Balance de Cargas Trifásico: Guía de Distribución entre Fases
Aprende a balancear cargas en un tablero trifásico. Método paso a paso, porcentaje de desbalanceo, distribución óptima y ejemplo práctico según NOM.
¿Qué es el Balance de Cargas?
El balance de cargas es la distribución equitativa de las cargas eléctricas entre las tres fases de un sistema trifásico. Un sistema desbalanceado provoca corrientes desiguales, voltajes irregulares y pérdidas excesivas.
¿Por Qué es Importante?
| Efecto del desbalanceo | Consecuencia |
|---|---|
| Corriente en el neutro | Sobrecalentamiento del conductor neutro |
| Caída de voltaje desigual | Equipos reciben voltaje diferente |
| Mayor pérdida de energía | Las pérdidas I²R aumentan con el cuadrado |
| Motores trifásicos | Se calientan más, reducen vida útil |
| Transformador | Trabaja ineficientemente, puede saturarse |
Fórmula de Porcentaje de Desbalanceo
%Desbalanceo = [(Fase mayor - Fase menor) / Fase promedio] × 100
Límites aceptables
| Nivel | Desbalanceo | Acción |
|---|---|---|
| Ideal | ≤ 5% | Sin acción requerida |
| Aceptable | 5-10% | Redistribuir en próximo mantenimiento |
| Problemático | 10-20% | Redistribuir urgentemente |
| Crítico | > 20% | Corregir inmediatamente |
Método de Balanceo Paso a Paso
1. Inventario de cargas
Listar todas las cargas con su potencia y tipo de conexión:
| Circuito | Carga (VA) | Tipo |
|---|---|---|
| C1 - Iluminación zona 1 | 800 | 1F (127V) |
| C2 - Tomacorrientes oficina | 1,500 | 1F (127V) |
| C3 - A/C recepción | 2,400 | 1F (220V) |
| C4 - Iluminación zona 2 | 600 | 1F (127V) |
| C5 - Tomacorrientes bodega | 1,200 | 1F (127V) |
| C6 - A/C oficina | 2,400 | 1F (220V) |
| C7 - Bomba 1 HP | 1,200 | 3F (220V) |
| C8 - Iluminación exterior | 400 | 1F (127V) |
| C9 - Servidor | 2,000 | 1F (127V) |
| C10 - Secadora industrial | 5,000 | 1F (220V) |
2. Separar cargas por tipo de conexión
Cargas trifásicas (se distribuyen automáticamente):
- Bomba 1 HP: 1,200 VA → 400 VA por fase
Cargas bifásicas (220V, ocupan 2 fases):
- A/C recepción: 2,400 VA → 1,200 VA por fase
- A/C oficina: 2,400 VA → 1,200 VA por fase
- Secadora: 5,000 VA → 2,500 VA por fase
Cargas monofásicas (127V, ocupan 1 fase):
- C1: 800 VA, C2: 1,500 VA, C4: 600 VA, C5: 1,200 VA, C8: 400 VA, C9: 2,000 VA
3. Distribuir las cargas
Asignar cargas monofásicas buscando equilibrio:
| Fase | Cargas asignadas | Trifásica | Bifásica | Monofásica | Total VA |
|---|---|---|---|---|---|
| A | C7, C3(AB), C6(CA), C10(AB) | 400 | 1,200+1,200+2,500 | C2:1,500 + C8:400 | 7,200 |
| B | C7, C3(AB), C10(AB) | 400 | 1,200+2,500 | C1:800 + C4:600 + C5:1,200 | 6,700 |
| C | C7, C6(CA) | 400 | 1,200 | C9:2,000 | — |
Ajustar redistribuyendo cargas monofásicas hasta minimizar la diferencia entre fases.
4. Verificar el desbalanceo
- Promedio: (7,200 + 6,700 + 6,900) / 3 = 6,933 VA
- Mayor: 7,200, Menor: 6,700
- %Desbalanceo = (7,200 - 6,700) / 6,933 × 100 = 7.2% → Aceptable
Diagrama de Tablero
Un tablero trifásico tiene una disposición estándar de polos:
| Polo | Fase | Polo | Fase |
|---|---|---|---|
| 1 | A | 2 | B |
| 3 | C | 4 | A |
| 5 | B | 6 | C |
| 7 | A | 8 | B |
| 9 | C | 10 | A |
Los circuitos bifásicos (220V) ocupan polos adyacentes del mismo lado: 1-3 (A-C), 2-4 (B-A), etc.
Referencia Normativa
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 408.3: Tableros, balance de carga
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 220.61: Alimentadores con cargas desbalanceadas
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 210.11: Balance en circuitos ramales
- IEEE Std 1159: Calidad de energía y desbalanceo
Errores Comunes
1. No considerar cargas futuras
Balancear perfectamente hoy y agregar cargas a una sola fase mañana crea desbalanceo. Reserve espacio en cada fase para crecimiento uniforme.
2. Ignorar las cargas variables
Equipos como A/C, refrigeración y motores de arranque intermitente no consumen constantemente. El balance debe considerar los patrones de operación, no solo las cargas de placa.
3. Conectar cargas grandes en una sola fase
Una sola carga grande (como un horno o secadora industrial) en una fase crea desbalanceo instantáneo. Use conexión bifásica o trifásica para cargas mayores a 3 kW.
Preguntas Frecuentes
¿Es obligatorio balancear las cargas según la NOM?
No hay un porcentaje máximo explícito en la NOM-001-SEDE, pero el Art. 408.3 requiere que las cargas se distribuyan uniformemente entre las fases del tablero. La UVIE verificará el balance como parte del dictamen.
¿Cómo verifico el balance de cargas en campo?
Con una pinza amperimétrica: mida la corriente en cada fase del alimentador principal. Compare las tres lecturas. La diferencia no debería exceder el 10% entre la fase con mayor y menor corriente.
¿El desbalanceo afecta mi recibo de CFE?
Indirectamente. Un sistema desbalanceado tiene mayores pérdidas (más kWh consumidos) y puede causar que las protecciones se disparen, interrumpiendo la producción. También reduce el factor de potencia, generando penalización en la tarifa.
¿Puedo mover circuitos de una fase a otra sin apagar todo?
No. Siempre desenergice el tablero antes de reubicar circuitos. Mover conductores en un tablero energizado es extremadamente peligroso.
¿Un tablero monofásico necesita balance?
En un tablero monofásico con dos fases (127/220V), sí debe balancear las cargas entre las dos fases. El principio es el mismo pero con 2 fases en lugar de 3.
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