Principios De Funcionamiento - ZIV 2IRX-A Manual De Instrucciones

Capítulo 3. Funciones y Principios de Operación
3.12.1

Principios de funcionamiento

Los relés térmicos, que emplean la medida directa de las temperaturas de la máquina a
proteger, tienen muy serios problemas para poder realizar su función en las zonas más
sensibles (devanados), necesitando realizar sus mediciones en las zonas próximas (aceite,
aislantes, etc.). Esta medición indirecta supone un inconveniente debido a que los puntos en
los que se realiza la medición directa de temperatura pertenecen a elementos con gran inercia
térmica. Por lo tanto, la medición indirecta exige el empleo de unidades térmicas, con
algoritmos que requieren estudios experimentales del elemento a proteger, de los cuales
generalmente no se dispone.
Es por esta razón que, en vez de emplearse relés térmicos, se suelen utilizar protecciones de
imagen térmica que, por medio de algoritmos matemáticos basados en la física de los
materiales, estiman la temperatura de la máquina a proteger a partir de las intensidades
circulantes.
Se da por hecho que cuando se producen sobrecargas en las máquinas, la principal causa de
deterioro es el fenómeno térmico, no considerándose los posibles efectos dinámicos.
Los terminales de protección del tipo IRX disponen de una unidad de protección por imagen
térmica que, por medio de la medida de la intensidad circulante y de la resolución de la
ecuación diferencial térmica, estima el estado térmico para producir un disparo cuando se han
alcanzado niveles de temperatura elevados.
Los algoritmos se basan en modelizar el calentamiento de un elemento resistivo ante el paso
de una corriente eléctrica. No se considera el efecto de la radiación, ya que, para las
temperaturas que alcanzan los elementos a proteger (inferiores a 400 ºC), su repercusión se
considera despreciable, ni otras fuentes de disipación de calor diferentes de la derivada del
efecto Joule.
Si, tras un periodo de sobrecarga relativamente corto, el valor de la intensidad vuelve a valores
nominales, se simula también el enfriamiento del equipo.
La unidad de imagen térmica no tiene un umbral a partir del cual arrancar; siempre está
"arrancada". El tiempo de disparo depende de la intensidad que circule desde un instante dado
hasta que se alcance la temperatura límite y del valor de la temperatura en un instante
concreto. La temperatura previa depende de lo ocurrido con anterioridad, de la intensidad que
se haya medido y del tiempo que haya sido aplicada.
La ecuación diferencial que controla cualquier fenómeno térmico es la siguiente:
Donde:
I: Es el valor eficaz de la intensidad medida
:
Es la constante de tiempo. Parámetro ajustable
Imax: Valor de la intensidad máxima admisible en régimen permanente. Parámetro
ajustable

d
 
  
2
I
dt
3.12-2
IRX: Terminal Integrado de Protección, Control y Medida
 ZIV GRID AUTOMATION, S. L. Zamudio, 2011
LIRX0903A