Calidad de la Energía – Falla de Fase en Equipos
La falla de fase en un motor ocurre cuando una de las fases del motor deja de funcionar, lo que provoca un desequilibrio de voltaje debido a que las fases restantes intentan suministrar toda la potencia necesaria para que el motor funcione correctamente. El resultado de la falla de fase en un sistema eléctrico es más evidente en los motores de inducción trifásicos. La mayoría de los motores trifásicos siguen funcionando con energía proveniente de solo dos fases; sin embargo, esto provoca sobrecalentamiento y fallas si no cuentan con la protección adecuada.
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, contacto con terceros, fallas en los equipos de servicios públicos, etc.

De conformidad con los Términos y condiciones de PSO, es responsabilidad del cliente proteger sus motores trifásicos de la falla de fase.
A continuación se presentan cuatro estrategias para proteger su equipo:
- Instale un disyuntor con disparo por solenoide (shunt trip) y relés de sobrecarga integrados, ajustables al 125% de la corriente de plena carga, con retardo de tiempo para permitir el arranque. Este tipo de disyuntor es más caro que un disyuntor de relé de sobrecorriente convencional. El problema de aplicación más importante a tener en cuenta es el tipo de detección utilizada con el relé, ya que se ofrece detección de voltaje y corriente. Si bien la detección de voltaje es menos costosa, no es tan precisa porque la corriente inversa (EMF) del motor puede enmascarar la pérdida de fase.
- Instale un relé de falla de fase junto con un controlador de motor, o intégrelo al disparo por subtensión del disyuntor si este dispone de esa opción adicional. Este tipo de relé analiza la secuencia de fases, el desequilibrio y la subtensión. También es el disparo más rápido, pero puede provocar disparos intempestivos.
- Use fusibles de doble elemento, que son los menos costosos. El elemento clave es el tamaño adecuado y dos elementos que permiten un retardo de tiempo para la puesta en marcha. La única desventaja de este método es que debe haber fusibles de repuesto. El retardo de tiempo incorporado permite caídas momentáneas en el voltaje sin causar disparos molestos.
- Especifique un motor estándar más alto que tenga una resistencia al calor mucho mayor y un mejor aislamiento, ya que 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, utilice una clasificación más alta. Estas también son opciones de costo adicional.
Algunos clientes utilizan una solución económica, comúnmente conocida genéricamente como "ahorro de motor". Normalmente, esta solución económica provoca disparos intempestivos ocasionados por eventos normales de la compañía eléctrica, no solo por condiciones de pérdida de fase. Por lo tanto, al buscar maneras de reducir la falla de fase en sus equipos, considere algunas de las estrategias mencionadas anteriormente para sus operaciones.