Relés de sobrecarga térmica para motores de media tensión: selección y ajustes

Un relé de sobrecarga térmica para motores de media tensión es una función de protección térmica electrónica, designada con el número de dispositivo ANSI 49, que calcula el calentamiento del motor a partir de la corriente y el tiempo mediante un modelo I²t. En sistemas de media tensión, esta función reside en un relé de protección de motor multifunción o en un relé de sobrecarga electrónico específico. No se trata de un dispositivo bimetálico independiente como los relés de sobrecarga utilizados en centros de control de motores de baja tensión.

Una planta de tratamiento de agua en Tailandia perdió un motor de bomba de 1,200 kW y 6.6 kV debido a que la sobrecarga térmica estaba configurada al 115 % de la corriente a plena carga. Esta configuración es estándar para paneles de baja tensión, pero era incorrecta para este motor. El motor tenía un factor de servicio de 1.15 y funcionaba en un entorno con una temperatura ambiente de 45 °C. Una degradación gradual de los cojinetes aumentó la carga mecánica, elevando la corriente al 118 % de la corriente a plena carga (FLC). El relé nunca se disparó porque la corriente se mantuvo por debajo del umbral de activación del 115 %. Después de seis semanas a temperatura elevada, el aislamiento del bobinado del estator falló a aproximadamente 180 °C. El análisis posterior a la falla reveló que la activación correcta debería haber sido del 102 % de la FLC con compensación ambiental, y una alarma RTD a 125 °C se habría activado tres semanas antes de la falla. El rebobinado costó 45 000 dólares, además de 14 días de producción perdida.

Ese error, que consiste en aplicar las reglas de sobrecarga de baja tensión a un motor de media tensión, es común porque la mayoría de las guías en línea se centran en relés de sobrecarga bimetálicos en paneles de 480 V, y no en modelos térmicos electrónicos en sistemas de 6.6 kV.

Esta guía explica cómo funciona la protección contra sobrecarga térmica para motores de media tensión. Aprenderá a seleccionar la clase de disparo correcta para su aplicación, calcular el ajuste de activación de sobrecarga con ajustes de temperatura ambiente y factor de servicio, integrar el monitoreo de temperatura RTD y PT100 para la protección directa de bobinados y cojinetes, considerar el calentamiento de secuencia negativa por desequilibrio de corriente, verificar los ajustes durante la puesta en marcha y comprender el costo del monitoreo basado en RTD en comparación con la protección solo de corriente. Para obtener una visión completa de la protección y el control, consulte nuestra Guía completa de protección y control de motores de media tensión.

Puntos Clave

• Los motores de media tensión utilizan protección térmica electrónica mediante relés multifunción, no mediante relés de sobrecarga bimetálicos, que son dispositivos exclusivos para baja tensión.
• La selección de la clase de viaje (10, 20, 30 o 40) debe coincidir con el tiempo de parada seguro y las características de arranque del motor.
• El ajuste de sobrecarga estándar es del 105 % al 115 % de la corriente a plena carga (FLC) del motor para motores de media tensión, con ajustes según el factor de servicio y la temperatura ambiente.
• La integración RTD/PT100 proporciona una monitorización directa de la temperatura de los devanados y los cojinetes que los modelos I2T basados ​​en corriente no pueden replicar.
• Los modelos térmicos I2t deben incluir la contribución de calentamiento de secuencia negativa (I2 al cuadrado) para cargas desequilibradas.
• El bloqueo de reinicio en caliente impide que el motor se reinicie hasta que se haya recuperado la capacidad térmica, lo que normalmente requiere de 15 a 30 minutos después de una parada.
• La monitorización de RTD añade $800to$2,500 a un plan de protección pero puede prevenir $50,000to$200,000 en costes de sustitución de motores.

En qué se diferencia la protección contra sobrecarga térmica de media tensión (MT) de la de baja tensión (BT).

Lo primero que hay que entender sobre una aplicación de relé de sobrecarga térmica de media tensión es que el hardware no se parece en nada a los dispositivos bimetálicos utilizados en los centros de control de motores de 480 V.

¿Por qué los relés de sobrecarga bimetálicos se detienen a 1 kV?

