible un toma corriente doble de 120 VAC para conectar cualquier equipo, este toma está protegido por el MCB7 de 16A.

3.2.9 Fuente Cargadora (BCH1, BCH2): En el MCC se cuenta con dos juegos independientes de fuentes, estas son conmutadas conectadas en paralelo a un banco de dos baterías. Cada una de las fuentes se ocupa de una salida por separado. En el momento en que falla la fuente quedará el banco de baterías alimentando todo el circuito de control de esa salida por un tiempo mínimo de 10 horas. Las fuentes tienen señalización que indica en que momento se presentan problemas en su interior. De ser necesario el cambio de una fuente este tomará poco tiempo, ya que cada una de ellas posee conectores rápidos, para que esta operación se pueda realizar en caliente. En la figura 12 se muestra la foto del sistema de alimentación de corriente directa.

3.2.10 Banco de Baterías (G1, G2, G3, G4): Por cada fuente existe un banco de dos baterías de 12VDC cada una, cada banco puede asumir la carga total de las fuentes por un lapso de 10 horas. Se instaló un interruptor (selectores SW8, SW10) en serie con las baterías para su desconexión cuando se requiera dejar el equipo fuera de servicio por un largo espacio de tiempo evitando que las baterías lleguen a descarga profunda y se dañen.

Figura 12. Banco de Baterias. Fuentes Carrgadoras




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3.2.11 Relés M60 (M60-1, M60-2): son relés multifuncionales de GE que cumplen la función de control y protección del MCC. Dichos relés están diseñados para proteger motores eléctricos, estos reciben las señales sensadas de voltaje y corriente para cuantificarlas y activar las protecciones de ser necesario. Además reciben una serie de señales digitales relacionadas con los sensores, el estado de los contactores y MCB (Mini-Circuit-Breaker). Estos reles también se encargan de enviar y recibir señales remotas del Centro de Control, donde cada uno de estos tiene configurados unas direcciones para poder enlazarse. Se utilizaron dos relés M60 donde se distribuyó el trabajo de la siguiente manera:

Relé M60-1: Vigila las señales análogas de corriente y voltaje en las fases y en la tierra, además de las señales digitales asociadas a la salida 1, este es quien activa la bobina de cierre del arrancador 1 a través de un contacto interno.

Relé M60-2: Vigila las señales análogas de corriente y voltaje en las fases y en la tierra, además de las señales digitales asociadas a la salida 2, este es quien activa la bobina de cierre del arrancador 2 a través de un contacto interno.

Figura 13. Relé M60

Cada relé tiene una pantalla de visualización donde muestra los valores de corriente y voltaje sensados, y un panel frontal conformado por cuatro columnas cada una de 12 Led´s para indicar el estado de los elementos lógicos o contactos digitales ya sea de entrada o de salida. Las protecciones que se activan en el relé por el TRIP BUS (disparos) son señalizadas en una columna de trece led´s, allí se muestra las características del disparo (voltaje, corriente,




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fase). Esta es la primera columna de izquierda a derecha que se ve en la figura anterior.

De acuerdo al Panel de Led´s de los Relés M60 se ha dado la señalización que se ve en la tabla 3 y tabla 4.

En los relés se encuentra un panel de Led’s distribuido en cinco columnas distribuidas de izquierda a derecha de la siguiente manera:

Columna 1: Esta compuesta por trece Led’s. Esta columna muestra el estado interno del Relé y la protección que se activan de las señales análogas medidas que son voltaje y corriente. Cada led se muestra en la tabla 3 y tabla 4 con su función.Columna 2: Esta compuesta por doce led´s. esta columna muestra el estado de los entradas digitales que se ven en la siguiente figura. Columna 3: Esta compuesta por doce led´s. Muestra el estado de las entradas digitales que se ven en la siguiente figura.Columna 4: Esta compuesta por doce led´s . Indican las señales digitales que causan disparo en las salidas del MCC.Columna 5: Esta compuesta por doce led´s. Muestran el registro de las señales digitales que causan disparo en las salidas del MCC

