La secuencia de fases es un concepto fundamental en los sistemas eléctricos trifásicos, aunque en ocasiones se da por hecho y no se revisa con la debida atención. Sin embargo, su correcta configuración es crucial, ya que un error en la secuencia puede provocar problemas operativos, fallos en equipos críticos e incluso accidentes industriales. Para comprender su relevancia, es importante partir de lo básico: ¿cómo se generan las tensiones trifásicas?
Generación de tensiones trifásicas
Generación de tensiones trifásicas
En un generador elemental (ver Fig. 1), existen dos componentes principales:
- El rotor: la parte central, formada por una bobina.
- El estator: compuesto por tres bobinas cuyas terminales están representadas como A-A', B-B' y C-C'.
Cuando el rotor del generador alcanza su velocidad nominal, se alimentan las terminales de las bobinas ubicadas en el rotor, creando un campo inductor. Este campo provoca que el rotor gire, y al moverse sus polos bajo los conductores del estator, el flujo magnético que los corta induce una fuerza electromotriz (f.e.m.) en ellos. La f.e.m. generada, al no contar con un conmutador, es alterna y aparece en las terminales del inducido.
En la Fig. 1, donde se considera que el campo magnético rota en sentido de las manecillas del reloj, la tensión en la bobina B queda retrasada 120° respecto a la bobina A. A su vez, la tensión en la bobina C está retrasada 120° respecto a la bobina B, o 240° respecto a la bobina A. Esta separación angular garantiza que las tensiones trifásicas tengan un desfase de 120° entre sí.
La secuencia de fases es el orden en el que las tensiones de un sistema trifásico alcanzan su valor máximo durante un ciclo y cuando este orden es ABC, se le conoce como secuencia positiva, una configuración normal en sistemas eléctricos. Por el contrario, si la rotación se invierte, la secuencia cambia a ACB, conocida como secuencia negativa.
Tipos de soldadura eléctrica
Tipos de soldadura eléctrica
Impacto de la secuencia de fases en los sistemas eléctricos
Impacto de la secuencia de fases en los sistemas eléctricos
La secuencia de fases tiene un efecto directo en el funcionamiento de los equipos eléctricos, especialmente en los motores eléctricos. El cambio de una secuencia positiva a una secuencia negativa provoca un cambio en el sentido de giro de los motores, lo cual puede resultar en:
- Accidentes industriales: en procesos donde el giro del motor es crucial, como en sistemas de bombeo o equipos de producción, una inversión de la secuencia podría ocasionar fallas operativas o incluso accidentes.
- Mala operación de equipos existentes: los equipos eléctricos diseñados para funcionar con secuencia positiva pueden operar de forma inadecuada o detenerse completamente cuando la secuencia de fases se invierte.
- Retrasos en proyectos: la falta de verificación de la secuencia puede derivar en problemas y retrasos significativos.
Caso práctico: secuencia de fases en un tablero eléctrico
Caso práctico: secuencia de fases en un tablero eléctrico
Parte del proyecto consistió en la actualización de la infraestructura eléctrica, que incluyó el cambio de un tablero autosoportado; para cumplir con el procedimiento de Cx3 (PCD), se realizaron una serie de pruebas funcionales al tablero identificado como TDE2.
El tablero en cuestión, diseñado para operar con tensiones trifásicas, alimentaba cargas críticas de un edificio y contaba con múltiples conductores de gran calibre. Como parte del procedimiento de pruebas funcionales, se realizaron mediciones de tensión, parámetros de corriente y verificación de la secuencia de fases. Fue en esta última prueba donde se detectó que la secuencia de fases era negativa, lo que generó discusiones entre el personal de mantenimiento y el equipo de obra sobre si el cambio había ocurrido antes o después de las actividades realizadas.
El problema se hizo evidente al intentar energizar los equipos UPS conectados al tablero. Estos equipos no reconocieron la alimentación debido a la secuencia negativa y activaron alarmas al no detectar el nivel de tensión de entrada. Este escenario era crítico, ya que se trataba de sistemas que respaldaban cargas esenciales para el funcionamiento del edificio.
Tablero Eléctrico
Diagnóstico y solución
Diagnóstico y solución
Debido a la falta de evidencia previa sobre la secuencia de fases antes de la desenergización, se procedió a realizar mediciones en puntos aguas arriba del tablero para identificar en donde se había producido el cambio de fases. Sin embargo, no se logró determinar la causa exacta y como solución se decidió intercambiar las fases A y C en la salida del tablero y en un tablero de transferencia asociado.
Después del ajuste, se verificó nuevamente la secuencia de fases, se energizó el sistema, y los equipos conectados detectaron el nivel de tensión correcto, eliminando las alarmas.
Este caso resalta la importancia de verificar siempre la secuencia de fases antes de cualquier mantenimiento o actualización eléctrica. Es común asumir que la secuencia es positiva y darlo por hecho, pero, como se evidenció aquí, esto puede causar problemas operativos y retrasos significativos.
Por ello, se recomienda:
- Documentar el estado inicial de la instalación eléctrica, incluyendo la secuencia de fases, antes de realizar cualquier actividad.
- Realizar mediciones y pruebas rigurosas al inicio y al final del proceso de mantenimiento o instalación.
- Capacitar al personal para identificar y solucionar problemas de secuencia de fases de manera eficiente.
En KINENERGY contamos con la experiencia y el conocimiento para ayudarte a garantizar la correcta operación de tus sistemas eléctricos. Déjanos tusdatos para ofrecerte la asesoría que necesitas.
Antonio Andrade
Ingeniero Eléctrico de Diseño Jr.
Ingeniero Eléctrico de Diseño Jr.