Los relés de sobrecarga bimetálicos utilizan una tira calefactada que se dobla físicamente para abrir un contacto. Son sencillos, económicos y fiables para motores de baja tensión de hasta unos pocos cientos de amperios. Por encima de 1 kV, los requisitos de aislamiento, el dimensionamiento del transformador de corriente y la separación física hacen que los dispositivos bimetálicos resulten poco prácticos. La energía disipada en una tira bimetálica a niveles de corriente de media tensión requeriría carcasas excesivamente grandes. Para motores de media tensión, los relés de sobrecarga bimetálicos están obsoletos tanto técnica como económicamente.

Modelo térmico electrónico: Principio de calentamiento I2t

La protección térmica electrónica utiliza un modelo matemático del calentamiento del motor. La ecuación fundamental es simple: el calentamiento es proporcional al cuadrado de la corriente multiplicado por el tiempo (I²t). Un motor que funciona a 1.2 veces la corriente nominal genera 1.44 veces el calor normal (1.2² = 1.44). El relé integra este calentamiento a lo largo del tiempo, lo compara con la capacidad térmica del motor y se activa cuando el calentamiento acumulado supera el límite de seguridad.

Los relés modernos utilizan un modelo térmico de doble pendiente que considera el calentamiento tanto del estator como del rotor. La constante de tiempo del estator suele ser de 10 a 30 minutos, mientras que la del rotor suele ser de 3 a 10 segundos. El relé monitoriza ambas simultáneamente.

Integración de relés multifunción frente a protección electrónica independiente contra sobrecarga

Para motores de media tensión (MT), la protección contra sobrecarga térmica casi siempre es una función integrada en un relé de protección de motor multifunción. Existen relés de sobrecarga electrónicos independientes para motores de baja tensión (BT) de gran tamaño, pero son poco comunes en aplicaciones de MT, ya que estos motores también requieren protección contra fallas a tierra, rotor bloqueado, desequilibrio y diferencial. La integración de todas las funciones en un solo relé reduce el cableado, el espacio en el panel y el costo. Ajustes del relé de protección del motor Esta guía abarca todo el proceso de configuración del relé.

Comprensión de las clases de viaje: 10, 20, 30 y 40

La clase de disparo define la rapidez con la que se activa el relé de sobrecarga cuando el motor se bloquea a seis veces la corriente de carga máxima tras un arranque en frío. El número de clase indica el tiempo máximo de disparo en segundos.

Qué significa la clase de viaje

• Clase 10: viajes en 10 segundos o menos a 6 veces la capacidad máxima de carga (en frío).
• Clase 20: viajes en 20 segundos o menos a 6 veces la capacidad máxima de carga (en frío).
• Clase 30: viajes en 30 segundos o menos a 6 veces la capacidad máxima de carga (en frío).
• Clase 40: viajes en 40 segundos o menos a 6 veces la capacidad máxima de carga (en frío).

Estos tiempos se definen en las normas IEC 60947-4-1 y NEMA ICS 2. La suposición de arranque en frío es importante. Un motor caliente, que ha estado funcionando recientemente, se desconectará más rápido porque arranca con calor residual ya incorporado en el modelo térmico.

Clase 10: Viaje rápido para motores con tiempos de parada seguros y cortos.

La clase 10 es apropiada para motores con tiempos de parada seguros inferiores a 10 segundos. Se trata, por lo general, de motores de media tensión de tamaño pequeño a mediano, con baja inercia, arranque directo y sin requisitos de carga especiales. La mayoría de los motores de inducción de media tensión de uso general entran en esta categoría.

Clase 20: Norma para motores de inducción de media tensión de uso general.

La clase 20 es la opción más común para motores de media tensión. Proporciona tiempo suficiente para un arranque normal, a la vez que protege el motor en caso de bloqueo. Si su motor arranca en 3 a 8 segundos y el tiempo de bloqueo seguro especificado por el fabricante es de 12 a 20 segundos, la clase 20 es la opción correcta.

Clase 30: Para cargas de alta inercia y tiempos de arranque prolongados.

La clase 30 se utiliza para cargas de alta inercia, como ventiladores grandes, volantes de inercia y centrífugas, donde los tiempos de arranque pueden superar los 10 segundos. El mayor tiempo de disparo compensa el período de aceleración prolongado. Sin embargo, la clase 30 también implica que el motor está expuesto a corrientes dañinas durante más tiempo en caso de bloqueo real. Es fundamental coordinarlo con una función de protección contra bloqueo de rotor (ANSI 51).

