1REL DE TEMPERATURA O TRMICO (49).Andrs Orellana L.

aorellana@est.ups.edu.ecJos Sarango C.

jsarangoc@est.ups.edu.ecJuan Sarmiento R.

jsarmientor@est.ups.edu.ecJos Valarezo B.

jvalarezobo@est.ups.edu.ecUniversidad Politcnica Salesiana, Sede Cuenca

Alta Tensin II

ResumenEn el siguiente ensayo se dar a conocer el RelTrmico (49), sus caractersticas y especificaciones, que se debentomar en cuenta para la implementacin de dichos dispositivos deproteccin para motores y trafos evitando sobrecalentamientosinadmisibles.

I. INTRODUCCIN

El objeto de un sistema de un sistema de proteccin consisteen reducir la influencia de una falla en el sistema, hasta elpunto que no se produzcan daos relativamente importantesen el, ni que tampoco ponga en peligro a los seres vivos.

Esto solo puede conseguirse cubriendo constantemente lossistemas de potencia mediante el uso de esquemas de protec-cin y rels.

II. SISTEMAS DE PROTECCIN

Los Sistemas de Proteccin se utilizan en los sistemaselctricos de potencia para evitar la destruccin de equiposo instalaciones por causa de una falla que podra iniciarsede manera simple y despus extenderse sin control en formaencadenada. Los sistemas de proteccin deben aislar la partedonde se ha producido la falla buscando perturbar lo menosposible la red, limitar el dao al equipo fallado, minimizarla posibilidad de un incendio, minimizar el peligro para laspersonas, minimizar el riesgo de daos de equipos elctricosadyacentes.

El sistema de proteccin tiene las siguientes criterios decalidad, como se puede observar en la figura 1.

Figura 1. Caractersticas de un sistema de protecciones

Figura 2. Partes de un Rel

III. REL

Los rels son dispositivos digitales compactos que sonconectados a travs de los sistemas de potencia para detectarcondiciones intolerables o no deseadas dentro de un reaasignada.

III-A. FUNCIN PRINCIPAL DE LOS RELS DE PRO-TECCIN

Los rels de proteccin reveladores ordenan disparosautomticos en caso de falla. Son la parte principal delsistema de proteccin. Contienen la lgica que deben seguirlos interruptores. Se comunican con el sistema de potenciapor medio de los elementos de medida y ordenan operar adispositivos tales como interruptores, acrecentadores u otros.

Sus principales funciones son:Tapida remocin del servicio cuando algn elemento(linea, transformador) del sistema sufre un corto circuito.Dar la orden para desconectar un circuito cuando se pre-senta una operacin anormal (frecuencia, sobrevoltajes afrecuencia industrial, sobrecorrientes).Las protecciones del sistema trabajan en asocio coninterruptores los cuales desconectan el equipo luego derecibir la orden del rel.

2III-B. ESTRUCTURA DE UN REL

En general, podemos distinguir en el esquema general deun rel los siguientes bloques, como se puede observar en lafigura 3:

1. circuito de entrada, control o excitacin2. circuito de acoplamiento3. circuito de salida, carga o maniobra, constituido por:

Circuito excitadorDispositivo conmutador de frecuenciaProtecciones

Figura 3. Esquema a bloques de un Rel

III-C. TIPOS DE RELS

Las siguientes clasificaciones y definiciones se basan en laNorma ANSI C37.9 (IEEE 313). Los rels se pueden dividiren cinco categoras funcionales, as:

Rels de proteccinRels de monitoreoRels ProgramablesRels reguladoresRels auxiliares

IV. REL TRMICO (49)Estos dispositivos son termmetros acondicionados con

micro interruptores para mandar seales de alarma de disparopara la desconexin de carga o para arrancar ventiladores.

Los rels trmicos (Ver figura 4) son los aparatos masutilizados para proteger motores contra las sobrecargas dbilesy prolongadas cuyo valor no sobrepase 8 veces la intensidadnominal. Se pueden utilizar en corriente alterna o continua.

Figura 4. Partes de un Rel trmico

A continuacion detallaremos cada una de las partes que losconstituyen:

1. Placa de caractersticas

Figura 5. Principio de funcionamiento del rel trmico

2. Conmutador selector RESET manual / automtico.3. Tecla STOP4. N de pedido completo en el frontal del aparato5. Indicacin del estado de conexin y funcin de prueba

TEST.6. Cubierta transparente precintable.7. Tornillo de ajuste de intensidad8. Borne de repeticin de bobina9. Borne de repeticin de contactos auxiliares.

IV-A. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTOLos rels trmicos poseen tres bilminas compuestas cada

una por dos metales con coeficientes de dilatacin muy dife-rentes unidos mediante laminacin y rodeadas de un bobinadode calentamiento (ver en la figura 5). Cada bobinado decalentamiento est conectado en serie a una fase del motor.La corriente absorbida por el motor calienta los bobinados,haciendo que las bilminas se deformen en mayor o menorgrado segn la intensidad de dicha corriente. La deformacinde las bilminas provoca a su vez el movimiento giratoriode una leva o de un rbol unido al dispositivo de disparo.Si la corriente absorbida por el receptor supera el valor dereglaje del rel, las bilminas se deformarn lo bastante comopara que la pieza a la que estn unidas las partes mviles delos contactos se libere del tope de sujecin. Este movimientocausa la apertura brusca del contacto del rel intercalado en elcircuito de la bobina del contactor y el cierre del contacto desealizacin. El rearme no ser posible hasta que se enfrenlas bilminas.

