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Centro Control de Motores NEMA
Ing. Jerson Zelada
[email protected]
Confidential Property of Schneider Electric
Agenda
Generalidades de CCMs
Normas
Principales Características de un
CCM NEMA
¿Porqué CCM Inteligentes?
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¿Qué es un Centro Control de
Motores?
• Conjunto de estructuras atornilladas totalmente
independientes, con frente muerto, dentro de un
gabinete. Estas secciones soportan y alojan las
unidades de control, un juego de barras de
distribución común para distribuir alimentación a
las unidades de control y una red de
canalizaciones de cables.
• Los Centro Control de Motores (CCM) son el
método mas adecuado de agrupación de
dispositivos de control de motores eléctricos y
afines en una instalación compacta y económica
independiente.
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Definiciones
CCM
=
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Cubículo
Columna
+
Principio de Funcionamiento de un CCM
Los Centro Control de Motores (CCM) trabajan de la siguiente manera.
• Cada cubículo está conectado directamente con un motor
• Los cubículos cuentan con paneles de control con botones de arranque y
cese del funcionamiento.
• Según se requiera, los motores serán arrancados o detenidos directamente
desde el cubículo que le corresponde.
• Dentro de los cubículos hay sistemas de corte de energía que permiten
desactivar los motores en casos de emergencia.
• Dependiendo de las máquinas que se necesite utilizar, los motores se accionan
independientemente facilitando su control.
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Ventajas de los Centro Control de Motores
Las principales ventajas el uso de los CCMs son las siguientes:
• Operación & Mantenimiento Centralizado
• Automatización del funcionamiento de los motores
• Capacidad de operar individualmente los motores
• Tiempo de instalación reducido
• Reducción de espacio
• Costo de adquisición e instalación mas bajos
• Cableado de fábrica
• Sistema testeado en fábrica
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Grados de Encerramiento de un CCM NEMA
Proporcionar un grado de protección al personal contra contacto accidental con el equipo encerrado.
• NEMA 1 (1 A)
• NEMA 4X
Uso interior
Uso interior
Proposito general (no expuesto a condiciones
inusuales)
Grado de protección contra:
Protección contra objetos que caen
• NEMA 3R
Uso interior o exterior
Grado de protección contra:
objetos que caen
Lluvia
Nieve
Polusión
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Polvo llevado por el viento y lluvia.
Salpicadura de agua y caída de agua directa
Resistente a la corrosión
• NEMA 12
Uso interior
Grado de protección contra:
Polusión
Goteo de líquido no corrosivo
Pelusa, fibras y partículas volátiles
Comparación de envolventes de uso interior
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Comparación de envolventes de uso exterior
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Tipos y Clasificaciones de Cableado Para CCM
•
NEMA/EEMAC Wiring Classes/Types
•
Clasificaciones:
Class I – no intercableado o interbloqueo
Class II – intercableado
•
Types:
“A” – terminación en la unidad
“B” - terminación en bloque de terminales
“BD” - control terminal blocks
“BT” - “BD” + power terminal blocks
“C” - Master Terminal Compartments
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Selección de un Arrancador NEMA
Tamaño
NEMA
Amperios
00
9
0
18
1
27
2
45
3
90
4
135
5
270
6
540
7
810
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Voltaje
Motor
200 - 230
460 - 575
200 - 230
460 - 575
200 - 230
460 - 575
200
230
460 - 575
200
230
460 - 575
200
230
460 - 575
200
230
460 - 575
200
230
460 - 575
230
460 - 575
Potencia
HP
1 1/2
2
3
5
7 1/2
10
10
15
25
25
30
50
40
50
100
75
100
200
150
200
400
300
600
Normas NEMA
Centro Control de Motores
Confidential Property of Schneider Electric
Códigos y Estándares
ANSI - American National Standards Institute
IEEE - Institute of Electrical & Electronic Engineers
UL - Underwriter’s Laboratories
CSA – Canadian Standards Association
NEMA - National Electrical Manufactures Association
NEC - National Electrical Code
CEC - Canadian Electrical Code
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Normas CCMs NEMA
• UL845 (Motor Control Centers)
• NEMA ICS-2 (Industrial Control & System Controlers,
Contactors and Overload Relays rated 600 Volts)
• NEMA ICS-18 (Motor Control Centers
• EEMAC (Electrical Electronic Manufacturers association of Canada)
• ANSI C37.20.7 (Arc Resistant)
• UBC ZONA 4 avalado por el código AC 156 (Certificación Sísmica)
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¿Quien o que es UL?
