Alcance del análisis de calidad de energía
El análisis básico de calidad de energía cubre los siguientes puntos.
1. Análisis previo
Se revisan con los usuarios los antecedentes detectados sobre todos los problemas que se atribuyen a una mala calidad de energía eléctrica.
2. Inspección visual de integridad eléctrica
Se realiza una inspección visual y se levanta información de la instalación eléctrica y de los equipos afectados. Se lleva impreso el código eléctrico nacional para verificar las instalaciones de puesta a tierra y pararrayos y anotar posibles violaciones del código. Es una inspección en profundidad del cableado interno.
Los resultados y las condiciones encontradas se registran en un informe. Si corresponde, se emiten recomendaciones para cualquier daño, deterioro o defecto observado que pueda dar lugar a un peligro corregible, de modo que la instalación siga utilizándose con seguridad.
La inspección visual es un componente necesario de las inspecciones de infrarrojos; van de la mano. Su razón es encontrar problemas eléctricos para que el personal de mantenimiento los repare antes de que fallen o dañen el componente, con el tiempo de inactividad resultante.
Algunos problemas críticos son obvios y otros no lo son sin la debida diligencia. La inspección visual puede ser tan importante como el infrarrojo para la seguridad del personal y del equipo: hay muchas cosas que no se detectan con infrarrojos.
Puede parecer que la inspección visual va más allá de lo que se contrata a un termógrafo, pero los termógrafos concienzudos incluyen notas e imágenes en sus informes cuando ven violaciones del código NEC, equipos rotos, fusibles de tamaño incorrecto, cableado incorrecto, etc.
3. Análisis de termografía infrarroja
Las fallas en los sistemas eléctricos se resaltan por puntos calientes. Con frecuencia son resultado de mayor resistencia en un circuito, sobrecargas o fallas de aislamiento. La termografía permite obtener resultados sin interrumpir el sistema en operación.
Las averías eléctricas son inconvenientes y costosas. Hoy, maximizar el tiempo de actividad y mantener los activos es un requisito primordial en sistemas de proceso complejos. Incluso una pérdida de producción a corto plazo puede traducirse en pérdidas comerciales.
La termografía ayuda a identificar la falla antes de que ocurra la avería. Así se puede resolver el problema como parte del mantenimiento planificado, antes de que sea grave. En el análisis se toman imágenes termográficas de alta resolución de los transformadores, los paneles eléctricos y las conexiones a las cargas.
En tableros eléctricos, el sobrecalentamiento puede deberse a:
- Conexiones flojas o deterioradas por falta de torque adecuado, oxidación, sulfatación o arcos eléctricos.
- Sobrecargas en conductores por cargas excesivas para el calibre.
- Circuitos casi abiertos que desarrollan resistencia.
- Desequilibrio y desbalance en las cargas trifásicas.
- Calentamiento inductivo (generalmente transformadores y motores).
- Armónicos.
Equipo para la termografía: cámara termográfica de alta resolución Flir E8 con tecnología MSX (patentada).
4. Mediciones de parámetros eléctricos de calidad
Las mediciones de campo se realizan en las siguientes etapas.
Neutro y tierra
- Medición del conductor de neutro y tierra.
- Diferencia de potencial entre neutro y tierra.
Parámetros eléctricos
- Voltaje por fase y trifásico.
- Intensidad por fase y trifásico.
- Factor de potencia por fase y trifásico.
- Factor de potencia en desplazamiento.
- Potencia activa por fase y trifásico.
- Potencia aparente por fase y trifásico.
- Potencia reactiva por fase y trifásico.
Armónicas
- Distorsión armónica total en tensión e intensidad por fase.
- Contenido armónico en tensión e intensidad hasta la armónica 50 en cada fase.
- Distorsión armónica total en los conductores de neutro y tierra.
- Distorsión armónica individual hasta la armónica 50 en los conductores de neutro y tierra.
Transitorios
Se miden transitorios de voltaje y corriente simultáneamente en todas las fases. Todos los eventos transitorios se capturan como mínimo con una resolución de ½ ciclo, con registro simultáneo de cada fase.
- Perfil de voltaje mínimo, promedio y máximo.
- Sobrevoltajes y caídas de voltaje.
- Sags.
- Swells.
- Impulsos.
- Microinterrupciones.
Todas las mediciones se efectúan en condiciones normales de carga. Equipo: analizador de calidad de energía de redes eléctricas marca Fluke, modelo 435 II (Clase A).
Reporte
Se entrega un reporte profesional con los siguientes puntos:
- Objetivo del estudio.