Clase 40: Para aplicaciones especiales

La clase 40 está reservada para motores síncronos, cargas de muy alta inercia y aplicaciones con secuencias de arranque prolongadas, como molinos y trituradoras con acoplamiento de embrague. Rara vez se necesita para motores de inducción estándar.

Cómo relacionar la clase con el tiempo de parada seguro del motor

La regla es sencilla: la clase de disparo debe ser menor que el tiempo de bloqueo seguro del motor con la corriente de rotor bloqueado. Si la placa de características del motor indica un tiempo de bloqueo seguro de 15 segundos, la Clase 20 es demasiado lenta. Utilice la Clase 10. Si el tiempo de bloqueo seguro es de 25 segundos y el arranque normal tarda 12 segundos, la Clase 20 es la adecuada. Nunca seleccione una clase de disparo que supere el tiempo de bloqueo seguro.

Cálculo de ajuste para sobrecarga térmica de motor de media tensión

El cálculo del ajuste consta de seis pasos. Cada paso ajusta el ajuste base para que coincida con las condiciones de funcionamiento reales del motor.

Paso 1: Determinar la corriente a plena carga del motor y el factor de servicio.

Comience con la corriente nominal a plena carga (FLC) del motor. Registre también el factor de servicio (SF). Un factor de servicio de 1.15 significa que el motor puede funcionar al 115 % de su carga nominal de forma continua sin exceder sus límites térmicos. El sensor de sobrecarga debe respetar este factor de servicio.

Paso 2: Calcular la carga de sobrecarga base

Para motores de media tensión sin un factor de servicio superior a 1.0, ajuste el sensor de sobrecarga entre el 105 % y el 110 % de la corriente a plena carga (FLC). Para motores con un factor de servicio de 1.15, el sensor base puede ajustarse entre el 110 % y el 115 % de la FLC. El sensor siempre debe estar por debajo del límite del factor de servicio.

Paso 3: Aplicar compensación de temperatura ambiente

Si el motor funciona a una temperatura ambiente superior a 40 °C, reduzca la potencia de arranque aproximadamente un 5 % por cada 10 °C de exceso de temperatura. Para un motor en un entorno de 50 °C, reduzca la potencia de arranque un 5 %. Para 55 °C, reduzca la potencia de arranque aproximadamente un 7.5 %.

Paso 4: Aplicar el ajuste del factor de servicio

Si el motor tiene un factor de servicio superior a 1.0, la corriente de captación se puede ajustar más cerca del límite del factor de servicio. Para un factor de servicio de 1.15, la corriente de captación máxima segura es aproximadamente el 115 % de la corriente límite de funcionamiento (FLC). Ajustarla a un valor superior conlleva el riesgo de dañar el aislamiento durante sobrecargas prolongadas.

Paso 5: Seleccione la clase de viaje en función del tiempo de parada seguro y la curva de salida.

Utilice el tiempo de bloqueo seguro del fabricante del motor y el tiempo de arranque normal de la curva par-velocidad. Seleccione una clase cuyo tiempo de bloqueo sea menor que el tiempo de bloqueo seguro, pero mayor que el tiempo de arranque normal.

Paso 6: Establecer el umbral de alarma

Configure la alarma térmica entre el 85 % y el 90 % del umbral de disparo. Esto permite a los operadores avisarles antes de que se produzca un disparo, lo que les da la posibilidad de reducir la carga o investigar la causa.

Ejemplo práctico: Cálculo de ajuste para un motor de 1,000 kW y 6.6 kV.

Datos del motor: 1,000 kW, 6.6 kV, 50 Hz, FLC = 105 A, factor de servicio = 1.15, tiempo de parada seguro = 18 segundos, tiempo de arranque normal = 5 segundos, temperatura ambiente = 45 grados C.

Paso 1: FLC = 105 A, SF = 1.15.
Paso 2: Captación base = 110% x 105 A = 115.5 A.
Paso 3: Compensación ambiental: 45 grados C son 5 grados C por encima de 40 grados C. Reducir en un 2.5 %. Captación ajustada = 112.6 A, redondeado a 113 A (107.6 % de FLC).
Paso 4: Verificación del factor de servicio: 113 A está por debajo del 115% de FLC (120.8 A). Aceptable.
Paso 5: Tiempo de parada seguro = 18 segundos, tiempo de inicio = 5 segundos. La clase 20 es apropiada (viajes en 20 segundos a 6x FLC, muy por debajo del tiempo de parada seguro).
Paso 6: Umbral de alarma = 90% del disparo = 101.7 A, redondeado a 102 A.

