Tensiones desequilibradas son valores de voltaje de línea a línea desiguales en los circuitos de 3 fases, pueden existir en cualquier parte de un sistema de distribución de energía. Tensiones desequilibradas pueden causar serios problemas, sobre todo para los motores y otros dispositivos inductivos. Es cuando los voltajes difieren en más de 1%.

Variaciones en la carga

Tensiones desequilibradas suelen producirse debido a las variaciones en la carga de la línea. Cuando la carga en una o más de las fases es diferente que la otra, se producirán tensiones desequilibradas. Los armónicos pueden ser el resultado de tensiones desequilibradas, cuando está presente, las corrientes armónicas causan calor nocivo adicional en los motores y cables de alimentación.

Desequilibrio de tensión definido

La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA), en sus motores y generadores Normas (MG1-2006) parte 14.36, define la tensión de desequilibrio de la siguiente manera:

El siguiente ejemplo ilustra la fórmula. Con tensiones de línea a línea de 460, 467 y 450, el promedio es de 459, la desviación máxima del promedio es 9, y el porcentaje de desequilibrio es igual a:

MG1 Sección 12.45 establece que «los motores polifásicos operará con éxito bajo condiciones de funcionamiento a carga nominal cuando el desequilibrio de voltaje en los terminales del motor no supere el 1%”.

Las tensiones desequilibradas en las terminales de motor pueden general desviaciones que van de 6 a 10 veces la tensión de desequilibrio por ciento para un motor a plena carga. Como un ejemplo, si la tensión de desequilibrio es 1%, el desequilibrio de corriente podría ser de 6% a 10%.

CALENTAMIENTO Y PÉRDIDAS DEL MOTOR VS DESEQUILIBRIO DE TENSIÓN

Causas de desequilibrio

Algunas de las causas más comunes de las tensiones desequilibradas son:

• Deficiencias en la red principal (Compañía que suple la energía).
• Los ajustes de taps en el transformador desigual
• Fase abierta en el primario de un transformador de 3 fases en el sistema de distribución
• Problemas de conexión en el banco de transformadores
• Un fusible quemado o condensadores defectuosos en un banco de condensadores
• Distribución desigual de cargas monofásicas como la iluminación

TIPS

Una palabra de advertencia: no todos los desequilibrios de tensión son iguales. Si las tensiones de las tres fases difieren, el efecto es más dramático que si sólo una fase se desvía de los otros dos.

Medir la corriente en cada línea de suministro debido a que el desequilibrio de corriente es a menudo alrededor de 6 a 10 veces mayor que el desequilibrio de tensión.

También revise si hay un fusible fundido en un banco de 3 fases de los condensadores.

Dispositivos para detectar desequilibrio

Relés de protección especiales, típicamente, estos dispositivos son pequeños, relativamente barato y ofrecen tiempo de disparo programable y ajustes de límite de desequilibrio.

Un regulador de voltaje automático (AVR) se puede utilizar para corregir subtensión y sobretensión, así como desequilibrio de tensión.

La Figura 2 ilustra los aumentos porcentuales típicos en pérdidas del motor y de calentamiento de los distintos niveles de desequilibrio de tensión.

Un punto de cierre:

Variación de la tensión es la desviación de la tensión nominal y NEMA MG1-12.68 permite a más o menos 10% de las variaciones de la tensión nominal, IEC 5%
Esa calificación supone tensiones equilibradas, y reconoce que el rendimiento del motor no será necesariamente la misma que la tensión nominal.
La tolerancia para la tensión de desequilibrio es sólo el 1%, un orden de magnitud menos que la tensión de 10% de tolerancia variación
Saber la calidad de la energía de mi empresa me determinará en gran medida la vida útil de mis equipos, de esta manera se deberá presta sumo cuidado a las variables que puedan afectar mis equipos.

Fuente: Departamento de Ingeniería RENAME Costa Rica y EASA.