- Metodología utilizada para elaborar el reporte.
- Desarrollo del estudio, con los resultados de las mediciones en tablas y gráficas:
- Formas de onda de tensión y corriente por fase.
- Tabla y gráfica de distorsión armónica total en tensión y corriente.
- Tablas y gráficas de la distorsión individual hasta la armónica 50 en tensión y corriente.
- Tabla de sobrecorriente generada por armónicas.
- Tabla de pérdidas de los equipos de distribución por armónicas.
- Tabla y gráfica del comportamiento de los parámetros eléctricos en el tiempo (voltaje, corriente, factor de potencia, potencia activa, reactiva y aparente).
- Tabla del porcentaje de desbalanceo de voltaje y corriente.
- Tabla del porcentaje de regulación de voltaje.
- Gráficas de flujo de cargas.
- Gráfica y tabla de los transitorios ocurridos.
- Tabla de eventos con tipo, momento de ocurrencia, duración y magnitud (sags, swells, impulsos, microinterrupciones).
- Tablas de perfil de voltaje y corriente.
- Niveles de corriente, voltaje y armónicas en el conductor de neutro y tierra.
- Conclusiones y recomendaciones finales:
- Situación actual del factor de potencia y recomendaciones para optimizarlo.
- Efecto de las armónicas en el sistema.
- Efecto de los transitorios en su sistema.
- Problemas detectados por otras causas, como sobrevoltaje y desbalances.
- Análisis de los resultados respecto a las principales normas nacionales e internacionales.
- Soluciones a cada problema detectado, con recomendaciones y sugerencias del equipo necesario.
Extras
A requerimiento del cliente se pueden revisar flicker (parpadeo), corrientes de arranque, cálculos de pérdidas de energía y eficiencia de inversores.
¿Qué causa los armónicos?
Las cargas eléctricas de CA se denominan lineales o no lineales, según cómo consuman la corriente de la forma de onda de la fuente de alimentación principal. En una carga lineal, las formas de onda de voltaje y corriente son sinusoidales y la corriente en cualquier momento es proporcional al voltaje; esto se conoce como ley de Ohm. Ejemplos de cargas lineales: transformadores, motores y condensadores.
En una carga no lineal, la corriente no es proporcional al voltaje y fluctúa según la impedancia de la carga alterna, por lo que la corriente que consume no tiene la misma forma de onda que el voltaje de suministro. Las cargas no lineales toman corriente en pulsos cortos y abruptos. Estos pulsos distorsionan las formas de onda de corriente y generan armónicos, que pueden causar problemas de energía en el equipo del sistema de distribución y en las cargas conectadas a él. Ejemplos de cargas no lineales: rectificadores, variadores de velocidad y dispositivos electrónicos como computadoras, impresoras, televisores, servidores y sistemas de telecomunicaciones que usan fuentes de alimentación conmutadas (SMPS).
¿Cuáles son las consecuencias de los armónicos?
La capacidad de un sistema de potencia para funcionar a niveles óptimos se compromete cuando entra distorsión armónica. Los armónicos crean ineficiencias en la operación de los equipos por la mayor necesidad de consumo de energía. El aumento de la corriente total requerida eleva los costos de instalación y de energía, provoca sobrecalentamiento y disminuye la rentabilidad de los sistemas eléctricos.
¿Cómo se pueden reducir los armónicos?
Algunas de las formas más comunes de controlarlos:
- Reducir las corrientes armónicas que produce la carga. Agregar un reactor de línea o un transformador en serie reduce significativamente los armónicos y además protege contra transientes.
- Agregar filtros que desvíen las corrientes armónicas del sistema, o que las suministren localmente. Por ejemplo, un filtro de derivación (shunt) instalado tan cerca de la fuente como sea práctico cortocircuita las corrientes armónicas y las mantiene fuera del sistema de suministro. Es una buena opción porque es rentable y puede corregir el factor de potencia de la carga al eliminar la corriente armónica.
- Modificar la frecuencia de respuesta del sistema con filtros, inductores o condensadores. Los filtros activos funcionan suministrando electrónicamente el componente armónico de la corriente de una carga no lineal.
- Realizar conexiones del transformador que reduzcan las corrientes armónicas en sistemas trifásicos.
- Cambiar el tamaño del condensador. Suele ser una de las opciones menos costosas, tanto para compañías de servicios públicos como para clientes industriales.
¿Tiene problemas con armónicos? Escríbanos por WhatsApp al 8117860768.