El generador arranca correctamente durante un apagón. Primero se conecta la iluminación, después algunos equipos, sistemas de refrigeración y maquinaria. Todo parece funcionar hasta que entra una carga adicional y ocurre el problema: el generador pierde estabilidad, actúa una protección o deja de suministrar energía.
Una posible causa es una sobrecarga de generador eléctrico, una condición que aparece cuando la demanda conectada supera la capacidad que el equipo puede entregar bajo sus condiciones especificadas de operación.
Este problema no debería solucionarse simplemente reiniciando el generador y esperando que funcione la siguiente vez. Es necesario identificar por qué se produjo la sobrecarga, revisar las cargas conectadas y determinar si existe un problema de dimensionamiento, operación, secuencia de cargas o alguna condición que requiera diagnóstico.
¿Qué es una sobrecarga de generador eléctrico?
Una sobrecarga de generador eléctrico ocurre cuando las cargas demandan más de lo que el sistema de generación puede suministrar dentro de sus límites de operación.
Para comprenderlo es importante recordar que un generador tiene una capacidad definida. Esta puede aparecer en su ficha técnica expresada en kW y kVA, además de otras condiciones eléctricas relevantes.
Si la demanda supera la capacidad disponible, el sistema puede presentar un comportamiento anormal o actuar mediante sus dispositivos de protección, dependiendo del generador, controlador, protecciones y características de la instalación.
Sin embargo, una sobrecarga no ocurre únicamente porque alguien conecte demasiados aparatos. También puede presentarse cuando determinados equipos generan una demanda elevada durante su arranque.
¿Qué pasa cuando un generador se sobrecarga?
Los efectos pueden variar según la magnitud y duración de la sobrecarga, así como las características y protecciones del equipo.
Entre los síntomas que pueden presentarse se encuentran:
- Caídas de tensión.
- Variaciones de frecuencia.
- Alarmas en el controlador.
- Actuación de protecciones.
- Desconexión de la carga.
- Paro del generador.
- Dificultad para alimentar determinados equipos.
- Comportamiento inestable de las cargas conectadas.
Una protección que actúa ante una condición anormal no debería verse simplemente como una molestia que debe eliminarse. Su función puede ser precisamente evitar que el sistema continúe trabajando bajo condiciones para las que no fue diseñado.
Por ello, si un generador se protege repetidamente, lo adecuado es encontrar la causa.
¿Por qué ocurre una sobrecarga de generador eléctrico?
Existen diferentes escenarios que pueden provocar este problema.
Se conectaron demasiadas cargas
Es el caso más evidente.
Si la suma de las cargas que funcionan simultáneamente supera la capacidad disponible del generador, puede producirse una sobrecarga.
Esto puede ocurrir cuando una instalación crece después de instalar la planta de emergencia.
Por ejemplo, una empresa puede agregar maquinaria, refrigeración, climatización, bombas u otros equipos sin verificar si el generador existente conserva suficiente capacidad para respaldarlos.
El generador fue subdimensionado desde el principio
Otro escenario ocurre cuando la planta fue seleccionada mediante una estimación demasiado simple.
Elegir un generador basándose únicamente en el tamaño del inmueble, consumo mensual de electricidad o suma básica de algunos equipos puede generar errores.
El dimensionamiento debe considerar las cargas que realmente necesitan respaldo y sus características eléctricas.
No se consideraron los picos de arranque
Una instalación puede tener una demanda continua aparentemente inferior a la capacidad del generador y aun así presentar problemas.
Motores presentes en bombas, compresores, sistemas de refrigeración, climatización y maquinaria pueden requerir una corriente superior durante su arranque.
Si estas condiciones transitorias no fueron consideradas, puede aparecer una sobrecarga de generador eléctrico o una respuesta inadecuada del sistema cuando entra determinada carga.
Varias cargas arrancan al mismo tiempo
También debe analizarse la simultaneidad.
Después de una interrupción, diferentes equipos pueden intentar arrancar casi al mismo tiempo cuando reciben nuevamente alimentación.
Aunque el generador pudiera responder individualmente a cada carga, la combinación de varios arranques puede producir una exigencia considerablemente mayor.
Por ello, en determinados proyectos resulta conveniente analizar una secuencia de entrada de cargas.
¿Una sobrecarga puede dañar el generador?
Operar un equipo fuera de las condiciones para las que fue diseñado no es recomendable.
Una condición de sobrecarga puede generar esfuerzos eléctricos, mecánicos y térmicos sobre diferentes componentes del sistema. La respuesta concreta dependerá del diseño del generador, duración y magnitud de la condición, así como de las protecciones disponibles.
Por esta razón, las alarmas o disparos asociados a una posible sobrecarga no deberían ignorarse.
Reiniciar repetidamente el equipo sin identificar qué está provocando el problema puede mantener la instalación expuesta a la misma condición.
Además, no solamente debe considerarse el generador. Las cargas conectadas también pueden verse afectadas por condiciones inadecuadas de tensión o frecuencia.
¿Cómo saber si realmente se trata de una sobrecarga?
Que un generador se apague cuando entra una máquina no demuestra automáticamente que esté sobrecargado.
Puede haber otras causas.
El diagnóstico debería considerar, entre otros aspectos:
- Potencia demandada por las cargas.
- Corriente.
- Voltaje.
- Frecuencia.
- Alarmas registradas por el controlador.
- Protecciones que actuaron.
- Motores conectados.
- Condiciones de arranque.
- Secuencia de cargas.
- Estado de mantenimiento.
- Sistema de combustible.
- Condiciones del motor y alternador.
- Configuración del sistema.