El tiempo de respuesta de los rels trmicos, es inversa-mente proporcional a la magnitud de corriente que circule porlos arrollados del bimetal. A mayor intensidad, menor sera eltiempo de disparo.

Todos los rels son ajustables. El ajuste debe realizarse atravs de la perilla externa al valor de la corriente nominal delmotor.

El rel trmico actuara como proteccin en los siguientescasos:

Funciona cuando la temperatura de armadura de unamaquina de C.A. u otra carga que tiene devanado oelemento de maquina de C.D., convertidor o rectificadorde potencia (incluyendo un transformador de potencia)excede a un valor predeterminado.Cuando la corriente demandada por el motor sea muyalta causada por una sobrecarga mecnica.

3Cuando la corriente demandada por el motor sea muyalta, ocasionada por una cada apreciable en la tensinde alimentacin, estando el motor a plena carga.Un arranque seguido del bloqueo del rotor de la maquina.

V. CARACTERSTICAS PRINCIPALES

Sus caractersticas ms habituales son:Ajuste de corriente desde 0,1 hasta 150AAutoalimentado Memoria trmicaProteccin desequilibrio de fasesContactos independientes NA+NC incorporadosPulsador frontal test de disparo Indicador de disparovisibleCompensacin automtica temperatura ambiente: La cur-vatura que adoptan las bilminas no slo se debe alrecalentamiento que provoca la corriente que circula enlas fases, sino tambin a los cambios de la temperatu-ra ambiente. Este factor ambiental se corrige con unabilmina de compensacin sensible nicamente a loscambios de la temperatura ambiente y que est montadaen oposicin a las bilminas principales. Cuando no haycorriente, la curvatura de las bilminas se debe a latemperatura ambiente. Esta curvatura se corrige con la dela bilmina de compensacin, de tal forma que los cam-bios de la temperatura ambiente no afecten a la posicindel tope de sujecin. Por lo tanto, la curvatura causadapor la corriente es la nica que puede mover el topeprovocando el disparo. Los rels trmicos compensadosson insensibles a los cambios de la temperatura ambiente,normalmente comprendidos entre 40 C y + 60 C.Sensibles a una prdida de fase: Este es un dispositivoque provoca el disparo del rel en caso de ausencia decorriente en una fase (funcionamiento monofsico). Locomponen dos regletas que se mueven solidariamente conlas bilminas. La bilmina correspondiente a la fase noalimentada no se deforma y bloquea el movimiento deuna de las dos regletas, provocando el disparo. Los re-ceptores alimentados en corriente monofsica o continuase pueden proteger instalando en serie dos bilminas quepermiten utilizar rels sensibles a una prdida de fase.Para este tipo de aplicaciones, tambin existen rels nosensibles a una prdida de fase.Rearme automtico o manual: El rel de proteccin sepuede adaptar fcilmente a las diversas condiciones deexplotacin eligiendo el modo de rearme Manual o Auto(dispositivo de seleccin situado en la parte frontal delrel), que permite tres procedimientos de rearranque:Las mquinas simples que pueden funcionar sin controlespecial y consideradas no peligrosas (bombas, climatiza-dores, etc.) se pueden rearrancar automticamente cuandose enfran las bilminas en un determinado lapso detiempo.Graduacin en amperios motor: Visualizacin direc-ta en el rel de la corriente indicada en la placa decaractersticas del motor. Los rels se regulan con unpulsador que modifica el recorrido angular que efectael extremo de la bilmina de compensacin para liberarse

Figura 6. Tiempo de reposicion en funcion de la corriente de disparo y lacorriente ajustada

del dispositivo de sujecin que mantiene el rel enposicin armada. La rueda graduada en amperios permiteregular el rel con mucha precisin. La corriente lmitede disparo est comprendida entre 1,05 y 1,20 veces elvalor indicado.

VI. TIEMPO DE REPOSICION

Para poder resetear un trmico que dispar, debe esperarseun tiempo determinado para que los bimetales se enfren,este tiempo se llama de reposicin. El tiempo de reposicindepende de la corriente que produjo el disparo y est graficadoen la figura 6. Por ejemplo, para un rel TR1-6,3A (de 4a 6,3 A) que estaba seteado en 5 Amperes, si la corrientede corte fue de 15A, es decir 3 veces la corriente seteada,debe entrarse al grfico con el valor 3 en el eje X, y dondecorta a la curva se obtiene en el eje Y el valor 30 segundos.El tiempo de reposicin origina una pausa inevitable en elservicio, que da tiempo a enfriarse a los bimetales, perotambin le da tiempo al motor a enfriarse. Sin embargo, estapausa no siempre es suficiente para que el motor alcancenuevamente una temperatura segura de funcionamiento, porlo que siempre se recomienda ESPERAR MS. Las altastemperaturas son altamente nocivas para los motores, y aunqueno se visualize ningn dao, la historia del motor quedaafectada irremediablemente.

VII. CONCLUSIONES

El rel trmico se lo utiliza como proteccin trmica demotores y de transformadores, as como para activacionde ventiladores.Se debe utilizar este tipo de rels par proteger la destruc-cin de los bobinados de los motores.Realiza la deteccion del desequilibrio y perdida de fases.Existen dos tipos de configuracin para el rearme: manualy automtico.

4REFERENCIAS[1] Rels Trmicos de Sobrecarga AEG sitio web [En Linea]:

http://www.hbse.cl/index.php/productos/aisladores/[2] Montajes e instalaciones sitio web [En Linea]:

http://montajeseinstalciones.blogspot.com/2009/02/el-rele-termico.html[3] Jimenez Renato. Subestacion Electrica sitio web [En Linea]:http:

//www.catalog. moeller.net