Diseño y construcción de una transferencia Automatica de 50A 208V con fines educativos, con módulo de transferencia ATL de Lovato

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1. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO

Una vez se tiene todo el montaje de los equipos listo, se procede con las pruebas de funcionamiento, esta es la lista de chequeo que se realiza para asegurar el correcto funcionamiento de acuerdo con el Artículo 29. “Reglamentación técnica para módulos de transferencias automáticas” del Reglamento técnico de instalaciones eléctricas (RETIE).

 Revisión de estructura metálica

 Implantación de equipos

Fijación Ubicación Marcación

 Canaletas y Rieles

Fijación Espacio Tapas

1.1. Pruebas mecánicas a los interruptores.

 Apertura  Cierre  Disparo

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Pasó a paso de la prueba

 Verifique el estado de los dos interruptores en estado abierto como indica la figura 34, cerrado según la figura 35 y disparado figura 36.

Figura 1. Estado abierto.

Elaboración propia

Figura 2. Estado cerrado.

Figura 3. Estado disparado.

Uno de los interruptores debe estar cerrado y el otro abierto, en ninguna circunstancia los dos interruptores deben estar cerrados. En caso de que el interruptor está en estado disparado por favor realice los pasos descritos a continuación:

 Retire la manija del interruptor que se muestra en al capítulo dos figuras 13, para retirarla deslícela suavemente hacia arriba no hay que hacer fuerza.

 El interruptor debe estar en operación en modo manual, esto se hace girando la perilla (capitulo 2 imagen 7), del mando motorizado para llegar la selección MAN. Una vez seleccione el modo manual quedará un orificio disponible para que sea operado.

 La manija se introduce en el orificio disponible para la operación.

Una vez realice estos tres pasos, con la manija introducida en el orificio del motorizado del interruptor, se debe girar hacia abajo la manija hasta que el interruptor quede en posición abierta, el visor del mando motorizado del interruptor deja ver la posición del interruptor indicada por colores, tal como se muestra en las figuras 23, 24 y 25.

Para cerrar o abrir los interruptores y realizar la prueba manual, se realizan los mismos pasos, en caso de que el interruptor este abierto figura 23, se gira la perilla hacia arriba hasta que el interruptor emita un sonido indicando que ya cambio de posición, si por el contrario el interruptor está cerrado figura 24, se gira la perilla hacia abajo hasta que el interruptor emita un sonido indicando que ya cambio de posición.

1.2. Pruebas funcionales

 Conexión de acuerdo con el diagrama de control. (ANEXO B2)  Inicio correcto del ATL600

 Programación de acuerdo con la necesidad del ATL600

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Estas pruebas se realizan con el sistema energizado, antes de la energización se verifican las conexiones de todo el sistema, ya revisando que de manera manual el enclavamiento mecánico está funcionando correctamente se asegura que no se va a generar fallas y no es posible que los dos interruptores estén cerrados de manera simultánea.

Una vez el control ATL600 da la orden de apertura del interruptor de red principal, cuenta 10 segundos (este tiempo puede ser diferente, cambia de acuerdo con la programación del usuario) y procede al cierre del interruptor de red de emergencia, así se prueba que el sistema opera de acuerdo con la necesidad.

Pasó a paso de la prueba

Advertencia. Debe tener en cuenta que la secuencia de fases de las fuentes esta debe ser secuencia positiva para verificar se puede con ayuda del secuencimetro que se encuentra en el laboratorio de máquinas de la facultad, de lo contrario no podrá actuar el módulo y generara falla.

Esta prueba que se plantea es sin carga conectada. Si se desea conectar una carga se recuerda que esta no deberá superar una potencia de 10400 VA y su tensión de operación deber ser de 208V. Para la prueba con carga conectada son los mismos pasos presentados a continuación.

 Verifique que todas las conexiones estén fijas y un correcto aislamiento de los cables.

 Verifique que las dos fuentes que van a alimentar la transferencia se energicen a 208V, el módulo no se puede conectar a un nivel de tensión superior a los 220V o puede haber daños severos en los equipos de control.

 Cierre los 6 interruptores de control que se pueden ver en la figura 18, del capítulo 3, la lengüeta del interruptor debe estar hacia arriba, de esta manera se comprueba que los interruptores están cerrados y dan paso de energía para el módulo de transferencia y los mandos motorizados del interruptor.

