Una alimentación trifásica de 380 V no tiene por qué suministrar la misma tensión en L1, L2 y L3. Imaginemos una fábrica en la que la tensión de entrada medida es:
- L1: 340 V
- L2: 375 V
- L3: 410 V
Estas fases no requieren la misma corrección. La L1 debe potenciarse, la L2 solo necesita un pequeño ajuste y la L3 debe reducirse.
Esta es la diferencia práctica entre un estabilizador de tensión de fase independiente y un estabilizador trifásico utilizando regulación unificada de tensión.
La regulación independiente de fases permite controlar L1, L2 y L3 por separado. La regulación unificada controla las tres fases como un sistema coordinado y suele ser más adecuada cuando sus tensiones suben y bajan en cantidades similares.
Para un comprador industrial, la cuestión no es qué diseño parece más avanzado. La pregunta que hay que plantearse es: ¿Es cierto que las tres fases requieren correcciones de tensión diferentes?
Regulación independiente por fases frente a regulación unificada
Con regulación independiente de las fases, cada fase cuenta con su propia ruta de detección y regulación de tensión. Dependiendo de la estabilizador En función de la topología, los servomecanismos independientes o los módulos de control electrónico pueden aplicar una compensación diferente a cada fase.
Siguiendo el ejemplo anterior:
| Fase | Tensión de entrada | Resultado previsto | Acción necesaria |
|---|---|---|---|
| L1 | 340 V | 380 V | Impulso |
| L2 | 375 V | 380 V | Un pequeño empujón |
| L3 | 410 V | 380 V | Reduzca |
Un estabilizador regulado de forma independiente puede responder a estas condiciones por separado. En un diseño de tipo servo, por ejemplo, cada bucle de control supervisa la tensión de su fase y ajusta el circuito de compensación correspondiente para alcanzar la salida requerida.
Ahora consideremos otra oferta:
350 V / 352 V / 351 V
Las tres fases presentan una caída de tensión aproximadamente igual. Aunque la fuente de alimentación presenta un problema de subtensión, esto no requiere necesariamente una regulación independiente. Una regulación unificada correctamente seleccionada estabilizador trifásico puede que sea suficiente.
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Comparación técnica
| Característica | Regulación de fase independiente | Reglamento unificado |
|---|---|---|
| Control de fase | Cada fase se regula por separado | Tres fases reguladas como un sistema coordinado |
| Fluctuación de tensión equilibrada | Adecuado | Adecuado |
| Tensiones de fase desiguales | Más adecuado | Depende del diseño y del grado de desequilibrio |
| Corrección diferente en cada fase | Es posible, dependiendo del diseño | En general, más limitado |
| Complejidad del control | Más alto | Baja |
| Coste habitual del equipamiento | Más alto | Baja |
| Aplicación típica | Suministros trifásicos desiguales o irregulares | Suministros trifásicos relativamente equilibrados |
Por qué es importante el desequilibrio de tensión trifásica
Tensión trifásica desequilibrada Es algo más que una simple diferencia entre tres valores que se leen en un voltímetro. Se trata de un problema reconocido relacionado con la calidad de la energía, especialmente en sistemas que alimentan motores de inducción, bombas, compresores, equipos de climatización y otras cargas trifásicas.
La norma IEC 61000-4-30 define los métodos de medición de los parámetros de calidad de la energía, entre los que se incluyen la amplitud de la tensión de alimentación, las caídas y picos de tensión, los armónicos, las interrupciones y el desequilibrio de la tensión de alimentación.
Para una evaluación formal de la calidad de la energía, el desequilibrio de tensión puede evaluarse utilizando componentes de secuencia positiva y negativa:
Desequilibrio de tensión (%) = Tensión de secuencia negativa / Tensión de secuencia positiva × 100
Esto significa que limitarse a restar la tensión de fase más baja de la más alta no constituye una evaluación técnica completa del desequilibrio de tensión.
Las aplicaciones con motores merecen una atención especial. Las directrices técnicas de ABB señalan que el desequilibrio de tensión es una circunstancia que puede aumentar las pérdidas y el calentamiento de los motores, y que puede requerir una reducción de la potencia nominal cuando dicho desequilibrio resulta excesivo.
Sin embargo, a la hora de seleccionar un estabilizador de tensión, resulta muy útil registrar los rangos reales de tensión de L1, L2 y L3. Esto permite determinar si las tres fases requieren una corrección similar o si cada una se comporta de forma diferente.
¿De verdad necesitas una regulación de fase independiente?
Hay El hecho de que exista una diferencia de tensión entre fases no implica automáticamente que una instalación deba utilizar una regulación independiente.. La decisión depende del rango de tensión medido, de la frecuencia con la que se produce la situación, de las características de la carga, de las condiciones de arranque del motor, de la tolerancia de salida requerida y de la capacidad de regulación del propio estabilizador.