Figura 14. Relé M60 panel de LED




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Tabla 3. SEÑALIZACIÓN PRESENTE EN LOS RELÈS M60

RELE M60-1 “SALIDA B0MBA 1”

STATUS ESTADOS MCB ALARMAS BLOQUEOS REGISTROS

1

IN USE: (Verde) Indica el Funcionamiento Correcto del relé

EST. MCB 1Indica el estado del MCB 1 (led en rojo=abierto-led apagado=cerrado)

DISPARO MCB 2Se ha disparado el MCB 2 por sobrecorriente

FALLA GM 1Está presente la falla en GM1 y no ha sido solucionada o eliminada

FALLA GM1Se ha registrado una falla en GM1 Y no se le ha dado RESET

2

TROUBLE: En espera o no programado. También indica problema interno en el relé



PUERTA DE SALIDA 1 ABIERTA


3

TEST MODE: Muestra que el relé está en modo de Test, es decir puede tener salidas o contactos



FALLA 24 VDCEsta presente la falla en 24 VDC y no ha sido solucionada o eliminada

FALLA 24 VDCSe ha registrado una falla en 24 VDCY no se le ha dado RESET

4

ALARM: Indica que una alarma interna se activo



MODELO TERMICO OPEROEsta presente la protección por recalentamiento en el motor

5

PICKUP: Indica que los valores de trabajo están dentro del rango establecido

EST. MCB 5 Indica el estado del MCB 5 (led en rojo=abierto-led apagado=cerrado)


TRIP BUS1 OPERO Una de las protecciones eléctricas del motor está presente

6

VOLTAGE: Indican que una falla se presento e involucra una protección de Voltaje. UV-OV


DISPARO MCB7

SECUENCIA INVERTIDASe ha detectado la secuencia de fase invertida

Tabla 3. Señalizacion de Rele FM60-1. Hoja 1 de 2. Continua Siguiente Página.




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STATUS ESTADOS ALARMAS DISPAROS REGISTROS

7

CURRENT: Indica que una falla presentada involucra protección de corriente. IOC-TOC.


DISPARO MCB8

8

FRECUENCY: Indica perdida de frecuencia en la red.


FALLA FUENTE 1Indica falla en la fuente 1

9

OTHER: Indica perdida de secuencia u otra falla distinta

SECCIONADORDE ENTRADA Indica que el Seccionador de entrada está Abierto.

FALLA BATERIAS 1,2 Se ha detectado una falla en el circuito de las baterías 1,2

10PHASE A:

Indica problema en Fase A

CONTACTORABIERTO

11

PHASE B : Indica Problema en Fase B

CONTACTORCERRADO

LOCALEl equipo solo recibe órdenes desde los mandos del mismo equipo. Control local

12

PHASE C: Indica Problema en Fase C

REMOTO El equipo solo recibe órdenes en forma remota. Control remoto

ELIMINA FALLA GM1, ACTIVO Se ha activado la orden de eliminar la Falla GM1 a través de un bypass (selector SW7=Off)

13NEUTRAL/GR

OUND: Indica problema de Neutro o tierra.

Tabla 3. Señalizacion de Rele M60-1. Hoja 2 de 2. FIN.




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Tabla 4. SEÑALIZACIÓN EN EL PANEL DE LED PRESENTE EN LOS RELÈS F35

RELE M60-2 “SALIDA BOMBA 2”

STATUS ESTADOS ALARMAS BLOQUEOS REGISTROS

1

IN USE: (Verde) Funcionamiento Correcto del relé



FALLA GM 2Está presente la falla en GM2 y no ha sido solucionada o eliminada

FALLA GM2Se ha registrado una falla en GM1 Y no se le ha dado RESET

2

TROUBLE En espera o no programado. También indica problema interno en el relé




PUERTA DE SALIDA 2ABIERTA

3

TEST MODE: Verifica que todos los led`s funcionen correctamente



FALLA 24 VDCEsta presente la falla en 24 VDC y no ha sido solucionada o eliminada

FALLA 24 VDCSe ha registrado una falla en 24 VDCY no se le ha dado RESET

4

ALARM: Indica que una alarma interna se activo


FALLA FUENTE 2Indica falla en la fuente 2

MODELO TERMICO OPEROEsta presente la protección por recalentamiento en el motor

5

PICKUP: Indica que los valores de trabajo están dentro del rango establecido

CONTACTORABIERTO

FALLA BATERIAS 3,4 Se ha detectado una falla en el circuito de las baterías 3,4

TRIP BUS1 OPERO Una de las protecciones eléctricas del motor está presente

Tabla 4. Señalizacion de Rele M60-2. Hoja 1 de 2. Continua Siguiente Página.