 Una vez se energiza el módulo se debe esperar un tiempo hasta que indique el estado y éste muestre los interruptores, cual está abierto y cerrado. Como se muestra en la figura 31 y figura 32 los indicadores de LED, para saber cuál interruptor se encuentra abierto y cual cerrado.

 Seleccione el modo manual en el módulo de transferencia, ir a capítulo 2 (Modos de funcionamiento).

 El módulo de transferencia por defecto en funcionamiento el interruptor de red normal, que toma como interruptor principal, de tal manera que, si al momento de energizar está cerrado el interruptor de emergencia y el normal cerrado, el módulo ATL600 dará la orden para que se abra el de emergencia y se cierre el de red normal.

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principal QN hacer la apertura, espera 10s para ordenar al interruptor de emergencia QE a cerrar y que se dé continuidad del servicio por el circuito de emergencia.

 Cierre la línea que abrió en el paso anterior, como la red normal es la del interruptor principal, el ATL600 tomara unos segundos para cerrar el interruptor de emergencia, y 10s más o el rango que le estipulo de acuerdo con lo descrito en el manual del capítulo 2, para cerrar de nuevo el interruptor de red normal.

1.3. Sugerencia para práctica de laboratorio

El objetivo de realizar las prácticas de laboratorio, es que los estudiantes interactúen y logren poner en práctica los conocimientos adquiridos, como cálculo de la cargo a partir de los datos nominales del módulo de transferencia, programación del módulo de acuerdo al manual y lo sugerido en este documento.

 Practica 1.

o Reconocimiento del módulo

o Conexión Banco – Banco

 Practica 2. Conexión Banco – Generador

1.3.1. Practica 1. Modo de conexión Banco – Banco

Es importante que el estudiante reconozca las cargas que pueden funcionar para el desarrollo de la práctica, se recomienda hacer conexión del motor DL 1022 “Anillos rozantes” o el motor DL 1021 “Jaula de ardilla”.

Objetivos

 Reconocer las funciones del módulo ATL600, ajustar valores como: Tensión nominal del sistema, frecuencia del sistema, tiempo en que tarda el modulo en hacer la transferencia, modo de operación “red – red o red – generador”. Hacer que el módulo opere en modo manual y modo automático.

 Realizar la conexión de Banco – Banco, reconocer el tipo de carga que puede ser conectada.

Materiales a utilizar

 2 Llaves de bancos De Lorenzo  Kit de herramientas

 2 Multímetros Fluke 179  Conectores banana – caimán  Conectores banana - banana  Motor DL 1021

 Base DL 1031A  Acople

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La simulación que muestra a continuación se ejecutó con el programa Cade Simu. Este es un programa de edición y simulación de esquemas de automatismos eléctricos, para baja tensión.

A continuación, se describe el paso a paso y los componentes de la simulación:Se coloca dos fuentes de alimentación que funcionaran como Red – Generador (Banco 1 de Lorenzo y Banco 2 de Lorenzo)

1. Un transformador reductor que permite bajar el nivel de tensión de la red a baja

2. Un Contacto tripolar (Gen), que se encuentra normalmente abierto en el arranque de la simulación. Este contactor solo se cerrera en el momento que ocurra la falla en el sistema y le de paso de corriente al interruptor QE

3. Dos interruptores, uno es la red QN y el otro de emergencia QE.

4. Interruptor monopolar (beat) que le da inicio a la parte del control del sistema

5. Un contacto normalmente cerrado (In) conectado con un relé de falla (fase) este nos ayudara a simular la falla en el sistema. Para la simulación de la falla este contacto se abrirá simulando una falla en la red principal, dando le paso a la alimentación auxiliar.

6. Dos contactores K1 y K2 asignados a las bobinas indicadas, el cual permite que cuando se dé inicio a la simulación. K1 está cerrado ya que se encuentra en la línea del interruptor QN (Interruptor Principal) y K2 abierto. K2 solo actuara cuando QE (Interruptor de Emergencia) se encuentre activo.

