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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

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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


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DEPENDIENDO DEL COMPORTAMIENTO DEL RELÉ EN SITUACIONES DE FALTA:

• Estandolabombatrabajandoal80%desucapacidadnominalseproduceunafaltadefase,elevándoselacorrientedelas2fasesactivasenun20%.

• Encasodeproducirse1faltadefaseduranteelarranquedeunabombaenunpozovacío(I=0,8Inominalenlasdosfasesactivas).




Deficiente.Permiteseguirtrabajandoalabomba y esta se deteriora

Bueno,desconectalabombaencualquier casoI<enlafaltayporI>enlasotrasfases

CuadrosconreléelectrónicoFANOXBueno,desconectalabombaen3segundos

porfaltaencualquierfase





Bueno,lasondainferiordetectapozovacío y para la bomba

Malo,enelcasodequeelfallodefaseseproduzca enlasdosfasesquenocontrolaelrelé

nodesconectalabombaporqueelrelésolodispara pordebajode0,7Inysequemaelmotor

Bueno,desconectalabombaen3segundos porfaltaencualquierfaseparandolabomba

• Aguasconelevadoniveldebarroy/oelevadamineralizacióncálcica.





Deficienteporlaformacióndeincrustacionesqueaumentanlaresistenciaeléctricadelasonda

provocando paradas intempestivas



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• Bombabloqueada(enarenada)despuésdefuncionaraplenacarga.





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.





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.





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

www.fanox.com

ParqueTecnológicodeBizkaia-Astondobidea,Edif.60448160DERIO(Spain)

tel.:(+34)944711409//fax.:(+34)944710592mail:[email protected]

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