PSO Biz
Tres soluciones para proteger motores trifásicos contra condiciones de falla de fase
Tres soluciones para proteger motores trifásicos contra condiciones de falla de fase
El evento de falla de fase en un sistema eléctrico tiene un mayor impacto en los motores de inducción trifásicos y sus controladores. La mayoría de los motores trifásicos seguirán funcionando con la energía de solo dos fases, pero provocarán un sobrecalentamiento y fallas si no se protegen adecuadamente. La mayoría de los dispositivos de protección comúnmente utilizados, como los disyuntores convencionales o los relés térmicos de sobrecarga para motores, no están diseñados para detectar condiciones de falla de fase. Para motores trifásicos con carga ligera, digamos un 70% de los amperios de plena carga nominal, la corriente de fase aumentará por un factor de raíz cuadrada de tres en condiciones de falla de fase secundaria. Esto resultará en un consumo de corriente de aproximadamente 20% más que la corriente de plena carga nominal indicada en la placa. Si las protecciones de sobrecarga están dimensionadas al 125% de la placa del motor, las corrientes circulantes pueden seguir dañándolo. Por lo tanto, se recomienda que la protección contra sobrecargas del motor se base en la corriente real de funcionamiento bajo la carga específica, en lugar de la corriente nominal indicada en la placa. La falla más común en el sistema de servicios públicos es un fallo de fase a tierra. Es más de dos veces más probable que se produzca un apagón en una sola fase que un apagón en las tres fases. Los eventos normales son apagones causados por condiciones climáticas, animales, contacto con terceros, fallas en los equipos de servicios públicos, etc. Estos eventos normales son inherentes a un sistema de servicios eléctricos.
De acuerdo con las prácticas de ingeniería y el Código Eléctrico Nacional (NEC), es responsabilidad del cliente proteger adecuadamente los motores trifásicos contra condiciones de falla de fase en equipos trifásicos.
La opción "a" a continuación es un medio económico para proteger los motores trifásicos.
- El cliente puede emplear un Relé de Falla de Fase o Pérdida de Fase con el controlador del motor o vincularlo en serie con el disparo de bajo voltaje del disyuntor, si el disyuntor tiene esta opción de costo adicional. Este relé analiza la secuencia de fase, el desequilibrio, la subtensión y la inversión de fase. Este relé es el disparo más rápido y el más rentable, pero puede causar disparos intempestivos si no se programa correctamente. Otra característica importante disponible es un reinicio con retardo de tiempo que puede pausar el motor hasta que el disyuntor de la empresa de servicios públicos termine su secuencia de operaciones y el voltaje vuelva al modo de estado estacionario.
- El cliente puede emplear un disyuntor con relés de sobrecarga de disparo de derivación incorporados que son ajustables al 125% de la corriente de carga completa con un retardo de tiempo para permitir el arranque. El problema de aplicación más importante a tener en cuenta es el tipo de detección utilizada con el relé. Están disponibles las opciones de detección de voltaje y corriente. Si bien la detección de voltaje es menos costosa, no es tan precisa debido a la corriente inversa (EMF) del motor, que puede enmascarar la pérdida de una fase. Este tipo de disyuntor es más caro que un disyuntor de relé de sobrecorriente convencional.
- El cliente puede especificar un motor de mayor estándar que tenga una resistencia al calor inherentemente más alta y una mejor aislamiento. Una de las principales causas de la falla del motor es el sobrecalentamiento del aislamiento. Por lo tanto, mejorar el valor de aislamiento alarga el tiempo antes de la falla. La mejora más sencilla es especificar un factor de servicio de 1.15 en lugar de 1.0. En lugar del típico aislamiento de clase B, especifique una clasificación más alta. Sin embargo, esta actualización puede representar un costo significativo.
Algunos clientes utilizan una solución económica, comúnmente conocida genéricamente como "ahorro de motor". Esta solución de menor costo debe programarse adecuadamente para evitar los molestos disparos causados por eventos normales de servicios públicos, no solo por las condiciones de pérdida de fase. Al menos dos fabricantes ofrecen un modelo de mayor costo que permite configuraciones ajustables de retardo de disparo, reinicio automático y diagnósticos. Es crucial que los dispositivos estén programados para dispararse lo suficientemente rápido como para proteger el motor.