• Underwriters Laboratories® , y es una organización independiente de certificación de seguridad de
productos.
• Agencia de certificación de terceros
• No es una agencia gubernamental
• Misión: Seguridad
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¿Qué es un Listado UL?
Un listado UL es una declaración hecha por Underwriters
Laboratories que el producto cumple con la especificación
de construcción y / o requisitos de desempeño, y que por lo
tanto el fabricante está autorizado para aplicar el marcado
de Listado UL en el producto
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¿El marcado de “UL Listed” es aplicado al CCM, se indica en las secciones
o en las unidades?
En ambos.
Las unidades y secciones de un CCM son listadas en
forma independiente.
Schneider Electric - Internal Use Only 17
Cada sección y unidad de un CCM
lleva su propia marca “UL Listed”.
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Etiqueta UL para una unidad de CCM
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Etiqueta UL principal en un CCM NEMA
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Principales Caraterísticas de un CCM NEMA
Model 6
Confidential Property of Schneider Electric
Sistema de Distribution de Energía
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Cableado
de red
Medición &
Monitoreo
Distribución
Principales &
Alimentadores
Arrandadores de motor
Reles Inteligentes
Control / Automatización
Automation
Ethernet
Switch
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AC Drives SoftStarts
Centro Control de Motores NEMA
•
Una o mas secciones verticales
•
Bus principal comun (barra horizontal)
•
Bus vertical
•
Otros equipos de baja tensión ensablados:
PZ4, QED-2, QED-6, I-Line
PZ4
I-Line
Model 6
Motor Control Center
Confidential Property of Schneider Electric | Page 23
QED-2
Centro Control de Motores - Funciones
•
Normalmente alimentado por LV Switchboard ó Switchgear
Tambien se puede utilizar como equipo de entrada
•
Control y Protección de Motores
La función primaria de un CCM es proporcionar energía protección y control para los motores a través
de unidades modulares.
•
Distribuición Energía
Interruptor Termomagnético o interruptor fusible
Para cargas de motor via arrancadores, Variadores, Soft Starts
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Centro Control de Motores - Dimensiones
3” altura
• 90” Altura
Bus Horiz.
• 20” Ancho
Algunas secciones requieren 25”-35”
12” Altura
• 15” Profundidad
Opcional o por requirimiento 20” de profundidad.
• Opcional 72” de altura
90”
Bus Vert.
4” ancho
( 9” opt. )
• Contiene unidades, Canaletas, Cableado, bus horizontal,
vertical
• Grupos de Embarque
6” Altura
Horiz.
Puede ser 1, 2, o 3 secciones
Hasta 75” de ancho
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1.5” Altura
Centro Control de Motores - Tipo de Sección Vertical
BUS
HORIZONTAL
• Sección Estandar:
Tiene bus vertical
Tiene ducto vertical
• Sección Relay:
BUS
VERTICAL
No tiene bus vertical.
Es una sección vacía para
instalación de relés.
DUCTO
VERTICAL
ST
D.
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ST
D.
REL
AY
REL
AY
Tipos de Estructuras
Back-to-Back
12” Ancho Back-to-Back
Transition
90 grados para esquinas
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Rangos de Tensión
•
Sistemas
208, 240, 380, 480, 600 Volts; 3 fases, 3 & 4 cables
Más común: 480V 3P3W
•
Bus Horizontal
600, 800, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000 Amp.
•
Bus Vertical
300 Amp.
600 Amp
•
Barra de Tierra
300 / 600 Amp.
