¿Puede un grupo electrógeno industrial de GLP soportar el arranque de motores grandes?

Sí, un grupo electrógeno industrial de GLP puede soportar el arranque de motores grandes, siempre que su alternador, motor y sistema de combustible puedan admitir el transitorio de arranque. La potencia nominal en kW por sí sola no es suficiente. Una bomba o un compresor pueden funcionar sin problemas dentro de la capacidad continua del generador y, aun así, no lograr acelerar porque la corriente de arranque provoca una caída de tensión, disminuye la velocidad del motor o los dispositivos de protección desconectan la carga.

Esto es especialmente importante cuando arranca un motor grande mientras otros equipos ya están en funcionamiento. La selección debe tener en cuenta los kVA de arranque, el tiempo de aceleración, las cargas existentes y las caídas de tensión y frecuencia admisibles. La prueba práctica consiste en determinar si el sistema completo puede arrancar el motor sin que se cale, se desactiven los contactores o se interrumpa el funcionamiento de equipos sensibles; no basta con que los kW de funcionamiento del motor estén dentro de la capacidad del generador.

Separe el evento de arranque de la carga en funcionamiento

La potencia indicada en la placa de características del motor normalmente describe la potencia mecánica de salida, no la potencia eléctrica de entrada. Por lo tanto, los cálculos de la carga de funcionamiento del generador deben incluir la eficiencia y el factor de potencia del motor, además de las demás cargas conectadas. Para los cálculos de arranque se necesita otra información: la corriente de rotor bloqueado o los datos de corriente de arranque, el factor de potencia de arranque y el par y la inercia del equipo accionado.

Para un motor trifásico, la potencia aparente a una corriente especificada puede estimarse con la siguiente fórmula:

kVA de arranque = √3 × tensión entre líneas × corriente de arranque ÷ 1.000.

Utilice unidades coherentes y la configuración de arranque real. La corriente de rotor bloqueado a plena tensión no representa la corriente que consume un variador de frecuencia. Del mismo modo, el límite de corriente de un arrancador suave modifica la demanda de arranque, pero también afecta al par de aceleración disponible.

Los kVA de arranque son útiles para evaluar la demanda del alternador, pero no equivalen a los kW del motor. El factor de potencia de arranque afecta al componente de potencia activa, y la demanda del motor cambia durante la aceleración. Evite sumar directamente los kVA de arranque a los kW existentes o dimensionar el generador aplicando un multiplicador universal a la potencia del motor.

Una bomba centrífuga con poca carga y un compresor que arranca con presión pueden presentar retos muy diferentes, incluso con motores de potencia nominal similar. Si el diseño del equipo accionado lo permite, descargarlo puede reducir el requisito de arranque de forma más eficaz que aumentar la capacidad del generador.

Deben comprobarse dos límites: el soporte de tensión y la respuesta del motor

El alternador debe mantener una tensión suficiente para acelerar el motor

Una corriente de arranque elevada provoca una caída de tensión determinada por las características del alternador, la capacidad de excitación, la impedancia de los cables y la carga conectada. Solicite la capacidad de arranque de motores para una caída de tensión máxima especificada, en lugar de aceptar una cifra de «capacidad de arranque» sin definir.

En un motor de inducción a frecuencia fija, el par es aproximadamente proporcional al cuadrado de la tensión. Por tanto, una caída de tensión más pronunciada puede reducir el par de aceleración, prolongar el arranque y mantener elevada la corriente durante más tiempo. Esta retroalimentación puede convertir una subida de corriente aparentemente manejable en un arranque fallido.

Los sistemas de excitación alimentados por un generador de imanes permanentes pueden mejorar el soporte durante transitorios exigentes, pero no eliminan la necesidad de evaluar el tamaño del alternador y el par del motor. Verifique la configuración de alternador propuesta en lugar de suponer que todas las unidades con la misma potencia nominal en kW se comportan igual.

El motor debe admitir la variación de la demanda de potencia activa

La velocidad del motor determina la frecuencia de salida. Durante la aceleración del motor, la demanda de potencia activa varía y el motor debe responder mediante el regulador de velocidad y el sistema de control de combustible. El control electrónico de velocidad ayuda a regularla, pero esta característica por sí sola no demuestra que el equipo pueda admitir adecuadamente cambios de carga.

La respuesta de un motor de gas depende de su diseño, los controles de aire y combustible, las condiciones de funcionamiento y la carga inicial. Solicite datos transitorios para la configuración de GLP propuesta. Una ficha técnica genérica del generador o los resultados obtenidos con otro combustible no permiten determinar si la frecuencia se mantendrá dentro de los límites del emplazamiento.

Aumentar la capacidad del alternador puede mejorar el soporte de tensión sin resolver la capacidad del motor para admitir la carga. A la inversa, un motor más grande no elimina automáticamente la caída de tensión. Son verificaciones distintas que, en última instancia, deben evaluarse conjuntamente.

