Una resistencia limitadora de fallas a tierra aplicada en un sistema eléctrico que alimenta a motores de media tensión tiene como objetivo proteger los devanados del estator contra fallas catastróficas a tierra. La resistencia limitadora se instala en el neutro del transformador que alimenta los motores.
Cuando el sistema se encuentra sólidamente aterrizado en la terminal X0 del transformador, los niveles de falla a tierra son similares a los de las fallas entre fases (varios miles de amperes), con esta esta condición, si se degrada el aislamiento del devanado del estator, la falla a tierra en el mismo puede causar daños considerables al motor (incluso las laminaciones de acero magnético donde están los devanados), la reparación del motor tomará un tiempo directamente proporcional al daño. Cuando se instala una resistencia limitadora en el neutro del transformador el nivel de falla a tierra se limita al valor que defina el valor de la resistencia en Ohms, el resultado es que el daño provocado por la falla a tierra es el mínimo posible al operar la protección contra falla a tierra.
Generalmente el valor de limitación de falla a tierra está en el rango de 100 A a 1000 A, siendo 400 A un valor de limitación típico y 10 s de tiempo límite de circulación de corriente de falla en la resistencia.
La resistencia de limitación de falla a tierra se calcula de la siguiente manera:
R = V L-L / [(Raíz(3)) x I LIMITADA]
Ejemplo para un sistema de 4.16 KV para limitar la corriente de falla a tierra a 400 A:
R = 4160 / [(Raíz(3)) X 400]
R = 6 Ohms
Esta recomendación es clásica desde la primera versión del estándar de protección de motores de CA, sin embargo, aún encontramos sistemas “solidamente aterrizados” que alimentan a motores de media tensión, en los cuales se pone en riesgo la integridad del motor por una falla catastrófica.
La aplicación de una resistencia limitadora de falla tierra debe estar ligada con los esquemas de protección completos recomendados, se deben utilizar transformadores de corriente de secuencia 0 de relación 50/5 A en los arrancadores de los motores y transformador de corriente en la terminal X0 o en la resistencia con relación 400/5 A.
ESTÁNDAR DE REFERENCIA:
- IEEE Std 3004.8™-2016 Recommended Practice for Motor Protection in Industrial and Commercial Power Systems.
ACERCA DEL AUTOR:
Ing. Fernando Pérez Ross
Director de operaciones
Analista senior de sistemas eléctricos industriales.