Resultado: Captación = 113 A (107.6 % de FLC), Clase 20, alarma a 102 A.

Compárese esto con el error de la planta de Tailandia. Su ingeniero configuró el 115 % de la capacidad máxima de carga (FLC) sin compensación ambiental. Para una temperatura ambiente de 45 °C con un factor de seguridad (SF) de 1.15, la configuración correcta era aproximadamente del 102 % al 105 % de la FLC, no del 115 %. La diferencia del 10 % fue el margen que permitió que la degradación del rodamiento pasara desapercibida.

Integración de RTD y PT100 para monitorización directa de la temperatura.

Los modelos I2T basados ​​en corriente estiman la temperatura indirectamente. No pueden detectar la degradación de los rodamientos, fallos en el refrigerante ni puntos calientes localizados. La integración de RTD soluciona esta limitación.

Tipos de RTD: PT100, PT1000 y termistores

Los termómetros de resistencia de platino PT100 son el estándar para la protección de motores de media tensión (MT). Tienen una resistencia de 100 ohmios a 0 °C y esta aumenta de forma predecible con la temperatura. Los sensores PT1000 ofrecen una mayor variación de resistencia por grado, lo que mejora la relación señal-ruido en tendidos de cable largos. Los termistores (PTC o NTC) son menos comunes en motores de MT, pero se utilizan en algunas aplicaciones de baja tensión (BT) y aplicaciones especializadas.

Ubicación de RTD en motores de media tensión

La ubicación del sensor RTD determina qué es lo que realmente mide. Las tres ubicaciones estándar son:

1. Ranuras del bobinado del estator: Incrustado entre los lados de la bobina en el núcleo del estator. Mide el punto más caliente del devanado. Es la ubicación más crítica.
2. Rodamiento del extremo de accionamiento: Se monta en la carcasa del rodamiento o en el protector del extremo. Detecta fallos en la lubricación del rodamiento o desalineación.
3. Rodamiento del extremo opuesto al de accionamiento: Tiene el mismo propósito que el extremo de la unidad, proporcionando redundancia.

Algunos motores grandes también incorporan sensores RTD para la temperatura de salida del refrigerante en sistemas de refrigeración de circuito cerrado.

Una planta de cemento en Egipto instaló termómetros infrarrojos PT100 en seis motores de ventilador de horno de 800 kW. Los termómetros se colocaron en la caja de bornes del motor en lugar de estar integrados en las ranuras del bobinado del estator. Durante una sobrecarga, el termómetro infrarrojo de la caja de bornes registró 85 °C, mientras que la temperatura real del punto caliente del bobinado superó los 145 °C. El umbral de alarma del termómetro infrarrojo de 120 °C nunca se activó porque la caja de bornes estaba ventilada y más fría que el bobinado. Tras rebobinar dos motores, la planta reubicó los termómetros infrarrojos en las ranuras del estator según el plano del fabricante. La ubicación corregida mostró una diferencia de entre 40 y 50 °C entre la caja de bornes y el punto caliente durante el funcionamiento a carga nominal.

Umbrales de alarma y disparo por ubicación

Ubicación	Umbral de alarma	Umbral de viaje	Notas
Bobinado del estator	120 a 130 grados C	140 a 155 grados C	El límite de aislamiento de clase F es de aproximadamente 155 grados centígrados.
Rodamiento del extremo de accionamiento	80 a 90 grados C	95 a 105 grados C	Depende del tipo de rodamiento y del lubricante.
Rodamiento del extremo opuesto al de accionamiento	80 a 90 grados C	95 a 105 grados C	Igual que el extremo de la transmisión
Salida del refrigerante	De 5 a 10 grados centígrados por encima de la temperatura nominal.	De 15 a 20 grados centígrados por encima de la temperatura nominal.	Solo para refrigeración en circuito cerrado

Requisitos de cableado y aislamiento para media tensión

El cableado de los sensores RTD en motores de media tensión requiere un aislamiento preciso. Los cables del sensor van desde el devanado del estator, a través de la caja de bornes, hasta el relé. Deben estar apantallados y conectados por separado de los cables de alimentación para evitar sobretensiones inducidas. En los cuadros de distribución, los módulos de entrada RTD proporcionan aislamiento galvánico entre los circuitos del sensor y la electrónica del relé. Este aislamiento protege al relé de las sobretensiones transitorias que pueden acoplarse a través del cableado del sensor durante las operaciones de conmutación.