7. Dos temporizadores conexión desconexión que están programadas a 10 segundos para que después de que pasen este tiempo actúen

8. Tres pilotos de señalización que indica las siguientes fases  I1 arranque del módulo de transferencia

 I2 Interruptor QN  I3 Interruptor QE

Esta función se puede visualizar en el módulo ATL6000 en las configuraciones descritas en el manual de funcionamiento y prácticas del laboratorio que se presentan en este documento.

9. Se coloca dos botones pulsadores rojo (Paro de emergencia) y verde (Inic), donde el pulsador de inicio es el encargado de dar el paso de energía a la parte de control, este se puede visualizar en el banco de lorenzo el botón star, y el paro de emergencia solo se usara en el momento que se presente una emergencia y se tenga que sacar todo el sistema, este botón es el paro en el banco de Lorenzo.

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Tabla de simbología de simulación

En la tabla 4 se relaciona cada uno de los elementos de la simulación.

Símbolos Nombres

Alimentación L1+L2+L3

Alimentación positiva

Automático III

Transformador

Contactor III

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Símbolos Nombres

Relé de falta de fase

Motor trifásico

Pulsador NC

Automático I

Pulsador NA

Contacto NA

Contacto NC

Conexión desconexión NA

Conexión desconexión NC

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Símbolos Nombres

Bobina

Temp. Conexión desconexión

Piloto señalización

Tabla 1. Simbología de simulación Red - Red

Comparación simulación y laboratorio

En las figuras 37 a 40 se muestras los esquemas en la simulación y en la conexión real para identificar los equipos en la simulación y que el estudiante entienda la relación de la conexión real y el montaje digital.

Comparación banco de Lorenzo – Simulación

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Banco 1 Banco 2

Figura 5. Alimentación Banco DeLorenzo.

Figura 6. Interruptor de potencia en la simulación.

Figura 7. Interruptor de potencia en el laboratorio.

Figura 8. Módulo de transferencia en la simulación

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Figura 9. Módulo de transferencia r

Desarrollo de la práctica

1. Solicitar los materiales anteriormente mencionados.

2. Ajustar el módulo de transferencia para operación a 220V y 60Hz.

3. Solicitar los manuales de las siguientes referencias DL1024 R, DL1026 A para realizar las conexiones solicitadas.

4. Energizar el módulo, verificar para el funcionamiento del módulo ATL600 se encuentre en modo automático, seguido a esta verificación ajustar los parámetros de tensión de operación 220V, frecuencia 60Hz y modo Red – Generador, (en el menú configuración de parámetros)

a. Modulo AT (automático): cuando se enciende el LED verde correspondiente, el módulo AUT está activo. En el modo automático, el sistema realiza las operaciones de apertura y cierre de los interruptores de forma automática durante el arranque y la parada de la red de emergencia. b. Configuración de parámetros: Para acceder al menú de programación de

parámetros:

 Poner el ATL600 en modo OFF

 En la pantalla de medidas normal, pulsar ▲ y ▼ al mismo tiempo para acceder al menú principal

 Seleccionar el icono . Pulsar para acceder al menú de configuración.

c. Se muestra la tabla que aparece en la figura 43, con los submenús de configuración en los que los parámetros están organizados por función. d. Seleccionar el menú que se desee con las teclas ▲ o ▼ y utilizar para

confirmar la selección.

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Figura 10. Selección de menú

Fuente: (LOVATO, 2014)

f. En la figura 44 se muestra los submenús que necesitamos para la configuración solicitada.

Figura 11. Submenús

5. Como se observa en el módulo de entrenamiento se cuenta con dos interruptores QN (Interruptor de rede normal) y QE (Interruptor de rede emergencia), QN se deberá conectar a la fuente de un banco De Lorenzo y QE a Generador DL 1026R. Antes de energizar se debe revisar con el docente.

6. El generador DL 1026R para el desarrollo de la práctica debe ser en tipo de conexión Shunt, y se debe acoplar con el motor DL 1024R para la excitación del motor, toda la conexión se puede ver en la figura 47.

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Figura 12. Mini interruptores de protección

8. Se normaliza el circuito haciendo que regrese la línea en falla, de esta manera el módulo ATL600 realiza nuevamente la transferencia y el sistema sigue energizado por la red principal.

Análisis teórico

Para el buen desarrollo de la presente practica de laboratorio, se debe tener en cuenta la potencia del sistema, potencia total de la carga, corrientes nominales. Verificar con estos datos la seguridad de las personas y equipos.