•
Corriente de Cortocircuito
42 000 Amp. – Estandar
65k, 85k, 100k Amp. - Opcional
Confidential Property of Schneider Electric | Page 28
Entrada Principal & Disposición de Buses
•
Entrada Principal (Incoming)
Terminales (Main Lug)
Interruptor Principal (Circuit Breaker/Fusible Switch)
Conexión a CCM Existente (Bus splice)
•
Bus Horizontal
Tin Plated Aluminum 600 - 1200A
Tin/Silver Plated Copper 600 - 3000A*
•
Bus Vertical
Cobre (Tin or silver plated)
300A, 600A
•
Bus de Tierra
Bus Horizontal 300 o 600A - Cobre
Bus Vertical - Acero (Cobre opcional)
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3000A Disponible solo en NEMA 1
Unidades
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Componentes del Centro Control de Motor
•
Integración de componentes clave
para el control de motor y
distribución de energía en una
estructura compartimentada.
Arrancadores
Push
Buttons
Luces
Piloto
PLC
Circuit
Breakers
Confidential Property of Schneider Electric | Page 31
VFDs
Centro Control de Motores – Tipo de Unidades
•
Interruptor Principal (Main Breakers)
•
Alimentadores (Feeder Breakers)
•
Combinación de Arrancadores
•
Soft Starters
•
Variadores de Frecuencia
•
Automatización
•
Transformadores de Distribución
•
Panelboards
•
Sistemas de Transferencia Automática
•
Espacios Preparados
•
Unidades vacías
•
Unidades Especiales
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Centro Control de Motores - FVNR
•
Combinación de Arranque
Desconectador – Protección de Cortocircuito
Guardamotor (Estandar)*
TM Circuit Breaker
Fusible
Arrancador
Contactor
NEMA (Estandar)
IEC
Relé de Sobrecarga
Bimetálico
Relé de Estado Sólido
Circuíto de Control
Transformador de Control, Relays, Dispositivos Pilotos, etc.
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Model 6 MCC – Tipo de Unidades
•
Transformadores de Distribución
1 fase (.5 - 25 kVA)
3 fase (9 - 45 kVA)
•
Panelboards
1 & 3 Fases NQOD
3 Fases NF
•
Switch de Transferencia Automatica
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Centro Control de Motores – Caracterísitcas de Unidades
•
Shutter manual.
Enclavamiento para impedir el acceso a
personal no calificado.
Resina de poliéster y fibra de
vidrio
•
Shutter Automatico.
Proporciona cierre y apertura al extraer e
insertar el cubículo.
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Centro Control de Motores – Caracterísitcas de Unidades
•
Estructura mecánica.
Manilla de operación de metal fundido.
Acepta hasta 3 candados en posición OFF.
Enclavamientos mecánicos en posición ON.
Clara indicación del estado de la palanca.
Palanca de accionamiento a la izquierda del cubículo.
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Centro Control de Motores – Caracterísitcas de Unidades
Estructura eléctrica.
Clip de tierras (estándar) el cual es el primer punto de
contacto con la barra de tierras al insertar el partidor y
el ultimo punto de contacto al retirarla.
Barreras aislantes: Protegen a las mordazas del cubículo
de daños cuando esta en mantenimiento y le dan mayor
vida útil a la misma.
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Centro Control de Motores Inteligente –iMCC
Model 6
Confidential Property of Schneider Electric
¿ Por qué MCCs Inteligentes?
“Tengo que MEJORAR la SEGURIDAD de mis operadores y visitantes”
•
Elimina la necesidad de realizar operaciones innecesarias en el equipo que aumenta la exposición a riegos de arc flash.
•
Proporcionar un medio para operar, mantener y solucionar problemas de lo equipos de forma remota.
•
Proporcionar un medio para operadores y visitantes puedan visualizar y entender como van las operaciones sin necesidad de estar frente al CCM.
