Un relé de protección de motor es un relé multifunción pensado para el motor de inducción o síncrono: su función central es un modelo térmico (49) que sigue el calentamiento del motor en arranque y en servicio, y la completan el desbalance (46), la sobrecorriente (50/51), la falla a tierra, la baja corriente (37), el control de arranques (66 y 48) y, en motores grandes, la diferencial (87M). Elegirlo bien depende del tamaño y la tensión del motor, el arrancador, los sensores y la comunicación con el sistema de control.
Qué es un relé de protección de motor
Es un relé digital multifunción diseñado alrededor del comportamiento térmico del motor. En México y otros países se le llama relevador de protección de motor; en inglés, motor protection relay. Mide las corrientes de fase con transformadores de corriente (CT), a menudo la corriente de tierra con un CT toroidal y, en los modelos completos, las tensiones y las temperaturas de los detectores RTD del estator y los rodamientos.
Su diferencia con un relé de alimentador es el modelo térmico. El motor no se daña por una corriente alta en sí, sino por el calor que acumula, sobre todo en el rotor durante el arranque. El relé estima ese calor, recuerda que el motor está caliente después de un arranque y no permite un nuevo arranque si lo llevaría por encima de su límite. Las funciones una por una están en motor de inducción y sus protecciones.
Funciones que debe tener
| Función (ANSI) | Qué protege | Cuándo es indispensable |
|---|---|---|
| 49 sobrecarga térmica | Calentamiento del estator y del rotor | Siempre |
| 46 secuencia negativa | Desbalance de tensión, pérdida de fase | Siempre en motores trifásicos medianos y grandes |
| 50/51 sobrecorriente | Cortocircuito y sobrecarga grave | Siempre; con contactor, coordinada con los fusibles |
| 50N/51N o 50G | Falla a tierra | Siempre; con CT toroidal si es posible |
| 48 / 51LR | Arranque prolongado y rotor bloqueado | Cargas de arranque pesado: molinos, ventiladores grandes |
| 66 | Número de arranques | Motores que arrancan con frecuencia |
| 37 baja corriente | Bomba en vacío, banda rota | Bombas y transportadores |
| 27 / 59 | Baja y sobretensión | Cuando el proceso no tolera el rearranque o hay tensión inestable |
| 38 / 49 con RTD | Temperatura de devanados y rodamientos | Motores de media tensión con RTD |
| 87M diferencial | Falla interna del devanado | Motores grandes o críticos |
La sobrecarga térmica se explica en sobrecarga térmica 49, el desbalance en secuencia negativa 46 y la diferencial en diferencial de motor 87M. La guía de referencia es IEEE C37.96.
Cómo elegirlo
Tamaño, tensión y criticidad del motor
Un motor de baja tensión pequeño se protege bien con el guardamotor o el relé electrónico del centro de control de motores. Un motor de media tensión, o uno de baja tensión que para la producción si falla, justifica un relé multifunción. Para motores grandes, verifique que el relé acepte los CT del lado del neutro para la 87M.
Tipo de arrancador
- Contactor con fusibles (media tensión): el relé debe bloquear su disparo por sobrecorriente cuando la corriente supera la capacidad de interrupción del contactor, y dejar que los fusibles limitadores despejen. Es un punto que se olvida y que destruye contactores. Vea contactor de media tensión.
- Interruptor: el relé dispara directamente al interruptor en todo el rango.
- Arrancador suave o variador: parte de la protección la hace el arrancador; el relé aguas arriba debe coordinar con él y no confundir su forma de arranque con un rotor bloqueado.
Entradas y sensores
Cuente cuántos CT tiene, si hay CT toroidal para la tierra, si existen tensiones disponibles y cuántos RTD trae el motor. Un relé sin entradas suficientes obliga a renunciar a funciones.
Comunicación y registro
En una planta, el relé suele reportar al PLC o al sistema de control por Modbus, Profibus, Ethernet/IP o IEC 61850, según el modelo. Pida registro de arranques (corriente y tiempo de cada arranque), oscilografía y eventos: son la única forma de saber después por qué disparó el motor.