El suministro de GLP puede determinar si el arranque tiene éxito

Disponer de suficiente combustible almacenado no garantiza necesariamente un suministro instantáneo adecuado. El suministro de GLP debe mantener la presión y el caudal necesarios durante la aceleración y en régimen estable. La capacidad de vaporización del tanque, la temperatura ambiente, la composición del combustible, la capacidad del regulador, las pérdidas en las tuberías y la disposición de cualquier vaporizador pueden limitar el suministro.

Una caída de presión del combustible durante un cambio de carga puede limitar el par del motor justo cuando se necesita potencia adicional. Durante las pruebas, registre la presión en el punto de medición especificado por el fabricante; una lectura de presión estática antes del arranque no es suficiente.

Confirme con el proveedor del generador la composición de GLP permitida, el rango requerido de presión de entrada y los datos de consumo de combustible. El dimensionamiento y la instalación del sistema de combustible también requieren una revisión cualificada de la regulación de presión, la ventilación, la protección contra fugas y los requisitos aplicables al emplazamiento. No dé por hecho que un motor de gas natural es apto para GLP con solo cambiar el regulador.

Elija el método de arranque teniendo en cuenta el par, no solo la corriente

Un arrancador suave no garantiza que se solucione el problema de un generador subdimensionado. Una aceleración más prolongada puede reducir el pico, pero aumentar la duración de los esfuerzos eléctricos y térmicos. Antes de evaluarlo, solicite el límite de corriente, los ajustes de rampa y los límites térmicos del motor propuestos.

Un VFD suele ofrecer un arranque más controlable, especialmente cuando también resulta útil controlar la velocidad. Sin embargo, la selección debe basarse en las características de entrada del variador, no en la corriente de rotor bloqueado del motor. El proveedor del alternador y el del variador deben confirmar que el equipo funcione con la fuente del generador propuesta, incluidos la distorsión de tensión y el comportamiento de las protecciones.

Interprete las especificaciones de los equipos candidatos sin dar por sentada la compatibilidad con el combustible

El grupo electrógeno de gas en contenedor de 250 kW, modelo AMC250NS, se presenta como un grupo electrógeno de gas natural de 250 kW con salida de 50 Hz, control electrónico de velocidad y control de combustible de circuito cerrado con mezcla pobre. Estos datos sirven como punto de partida para la evaluación técnica, pero no demuestran que sea apto para GLP ni que pueda arrancar motores grandes.

Las especificaciones proporcionadas también indican 230/400 V, un factor de potencia de 0,8 y una corriente nominal de 166 A. Estas cifras requieren aclaración: para una salida trifásica, 250 kW a 400 V y un factor de potencia de 0,8 corresponden a aproximadamente 451 A, no a 166 A. Antes de comparar los equipos candidatos, solicite una ficha técnica corregida que identifique la base de la potencia nominal, la configuración de salida y las condiciones de funcionamiento aplicables.

Para una aplicación con GLP, solicite la aprobación explícita para ese combustible, la potencia nominal correspondiente del motor y datos de rendimiento transitorio validados. Las funciones de arranque automático y paralelismo no deben considerarse prueba de que la unidad pueda soportar el arranque de un motor específico.

Convierta la selección en una prueba de aceptación definida

Proporcione al proveedor un programa de cargas que describa las secuencias de funcionamiento, no solo una cifra de potencia total instalada. Los datos esenciales son:

• Tensión y frecuencia del motor, corriente a plena carga, eficiencia, factor de potencia y datos de rotor bloqueado o de arranque proporcionados por el fabricante.
• Características de par de la carga accionada, inercia, condición de arranque con o sin carga y tiempo de aceleración permitido.
• Equipo y ajustes de arranque, incluidas las secuencias de bypass o transición, si las hay.
• Cargas ya conectadas, su comportamiento al reiniciarse y la posibilidad de que se produzcan arranques simultáneos.
• Altitud del emplazamiento, condiciones ambientales, datos de los cables, condiciones de suministro de GLP y frecuencia de arranque prevista.

Defina las caídas de tensión y frecuencia admisibles, los tiempos de recuperación y los puntos de medición según los requisitos de los equipos conectados. Incluya los límites de retención de los contactores, los umbrales de protección de los variadores, la continuidad de funcionamiento del sistema de control y los límites térmicos del motor. Los límites de aceptación deben reflejar las características de los equipos del emplazamiento, no un porcentaje arbitrario.

Solicite un estudio de dimensionamiento basado en la combinación real de motor y alternador, seguido de pruebas de puesta en servicio que abarquen la secuencia de arranque más exigente permitida y acordada. Registre la tensión en los terminales del motor, la frecuencia, la corriente, el tiempo de aceleración y la presión del combustible. Confirme que las cargas existentes sigan funcionando y que los arranques repetidos respeten los límites térmicos.

Si el estudio demuestra que el margen es insuficiente, compare un generador de mayor tamaño, controles de arranque revisados, la descarga mecánica o la secuenciación de cargas. Elija la opción que resuelva la limitación demostrada: soporte de tensión, capacidad del motor para admitir la carga, suministro de combustible o par insuficiente del motor. Una recomendación basada únicamente en los kW de funcionamiento no responde a la cuestión fundamental de la selección.