Costo vs. Beneficio: Monitoreo de I+D Inversión incremental

La monitorización de RTD aumenta los costes, pero previene fallos catastróficos. En 2026, los costes típicos son:

• Sensores PT100: $30to$80 cada
• Módulo de entrada RTD para relé: $500to$1,500
• Cableado y terminación: $200to$500 por motor
• Coste incremental total: $800to$2,500 por motor

Los costos de reemplazo o rebobinado del motor varían desde $50,000to$200 000 para máquinas de media tensión de gran tamaño. El monitoreo mediante RTD representa entre el 1 % y el 3 % del costo de reemplazo del motor. Para motores críticos en procesos continuos, la recuperación de la inversión es inmediata si se evita incluso una sola falla.

¿Necesita ayuda para integrar la monitorización RTD con su sistema de protección de motores? Póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería para soporte de aplicaciones.

Características avanzadas de protección térmica

Los relés multifunción modernos ofrecen características de protección térmica que van mucho más allá de las simples curvas I2t.

Calentamiento de secuencia negativa y desequilibrio de corriente

La corriente de secuencia negativa, causada por desequilibrio de voltaje o falla de fase, crea un campo magnético de rotación inversa que induce corrientes de doble frecuencia en el rotor. Esto produce un calentamiento severo en las barras del rotor que el modelo I²t estándar no detecta. El calentamiento adicional es proporcional al cuadrado de la corriente de secuencia negativa (I²²). Un desequilibrio de voltaje de tan solo el 3 % puede producir una corriente de secuencia negativa del 15 % al 20 %, lo que añade entre un 2.25 % y un 4 % de calentamiento adicional. NEMA recomienda reducir la potencia de los motores un 5 % por cada 1 % de desequilibrio de voltaje. Los relés modernos incluyen una función I²²t que añade automáticamente el calentamiento de secuencia negativa al modelo térmico.

Capacidad térmica utilizada y bloqueo de reinicio en caliente

La capacidad térmica utilizada (CTU) es el porcentaje del límite térmico del motor que se ha consumido. Al alcanzar el 100 % de CTU, el relé se dispara. Tras el disparo, la CTU disminuye según la constante de tiempo de enfriamiento del motor, que suele ser de 15 a 45 minutos para motores de media tensión. El bloqueo de reinicio en caliente impide que el motor se reinicie hasta que la CTU caiga por debajo de un umbral seguro, normalmente entre el 70 % y el 80 %. Esto evita que el motor se reinicie mientras aún está caliente tras un funcionamiento anterior o un disparo por sobrecarga.

Una planta de aire comprimido en Brasil sufrió una sobrecarga térmica en un motor compresor de 1,500 kW y 11 kV durante el pico de demanda estival. El operador intentó reiniciarlo inmediatamente tras confirmar que la válvula de descarga estaba abierta. El relé de protección del motor bloqueó la orden de arranque porque la unidad de control térmico (TCU) marcaba un 95 %. El operador desactivó el bloqueo tras una espera de 5 minutos, creyendo que el motor se había enfriado. El motor arrancó, pero volvió a fallar a los 90 segundos, alcanzando la temperatura de los devanados los 165 °C. Una revisión posterior al incidente reveló que la constante de tiempo de enfriamiento del motor era de 35 minutos. La planta implementó un temporizador de enfriamiento obligatorio de 30 minutos y capacitación para los operadores sobre la lectura de la TCU.

Comportamiento de la curva fría frente a la curva caliente

El modelo térmico utiliza diferentes constantes de tiempo para el calentamiento y el enfriamiento. La constante de tiempo de calentamiento se aplica cuando hay corriente, mientras que la de enfriamiento se aplica cuando el motor está detenido. La relación entre ambas suele ser de 2:1 a 4:1. Un motor con una constante de tiempo de calentamiento de 20 minutos puede tener una de enfriamiento de 60 minutos. Esta asimetría implica que el motor se enfría mucho más lentamente de lo que se calienta. El bloqueo de reinicio en caliente compensa esta asimetría utilizando la constante de tiempo de enfriamiento para calcular el tiempo de recuperación.

