¿QUE ES LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA?

No hay una descripción formal del término, sin embargo, podemos afirmar que está relacionada con las

perturbaciones eléctricas que pueden afectar a las condiciones de la fuente de suministro de energía eléctrica,

y ocasionar el mal funcionamiento e incluso daño en los equipos de consumo eléctrico. Energía de calidad es

aquella que es entregada sin interrupciones, sin sobre-tensiones, sin deformaciones de onda.

¿Qué son los disturbios eléctricos?

Son perturbaciones que se pueden presentar en cualquier sistema eléctrico, tanto en magnitud como en

frecuencias distintas a los valores fundamentales (60Hz). Estas perturbaciones se manifiestan como sobre

voltajes, bajo voltajes, impulsos transitorios, distorsión, ruido, armónicas, etc.

¿Como se producen los disturbios eléctricos?

Los disturbios pueden tener un origen ya sea externo o interno al Sistema Eléctrico. Los disturbios de origen

externo son los producidos principalmente por descargas atmosféricas (rayos) en las líneas eléctricas, y por

contactos incidentales entre dos líneas eléctricas. Los de origen interno son producidos por la operación de

dispositivos de desconexión, conmutación electrónica (drive’s PLC’s, computadoras, etc.), arranque de

motores, entre otros.

¿Cómo pueden afectar los disturbios a los Sistemas Eléctricos?

La afectación en los equipos eléctricos dependerá del tipo de disturbio, su magnitud y su duración. A

continuación se mencionan algunos de los efectos producidos por los disturbios en los equipos eléctricos:

1. Ruido e impulsos eléctricos. Estos pueden provocar un funcionamiento errático en cualquier equipo de

cómputo. Se puede inhibir o desprogramar, presentar errores de paridad, teclados bloqueados y hasta

información perdida. Si la magnitud del disturbio es muy elevada, el daño puede llegar a ser físico e

irreversible.

2. Sobre voltajes y Bajo voltajes. Los bajos voltajes del orden del 90% del Nominal y por un tiempo de tres

ciclos aproximadamente, serán detectados por los drives como una condición de falla. Asimismo, al momento

del arranque de grandes motores, pueden ocasionar que los contactores se abran. Por otra parte, los sobre

voltajes con duración muy larga, pueden dañar el aislamiento electrónico de los equipos.

3. Distorsión Armónica. Este tipo de disturbio puede ocasionar el funcionamiento errático de algunos

variadores, calentamiento de cables y transformadores, y falsos disparos de interruptores.

¿Cuáles son las vías de solución?

Como un primer paso, será necesario conocer el tipo de disturbio potencial o presente en el Sistema. Para

lograrlo, se realizarán mediciones con un equipo analizador de calidad de energía (Power Quality).

Dependiendo del tipo de disturbio y su magnitud, se procede a hacer la recomendación de la solución más

adecuada. Será necesario hacer un análisis a fondo del sistema y de los parámetros encontrados, para estar

en condiciones de resolver cada uno de los problemas encontrados. Algunas de las soluciones pueden ser

solamente operacionales y otras incluirán la instalación de equipos de protección de disturbios en reactores,

transformadores de aislamiento, etc.

Monitoreo y Administración de Calidad de Energía – Soluciones

Los productos, sistemas y servicios del software de medición eVAS van desde la medición (recolección de

datos) hasta la administración de la energía mediante soluciones que mejoran la calidad de la misma. eVAS

no se limita solamente a la medición, sino que, basados en los datos obtenidos en la medición, ofrece

soluciones a la medida en el campo de la calidad de energía. Esta oferta le ofrece la mejor solución y soporte

posibles para su energía con un solo proveedor: Brifica.

Mejoramiento de la calidad de energía, ahorro de energía y estabilización del suministro de energía

eléctrica.

El aumento permanente de consumidores no lineares en nuestras redes eléctricas, ocasionan el aumento de

“impurezas en la red”. Estamos hablando de disturbios en el sistema de la misma manera en que hablamos

del desequilibro del medio ambiente ocasionado por la contaminación en el agua y la atmósfera. En una

situación ideal, los generadores en una planta eléctrica producen, desde su terminal de salida, una corriente

de onda senosoidal. Este voltaje con forma de onda senosoidal, es considerado como la forma ideal para la

corriente alterna, y cualquier desviación o modificación en la forma de su onda, se describe como disturbios al

sistema. Cada vez son más los consumidores que reciben una corriente sin estas características ideales en su

longitud de onda. El FFT (fast-fourier transformation) de estas corrientes contaminadas tienen como resultado

un amplio rango de frecuencias armónicas, frecuentemente denominadas como armónicas.

