Calidad de la energía eléctrica juega un papel importante en el suministro eficaz de electricidad a los consumidores. A medida que la energía se convierte en un recurso más esencial y valioso para todo el mundo, es importante mantener su calidad en todos los niveles de uso para el funcionamiento confiable del equipo.
Debido al uso de cargas no lineales y equipos electrónicos de potencia en los sectores de transmisión, distribución y utilización de sistemas de potencia, se produce una distorsión en las formas de onda de tensión y corriente. Ya somos conscientes de la Distorsión armónica total por control de fase y control integral de energía AC.
Hoy en día, las empresas de distribución de energía están mostrando una naturaleza competitiva para mejorar la calidad de la energía aumentando su preocupación por obtener la rentabilidad y la satisfacción del cliente.
¿Qué es la calidad de la energía eléctrica?
Si la energía suministrada a los dispositivos o equipos es deficiente, el rendimiento es deficiente. La buena calidad de la energía hace que el equipo funcione correctamente sin afectar el rendimiento o la esperanza de vida.
Calidad de la energía eléctrica
El estándar IEEE define la calidad de la energía eléctrica como “el concepto de alimentar y conectar a tierra equipos electrónicos sensibles de una manera adecuada para el equipo con un sistema de cableado preciso y otros equipos conectados”. Es la desviación del voltaje y las corrientes de las formas de onda ideales o reales.
Desviación de las formas de onda del real
En la figura, la energía suministrada en la red son ondas sinusoidales puras de corriente y voltajes. Mientras la energía llega a la carga, ya no mantiene su forma debido a los dispositivos de conmutación no lineales.
Como se observó, la forma se desvió de la ideal anterior. Esta desviación causa problemas graves en los equipos eléctricos como parpadeo de luz, mal funcionamiento de varios dispositivos, funcionamiento a baja velocidad del motor, etc.
Mediante el uso de analizadores de calidad de energía podemos estimar o analizar la forma de onda distorsionada.
Problemas de calidad de energía
La calidad de la energía la deciden los usuarios finales. Si el equipo de energía funciona satisfactoriamente para un suministro dado, entonces la energía es de buena calidad. Si no funciona bien o no funciona, la calidad de la energía es mala. A continuación se analizan las razones de la mala calidad de la energía o los problemas de calidad de la energía.
1 perturbaciones de la frecuencia de energía
a) El voltaje se hunde y se hincha
Caídas de voltaje
La caída o caída de voltaje es la disminución de los niveles de voltaje de los valores nominales a la frecuencia de potencia. Dura desde aproximadamente la mitad de un ciclo hasta varios segundos. Los bajos voltajes se deben a varios factores como motores eléctricos, hornos de arco, problemas de servicios públicos, parpadeo, etc.
Motores como diferentes tipos de inducción Los motores durante el arranque toman una corriente muy grande, lo que resulta en una caída drástica de voltaje.
Además, los hornos de arco inicialmente necesitan grandes amperios para producir altas temperaturas. Los servicios públicos reducen los voltajes debido a algunos de los factores como rayos, contacto de árboles, pájaros y animales con las líneas de suministro eléctrico, operaciones de conmutación, fallas de aislamiento, etc.
el voltaje aumenta
Los aumentos de voltaje ocurren debido a la transferencia de cargas de una fuente a otra, rechazo repentino y cargas de aplicación. El parpadeo es un problema de baja frecuencia que ocurre principalmente en condiciones de arranque o bajo voltaje.
El parpadeo se debe a los bajos voltajes o frecuencias que puede observar el ojo humano.
Las caídas y subidas de voltaje dan como resultado un mal funcionamiento del equipo, pérdida de eficiencia de los motores, fallas de aislamiento, fluctuación de la iluminación de la luz, disparo de relés y contratistas, etc.
Las perturbaciones de la frecuencia de potencia no se curan fácilmente si surgen al nivel de la fuente porque se trata de potencias elevadas. Sin embargo, estos pueden reducirse si ocurrieron internamente debido a cargas al separar las cargas finales de las cargas sensibles.
B. Transitorios eléctricos
Transitorios eléctricos
Los transitorios son perturbaciones de subciclo que duran menos de un ciclo de Formas de onda de CA . Debido a la respuesta de frecuencia o velocidad de muestreo limitadas, la detección y medición de transitorios son muy difíciles.
Estos también se denominan a veces picos, sobretensiones, pulsos de potencia, etc. Estos ocurren debido a perturbaciones atmosféricas como iluminación y llamaradas solares, interrupciones de corriente de falla, conmutación de cargas, conmutación de bancos de condensadores, conmutación de líneas eléctricas, etc.
