¿Qué es la calidad de la energía?
Definición
La calidad de la energía es un término general que describe los fenómenos que impactan en el equipo del usuario cuando la energía de corriente alterna supera ciertos límites. La Figura 1 muestra la forma de onda de la electricidad que sirve como indicador de la calidad del suministro de energía. Debe ser estable en cuanto a su amplitud, continuidad, forma de onda y frecuencia.
A: Amplitud Estabilidad en el valor RMS de la tensión.
B: Continuidad Sin interrupciones en la forma de onda.
C: Forma de onda Limpia y no distorsionada.
D: Frecuencia Estabilidad para proporcionar el mismo rango de valores de frecuencia.
Figura 1: Ejemplo de forma de onda de voltaje
Supongamos que, por alguna razón, la forma de onda que se muestra en la Figura 1 excede ciertos límites, lo que resulta en una mala calidad de energía. Entonces, la forma de onda puede parecerse a la Figura 2, representando un fenómeno llamado aumento de voltaje (sobretensión), donde el voltaje aumenta momentáneamente. Esto puede dañar la fuente de alimentación del dispositivo o hacer que el dispositivo se reinicie.
¿Por qué medimos la calidad de la energía?
Fenómenos naturales como rayos, mala distribución de carga y problemas de cableado y conexión a tierra son ejemplos de causas de problemas de calidad de la energía. La tecnología basada en inversores, junto con cargadores de vehículos eléctricos y fuentes de energía renovable como solar y eólica, ha complejizado la red eléctrica, afectando negativamente la calidad de la energía.
La baja calidad de energía causa problemas en los dispositivos electrónicos y sistemas de transmisión, como el quemado de reactores debido a armónicos y ruido defectuoso en condensadores. Además, ruidos transitorios y caídas de tensión pueden detener sistemas de control dependientes de computadoras.
Los problemas en la red de suministro causados por la mala calidad de la energía son comunes para proveedores y usuarios de energía eléctrica. Identificar la causa real, ya sea en el sistema del proveedor o del usuario, es difícil. Por eso, medir la calidad de la energía es esencial para comprender los problemas y considerar contramedidas efectivas.
¿Cómo medimos la calidad de la energía?
La calidad de la energía se mide según estándares que guían la medición y evaluación del suministro eléctrico. Los estándares aseguran mediciones consistentes, identifican problemas de calidad de energía y garantizan que los sistemas cumplan con estándares específicos de calidad y confiabilidad. Algunos estándares internacionales incluyen:
- CEI 61000-4-30: Un estándar internacional que estipula cómo debe medirse la calidad de la energía. Clasifica los métodos de medición y las capacidades de los instrumentos de medición en dos clases, A y S. La medición de calidad de energía más confiable es la Clase A. Los requisitos para la Clase A no solo se estipulan en términos de funciones y precisión, sino que también incluyen algoritmos de medición detallados. y la precisión del reloj de tiempo.
- CEI 61000-4-7: Un estándar internacional que rige la medición de la corriente armónica y la tensión armónica en los sistemas de suministro de energía, así como la corriente armónica emitida por el equipo. La norma especifica el rendimiento de un instrumento de medida estándar.
- CEI 61000-4-15: Un estándar que define las técnicas de prueba para la fluctuación de voltaje y la medición de parpadeo, así como los requisitos de los instrumentos de medición asociados.
- EN 50160: Establece valores límite para el voltaje de suministro.
- IEEE1159: Recomienda prácticas para monitorear la calidad de la energía.
- IEEE519: Estándar sobre armónicos de tensión y corriente.
Los analizadores de calidad de energía son instrumentos usados para medir y analizar varios aspectos del suministro eléctrico a lo largo del tiempo. Registran datos sobre voltaje, corriente, frecuencia, armónicos y transitorios para diagnosticar problemas, asegurar cumplimiento de estándares y optimizar sistemas eléctricos.