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STATUS ESTADOS ALARMAS PARADAS REGISTROS

6

VOLTAGE: Indican que una falla se presento e involucra una protección de Voltaje. UV-OV

CONTACTORCERRADO

SECUENCIA INVERTIDASe ha detectado la secuencia de fase invertida

7

CURRENT: Indica que una falla presentada involucra protección de corriente. IOC-TOC.

8FRECUENCY:

Indica perdida de frecuencia en la red.

9OTHER:

Indica perdida de secuencia u otra falla distinta

10PHASE A:

Indica problema en Fase A

11PHASE B :

Indica Problema en Fase B

LOCALEl equipo solo recibe ordenes desde los mandos del mismo equipo

12

PHASE C: Indica Problema en Fase C

REMOTO El equipo solo recibe órdenes en forma remota.

ELIMINA FALLA GM2, ACTIVO Se ha activado la orden de eliminar la Falla GM1 a través de un bypass (selector SW9=Off)

13NEUTRAL/GR

OUND: Indica problema de neutro o tierra.

Tabla 4. Señalizacion de Rele M60-2. Hoja 2 de 2. FIN.




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3.2.12 Switch de Comunicación (SWITCH): Es el encargado de sincronizar la comunicación entre los relés M60 y el Radio de Comunicaciones Remota, maneja comunicación vía Ethernet, tiene 5 puertos y se dejaron 2 puertos libres para futuras aplicaciones, ver figura 15.

Figura 15. Switch de Comunicacion. Reloj de Sincronizacion Satelital.

3.2.13 Radio de Comunicaciones (CANOPY Motorola): Este se encuentra ubicado en la parte superior de un mástil articulado de seis metros de altura y protegido contra descargas atmosféricas con una punta captadora. Se encarga de recibir y enviar señales de radiofrecuencia (5.2 GHz) a un centro remoto, con el fin de tener monitoreo y control a distancia por medio inalámbrico del MCC.Este radio se alimenta con 24VDC a través de un dispositivo adaptador llamado POE (Power Over Ethernet) el cual inyecta la corriente por el cable de comunicación (UTP o FTP de 8 hilos), tiene también una conexión contra sobretensión (supresor de tensión ST).Para este sistema de comunicaciones al radio se le configura una dirección IP y otros datos y etiquetas de la Red, con lo que se logra direccionar o registrar el dispositivo en el SCADA.




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Figura 16. Radio de comunicaciones Canopy

3.2.14 Llave selectora (Local-Remoto): es el dispositivo que permite seleccionar el modo de operación ya sea control local o control remoto. Cuando esta se encuentra en posición de Local se bloquea el mando desde el Centro de Control para ordenes de Abrir, Cerrar, Reset y Deshabilitar funciones, donde solo se podrá realizar monitoreo.

3.2.15 Sincronizador Satelital (SEL 2401): Se utiliza un reloj con sincronización satelital SEL 2401conectado a una antena GPS. Este se comunica a los relés M60 por protocolo IRIG-B con el fin de informar la hora. Para su puesta en marcha es necesario esperar unos minutos mientras actualiza sus datos directamente con el satélite, momento en el cual se encienden tres led´s de señalización que posee. Cuando hay problemas con la comunicación con el satélite el rele muestra un mensaje de alerta de la siguiente manera, se enciende el led trouble (segundo led-primera columna) y aparece en el display IRIG-B BAD SIGNAL.

4. PUESTA EN OPERACION DEL MCC

A continuación se muestran los pasos o procedimientos a seguir para energizar o poner en servicio el MCC:

• Inspeccionar área para localizar el equipo. Si es posible ubíquelo en un punto con superficie plana.