Los siguientes ejemplos sirven para realizar una primera evaluación útil:
| Estado del emplazamiento | Qué puede indicar | Medida recomendada |
|---|---|---|
| 350 / 352 / 354 V | Subtensión relativamente equilibrada | Una normativa unificada podría ser suficiente |
| 340 / 375 / 410 V | Se requiere una corrección diferente en cada fase | Evaluar la regulación independiente de las fases |
| Todas las fases caen durante el arranque del motor | Problema de corriente de arranque o de impedancia de la fuente | Comprueba la corriente de arranque del motor y la capacidad del estabilizador |
| Una fase sigue estando muy por debajo | Posible alimentador, conexión, transformador, o un problema de distribución de la carga | Revisa el sistema eléctrico de la parte anterior |
| La tensión es normal, pero el THD es elevado | Distorsión armónica | Es posible que la regulación de la tensión por sí sola no resuelva el problema |
| Una fase se interrumpe de forma intermitente | Posible fallo por pérdida de fase | Repara la avería y instala la protección adecuada |
Cuándo tiene sentido la regulación independiente de fase
En estabilizador de tensión de fase independiente merece la pena evaluarlo cuando las mediciones in situ revelan repetidamente que las distintas fases requieren correcciones sustancialmente diferentes.
Entre las situaciones típicas se incluyen:
- fábricas con cargas monofásicas distribuidas de forma desigual;
- instalaciones industriales alejadas a las que se suministra energía a través de ramales largos o de baja potencia;
- lugares en los que L1, L2 y L3 presentan rangos de tensión notablemente diferentes;
- líneas de producción que combinan equipos trifásicos y monofásicos;
- instalaciones en las que una fase pueda necesitar un aumento de tensión, mientras que otra requiera una reducción.
Por ejemplo, lecturas repetidas en torno a 335 / 370 / 405 V indican un problema distinto al de una fuente de alimentación cuya tensión oscila entre 345 / 347 / 346 V y 400 / 402 / 401 V. Aunque el operador pueda describir ambas situaciones como “alimentación inestable de 380 V”, sus requisitos de regulación no son los mismos.
Cuándo puede bastar con una normativa unificada
Si las tres fases se mantienen relativamente próximas entre sí a medida que la oferta aumenta y disminuye, una regulación unificada podría ser la solución más práctica y económica.
En ese caso, habría que prestar mayor atención al estabilizador rango de tensión de entrada, precisión de salida, capacidad nominal, capacidad de sobrecarga, velocidad de regulación y características de carga en lugar de pagar por un control de fases independiente que quizá la instalación no necesite.
No utilices un estabilizador para ocultar un fallo eléctrico
Un estabilizador de fase independiente puede corregir la intensidad de la tensión dentro de su rango de funcionamiento previsto, pero no es una solución universal para la calidad de la energía eléctrica.
La regulación independiente, por sí sola, no soluciona:
- pérdida de fase o secuencia de fases incorrecta;
- conexiones eléctricas sueltas o dañadas;
- sobrecarga del transformador de entrada;
- una grave distorsión armónica procedente de variadores de frecuencia u otras cargas no lineales;
- mala distribución de la carga;
- corriente neutra excesiva;
- cortes totales de suministro eléctrico;
- caídas de tensión muy breves o profundas que superan la capacidad de respuesta del estabilizador.
Supongamos que L2 es sistemáticamente mucho más bajo que L1 y L3. La causa podría ser una fase sobrecargada, un cable mal conectado, un problema en el transformador o una distribución desigual de la carga. Compensar L2 con un estabilizador puede mejorar la tensión de salida, pero no elimina la avería subyacente.
La secuencia de ingeniería más adecuada es sencilla: Identifica primero las anomalías eléctricas y, a continuación, determina qué regulación de tensión sigue siendo necesaria.
Medir la tensión en condiciones reales de funcionamiento
Uno de los errores más habituales a la hora de elegir un estabilizador es indicar únicamente la tensión nominal del sistema.
Una solicitud como, por ejemplo: “Necesitamos un Estabilizador de 200 kVA para un sistema de 380 V“ No indica al fabricante si la alimentación está equilibrada, hasta qué punto desciende la tensión ni si un motor de gran potencia es el responsable de la caída de tensión.
Para que la selección sea más precisa, indica:
- Tensión mínima y máxima de L1;
- Tensión mínima y máxima de L2;
- Tensión mínima y máxima de L3;
- corriente de funcionamiento normal o carga total en kVA;
- carga máxima simultánea;
- potencia nominal máxima del motor o del compresor;
- método de arranque del motor, como el arranque directo (DOL), el arranque en estrella-triángulo, el arrancador suave o el variador de frecuencia (VFD);
- tensión de salida requerida y tolerancia;
- frecuencia;
- la temperatura ambiente y la altitud de instalación.
Si la tensión varía considerablemente a lo largo del día, las mediciones obtenidas con un registrador de datos de tensión o un analizador de calidad de la energía resultan más útiles que una simple lectura con un multímetro.