Procedimientos de anulación de emergencia y reinicio por parte del operador

Algunas aplicaciones permiten una única anulación de emergencia del bloqueo térmico. Esta función debe utilizarse únicamente para paradas de seguridad críticas, no para facilitar la producción. Tras la anulación, el operador debe registrar el incidente y programar una inspección del motor. Las anulaciones repetidas indican que el motor es de tamaño insuficiente o que existe un problema en el proceso que requiere una revisión de ingeniería.

Puesta en marcha y pruebas de la protección contra sobrecargas térmicas

Los ajustes sobre el papel no significan nada hasta que se verifiquen con la corriente y la temperatura reales.

Prueba de inyección primaria en los puntos de recogida y de viaje.

La prueba de inyección primaria consiste en inyectar corriente real a través de los transformadores de corriente de protección para verificar que el relé se active y dispare con los valores correctos. Para la función de sobrecarga térmica, inyecte el 105 % de la corriente de activación y verifique que la alarma se active. Inyecte el 120 % de la corriente de activación y verifique que la activación se produzca dentro del tiempo previsto para la clase seleccionada. Pruebe siempre tanto la curva en frío como la curva en caliente si el relé admite ambas.

Simulación y verificación de calibración de RTD

Utilice un simulador de RTD para inyectar valores de resistencia conocidos en los terminales de entrada del RTD. Verifique que el relé muestre la temperatura correcta para cada sensor. Compruebe los umbrales de alarma y disparo aumentando la temperatura simulada a través de los puntos de ajuste. Registre la temperatura real de disparo y compárela con el valor de ajuste.

Verificación del modelo térmico con inyección de corriente

Inyecte una corriente de sobrecarga sostenida, como el 125 % de la corriente límite de carga (FLC), y supervise el porcentaje de la unidad de control térmico (TCU) en tiempo real. Verifique que la TCU alcance el 100 % dentro del tiempo previsto según la constante de tiempo térmica del relé. Esto confirma que el modelo I²t realiza los cálculos correctamente.

Requisitos de documentación y establecimiento de registros

Cada prueba de puesta en marcha debe documentarse. El registro de configuración debe incluir: datos de la placa de características del motor, valores de activación y alarma calculados, clase de disparo seleccionada, umbrales RTD, configuración de secuencia negativa, umbral de bloqueo de la TCU, valores de inyección de prueba, tiempos de disparo medidos y comparación entre la configuración inicial y la final. Esta documentación es esencial para el mantenimiento y la resolución de problemas futuros.

Consideraciones de costos (2026)

La protección contra sobrecargas térmicas para motores de media tensión varía desde mínima hasta completa, dependiendo del relé y los sensores seleccionados.

Relé de sobrecarga electrónica frente a relé multifunción

Un relé de sobrecarga electrónico dedicado cuesta $2,000to$4,000 pero solo proporciona protección térmica y de rotor bloqueado. Un relé de protección de motor multifunción con protección térmica, contra sobrecorriente, contra fallas a tierra y contra desequilibrio cuesta $5,000to$10,000. Para motores de media tensión, el relé multifunción es la opción estándar porque se requieren múltiples funciones de protección.

Costos de módulos y sensores RTD

• Sensores PT100 (3 por motor: 2 rodamientos + 1 bobinado): $90to$240
• Módulo de entrada RTD (8 canales): $500to$1,500
• Cable de extensión y terminación del sensor: $200to$500
• Total de componentes RTD por motor: $800to$2,500

Costo total de propiedad: Protección solo contra sobrecarga frente a protección integrada con RTD.

La protección solo contra sobrecargas utilizando el modelo I2t cuesta $5,000to$10,000 para el relé y los CT. Agregar el monitoreo RTD aumenta el total a $6,000to$12,500. El incremento $1,000to$2,500 pueden prevenir una $50,000to$200 000 fallos de motor. Para motores críticos, la inversión en RTD está justificada. Para motores no críticos y de fácil sustitución, la protección solo contra sobrecorriente puede ser suficiente.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un relé de sobrecarga térmica y un relé de protección de motor?

Un relé de sobrecarga térmica realiza únicamente la función de protección térmica (ANSI 49). Un relé de protección de motor es un dispositivo multifunción que incluye protección térmica, además de protección contra sobrecorriente, falla a tierra, desequilibrio y, opcionalmente, protección diferencial. Para motores de media tensión, el relé multifunción es estándar.

¿Qué clase de viaje debo usar para mi motor de media tensión?