• Aterrice el MCC a una puesta a tierra, conectando el cable de la punta




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captadora de la antena de comunicaciones a una varilla de tierra independiente.

• Ice la antena de comunicaciones. Aplicar procedimiento para trabajos en altura.

• Realice una inspección general al equipo, por cubículos.

• Abra todos los MCB tanto de AC como de DC.

• Conecte los cables multifilares de entrada y salida del MCC (realizar procedimientos para el conexionado de cables de alta tensión), Fases, G y GM.

• Proceda a cerrar manualmente los fusibles y la palanca del ampgard.

• Cierre todas las puertas de los cubículos de potencia.

• Accione el seccionador de entrada (llévelo a posición cerrado).

• Alimente con 7200VAC el MCC.

• Mida el voltaje de servicios auxiliares en los barrajes de control, (cubículo de control). Verifique que hallan 220VAC entre línea y línea.

• Cierre los breakers o MCB de corriente alterna. Y luego los selectores de las baterías, (SW9=ON, SW11=ON). Cierre los MCB de DC.

• Antes de accionar el contactor, revise el panel frontal de los Relés y del GM. Verifique que todas las señales de alarmas o estados estén desactivadas (elimine si es posible con el botón RESET).

• Oriente el radio de comunicaciones Canopy hacia el Access Point (antena de comunicaciones) del área (consultar orientación con personal del Centro de Control) hasta lograr enlazar el MCC.

Con esto el MCC queda disponible para trabajar o alimentar cargas conectadas a la salida, ya sea de manera local o remota desde el Centro de Control.

En caso de presentarse un disparo luego de que este en operación, verificar la causa y dependiendo del motivo volver a energizar o cerrar la salida. (ver capitulo 5 para estudiar la identificación de fallas en el MCC).




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5. PROTECCIONES DE SEÑALES ANALOGAS IMPLEMENTADAS EN EL MCC.

El MCC tiene implementada la función de protección a través de los relés M60. Este relé configura la protección de las señales análogas y digitales en un conjunto conocido como TRIP BUS. Solo opera si esta activado y alguno de los elementos que dan la orden de disparo actúan. Entre los elementos configurados se encuentran los siguientes parámetros los cuales al momento de una falla se muestra tanto el los led`s del Trip-Bus como en el Display.

A continuación se definen los ajustes programados:

ACELERATION TIME: Muchos motores tienen un margen de tiempo entre el tiempo de aceleración y el límite de atasque. El elemento de tiempo de aceleración compara el tiempo de arranque real con un ajuste de tiempo predeterminado y opera cuando es excedido. Este elemento tiene la funcionalidad de adaptar el tiempo de disparo para arranques con corrientes de arranque mas bajas, y almacena el tiempo de aceleración y corriente de los últimos cinco arranques.

THERMAL MODEL: El modelo térmico es la función primaria de protección del relé. Consiste en cinco funciones clave:

. Curva de modelo térmico (sobrecarga)

. Nivel de arranque de sobrecarga

. Polarización de desbalance de la corriente del motor mientras el motor este en servicio

. Constantes de tiempo de enfriamiento del motor

. Polarización del modelo térmico basado en la información caliente/fría y/o en la temperatura medida del estator

AMP UNBALANCE: desbalance de corriente, Este elemento recibe las entradas de corriente provenientes de la fuente seleccionada, este elemento compara la relación de la corriente de secuencia negativa del motor (I_2) con la corriente de secuencia positiva (I_1) multiplicada por un factor de ajuste para compensar la carga real del motor a un límite establecido. El factor de ajuste se utiliza para prevenir alarmas en cargas bajas. Si el motor se encuentra operando en un nivel promedio igual o mayor que la corriente de carga completa programada (FLA) el factor de ajuste es 1. Si el motor está operando a un nivel promedio de corriente menor que la corriente de carga completa el factor de ajuste es la relación de la corriente promedio con la corriente de carga completa.