Supresión de transitorios eléctricos
Algunos de los dispositivos están diseñados teniendo en cuenta los transitorios, pero la mayoría de los dispositivos pueden manejar pocos transitorios dependiendo de la gravedad de los transitorios y de la vida útil del equipo. Estos transitorios están limitados por supresores de protección contra sobretensiones, filtros y otros supresores de transitorios, como se muestra en la figura.
C. Armónicos
La naturaleza armónica del voltaje y las corrientes es la desviación de las ondas sinusoidales originales o puras. Las frecuencias armónicas son múltiplos integrales de la frecuencia fundamental y son muy comunes en los sistemas de energía eléctrica.
El orden de los armónicos los diferencia como pares (2, 4, 6, 8, 10) e impares (3, 5, 7, 9, 11). Las principales cargas no lineales producen armónicos impares y los armónicos pares se producen debido a operaciones desiguales de los dispositivos eléctricos, como las corrientes de magnetización del transformador que contienen componentes armónicos pares.
Armónicos
La frecuencia de estos armónicos depende del orden de los armónicos ya que la frecuencia del segundo armónico es 2 veces la frecuencia fundamental. Estos se generan debido a cargas no lineales, hornos de arco, motores eléctricos, sistemas UPS, diferentes tipos de batería , equipos de soldadura, etc.
La forma de onda fundamental está superpuesta por armónicos impares, lo que da como resultado formas de onda distorsionadas. Estos armónicos tienen efectos graves en diversos equipos eléctricos, como sobrecalentamiento de cables y equipos, interferencia con las líneas de comunicación, errores en la indicación de parámetros eléctricos, probabilidad de producir condiciones de resonancia, etc.
Estos pueden medirse fácilmente con analizadores de armónicos y reducirse mediante el uso de varios filtros de armónicos, como los tipos activos y pasivos.
2. Factor de potencia
El factor de potencia es otro factor principal que afecta la calidad de la energía eléctrica. El factor de potencia bajo causa varios problemas como el sobrecalentamiento de los motores y la iluminación deficiente. También conduce a que los usuarios sean penalizados para cumplir con las demandas eléctricas. El factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente y determina la cantidad de energía eléctrica utilizada.
Suponga que si el factor de potencia es 0.8, indica que se utiliza el 80 por ciento de la energía y que la energía restante se desperdicia como pérdidas. El bajo factor de potencia se debe a motores de inducción, elementos de potencia aparente en la red del sistema de energía eléctrica, etc.
Mejora del factor de potencia por condensador
El factor de potencia bajo se mejora mediante el uso de dispositivos de corrección de factores de potencia como bancos de filtros de capacitores, condensadores síncronos y otros equipos de compensación.
Mejora del factor de potencia , con el uso de condensadores, se traduce en una reducción de las facturas eléctricas. Aquí, la potencia aparente extraída del suministro se reduce mediante condensadores que ofrecen una potencia líder en la naturaleza.
3. Puesta a tierra
La buena calidad de la energía incluye la seguridad de los electrodomésticos y de los operadores. La conexión a tierra proporciona protección al sistema y al equipo. La tierra sirve como potencial de referencia constante con otro potencial que se va a medir.
Si el cuerpo del equipo no está conectado a tierra correctamente, se producirá una fuerte descarga en las personas. La tierra del sistema protege varios equipos contra condiciones de falla y otras condiciones anormales que ocurren en los sistemas de energía eléctrica.
Puesta a tierra de equipos y sistemas
La conexión a tierra de la señal de referencia es completamente diferente de la conexión a tierra normal, ya que no brinda protección a los equipos ni a las personas. Pero es necesario para que los componentes o dispositivos electrónicos funcionen correctamente para proporcionar una ruta o referencia de baja impedancia.
Esperamos que a estas alturas ya tenga una comprensión clara de la calidad de la energía eléctrica y sus causas. Le agradecemos por dedicar su valioso tiempo a leer este artículo.Escriba sus opiniones y sugerencias sobre este artículo en la sección de comentarios a continuación.
Créditos fotográficos:
Desviación de formas de onda del real por equipo eléctrico
Las caídas de voltaje aumentan club de cumplimiento
Transitorios eléctricos por ellaenergia
Armónicos por ellaenergia
Mejora del factor de potencia por condensador por lesl
Puesta a tierra de equipos y sistemas por 2.pb