Marca y software
Los fabricantes principales tienen líneas de relé de motor, por ejemplo SEL (SEL-710), GE Vernova Multilin (serie 869), ABB (REM615, serie Relion 615), Siemens (SIPROTEC 7SK8) y Schneider Electric (MiCOM P24x y Easergy). Todos cubren las funciones básicas, pero cada uno modela el calentamiento, nombra los ajustes y organiza la lógica de forma distinta, y cada uno usa su propio software (AcSELerator QuickSet, EnerVista, PCM600, DIGSI, Easergy Studio). Un ajuste que funciona en una marca no se copia tal cual a otra.
Qué tener listo antes de comprarlo
Antes de pedir cotizaciones conviene reunir la información que define el modelo y las opciones del relé:
- Placa y hoja de datos del motor, con la curva térmica y los tiempos de rotor bloqueado.
- Diagrama unifilar y de control de la celda o del arrancador: CT disponibles y su relación, CT toroidal, tensiones, bobina de disparo o de apertura del contactor.
- Número de RTD del motor y si son de platino o de otro tipo.
- Protocolo de comunicación que acepta el sistema de control de la planta.
- Tensión auxiliar disponible para alimentar el relé.
Con eso se evita comprar un relé con entradas de menos, con la tensión auxiliar equivocada o sin el protocolo que exige el PLC, errores que aparecen el día de la instalación.
Por qué disparan los relés de motor sin falla aparente
- Curva térmica ajustada con datos genéricos, no con los del motor.
- Tiempo de arranque real mayor que el que se supuso, por más carga o tensión baja en el arranque.
- Falla a tierra calculada como suma de tres CT que se saturan de forma desigual en el arranque.
- Desbalance de tensión en la red, que el motor amplifica en desbalance de corriente.
- Límite de arranques activo después de varios intentos seguidos.
Si su motor disparó y no sabe por qué, el caso general está en disparo de sobrecorriente al arrancar o energizar.
Cómo le ayudamos
No damos aquí el paso a paso de ajuste de cada marca porque cada motor y cada relé son distintos, y ese es nuestro trabajo. Nuestro equipo configura relés de motor de las principales marcas de forma remota: revisamos los datos del motor y del arrancador, calculamos los ajustes, cargamos la configuración y dejamos documentada la lógica y la comunicación con su sistema de control. En sitio, en Colombia, probamos el relé por inyección secundaria y acompañamos el primer arranque.
Conozca la configuración remota de relés y las pruebas por inyección secundaria, o escríbanos con la marca y el modelo de su relé.
Guías relacionadas
- Motor de inducción y sus protecciones
- Sobrecarga térmica 49
- Secuencia negativa 46
- Diferencial de motor 87M
- Contactor de media tensión
- Relés de protección: tipos, funciones y mantenimiento
- Armónicos de variadores de frecuencia
- Por qué se dispara el interruptor principal de la planta
Referencias
- IEEE C37.96, Guide for AC Motor Protection.
- IEEE C37.2, Standard for Electrical Power System Device Function Numbers.
- IEC 60255-149, requisitos funcionales de los relés térmicos eléctricos.
- NEMA MG 1, Motors and Generators.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un relé térmico y un relé de protección de motor?
El relé térmico de un arrancador de baja tensión solo protege contra sobrecarga con una curva fija. Un relé de protección de motor tiene un modelo térmico que considera el arranque, el desbalance y la temperatura medida, y suma funciones de cortocircuito, tierra, rotor bloqueado, baja corriente, límite de arranques, registro de eventos y comunicación.
¿Desde qué tamaño de motor se usa un relé de protección multifunción?
No hay un límite fijo en las normas. En la práctica, los motores de media tensión y los de baja tensión grandes o críticos llevan relé multifunción, y la diferencial 87M se reserva para motores grandes, según la guía IEEE C37.96 y el criterio del estudio de protecciones.
¿Qué datos del motor necesito para ajustar el relé?
Potencia, tensión y corriente nominal, factor de servicio, corriente y tiempo de arranque, tiempo seguro con rotor bloqueado en frío y en caliente, curva térmica y número de arranques permitidos, además de la relación de los CT y el tipo de arrancador. Sin esos datos el ajuste es una suposición.