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MECHANICAL JAM: entrabamiento mecánico, La carga del motor puede llegar a ser bloqueada (entrabado mecánicamente) durante arranque o servicio. La magnitud de la corriente de arranque solamente no puede proporcionar una indicación definitiva de entrabamiento mecánico; sin embargo, la magnitud de corriente de servicio si puede. El elemento de entrabamiento mecánico esta diseñado específicamente para operar para bloqueo de carga en servicio.

PHASE IOC: Este elemento se activa cuando se supera el valor de la sobrecorriente de fase instantanea y su retardo establecido.

GROUND IOC: Este elemento se activa cuando se supera el valor de la sobrecorriente de tierra temporizada y su retardo establecido.

VOLTAGE PHASE UV: Este elemento se activa cuando el voltaje de fase está por debajo del límite establecido.

NEGATIVE SEQUENCE OV_1: este elemento de protección se activa cuando se detecta una secuencia negativa en el sistema eléctrico por encima del valor programado.

AUXILIARY UV: Este elemento se activa cuando el voltaje de la fuente auxiliar esta por debajo del limite configurado.

Todos los anteriores parámetros se programan o ajustan al listado de protecciones entragdo por el Cerrejón, en la tabla 6 se muestra los valores programados. Ver tablas del capitulo 5.1.

Las protecciones de acuerdo a las medidas adquiridas se pueden dividir así:

5.1 SALIDAS 1 y 2: Las protecciones del TRIP BUS 1 DEL RELE M60-1 y M60-2, representan las magnitudes de corriente y voltaje de las salidas 1 y 2, estos parámetros ya están preestablecidos. Se tienen configurados los siguientes parámetros:

5.1.1 Transformadores de medida utilizados:

Corriente Fase : 50/ 5 AmperiosVoltaje de Fase : 7200/120 Voltios (Configuración en Delta Abierta)Corriente de Desbalance: 50/5 Amperios




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Tablas de protecciones para el motor configuradas en el rele M60.

ACELERACION Magnitud de AjusteCurrent 6.00 x FLATiempo 0.08 sPHASE IOC1 Magnitud de AjustePickup 7.680 puDelay 0.05 sTHERMAL MODEL Magnitud de AjusteK factor 1.10Curve MotorTD multipler 1.00Time constant run 15 minTime constant stop 10 minTime min volts 20.0 secMECHANICAL JAM Magnitud de AjustePickup 6 x FLADelay 0.5 sAMP DESBALANCE Magnitud de AjustePickup 30.0 %Pickup delay 20.00 sReset delay 0GROUND IOC Magnitud de AjustePickup 0.100 puDelay 0.08 sPHASE UV Magnitud de AjusteMode Phase to PhasePickup 0.7 puCurve Inverse TimeDelay 6 sMínimum Voltage 0.1 pu

Tabla 5. Ajustes programados en el MCC.

Nota: los valores de ajuste se dan en Por Unidad (pu), esto representa el valor referido en por unidad. Para convertir esto a valores normales de corriente y voltaje se debe realizar el siguiente calculo. Valor (V ó A)=(PU)x(valor base).

Resumen de valores nominales y ajustes de protecciones

El ajuste de las protecciones para un motor de corriente alterna se hace basado en el modelo térmico del motor y las alteraciones del suministro eléctrico, en la tabla se


NEGATIVE SEQ OV

Magnitud de Ajuste

Pickup 0,3 puPickup reset 0.5 sPickup Delay 0.5 sAUXILIARY UV Magnitud de AjustePickup 0.3 PuCurve Definite timeDelay 10 sMínimum Voltage 0 pu



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muestra el resumen de los valores programados en los relés M60, ya que estos vienen diseñados para proteger motores eléctricos de AC con arranque directo.