“Debo REDUCIR COSTOS de Instalación y Operación”
•
Integración de I/O distibuídas, disminuye considerablemente la cantidad y tiempo de cableado.
•
Habilita una estrategía de mantenimiento predictivo que aumenta el tiempo de actividad y reduce los costes relacionados con daños en el equipo
•
Protege la inversión en activos mediante la adquisición de datos de gestión de activos.
•
Stock optimizado
•
Tome ventaja de comunicaciones basado en servicios que mejoren la eficiencia del personal operativo.
•
Permite la puesta en marcha sin problemas gracias a la facil integracion con sistemas de alimentación y con lo sistemas SCADA.
“ Debo MEJORAR mi Proceso y AUMENTAR la Eficiencia Energética”
• Adquísición de datos en tiempo real de los procesos de producción, esto permite a los operadores una reacción mas rápida y precisa ante cualquier
eventualidad, aumentando en general la eficacia de la planta.
• Adquerir en tiempo real, los datos de calidad de energía para aumentar la eficiencia energética y disminuir costos operacionales
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1. Diponibilidad del Proceso
Su gente y sus procesos, siempre seguros ……
•
Protección Completa
Componentes Inteligentes = Más información con acceso al estatus del
proceso rápido y fácil, información de alarmas y fallas de los equipos.
• Monitoreo Avanzado
Sepa porque, cuando y con que frecuencia suceden alarmas y/o fallas
• Control Informado
Automatización de procesos críticos, incremento de calidad y eficiencia.
• Mantenimiento Predictivo
Estrategia de gestión de activos – de enfoque reactivo a enfoque proactivo
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3. Gestión de Energía
•
Eficiencia Energética
Gestión eficiente de la energía.
•
Cumplimientos
Legislaciones nacionales e internacionales, reporting, presión social.
•
Dispositivo – Nivel de Medición
Linea, proceso, batch, información a nivel de cliente.
•
Eficiencia en los Procesos
Eficacia general del equipo – Protección, monitoreo, control
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Sistema Tradicional de Cableado de Campo
Control Panel
Control
Network
PLC or
Remote I/O
Drop
•
•
•
•
•
•
Stand alone control panel remotely located
Typically PLC, PC, DCS, or Remote I/O
Field wired to terminal blocks in MCC
Field tested for correct device operation
Field documentation and labeling
Data Pulled from MCC: Typically Status Only
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Standard MCC
iMCC with Hardwired I/O
Control
Network
PLC or
Remote
I/O Drop
Centralized
•
•
•
•
•
Full section I/O construction in each MCC
Factory inter-wired apart terminal blocks
Factory tested for correct device operation
Factory documented and labeled
Data from iMCC: Typically Status Only
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iMCC Solo con Red de Comunicación
•
Redes Disponibles
Modbus
Ethernet (Modbus TCP)
PROFIBUS
DeviceNet
CanOpen
•
Poco necesidad de intercableado
Reducción de Costos
•
Testeado/Validado en Fábrica
Validación de Red On-site Disponible
Facilidad de instalación/ Integración/ Mantenimiento, dependiendo de la
aplicación.
•
•
Control & Monitoreo
Extracción y Control de Datos
I/O Status, Factor de Potencia, Curriente, Voltage, etc.
Diagnosticos Alarmas, Data Logging History
Control de Alarma, Gestión de Energía, Características de Mantenimiento
Predictivo.
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iMCC – Componentes Inteligentes
Reles Inteligentes
Medición & Monitoreo
Network Cabling
Circuit Breakers
AC Drives
Automation
Soft Starts
HMI
Confidential Property of Schneider Electric | Page 45
Cableado de Red
Class 1, 600V – Modbus & PROFIBUS
El cable está instalado detrás de una barrera
ubicada en el ducto vertical para una protección
adicional contra daños mecánicos.
Trunk & Drop Topology
Class 1, 600V, 8a – DeviceNet & CANopen
Barrea Opcional situada en el ducto vertical
para Class 1.
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Cableado de Red Ethernet - Generalidades
•
Cable
Topología en Estrella
Cada Unidad Tiene un Cable que va al Switch Ethernet.