Ejemplo de datos útiles sobre el sitio web
Sistema: 380 V, 50 Hz, trifásico
Gama L1: 325–390 V
Gama L2: 350–405 V
Gama L3: 365–425 V
Carga máxima: 180 kVA
Motor más grande: 45 kW
Método de inicio: Estrella-triángulo
Resultado esperado: 380 V ±3%
Esta información permite al fabricante evaluar el método de regulación, el rango de entrada requerido, la capacidad del estabilizador, las condiciones de arranque del motor y la configuración de protección.
El método de regulación y el dimensionamiento en kVA deben considerarse decisiones relacionadas, pero independientes. Incluso cuando se requiera una regulación independiente por fases, el estabilizador debe dimensionarse en función de la carga real, la tensión de entrada mínima y cualquier corriente de arranque significativa de los motores.
Lo que los compradores B2B deben comprobar antes de realizar un pedido
Dos estabilizadores trifásicos con la misma potencia nominal en kVA pueden tener capacidades de funcionamiento muy diferentes. A la hora de comparar presupuestos, no te limites a tener en cuenta la potencia y el precio.
| Parámetro | Qué hay que confirmar |
|---|---|
| Capacidad nominal | kVA utilizables de forma continua en condiciones reales de funcionamiento |
| Rango de tensión de entrada | Tensión de entrada mínima y máxima admisible |
| Método de regulación | Regulación por fases independientes o unificada |
| Precisión de salida | Tolerancia permitida de la tensión de salida |
| Velocidad de regulación | Respuesta a las variaciones de la tensión de entrada |
| Capacidad de sobrecarga | Porcentaje y duración de sobrecarga admisibles |
| Arranque del motor | Si se ha tenido en cuenta la corriente de arranque a la hora de dimensionar |
| Bypass | Modo manual, automático o de derivación de mantenimiento |
| Protección | Sobretensión, subtensión, sobrecarga, cortocircuito, protección de fase, etc. |
| Condiciones de instalación | Requisitos de temperatura, altitud, recinto, ventilación y refrigeración |
Hay una especificación que merece una atención especial: ¿Se mantiene disponible la potencia en kVA indicada en todo el rango de tensión de entrada especificado?
A una tensión de entrada más baja, la corriente aumenta para una misma potencia requerida. En proyectos con un amplio rango de tensión de entrada, esto puede afectar a los devanados del transformador, a los conductores, a los componentes reguladores, al diseño térmico y, en última instancia, a la capacidad útil del estabilizador.
PREGUNTAS FRECUENTES
No. La regulación independiente ofrece mayor flexibilidad cuando cada fase requiere correcciones diferentes, pero también implica una estructura de regulación más compleja. Si L1, L2 y L3 se mantienen relativamente equilibradas, la regulación unificada puede proporcionar el rendimiento necesario con un diseño más sencillo y económico.
Las dos fases requieren correcciones opuestas. La fase de 340 V debe elevarse hasta la tensión objetivo, mientras que la de 410 V debe reducirse. Se trata de una situación en la que la regulación independiente de las fases puede suponer una ventaja significativa, siempre que ambas tensiones se encuentren dentro del rango de entrada especificado por el estabilizador.
Aunque puede corregir las diferencias de intensidad de tensión resultantes dentro de su rango de funcionamiento, no sustituye a un equilibrio adecuado de la carga. Si las cargas monofásicas de gran potencia están distribuidas de forma desigual entre L1, L2 y L3, también se debería considerar la posibilidad de corregir la distribución de la carga.
Mida las tres fases tanto durante la producción normal como en los picos de carga. Si L1, L2 y L3 se mantienen relativamente próximas entre sí mientras la tensión sube y baja, una regulación unificada podría ser suficiente. Si las fases requieren repetidamente correcciones sustancialmente diferentes —o opuestas—, debería evaluarse la posibilidad de una regulación independiente por fases.
Selección final
Una medición del suministro 350 / 352 / 354 V plantea un requisito normativo muy distinto al de un sistema de medición 340 / 375 / 410 V, aunque ambas puedan describirse simplemente como una alimentación inestable de 380 V.
Por lo tanto, el estabilizador trifásico adecuado no es necesariamente aquel que cuenta con el sistema de regulación más complejo, sino aquel que se adapta a las condiciones de la instalación. rango real de tensión por fase, características de la carga, condiciones de arranque y rendimiento de salida requerido.
ZHENGXI fabrica estabilizadores de tensión trifásicos con configuraciones de regulación por fases independientes y unificada para aplicaciones industriales. Para la evaluación del proyecto, facilite los valores de tensión mínima y máxima de L1/L2/L3, la carga total, el motor o compresor de mayor potencia, el método de arranque, la tensión de salida requerida y las condiciones de instalación. Estos parámetros permiten evaluar el método de regulación, el rango de entrada y la capacidad del estabilizador antes de elaborar el presupuesto.
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