Por ningún motivo la corriente ni la potencia debe ser mayor a la nominal del sistema, si se superan estos valores los equipos no van a estar protegidos y se pueden ocasionar daños.

A continuación se relaciona alguna de las ecuaciones matemáticas que debe tener en cuenta el estudiante para el desarrollo de la práctica.

Potencia del módulo de transferencia S[VA]

Potencia de la carga S[VA]

Potencia de entrada S[VA]

Potencia de salida S[VA]

𝑆 = 220𝑉∗ 50𝐴 = 11𝑘𝑉𝐴 𝑆= 1.1 kW /0.9=1.22𝑘𝑉𝐴

Corriente Máxima del banco

Corriente del sistema Corriente máxima de la carga Corriente de arranque del motor

8A 50A 4.7A Imáx = 4.7A * 8 = 37.6A

Mini interruptores para energizar control del sistema en QN.

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Esquema de montaje

 Conexión Banco – Banco como se muestra en la figura 47, se deben conectar dos fuentes AC (Bancos de Lorenzo), el interruptor QN será conectado a una fuente y QE a la otra fuente del banco de Lorenzo. Tener en cuenta que las fuentes deben estar con tensión de 220VAC. En la figura 46 se ve el diagrama unifilar del sistema.

Figura 13. Conexión Banco – Banco, carga motor DL 1021

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Figura 14. Conexión Banco – Banco, cargo motor DL 1021

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1.3.2 Practica 2. Conexión Banco – Generador.

Es importante que el estudiante reconozca las cargas que pueden funcionar para el desarrollo de la práctica, se recomienda hacer conexión de cargas que no generen corrientes de arranque.

Objetivo

 Realizar la conexión de Banco – Generador DL 1026A, el generador debe estar acoplado con el motor DL 1024R para la excitación, reconocer el tipo de carga que puede ser conectada y lograr que el módulo de manera manual y automática.

Materiales a utilizar

 1 llave de bancos De Lorenzo  Generador DL 1026R

 Motor DL 1024R  Kit de herramientas  2 Multímetro Fluke 179  Conectores banana – Caimán  Conectores Banana – Banana  Baliza

 Base DL 1013A  Acople

 Cinta Aislante

La simulación que muestra a continuación se ejecutó con el programa Cade Simu. Este es

un programa de edición y simulación de esquemas de automatismos eléctricos, para baja tensión.

A continuación, se describe el paso a paso y los componentes de la simulación:

1. Se coloca dos fuentes de alimentación que funcionaran como Red – Generador

(Banco 1 de Lorenzo y Banco 2 de Lorenzo)

2. Un transformador reductor que permite bajar el nivel de tensión de la red a baja

3. Un Contacto tripolar (Gen), que se encuentra normalmente abierto en el arranque

de la simulación. Este contactor solo se cerrera en el momento que ocurra la falla en el sistema y le de paso de corriente al interruptor QE

4. Dos interruptores, uno es la red QN y el otro de emergencia QE.

5. Interruptor monopolar (beat) que le da inicio a la parte del control del sistema

6. Un contacto normalmente cerrado (In) conectado con un relé de falla (fase) este

nos ayudara a simular la falla en el sistema. Para la simulación de la falla este contacto se abrirá simulando una falla en la red principal, dando le paso a la alimentación auxiliar.

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del interruptor QN (Interruptor Principal) y K2 abierto. K2 solo actuara cuando QE (Interruptor de Emergencia) se encuentre activo.

8. Dos temporizadores conexión desconexión que están programadas a 10 segundos

para que después de que pasen este tiempo actúen

9. Tres pilotos de señalización que indica las siguientes fases

 I1 arranque del módulo de transferencia

 I2 Interruptor QN

 I3 Interruptor QE

Esta función se puede visualizar en el módulo ATL6000 en las configuraciones descritas en el manual de funcionamiento y prácticas del laboratorio que se presentan en este documento.