La información registrada por el controlador, cuando está disponible, puede ser especialmente útil para identificar qué ocurrió antes de la desconexión o paro.
Un diagnóstico técnico permite diferenciar una sobrecarga real de otras fallas que pueden producir síntomas similares.
¿Qué relación tienen los kW y kVA con una sobrecarga?
Para evitar una sobrecarga de generador eléctrico, es importante interpretar correctamente la capacidad del equipo.
Los kW representan potencia activa, mientras que los kVA representan potencia aparente. Ambas magnitudes están relacionadas mediante el factor de potencia.
Por ello, no es correcto asumir que un generador con determinada cantidad de kVA puede alimentar automáticamente esa misma cantidad en kW.
Durante el dimensionamiento también deben considerarse voltaje, fases, características de las cargas y condiciones transitorias.
Comparar únicamente una suma de kW contra el número más grande de la ficha técnica del generador puede producir una conclusión equivocada.
Capacidad standby y prime: otro dato que no debe ignorarse
Al revisar la capacidad de determinados generadores pueden aparecer términos como standby y prime.
No deberían considerarse valores intercambiables.
De manera general, estas clasificaciones corresponden a diferentes condiciones y perfiles de operación definidos para el equipo. Por eso, al dimensionar una planta es necesario conocer bajo qué clasificación está expresada la potencia y cuál corresponde a la aplicación prevista.
Utilizar simplemente el valor de capacidad más alto de una ficha técnica sin considerar sus condiciones de uso puede conducir a una selección incorrecta.
La especificación y documentación técnica del fabricante deben utilizarse como referencia para cada equipo.
¿Qué hacer si mi generador está sobrecargado?
Lo primero es evitar seguir agregando cargas o reiniciar repetidamente el sistema sin conocer la causa.
Posteriormente debe determinarse qué cambió o qué condición está produciendo el problema.
Algunas preguntas útiles son:
¿Se instalaron equipos nuevos?
La demanda actual puede ser mayor que cuando se dimensionó originalmente la planta.
¿El problema aparece al arrancar una máquina específica?
Puede ser necesario analizar su corriente y método de arranque.
¿Ocurre cuando varios equipos entran simultáneamente?
La secuencia de cargas podría formar parte del problema.
¿El generador presenta alguna alarma?
La información del controlador puede ayudar durante el diagnóstico.
¿El equipo ha recibido mantenimiento?
Una condición de funcionamiento deficiente puede afectar la respuesta del sistema y debe descartarse antes de asumir que todo se debe exclusivamente a la capacidad.
Desconectar cargas no prioritarias puede ayudar, pero no siempre resuelve el problema
Si existe una situación de emergencia y se identifica que la demanda supera la capacidad disponible, reducir cargas puede disminuir la exigencia sobre el generador.
Sin embargo, esto no debería convertirse en la solución permanente sin realizar un análisis.
Si una empresa depende constantemente de que alguien recuerde apagar determinados equipos antes de utilizar la planta de emergencia, conviene revisar la estrategia de respaldo.
Una solución mejor estructurada puede contemplar cargas prioritarias, circuitos respaldados claramente definidos y, cuando el proyecto lo permita, una secuencia adecuada de entrada.
¿Cambiar el generador por uno más grande es siempre la solución?
No.
Una sobrecarga de generador eléctrico puede indicar que la capacidad instalada ya no es suficiente, pero reemplazar inmediatamente el equipo por uno mayor sin realizar un diagnóstico puede generar una inversión innecesaria.
Primero debe determinarse si el problema realmente es una demanda continua excesiva, un pico de arranque, una entrada simultánea de cargas, una configuración incorrecta o una falla del sistema.
Dependiendo del resultado, las soluciones pueden ser distintas.
En algunos proyectos podría ser necesario incrementar la capacidad. En otros, reorganizar las cargas, establecer prioridades o modificar la secuencia de entrada podría formar parte de la solución.
Cada instalación debe analizarse individualmente.
¿Cómo prevenir una sobrecarga?
La prevención comienza antes de comprar la planta de emergencia.
Un levantamiento de cargas permite conocer qué equipos deberán permanecer funcionando durante un apagón y cuáles son sus características.
Conviene identificar:
- Potencia de cada carga.
- kW y kVA requeridos.
- Voltaje.
- Número de fases.
- Factor de potencia cuando corresponda.
- Motores.
- Condiciones de arranque.
- Simultaneidad.
- Cargas críticas.
- Posibles ampliaciones futuras.
También es importante revisar periódicamente si la instalación ha cambiado.
Un generador correctamente dimensionado hace varios años puede dejar de corresponder con la demanda actual si la empresa ha aumentado su capacidad productiva o agregado nuevos equipos.
Una sobrecarga es una señal que debe investigarse
Una sobrecarga de generador eléctrico no debería tratarse simplemente reiniciando el equipo cada vez que aparece el problema.
Puede ser una señal de que la demanda supera la capacidad disponible, existen cargas con condiciones de arranque que no fueron consideradas, la operación ha cambiado desde que se instaló la planta o existe una condición que requiere diagnóstico.
La solución comienza identificando las cargas críticas y analizando potencia, kW, kVA, voltaje, fases, motores, simultaneidad y comportamiento durante el arranque.
Energybak ofrece soluciones de generación y respaldo eléctrico, además de servicios relacionados con dimensionamiento, mantenimiento y diagnóstico de plantas de emergencia.
Si tu generador presenta alarmas, se protege cuando conectas determinadas cargas o sospechas que la capacidad ya no corresponde con las necesidades de tu empresa, contacta a Energybak para revisar el sistema y determinar la causa antes de tomar la decisión de sustituir o aumentar la capacidad del equipo.
