OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
- Explicar el propósito de los relés de falla de fase.
- Enumere los peligros de fallo de fase y reversión de fase.
Si dos de las líneas que suministran energía a un motor trifásico están invertidas, hará que el motor invierta la dirección de rotación. Esto puede ser un problema serio con algunos tipos de equipo. La inversión de dirección involuntaria puede provocar que los dientes de los engranajes se corten, las cadenas se rompan y el impulsor de las bombas sumergibles se desenrosque del extremo del eje del motor. No solo puede causar daños al equipo, sino también lesiones a los operadores o al personal en las proximidades de la máquina.
La falla de fase se produce cuando se pierde energía en una de las líneas que suministran energía a un motor trifásico. El motor seguirá funcionando, pero atraerá una cantidad excesiva de corriente. En esta condición, el relé de sobrecarga debe hacer que el arrancador del motor desconecte el motor de la línea eléctrica si los calentadores de sobrecarga se han dimensionado correctamente. La fase única hará que las dos fases que permanecen energizadas en un motor trifásico aumenten la corriente en un promedio de 173%.
Los efectos de la variación de voltaje en motores
Los motores se ven afectados cuando funcionan a una tensión distinta de su placa de identificación nominal. Los motores con clasificación NEMA están diseñados para funcionar a más o menos el 10% de su voltaje nominal. Fgr. 1 muestra el cambio aproximado en la corriente de carga completa y la corriente de arranque para motores eléctricos típicos cuando se opera sobre su voltaje nominal (110%) y por debajo de su voltaje nominal (90%). Los motores funcionan en sistemas con tensión equilibrada (la tensión es la misma entre todas las fases). El voltaje desequilibrado es una de las principales causas de falla del motor.
El voltaje desequilibrado generalmente se produce cuando las cargas monofásicas son suministradas por sistemas trifásicos.
Determinar la Cantidad de Desequilibrio de Voltaje
Variación de voltaje Current Corriente a Plena carga Current Corriente de arranque
110% –7% — 10-12% Aumento
90% — 11% — 10-12% Disminución
Fgr. 1 Cambio de corriente para motores eléctricos cuando se opera por encima o por debajo de la tensión nominal.
Fgr. 1 se refiere al voltaje a través de los conductores de fase de un sistema trifásico equilibrado medido entre las fases AB, BC y AC. En otras palabras, la tabla indica el efecto en la corriente del motor cuando el voltaje es mayor o menor que la clasificación de la placa de identificación del motor en un sistema equilibrado. Se causa mayor daño cuando los voltajes están desequilibrados. NEMA recomienda que el voltaje desequilibrado no exceda de más o menos 1%. Los siguientes pasos ilustran cómo determinar el porcentaje de desequilibrio de voltaje en un sistema trifásico:
1. Tome mediciones de voltaje entre todas las fases. En este ejemplo, supongamos el voltaje entre AB _ 496 voltios, BC _ 460 voltios y AC _ 472 voltios.
2. Encuentra el voltaje promedio.
496 460 472
– – –
1428 —> 1428/3 = 476 V
3. Reste el voltaje promedio de la lectura de voltaje que resulta en la mayor diferencia.
496 – 476 = 20V
4. Determine la diferencia porcentual.
100 x Mayor Diferencia de voltaje/Voltaje promedio
100×20/476= 4.2% desequilibrio de voltaje
Aumento de calor
El porcentaje de aumento de calor en el motor causado por el desequilibrio de voltaje es igual al doble del porcentaje cuadrado.
2 x (desequilibrio porcentual de voltaje)^2
2 x 4,2 x 4,2 = 35,28% de aumento de temperatura en el devanado con la corriente más alta.
En Fgr se muestra un relé de monitorización de fase de estado sólido. 2. Este relé proporciona protección en caso de desequilibrio de tensión o inversión de fase. La unidad se restablece automáticamente después del retorno de las condiciones de tensión correctas. Una luz indicadora muestra cuando el relé está activado.
Fgr. 2 Relé de monitoreo de fase de estado sólido.
CUESTIONARIO:
1. Un motor trifásico tiene una corriente de placa de identificación de 56 amperios. Si se pierde una fase y el motor comienza una fase única, ¿cuál sería la cantidad promedio de corriente que fluye en las dos fases restantes?
2. Los motores con clasificación NEMA están diseñados para funcionar a qué porcentaje de su voltaje nominal?
3. Un motor trifásico está clasificado para funcionar con 208 voltios. Se toman las siguientes lecturas de tensión: A-B 177, A-C 187, B-C 156. ¿Cuál es el porcentaje de aumento de temperatura en la fase con mayor consumo de corriente?