Valores de ajuste para constante del motor Valor Corriente de plena carga (FLA) 32 FLACorriente de rotor bloqueado en % de FLA (LRC) 685 % Tiempo máximo permitido para desaceleración en el arranque (LRT)

22 s

Relación CT de las fases 50/5 AFrecuencia nominal 60 HzNivel de corriente en FLA para detectar motor parado 5%Falla a tierra, TC de tierra 10%Sobrecorriente Instantánea de fases en por unidad TC´s 7.68 puDisparo por rotor bloqueado en % de FLA (JMT) 685%Retardo en el arranque por rotor bloqueado 15 sRetardo en el arranque por rotor bloqueado 2 sNivel de disparo por baja carga en % FLA (ULT) 60% Retardo por baja carga durante el arranque 20 sRetardo por baja carga durante la marcha 100 sNivel de disparo por desbalance de fases (AMP UNBALANCE) 30%Retardo en el arranque por desbalance de corriente 15 sRetardo en la marcha por desbalance de corriente 2 sArranques permitidos por unidad de tiempo 3Tiempo permitido para un numero de arranques 60 minTiempo entre arranques 20 minAusencia de fase Secuencia negativa (fases invertidas)Bajo voltaje de fases

Tabla 6. Resumen de a justes programados en el M60

5.2 SEÑALES QUE CAUSAN DISPARO EN LAS SALIDAS DEL MCC.

Cada vez que el sistema de control detecta una condición que no esta dentro de los parámetros de configuración se da la orden de apertura a la bobina de cierre del arrancador, este funcionamiento automático de desconexión se conoce como DISPARO. En el MCC cada relé esta programado para disparar en caso de detectar una falla independientemente del otro.




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Señales de Disparo de la salida 1

Causas de Disparo o Apertura del ContactorFalla Ground Monitor 1Falla 24 VDCTrip Bus 1 M60-1 (Protección de la salida 1)Puerta de salida 1 abiertaAusencia o inversión de fases

Tabla 7a. Señales que causan disparo en la salida 1

Señales de Disparo de la salida 2

Causas de Disparo en el Contactor 2Falla Ground Monitor 2Falla 24 VDCTrip Bus 1 M60-2 (Protección de la salida 2)Puerta de salida 2 abiertaAusencia o inversión de fases

Tabla 7b. Señales que causan disparo en la salida 2

Descripción de Fallas que causan disparo del MCC:

5.2.1 FALLA GM1, GM2, (Activo Ground monitor): Activa la apertura del arrancador correspondiente (Salida 1 o Salida 2).

Es originada por un cambio en la resistencia entre tierra y GM, saliéndose de los límites establecidos por el monitor de tierra. Esta falla se muestra por medio de Led´s intermitentes que indican si su disparo se debe a una alta impedancia (Apertura de la línea de tierra) o a una baja impedancia (Cortocircuito entre las líneas G y GM). Luego de eliminar la falla de GM1 o GM2 se debe dar RESET en el Ground Monitor y en el Relé correspondiente.

Junto al Ground Monitor hay un pulsador de prueba, presionando este, se puede ver si la falla es externa (si al presionar el pulsador la falla desaparece) o interna del GM (si presionando el pulsador, la falla persiste), dependiendo del caso se puede detectar la falla siguiendo los procedimientos recomendados a continuación.

A. La resistencia entre el cable de tierra y el neutro esta por encima del valor establecido

Procedimiento: Revisar la conductividad a través de todo el cable y sus puntos de




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contacto.

B. La resistencia entre el cable de tierra y el neutro es muy baja

Procedimiento: Es posible que la línea de neutro y tierra estén unidas en el trayecto. Verificar su estado

C. El Ground Monitor 1 no está alimentado. En este caso ningún led de su panel frontal esta encendido.

Procedimiento:

-Verifique el estado del MCB 3 para GM1 y MCB 13 para GM2, estos debe estar en posición de encendido (ON)

-Para GM1 Verificar que a los terminales X1.11 - X1.12 tengan un voltaje de 24 Vac. De no ser así verifique las tensiones en el transformador 2 120-120/12-12 tanto en el primario como en el secundario.

- Para GM2 Verificar que a los terminales X1.55 - X1.56 tengan un voltaje de 24 Vac. De no ser así verifique las tensiones en el transformador 3 120-120/12-12 tanto en el primario como en el secundario.