Armónicas.

Las armónicas son nocivas para las redes eléctricas y en ocasiones pueden ser muy peligrosas. Los efectos

para los consumidores conectados a la red, son parecidos a los que sufre el cuerpo humano cuando consume

agua contaminada. Las armónicas producen sobrecarga, reducen el tiempo de vida y en algunas

circunstancias provocan fallas en equipos eléctricos y electrónicos. Las sobrecargas armónicas son la

principal causal de problemas invisibles en la calidad de la energía, con enormes costos de mantenimiento y

sustitución de partes dañadas. El exceso de disturbios en la energía y por consiguiente la pobre calidad

pueden también conducir a problemas en los procesos de producción e incluso provocar suspensiones.

¿Qué es una armónica?

Una armónica es una señal a una frecuencia que es múltiplo de la frecuencia de base. Múltiplos impares (3ª,

5ª, 7ª, …) son conocidas como armónicas en orden impar, causadas por distorsiones simétricas en la forma

de la onda.

Múltiplos pares (2ª, 4ª, 6ª, …) son conocidas como armónicas pares, causadas por distorsiones asimétricas.

Las mitades positiva y negativa de la onda no son distorsionadas equitativamente. Los rectificadores de media

onda y de onda completa, causan armónicas en orden par.

Síntomas obvios de problemas de armónicas: Sobrecalentamiento de la línea del neutro y sobrecalentamiento en los transformadores.

Arranques o paros erráticos en los circuit breakers.

Malfuncionamiento en sistemas UPS y generadores.

Problemas de medición.

Malfuncionamiento en computadoras.

Problemas de sobrevoltaje debidos a ondas estáticas en la red de suministro.

Tercera armónica, ¿cargas no-lineares?

Actualmente las redes eléctricas enfrentan una serie de problemas, debido a la presencia de cargas “no-

lineares” que producen armónicas. Estas armónicas generan muchos problemas en todos los equipos

conectados en las redes. Cuando el suministro de energía proviene de un transformador pequeño o de un

UPS, seguramente la red está afectada por problemas de interferencia causadas por armónicas.

Problemas causados por la tercera armónica. En redes: sobrecalentamiento en la línea del neutro; riesgo de incendio; aumento en las pérdidas de

energía; altos campos electromagnéticos; baja calidad de la electricidad. En capacitores: Incremento de pérdidas de energía, riesgo de resonancia, y disminución del tiemo de vida.

UPS: disminución de la energía de salida.

Cables y conductores: Aumento en la pérdida de energía, sobrecarga en la línea del neutro con

sobrecalentamiento y riesgo de incendio. Computadoras y equipos electrónicos: Interferencias, pérdida de datos, operaciones no deseadas.

En otros equipos: Sobrecalentamiento en fusibles e interruptores, disparo indeseado de interruptores

automáticos o fusibles, etc.

Armónicas en las plantas de energía eléctrica.

En plantas particulares (como las que tienen hospitales, edificios públicos, oficinas, bancos, etc.) la energía es

suministrada vía transformadores o vía UPS, los cuales alimentan cargas no lineares en una sola fase

(suministradas entre fase y neutro).

Esta clase de cargas (equipo electro-médico, lámparas fluorescentes, sistemas de aire acondicionado, equipo

de oficina, computadoras, impresoras, televisiones, monitores, routers Wi-Fi, displays fluorescentes al vacío,

hornos de microondas, convertidores AC-DC, convertidores de frecuencia variable, rectificadores, etc)

generan armónicas y valores particularmente altos en la tercera armónica.

La tercera armónica puede generar corrientes muy altas en los neutros, que frecuentemente exceden la

corriente de la fase, causando daños en el cable neutro, y riesgo de fuego.

En aislamiento, las cargas de una fase no generan altas corrientes armónicas, pero cuando varias de ellas

operan juntas, las armónicas se tornan muy altas y generan muchos problemas de interferencia,

interrupciones de energía y sobre-calentamiento, lo que degrada la calidad de la energía.