Seleccione una clase de disparo más corta que el tiempo de bloqueo seguro del motor, pero más larga que el tiempo de arranque normal. La mayoría de los motores de inducción de media tensión de uso general utilizan la Clase 20. Las cargas de alta inercia pueden requerir la Clase 30. Los motores con tiempos de bloqueo seguros inferiores a 10 segundos necesitan la Clase 10.

¿Cómo calculo el ajuste de sobrecarga para un motor de media tensión?

Comience con un valor entre el 105 % y el 110 % de la capacidad de carga a plena carga (FLC) para motores SF 1.0, o entre el 110 % y el 115 % para motores SF 1.15. Aplique la compensación de temperatura ambiente reduciendo un 5 % por cada 10 °C por encima de los 40 °C. Verifique que el resultado esté por debajo del límite del factor de servicio. Nuestra guía de configuración de relés de protección de motores incluye el cálculo completo.

¿Debo usar RTD o protección térmica basada en corriente?

Utilice ambos. La protección I²t basada en corriente es obligatoria y protege contra sobrecargas. El monitoreo mediante RTD añade medición directa de temperatura para detectar puntos calientes en rodamientos y bobinados que los modelos actuales no pueden detectar. Para motores críticos, se recomienda encarecidamente el uso de RTD.

¿A qué temperatura deben configurarse las alarmas y los sistemas de seguridad RTD?

Configure la alarma del bobinado del estator entre 120 y 130 grados C y la desconexión entre 140 y 155 grados C. Configure la alarma del rodamiento entre 80 y 90 grados C y la desconexión entre 95 y 105 grados C. Ajuste según la clase de aislamiento del motor y los límites del fabricante del rodamiento.

¿Puedo usar un relé de sobrecarga bimetálico para un motor de media tensión?

No. Los relés de sobrecarga bimetálicos están diseñados para aplicaciones de baja tensión de hasta 1 kV. Los motores de media tensión requieren protección térmica electrónica integrada en un relé multifunción.

¿Qué es el calentamiento de secuencia negativa y por qué es importante?

La corriente de secuencia negativa, causada por un desequilibrio de voltaje, genera un campo magnético inverso que induce un calentamiento intenso en el rotor. Un desequilibrio de voltaje del 3 % puede provocar un calentamiento adicional suficiente como para dañar el motor. Los relés modernos incluyen protección I²/t para contrarrestar este efecto.

¿Cuánto tiempo debo esperar antes de reiniciar después de un viaje en aguas termales?

Espere hasta que la capacidad térmica utilizada (TCU) descienda por debajo del 70 % al 80 %. Esto suele tardar entre 15 y 45 minutos, dependiendo de la constante de tiempo de enfriamiento del motor. Reiniciarlo antes conlleva el riesgo de un disparo inmediato y daños en el bobinado.

Conclusión

La protección térmica contra sobrecargas para motores de media tensión es fundamentalmente diferente de los dispositivos bimetálicos utilizados en paneles de baja tensión. Se trata de un modelo térmico electrónico I²T integrado en un relé multifunción, configurado con una clase de disparo que coincide con el tiempo de parada seguro del motor, un ajuste de activación que respeta el factor de servicio y la temperatura ambiente, y un sistema de monitorización RTD opcional que proporciona una medición directa de la temperatura donde los modelos actuales resultan insuficientes.

El error más común es aplicar las reglas de baja tensión a los motores de media tensión. Un ajuste de captación del 115 % puede ser estándar para un panel de 480 V, pero para un motor de media tensión con un factor de servicio de 1.15 en un entorno con altas temperaturas, el ajuste correcto podría estar más cerca del 100 % al 105 % de la corriente de carga a plena carga (FLC). Esa diferencia del 10 % puede significar la diferencia entre una desconexión oportuna y un rebobinado de 45 000 dólares.

La monitorización de RTD añade $800to$Cuesta 2,500 por motor, pero detecta la degradación de los rodamientos, fallos en el refrigerante y puntos calientes localizados que ningún modelo basado en corriente puede detectar. Para motores críticos en procesos continuos, la inversión es mínima en comparación con el coste de un fallo imprevisto.

Si está especificando o poniendo en marcha protección contra sobrecarga térmica para una instalación de motor de media tensión, O contacte a nuestro equipo de ingeniería para la verificación de la configuración, el soporte para la integración de RTD o la revisión de un esquema de protección.