Un hueco de tensión es una caída breve de la tensión eficaz, entre el 10 % y el 90 % de la nominal según IEEE 1159, que dura desde medio ciclo hasta un minuto. Casi siempre lo causa un cortocircuito en la red, a veces lejos de la planta, mientras la protección lo despeja. Aunque dure décimas de segundo, puede soltar contactores, disparar variadores y reiniciar controles, y el proceso tarda horas en recuperarse. La solución empieza por medir y saber qué equipo es el eslabón débil.
Qué es un hueco de tensión
Un hueco de tensión (en inglés voltage sag o dip; en planta también «bajón» o «caída momentánea») es una reducción breve de la tensión eficaz. IEEE 1159 lo define como una disminución a un valor entre 0,1 y 0,9 por unidad, con una duración entre medio ciclo y un minuto. IEC 61000-4-30 lo define de forma equivalente, como una caída por debajo de un umbral, y fija cómo se miden su profundidad y su duración.
Dos números describen un hueco: la tensión residual (cuánto queda) y la duración. Un hueco al 70 % durante 100 ms es muy distinto de uno al 30 % durante 500 ms. Los huecos pueden afectar una, dos o las tres fases, según el tipo de falla que los causó y las conexiones de los transformadores intermedios.
Los requisitos de soporte de huecos para plantas solares y eólicas conectadas a la red son otro tema; vea huecos de tensión (LVRT/HVRT) en plantas renovables.
De dónde vienen
- Cortocircuitos en la red del operador. Es la causa principal. Una falla en un circuito vecino, alimentado desde la misma subestación, hace caer la tensión de la barra para todos los circuitos hasta que su protección la despeja. La planta no tuvo nada que ver, pero sufre el hueco. La duración depende de lo rápido que actúe esa protección.
- Fallas dentro de la planta, en otro circuito de la misma barra.
- Arranque de motores grandes: un hueco más largo y más superficial, que dura lo que dura el arranque.
- Energización de transformadores grandes, por la corriente de inrush.
- Recierres: cuando la falla está en el propio circuito del operador, la planta ve una interrupción breve y, al recerrar, un evento adicional.
Un hueco es, por tanto, un efecto normal de cómo funcionan las protecciones. No se puede eliminar de la red; lo que se puede es hacer que la planta lo soporte.
Por qué para una planta entera
| Equipo | Por qué es sensible |
|---|---|
| Contactores con bobina de CA | Se sueltan cuando la tensión de la bobina baja de cierto valor, aunque sea por pocos ciclos, y no se reconectan solos |
| Variadores de frecuencia | Su bus de continua cae y la protección de baja tensión los dispara; algunos no rearrancan automáticamente |
| PLC, fuentes de control y relés auxiliares | Se reinician o pierden señales si su fuente no tiene suficiente reserva |
| Relés de baja tensión (27) | Con ajuste instantáneo o muy sensible, abren el interruptor ante un hueco que el proceso habría soportado |
| Equipos de semiconductores y procesos de precisión | Diseñados con tolerancias estrechas |
El problema suele estar en el eslabón más débil: un solo relé de control que se suelta puede detener una línea entera, y el rearranque del proceso cuesta más que el hueco. Vea protección de subtensión 27 y variador que se dispara.
Curvas de tolerancia
Para comparar un hueco con lo que un equipo soporta se usan curvas de tensión frente a duración:
- Curva ITIC (antes CBEMA): describe la tolerancia típica de equipos de tecnología de la información; se usa como referencia general.
- SEMI F47: requisito de inmunidad para equipos de fabricación de semiconductores, también usado como especificación de compra en otras industrias.
- IEC 61000-4-11 e IEC 61000-4-34: ensayos de inmunidad a huecos e interrupciones de equipos de baja tensión, por corriente.
Al superponer los huecos medidos sobre la curva de un equipo se ve cuáles lo habrían parado. Esa superposición, con el registro de qué se paró y cuándo, es la base del diagnóstico.
Cómo se diagnostica
- 01Registro de paradasFecha, hora, línea y equipo que se detuvo primero
- 02MediciónAnalizador clase A en la frontera y en los tableros de control
- 03CorrelaciónHuecos medidos frente a paradas y curvas de tolerancia
- 04Eslabón débilContactor, variador, fuente de control o ajuste de protección
- 05SoluciónMedida focalizada y verificación con los huecos siguientes
Un analizador de calidad de potencia registra cada hueco con su profundidad, duración y fases afectadas. Si la planta anota la hora exacta de cada parada, en pocas semanas queda claro qué huecos la detienen y cuáles no. La medición en el tablero de control muestra si el problema está en la red o en una fuente de control débil.
Soluciones, de la más barata a la más costosa
- Ajustes: revisar la protección de baja tensión (tiempo y nivel) y las funciones de los variadores para soportar huecos o rearrancar, cuando el proceso lo permite.
- Controles: alimentar PLC, relés y bobinas de contactores críticos desde una fuente respaldada o con corriente continua; usar contactores o módulos que mantengan el cierre durante el hueco.
- Equipos individuales: respaldo para el variador o la máquina crítica.
- Respaldo general: UPS, restauradores dinámicos de tensión o compensadores, para cargas que justifican la inversión.
- Con el operador de red: conocer la frecuencia y la profundidad de los huecos en su circuito, los tiempos de despeje y, en algunos casos, una alimentación alternativa.
La regla es atacar primero el eslabón débil. Proteger toda la planta con un respaldo grande cuando el problema era la bobina de un contactor es caro e innecesario.
Cómo le ayudamos
Nuestro equipo hace el estudio de huecos de su planta: definimos la medición, correlacionamos los huecos con las paradas, identificamos el equipo o el ajuste que falla primero y proponemos la solución de menor costo que la haga inmune. El análisis lo hacemos de forma remota con sus registros; en Colombia también medimos en sitio. Si el eslabón débil es un ajuste de protección, lo corregimos con la configuración remota de relés. Conozca nuestro servicio de calidad de potencia y escríbanos con su registro de paradas.
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Referencias
- IEEE 1159, Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality.
- IEC 61000-4-30, Power quality measurement methods.
- IEC 61000-4-11 e IEC 61000-4-34, inmunidad a huecos de tensión, interrupciones breves y variaciones de tensión.
- SEMI F47, Specification for Semiconductor Processing Equipment Voltage Sag Immunity.
- ITI (CBEMA) Curve, Information Technology Industry Council.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un hueco de tensión y un corte de energía?
En un hueco la tensión baja pero no desaparece: según IEEE 1159, queda entre el 10 % y el 90 % de la nominal durante medio ciclo a un minuto. En una interrupción la tensión cae por debajo del 10 %. Los dos pueden parar la planta, pero el hueco es mucho más frecuente y la planta puede diseñarse para soportarlo.
¿Por qué se para mi planta si la luz casi no parpadeó?
Porque muchos equipos industriales son más sensibles que una lámpara. Un contactor con bobina de corriente alterna puede soltarse con un hueco breve, un variador se dispara por baja tensión en su bus de continua y un relé de baja tensión con ajuste instantáneo abre el interruptor. Basta un equipo crítico que se suelte para detener la línea.
¿Cómo se protege una planta contra huecos de tensión?
Primero se mide para conocer los huecos reales y se identifica el equipo que falla primero. Luego se aplican las soluciones de menor costo en ese punto: alimentar los controles desde una fuente respaldada, revisar ajustes de baja tensión y de rearranque de variadores, usar contactores o módulos que soporten el hueco. Los respaldos grandes, como UPS o compensadores dinámicos, se reservan para cargas que lo justifican.