D. El Ground Monitor funciona correctamente pero tiene todos los led´s de señalización apagados.

Procedimiento:

*Esto se debe a que el RESET remoto enviado por el M60-1 O M60-2 está apagado, verifique que si este llegando tensión en las borneras ubicadas en la parte posterior del GM.

*Tomar medidas de voltaje entre un punto de referencia y el punto H5A del RELE M60-1 y M60-2. Este punto en funcionamiento correcto debe tener 24 VDC.

Una forma de eliminar la falla GM sin ser la más recomendable se hace realizando el siguiente procedimiento:

De forma local:

Verificar conexión de tierra Llevar llave selectora en modo Local Verificar si se presenta la falla GM




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Presionar el pulsador de Reset por mas de 5 segundos Verifique si se muestra en el panel frontal del rele M60 el Led de GM

Deshabilitado.

Nota: para habilitar la operación del Monitor de Tierra GM solo tiene que estar ausente la falla de GM y presionar Reset ya sea Local o Remotamente.

Ubicación en Planos: Sus elemento se encuentran en las siguientes direcciones en los planos:

Alimentación: Hoja 3.2 - Hoja 11,2Señal de entrada: Hoja 8,0 - Hoja 14,0Elimina Falla GM1: Hoja 8,1 - Hoja 14,3

5.2.2 SEÑAL 24 V: Falla la señal de 24 Voltios. Activa la apertura de las salidas

Posibles Causas:

A. Al terminal M2A del Relé M60-1, M60-2 no debe llegar tensión de 24 VDC.

Procedimiento: Revisar el estado del MCB 11 para Relé M60-1 y MCB 18 para Relé M60-2, si este ha disparado se tiene un problema en algún componente del circuito de 24VDC.

-Si se tiene el MCB activado revisar las conexiones y continuidad del conductor marcado con el número (276) para el relé M60-1 y (330) para el relé M60-2.

-Verificar los puentes que conectan a cada elemento hasta la bornera X1-31 y X1-59


Alimentación: Hoja 4.7 Hoja 11.6Seña de entrada: Hoja 10.2 Hoja 15.2Señal de salida: Hoja 10.2 Hoja 15.2

5.2.3 TRIP BUS 1 RELE M60-1. SALIDA 1: Activa la apertura de la salida 1.

Esta protección se activa cuando uno de los valores de las señales análogas o digitales sensadas sobrepasa los ajustes del TRIP BUS.




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Posibles Causas:

*Una de las protecciones configuradas ha actuado.

Procedimiento:

Se debe verificar que protección ha actuado, y eliminar la causa de la falla.Luego se debe dar RESET (Botón Azul) en el Relé M60-1 y luego RESET General (Botón Rojo)

*El evento que se registra cada vez que ocurre esta falla es almacenada en el relé en hora, fecha y genera una base de datos para visualizar la falla a través del computador con el software ENERVISTA.


Alimentación: Hoja 8.0Señal de entrada: Hoja 2.5- Hoja 3.4

5.2.4 TRIP BUS 1 RELE M60-2. SALIDA 2: Activa la apertura de la salida 2.

Esta protección se activa cuando uno de los valores de las señales análogas o digitales sensadas sobrepasa los ajustes del TRIP BUS. Posibles Causas:

*Una de las protecciones configuradas ha actuado.

Procedimiento:

Se debe verificar que protección ha actuado, y eliminar la causa de la falla.Luego se debe dar RESET (Botón Azul) en el Relé M60-1 y luego RESET General (Botón Rojo)






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Ejemplo: ilustración de los mensajes que aparecen en la pantalla LCD de los reles M60:

Cuando se activa una de las protecciones del TRIP BUS 1 en el relé M60 aparece un mensaje como el siguiente en la pantalla:

Mensaje 1 Mensaje 2

El mensaje 1 indica que ha operado una de las protecciones ajustadas dentro del conjunto del TRIP BUS 1 en este caso por el modelo térmico del motor.

El mensaje 2 indica que ha operado una de las protecciones ajustadas dentro del conjunto TRIP BUS 1 en este caso por un bajo-Voltaje de fases PHASE UV y se ha activado esta protección por las fases A y C.