•
Expandible
Solo Limitado por la Cantidad de Puertos del switch
•
Capacidad de Transmisión de Datos
10 Mbs ó 100 Mbs.
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TeSys T Controlador de Gestion de Motores
NUEVO
Conectividad
con Protocolo
Nativo
X X X
Ethernet
TCP/IP
Funciones de
Protección
Adicionales
Módulo de
Expansión
HMI
Unidad de
Supervision y
Control
Control y
Monitoreo
Remoto
PC con PowerSuite
Hasta 810A
External CT
Ground CT
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Protección
de Fuga a
Tierra
TeSys T Controlador de Gestion de Motores
Confidential Property of Schneider Electric | Page 49
TeSys T Controlador de Gestion de Motores
Alimentación
6 Entradas
Discretas
(internal powered
inputs)
1 Relevador de falla
(NO/NC)
Plug-in terminals
Conexión del Módulo de
Expansión/ HMI/PC
(Modbus RS485)
2 puertos
Ethernet
Leds de
Diagnóstico
Confidential Property of Schneider Electric | Page 50
3 Salidas a
Relevadores
5A
sensor
Entrada de
Falla a Tierra de T°
°
Botón de
Reset o
prueba
Módulo de Expasión - Voltaje & I/O
Tensión de entrada de
0 a 690 VAC, 3 fases
Puerto de
Conexión
RJ45 port
Conexión
HMI / PC
Led ‘s
Indicadores de
Status
Confidential Property of Schneider Electric | Page 51
4 Entradas Discretas
(external powered inputs)
TeSys T Protección & Control
Confidential Property of Schneider Electric | Page 52
Conecciones con el Mundo Exterior
HMI/PC/Door Port connection
Network connection
PLC/DCS
HMI
Network
PC
Confidential Property of Schneider Electric | Page 53
Ethernet TCP/IP
Etherner IP
Communicaciones y Redes
● Cual es el propósito de combinar comunicaciones con CB de protection y monitoreo en
cada unidad del MCC?
Monitoreo remoto de consumo de energía y calidad de
energía.
Disponibilidad de datos donde sea y cuando sea.
Facilidad de Mantenimiento y Operación:
Centralización
Simplificación
Estrategías Predictivas
El circuit breaker es la fuente directa de información relevante (proteción,
medición y mantenimiento) que debe transmitirse de forma instantánea cuando
sea necesario.
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Acceso Directo a la Gestión de Energía
Mayor Disponibilidad de
Energía
Seguridad &
Protección
Familia PowerPact con
Micrologic Trip Units
Model 6 LV MCC con
Comunicaciones
Medición y Control de
la Energía
Nuestra familia entera de la nueva generación de circuit breakers, con rendimiento lider en la
industria, medición & protección ahora disponibles en el Model 6
Smart: Un medidor en cada breaker
Safe: Combina seguridad y performance
Simple: Facil Selección, Configuración y Uso.
Confidential Property of Schneider Electric | Page 55
Oferta Completa de LV CBs Electrónicos
NEW Micrologic Trip Units in
PowerPact H, J, and L
PowerPact R
1600 - 2500 A
PowerPact H & J
15 - 250 A
Masterpact NT/NW
800 - 2500 A
PowerPact L
300 - 600 A
PowerPact P
700 - 1200 A
Page 56
Fijos
Extraibles
Unidades de Disparo MICROLOGIC
La unidad de disparo adecuada para cada aplicación…
H, J, and L
Standard
Ammeter
Standard
Ammeter
Energy
(15 – 600A)
P, R, NT, NW
Power
Harmonic
(Hasta 2500A)
Adj. Protections
Current Meter
True RMS
LED Trip Ind.
Thermal Imaging
ZSI
Power &
Energy
Meter kWh
Adv. Relay
Protection
Frequency
Power Factor
Confidential Property of Schneider Electric | Page 57
THD
Preguntas?
Confidential Property of Schneider Electric | Page 58