Las aplicaciones de transportadores se encuentran entre las más comunes y esenciales en las industrias minera, de minerales y metalúrgica. Normalmente, los motores para transportadores varían de potencia desde varios kW hasta 1200 kW, lo que los hace igualmente compatibles con soluciones de baja y media tensión. En muchas especificaciones, los motores de alta potencia y sus variadores de velocidad se configuran directamente en media tensión, aunque no existen restricciones específicas para su conexión a largas distancias.
Pero ¿cuáles podrían ser los beneficios de mantener baja tensión para aplicaciones con motores de gran tamaño, especialmente cuando el rango de potencia del motor puede ser compatible con las ofertas estándar para el control del motor?
- El uso de motores de baja tensión en un proceso industrial ofrece varias ventajas, principalmente:
- Costo de motor similar al de su equivalente en media tensión
- Mayor par de rotor bloqueado, lo que resulta en requisitos de control potencialmente menores para el arranque. Coste significativamente menor del equipo de gestión de motores (VSD, protección, interruptores automáticos, contactores y envolventes).
- Reducción del espacio ocupado por el equivalente de BT.
- No se requieren permisos específicos para la puesta en servicio y el mantenimiento de BT.
- Plazos de entrega más cortos.
- Conexión del cable de alimentación más sencilla.
Consideremos un ejemplo. En un proyecto para una mina de hierro, tres motores de cinta transportadora de 1250 kW cada uno se especifican como de 6,6 kV de MT. Los motores se accionan con un VSD de la potencia necesaria. En las especificaciones del cliente, la distancia entre el VSD y el motor se indica como un máximo de 1000 m, lo que llevó a especificar una solución de MT. Entre las razones se encuentran:
- Menor corriente y, por consiguiente, menores pérdidas en funcionamiento, siendo las pérdidas proporcionales al cuadrado de la corriente.
- Menor coste del cable, ya que generalmente se necesitan menos cables por fase para transportar la corriente a la carga, y su sección transversal es menor.
- El coste de instalación del cable es menor cuando hay menos cables por fase.
La Figura 1 muestra el diagrama eléctrico de una sala de distribución de recuperación de un almacén:
Figura 1 Diagrama eléctrico original para la aplicación del transportador de media tensión.
Para la comparación, se asume que la longitud real del cable puede ser mucho menor, lo que suele ocurrir. En un primer paso, la comparación de coste y espacio se realiza únicamente en el equipo eléctrico integrado en la sala de distribución. En el mejor de los casos, la solución de baja tensión es la siguiente:
Figura 2 Solución optimizada para los accionamientos del transportador con equipo de baja tensión.
La solución alternativa de baja tensión propuesta es aproximadamente un 22 % más rentable para el equipo eléctrico integrado en la sala de distribución. El espacio ocupado también se reduce en un 16 %, lo que además disminuye el coste de la solución integrada, como en una centralita eléctrica.
Podrías pensar: ¡a por la BT!
Sí, pero esta solución tiene un factor de coste importante: el coste de los cables entre el variador de velocidad y el motor. Con una tensión diez veces menor, la corriente en los cables es diez veces mayor. Esto no implica necesariamente una sección transversal diez veces mayor, pero cabe suponer que, con la longitud del cable, se alcanzará un equilibrio entre las soluciones de BT y MT. Los análisis realizados para este caso muestran la siguiente tendencia: un valor positivo significa que la solución de BT es más económica:
Figura 3. Comparación de la reducción de costes entre las soluciones de BT y MT. Los resultados anteriores asumen el mismo coste por unidad de longitud para la instalación y la terminación de los cables de BT y MT. Se observa que con 100 m de cable la reducción de costes es de aproximadamente el 13 %, y 200 m parece ser la longitud máxima de cable donde una solución de BT alcanza su límite económico. Las cifras pueden variar ligeramente si los valores de instalación y terminación de los cables de BT son más precisos.
Así que, antes de decidirse por una solución de media tensión o baja tensión, verifique la longitud real del cable; ¡es crucial!
Además:
Según el Departamento de Energía de EE. UU., los motores consumen actualmente más del 90 % de la energía eléctrica en las industrias electrointensivas. En las industrias de minería, minerales y metales, se utilizan para múltiples aplicaciones, como bombas, ventiladores, compresores de gas, hornos, cintas transportadoras, trituradoras, etc. En estas aplicaciones, los motores de baja tensión representan aproximadamente el 80 % del total, con una potencia que suele alcanzar los 400 kW a velocidad constante y los 1250 kW a velocidad variable.
Los motores de media tensión son mucho menos numerosos, con un rango de potencia de 200 kW en adelante. Para motores grandes y largas distancias, se suelen preferir los motores de media tensión a los de baja tensión debido a las menores pérdidas en los cables conductores y al propio dimensionamiento del cable. Esto suele justificar la especificación de máquinas de media tensión en aplicaciones de motor donde la longitud estimada del cable podría ser importante. Sin embargo, esta sencilla solución no siempre es la más económica, y sobreestimar la longitud de los cables podría conllevar importantes inconvenientes en cuanto al espacio y el peso del equipo necesario, lo que se traduce en costes adicionales.
Añadir comentario