10. Se coloca dos botones pulsadores rojo (Paro de emergencia) y verde (Inic), donde

el pulsador de inicio es el encargado de dar el paso de energía a la parte de control, este se puede visualizar en el banco de lorenzo el botón star, y el paro de emergencia solo se usara en el momento que se presente una emergencia y se tenga que sacar todo el sistema, este botón es el paro en el banco de lorenzo

11. La carga que es el motor, en la simulación se puede evidenciar que está funcionando

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Tabla de simbología de simulación

En la tabla 5 se relaciona cada uno de los elementos de la simulación.

Símbolos Nombres

Alimentación L1+L2+L3

Alimentación positiva

Automático III

Transformador

Contactor III

Interruptor NC

Relé de falta de fase

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Símbolos Nombres

Pulsador NC

Automático I

Pulsador NA

Contacto NA

Contacto NC

Conexión desconexión NA

Conexión desconexión NC

Botón pulsador

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Símbolos Nombres

Temp. Conexión desconexión

Piloto señalización

Tabla 2. Simbología de simulación Red - Generador

Desarrollo de la práctica

1. Solicitar los materiales anteriormente mencionados.

2. Ajustar el módulo de transferencia para operación a 220V y 60Hz.

3. Solicitar los manuales de las siguientes referencias DL1024 R, DL1026 A para realizar las conexiones solicitadas.

4. Energizar el módulo, verificar para el funcionamiento del módulo ATL600 se encuentre en modo automático, seguido a esta verificación ajustar los parámetros de tensión de operación 220V, frecuencia 60Hz y modo Red – Generador, (en el menú configuración de parámetros)

a. Modulo AT (automático): cuando se enciende el LED verde correspondiente, el módulo AUT está activo. En el modo automático, el sistema realiza las operaciones de apertura y cierre de los interruptores de forma automática durante el arranque y la parada de la red de emergencia. b. Configuración de parámetros: Para acceder al menú de programación de

parámetros:

 Poner el ATL600 en modo OFF

 En la pantalla de medidas normal, pulsar ▲ y ▼ al mismo tiempo para acceder al menú principal

 Seleccionar el icono . Pulsar para acceder al menú de configuración.

c. Se muestra la tabla que aparece en la figura 48, con los submenús de configuración en los que los parámetros están organizados por función. d. Seleccionar el menú que se desee con las teclas ▲ o ▼ y utilizar para

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e. Para salir y regresar a la pantalla de medidas, pulsar OFF.

Figura 15. Selección de menú

f. En la figura 49 se muestra los submenús que necesitamos para la configuración solicitada.

Figura 16. Submenús

5. Como se observa en el módulo de entrenamiento se cuenta con dos interruptores QN (Interruptor de rede normal) y QE (Interruptor de rede emergencia), QN se deberá conectar a la fuente de un banco De Lorenzo y QE a Generador DL 1026R. Antes de energizar se debe revisar con el docente.

6. El generador DL 1026R para el desarrollo de la práctica debe ser en tipo de conexión Shunt, y se debe acoplar con el motor DL 1024R para la excitación del motor, toda la conexión se puede ver en la figura 57.

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Figura 17. Mini interruptores de protección

8. Se normaliza el circuito haciendo que regrese la línea en falla, de esta manera el módulo ATL600 realiza nuevamente la transferencia y el sistema sigue energizado por la red principal.

Análisis teórico

Para el buen desarrollo de la presente practica de laboratorio, se debe tener en cuenta la potencia del sistema, potencia total de la carga, corrientes nominales. Verificar con estos datos la seguridad de las personas y equipos.

Por ningún motivo la corriente ni la potencia debe ser mayor a la nominal del sistema, si se superan estos valores los equipos no van a estar protegidos y se pueden ocasionar daños.

A continuación se relaciona alguna de las ecuaciones matemáticas que debe tener en cuenta el estudiante para el desarrollo de la práctica.

Potencia del módulo de transferencia S[VA]

Potencia de la carga S[VA]

Potencia de entrada S[VA]

Potencia de salida S[VA]

𝑆 = 220𝑉∗ 50𝐴 = 11𝑘𝑉𝐴 𝑆= 1.1 kW /0.9=1.22𝑘𝑉𝐴

Corriente Máxima del banco

Corriente del sistema Corriente máxima de la carga Corriente de arranque del motor

8A 50A 4.7A Imáx = 4.7A * 8 = 37.6A

Mini interruptores para energizar control del sistema en QN.

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Figura 18. Alimentación en la simulación.