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Calidad de Onda en AC

El uso de la electricidad es cada vez más necesario en nuestro medio de vida, en la industria, en el hogar, en el transporte, etc. La forma que se ha impuesto para la generación, transporte y consumo de la energía eléctrica es la corriente alterna. Por supuesto nos aporta una gran cantidad de beneficios, pero no hemos de olvidar que su uso puede presentar un riesgo.

La Corriente Alterna (CA) se tendría que denominar en forma precisa, Corriente Alterna Senoidal (CA). Esto es así porque la forma en que la corriente y la tensión alterna varia es siguiendo una función senoidal. La tensión senoidal adquiere valores diferentes a lo largo del tiempo y varia en cada instante. Este tipo de corriente, frente a la Corriente Continua, presenta una serie de condiciones técnicas indispensables para las aplicaciones industriales actuales. Sin embargo esta ventaja se convierte en una dificultad por las características técnicas y matemáticas a las que obedece. De entrada podemos comprobar que matemáticamente la tensión varia con el tiempo de la siguiente manera,

Se diferencia de la corriente continua (CC) en que sus valores de tensión e intensidad oscilan siguiendo un período determinado. Sin embargo, en la corriente continua el valor de la intensidad y la tensión se mantienen constante. La corriente CA se describe con los siguientes parámetros:

 AMPLITUD A

  • Es el valor màximo o mínimo que se obtiene en la gráfica.
  • Se denomina tensión de pico Vp a la tensión máxima
  • Se denomina tensión de pico a pico Vpp a la tensión entre un máximo y un mínimo
 PERÍODO T

  • Es la duración de un ciclo completo de la señal alterna y se mide en segundos.
  • En los Estados Unidos y Canada el período de la red es de 1/60 s
  • En prácticamente el resto del mundo es de 1/50 s
FRECUENCIA f

  • La frecuencia se define como la inversa del período y se mide en Hz
  • A mayor período menor frecuencia
  • La red eléctrica tiene una frecuencia de 50 Hz, es decir,  que en cada segundo oscila 50 veces
  • A mayor frecuencia más veces oscila y menor es la distancia entre màximos

 

Mala Calidad de onda: el problema de la corriente AC

La calidad de onda en Corriente Alterna es de suma importancia para un buen rendimiento de la instalación eléctrica. Cuando cualquiera de sus parámetros, ya sea la amplitud o la frecuencia, sufren variaciones intermitentes o permanentes de mayor o menor intensidad, la calidad de la onda se ve afectada y con ello la tensión y la corriente que genera. La definición de las principales pertubaciones de la red según la norma UNE-EN-50160 son:

Huecos de tensión: Disminución brusca de la tensión de alimentación a un valor situado entre el 90% y el 1% de la tensión declarada, seguida por el restablecimiento después de un corto lapso de tiempo.

Interrupción de alimentación: cuando la tensión en los puntos de suministro es inferior al 1% de la tensión declarada.

Sobretension: son incrementos de la tensiónpor encima del valor nominal o declarado. Estas pueden ser temporales o transitorias (oscilatorias o no)

Desequilibrio de tensión: en un sistema trifásico, estado en el cual el valor eficaz de las tensiones de fases o los desfases no son iguales.

Tensiones armónicas: tensiones sinusoidales cuya frecuenciia es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental de la tensión de alimentación

Fluctuaciones de tensión: serie de variaciones de tensión o variación cíclica de la envolvente de la tensión. Es responsable del fenómedo conocido como flicker

 

¿Qué genera una mala calidad de onda?

Las causas de estas perturbaciones tienen origen tanto en la operación de la red elécrica aguas arriba (el suministro eléctrico) como en la instalación eléctrica propia. Aguas arriba, las eventos meteorológicos pueden producir perturbaciones importantes en la red. En la instalación aguas abajo, equipos en mal estado o interferencias entre varios dispositivos también pueden generar una mala calidad de onda. Entre las causas más significativas, encontramos:

  • Sobrecargas y cortocircuitos
  • Variación excesiva de la intensidad por los conductores de la red.
  • Desconexión de transformadores
  • Interferencias de equipos dentro de la misma red
  • Instalaciones en mal estado

¿Cómo afecta la mala calidad de onda a una instalación eléctrica?

Los efectos más adversos de una mala calidad de onda en una instalación eléctrica son los que afectan al mantenimiento de equipos y sistemas de protección. Esto repercute directamente en los costes de operación y producción, tales como:

Paradas y daños permanentes en maquinaria y sistemas informáticos de su negocio, tales como sistemas de control de acceso, sobrecalentamiento de transformadores de maquinaria, centros de procesamiento de datos, etc.

Malfucionamiento de los equipos de protección, debido a los saltos repetidos y frecuentes de las protecciones eléctricas que conllevan a  mantenimiento correctivo y desplazamientos de urgencia para reanudar el servicio o reemplazar elementos de protección.

Interrupción del suministro eléctrico y paros no deseados de la instalación, hasta que personal de manteminiento pueda reanudar el servicio.

Consumos elevados de energía tanto por lecturas erróneas o por el sobre-consumo de energía producido por las perturbaciones.

 

 

 

 

La solución pasa por conocer y proteger su instalación eléctrica

El primer paso para evitar los efectos de una mala calidad de onda es conocer en profundidad las perturbaciones que afectan a su instalación eléctrica y de esta manera detectar cuales son las causas. Esta información le permite tomar medidas preventivas o correctivas en su instalación, como por ejemplo realizar mantenimientos preventivos de maquinaria, cambiar equipamiento eléctrico, o redefinir la instalación.

Por otro lado, es importante que su instalación cuente con sistemas de protección eléctrica avanzada que protejan sus equipos de perturbaciones imprevistas. Es recomendable el uso de sistemas de protección con rearme automático y acceso via internet ya que éstos  facilitan enormemente las labores de mantenimiento.

En SIP contamos con una gama de equipos integrados de análisis y protección eléctrica avanzada que le permiten conocer al detalle todos los parámetros de su red accediendo de manera remota, actuando a su vez con protecciones que pueden rearmarse de manera automática y remota desde cualquier dispositivo con acceso a internet.

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  • Protección magnetotérmica, diferencial, contra sobre y baja tensión.
  • Protección avanzada por distorsión armónica, factor de potencia, entre otros.
  • Doble mecanismo de desconexión: bobina de emisión de alta velocidad y motor de rearme automático.
  • Versiones monofásica y trifásica.

 

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