Las instalaciones eléctricas industriales comúnmente se ven afectadas por la incidencia de cargas no lineales que producen perturbaciones electromagnéticas; estas anomalías en la red traen consigo fallas en los equipos, penalizaciones económicas, daño de activos, instalaciones inseguras y altas pérdidas energéticas. Por esta razón, surge la necesidad de mantener las condiciones necesarias para garantizar un suministro eléctrico seguro, confiable y conforme a los estándares normativos; para ello, es necesario realizar mediciones y captura en línea de los parámetros eléctricos, y posteriormente analizar los resultados obtenidos para determinar la condición de funcionamiento del sistema eléctrico evaluado.
El resultado obtenido al capturar los datos de una red eléctrica, recopilar la información, graficar, analizar y generar recomendaciones con base a lo obtenido, se denomina diagnóstico de calidad de la energía; y es una técnica predictiva complementaria, para monitorear periódicamente las condiciones y realizar las correcciones pertinentes, que garanticen conservar un suministro eléctrico óptimo.
1. Captura en línea de parámetros eléctricos
Inicialmente, se capturan los parámetros eléctricos presentes en la red, para ello es necesario realizar un levantamiento de la información general del sistema eléctrico; los principales aspectos a tener en cuenta son:
- Valores nominales del circuito eléctrico.
- Identificación de equipos de compensación de energía reactiva.
- Identificación de transformadores de tensión y corriente, (Si lo requiere).
- Tipo de conexión del sistema.
Posterior al levantamiento de la información, se realiza la instalación y parametrización en sitio del equipo de medida; así mismo, se verifican los valores indicados por el equipo y se procede a iniciar con la captura de la información. Cabe resaltar que dicha actividad se debe realizar garantizando el cumplimiento de las óptimas condiciones de seguridad.
La Norma Técnica Colombiana NTC 5001, establece que la evaluación de las perturbaciones eléctricas se debe realizar en periodo de medida de mínimo una semana continua.
2. Análisis y diagnóstico de los resultados obtenidos
Al finalizar el periodo de tiempo de monitoreo, se recopila la información almacenada en el equipo, la cuál va a ser evaluada y analizada, conforme a los estándares normativos, principalmente la NTC 5001 e IEEE 519.
Los resultados obtenidos se presentan con ayuda de recursos visuales, tales como; gráficas y tablas; de esta manera se efectúa un análisis detallado, con un enfoque en la observación y evaluación de parámetros claves como lo son tensiones, corrientes, potencias, armónicos de corriente y tensión, frecuencia y factor de potencia.
Inicialmente se identifica el comportamiento de las tensiones de fase y línea durante el periodo de tiempo relacionado anteriormente, a través del análisis de gráficas que correlacionan tensión y tiempo de medición. Adicionalmente se logran cuantificar las perturbaciones en tensión de larga y corta duración, tales como elevaciones, hundimientos, variación de tensión en estado estable, desbalance de tensión e interrupciones. Así mismo, se logra caracterizar el consumo de la carga al evaluar de la corriente eléctrica y su tendencia a lo largo del tiempo.
Así mismo, se grafican y tabulan los resultados obtenidos de potencia, energía, factor de potencia, distorsión armónica en tensión y corriente y frecuencia; estos resultados se analizan conforme a la metodología de evaluación de los estándares normativos, con el fin de determinar si se encuentran dentro de los valores de referencia sugeridos, o de lo contrario, determinar las posibles causas de estas anomalías.
Como resultado general se obtiene un análisis detallado, con la valoración de los parámetros eléctricos de mayor influencia en la red, y en caso de presenciar perturbaciones electromagnéticas, se identifican las posibles causas y se determinan las recomendaciones necesarias para complementar el diagnóstico y/o realizar corrección que permita mantener la confiabilidad en el suministro eléctrico.
A continuación, se mencionan algunos de los efectos de las perturbaciones electromagnéticas en los equipos y/o componentes del sistema eléctrico:
- Salida de operación de los equipos.
- Cambios de velocidad en máquinas de inducción.
- Reducción de luz visible en dispositivos de iluminación.
- Reducción de vida útil en equipos.
- Variación de potencia en bancos de condensadores.
- Disparo de protecciones.
- Funcionamiento defectuoso de equipos.
- Pérdida de información en dispositivos electrónicos.
- Operaciones no deseadas en relés de protección.
- Falla en equipos electrónicos.
Realizar periódicamente un diagnóstico de calidad de la energía, permite monitorear el estado de las instalaciones eléctricas e identificar potenciales anomalías, de esta manera se puede mantener un suministro eléctrico confiable, evitar daños prematuros en equipos, paradas no programadas y penalizaciones por parte del operador de red.
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