Figura 1: Motor de CC
Esta sección describe los modelos de CC que se puede utilizar en EasyPower y describe los resultados del análisis.
Por favor, tenga en cuenta lo siguiente acerca de los resultados de cortocircuitos:
Figura 1: Motor de CC
La característica eléctrica simplificada del motor de CC puede ser descrita por la siguiente ecuación:
Vt = Ea + Ia * Ra
Donde,
Vt = Tensión de terminal
Ea = Tensión inducida de armadura (fuerza contra-electromotriz)
Ia = Corriente de armadura
Ra = Resistencia de armadura
Los factores que afectan a la tensión inducida de armadura son:
Arranque motor CC (DC motor starting): Mientras se arranca un motor de CC, la velocidad es inicialmente cero, entonces Ea es cero. Como resultado, la corriente de arranque es alta. La corriente de arranque puede calcularse por medio de la ecuación:
Contribución de CC de cortocircuito del motor: La velocidad se asume a la velocidad nominal, por lo que Ea está cerca de la tensión del sistema. La tensión de la terminal Vt colapsa a cerca de cero por una falla cerca de la terminal. El signo negativo representa el flujo de corriente fuera del motor.
La impedancia Ra se utiliza como el modelo de cortocircuito en los cálculos.
Datos de motor: HP = 100; V = 250; Eficiencia = 95%; Rla = 0,05 ohmios
Corriente de carga plena (FLA) = Entrada kW / V = HP * 0,746 / (Eficiencia * kV)
= 310 amperios
Corriente de arranque = V / Ra
= 250 / 0,05 = 5000 Amperios
Resistor de arranque para limitar la corriente a 4 x FLA:
Rtotal = Ra + Rarranque
Rtotal = V / (4 x FLA) = 250 / (4 x 310) = 0,20 ohmios
Rarranque = 0,20 – 0,05 = 0,15 ohmios
Contribución del cortocircuito a la falla de terminal:
~ 250 / 0,05 ~ 5000 Amperios
Lo mejor es utilizar la resistencia de la armadura del fabricante si está disponible. La resistencia de la armadura debe incluir la resistencia del conmutador. Ante la falta de información exacta, podemos hacer algunas suposiciones. El siguiente gráfico muestra el porcentaje de impedancia calculada de unos motores de CC obtenidas de una instalación.
Figura 2: Impedancias porcentaje calculadas para la muestra de motores de 230V CC
Para un motor de potencia nominal de 50HP, 230V, 0,9 eficiencia, vamos a estimar la resistencia de la armadura. Para este ejemplo, supongamos 8% de impedancia. Esta es la cantidad de caída de tensión que hay sobre la armadura y del colector a plena carga.
Vcaída = 8% de 230 = 18,4V en FLA.
Corriente de carga plena (FLA) = 0,746 * HP / (Eficiencia * V) = 180A
Ra = Vcaída / FLA = 18,4 / 180 = 0,1 Ohmios
Una batería se modela como una fuente de tensión y una resistencia en serie (resistencia interna). Esto es cierto tanto para el cortocircuito y el análisis de flujo de potencia.
Figura 3: Modelo de batería eléctrica
Figura 4: Cuadro de diálogo de datos de baterías
| Opción | Descripción | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kV nominal total (Total Rated kV) | Este es el valor nominal de la tensión total de la cadena de baterías. Si tiene varias baterías conectadas en serie, se suman la tensión de las baterías individuales. Para la conexión en paralelo de baterías similares, deje la tensión tal como está. | ||||||||
| Multiplicador de carga (Charging Multiplier) | Este es el multiplicador para la tensión de la batería que refleja el estado de carga. Por ejemplo, una batería completamente cargada podría tener 1,05 y una batería ligeramente descargada puede tener 0,95 como el multiplicador de cargar. | ||||||||
| Total R |
Esta es la resistencia interna de la cadena de baterías en ohmios. Se puede obtener la resistencia interna del fabricante. He aquí algunos datos típicos para baterías:
Referencia: http://www.solar-electric.com/agm-battery-technology.html |
||||||||
| Corriente nominal (Rated Amps) | La corriente nominal de la batería o la cadena de las baterías. La capacidad nominal de corriente son los amperios-hora dividido por el tiempo de descarga para tales baterías. Por ejemplo, si tiene una batería de 200 Amperio-horas nominal de un tiempo de descarga de 8 horas, los amperios nominales son 200/8 = 25A. |
Una batería de plomo-ácido inundada tiene una capacidad nominal de 250V y 200 Amperio-horas con un tiempo de descarga de 8 horas. Estima la resistencia de la batería.
Corriente nominal = 200 / 8 = 25A.
Vamos a suponer el 10% de impedancia para este caso.
R Total = V * (% Impedancia) / (Corriente nominal) = 250 * 0,1 / 25 = 1 Ohmio.
Celdas idénticas múltiples o baterías pueden ser conectados en serie, en paralelo, o en una combinación de ambos.
Si tiene la impedancia en porcentaje, no hay necesidad de agregar o dividir el valor por ciento. Se puede calcular la resistencia con base en la tensión final y la capacidad de corriente.
El siguiente gráfico muestra una aproximación de las características V-I de fotovoltáicos. Esto es no lineal y se utiliza cuando al solucionar el flujo de potencia. Al aumentar la demanda de carga más allá de la capacidad del fotovoltáico, la tensión cae rápidamente.
Figura 5: Características V-I de fotovoltáicos
Las características se derivan de las entradas definidas por el usuario en el cuadro de diálogo. Los datos importantes son:
Para obtener más información acerca de fotovoltáicos, consulte Ejemplo 3: Sistema fotovoltáico.
NFPA 70E, Edición 2015, Anexo D.5 describe el método para calcular la energía del peligro de relámpago de arco para equipos de CC de baja tensión. Este método se basa en el teorema de máxima transferencia de potencia similar al método de Ralph Lee para CA.
Iarco = 0,5 * Ibf
Ei = 0,01 * Iarco * V * t * Factor / D2
Donde,
Iarco = corriente CC estimada de relámpago de arco en amperios
Ei = energía incidente estimada en cal/cm2 a la distancia de trabajo D
V = tensión CC en voltios
t = duración del arco en segundos
D = distancia de trabajo en cm
Factor = 1,0 para aire libre y 3,0 para envolvente (caja)
| CC en EasyPower | Ejemplo 2: Inversor CC de enlace con un banco de baterías (UPS) |
| Consejos sobre la creación de sistemas de CC | Ejemplo 3: Sistema fotovoltáico |
| Ejemplo 1: Muestra de sistema CC |
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