Alimentación: Hoja 8.0Señal de entrada: Hoja 2.5- Hoja 3.4

5.2.5 Falla por inversión de fases: abre las salidas 1 y 2 del MCC, por falla en la secuencias de las fases de las líneas de potencia.

Procedimiento:

Revisar el circuito de alimentación de potencia del MCC para buscar la inversión de fase y corregirla.


TRIP BUS 1 OP.PHASE UV: A-C

TRIP BUS 1 OP.THERMAL MODEL



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6. ALARMAS

En cada uno de los Relé M60 se reciben señales que originan alarmas en una u otra salida encendiendo la baliza, sin ocasionar apertura de los arrancadores, estas señales son:

6.1 ALARMAS DEL RELE M60-1 “Salida 1”

6.1.1. Falla Fuente 1: La fuente 1 no esta alimentando la carga

Procedimiento: Verifique el voltaje entregado en vacio por la fuente, este se debe encontrar entre 24 y 27 VDC, si no es así cambie la fuente.

6.1.2. Falla Baterías 1,2: No se está suministrando corriente de carga a las baterías 1,2

Procedimiento: Verificar que el circuito compuesto por la fuente, baterías y switch 8 se encuentra cerrado.

6.1.3. Disparo MCB 3: Alimentación del Ground Monitor 1

Procedimiento: El Ground Monitor es alimentado por 24 VAC que se obtienen de un transformador de 120/12-12. Verifique el estado del transformador.

6.1.4. Disparo MCB 4: Alimentación del arrancador 1

Procedimiento: Verifique las conexiones y cableado de los elementos del arrancador Ampgard. Este equipo tiene contactor, determine en que estado se encuentra y descarte la posibilidad de su falla

6.1.5. Disparo MCB 5: Alimentación del sistema de calefacción.

Procedimiento: Verifique las conexiones y cableado de los elementos del sistema de calefacción, entre los que se encuentra el Higrostato (HIG 1), y el contactor (CTR 1) en los puntos 23 y 24 de la bornera X1




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6.1.6. Disparo MCB 6: Alimentación de fuente 1.

Procedimiento: Verifique el estado de la fuente cargadora al igual que las conexiones y cableado de los elementos del sistema de alimentación.

6.2 ALARMAS DEL RELE M60-2 “Salida 2”

6.2.1 Falla Fuente 2: La fuente 2 no esta alimentando la carga

Procedimiento: Verifique el voltaje entregado en vacio por la fuente, este se debe encontrar entre 24 y 27 VDC, si no es así cambie la fuente.

6.2.2 Falla Batería 3,4: No se esta suministrando corriente de carga a la baterías 3,4

Procedimiento: Verificar que el circuito compuesto por la fuente, baterías y switch 10 se encuentra cerrado.

6.2.3 Disparo MCB 13: Alimentación del Ground Monitor 2

Procedimiento: El Ground Monitor es alimentado por 24 VAC que se obtienen de un transformador de 120/12-12. Verifique el estado del transformador.

6.2.4 Disparo MCB 14: Alimentación del arrancador 2

Procedimiento: Verifique las conexiones y cableado de los elementos del arrancador (contactor de la bobina de disparo).

6.2.5 Disparo MCB 15: Alimentación de fuente 2.

Procedimiento: Verifique el estado de la fuente cargadora al igual que las conexiones y cableado de los elementos del sistema de alimentación




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7 PLANOS ELECTRICOS.

Contenido HojaDiagrama Trifilar del MCC 1,2,3Servicios Auxiliar MCC 4,5Control del contactor 1 Salida 1 6Calefacción y Fuente cargadora 1 7Alimentación de equipos en DC para salida 1 8Entradas Digitales M60-1 Modulo H 9Entradas Digitales M60-1 Modulo P 10Servicios Auxiliar 11Arrancador 2 Salida 2 12Fuente cargadora 2 y alimentación del M60-2 y Switch 13Entradas Digitales M60-2 Modulo H 14Entradas Digitales M60-2 Modulo P 15Plano de Comunicaciones Remotas y Satelitales 16




2. MANUAL Operativo Del MCC22

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