Estudio de análisis de la calidad de la energía para plantas industriales

El Estudio de Análisis de la Calidad de la Energía se realiza para analizar las características de la energía definidas en términos de voltaje, corriente y frecuencia suministrada al equipo. Si coincide estrechamente con los parámetros deseados del equipo que sirve, esto representa una buena calidad de energía en sus instalaciones. Si existe alguna discrepancia con el valor deseado, implica problemas de calidad de energía, lo que puede tener el potencial de dañar o destruir componentes electrónicos sensibles.

La calidad de la energía eléctrica es un aspecto fundamental en la operación y protección de equipos electrónicos y eléctricos en cualquier entorno, desde hogares hasta industrias. El Análisis de la Calidad de la Energía se ha convertido en una práctica esencial para evaluar y garantizar que la energía eléctrica suministrada cumpla con los requisitos y parámetros necesarios para el funcionamiento adecuado de los equipos.

Este análisis se enfoca en examinar tres características clave de la energía eléctrica: voltaje, corriente y frecuencia. Cuando estos parámetros se mantienen dentro de los rangos específicos requeridos por los equipos, se considera que la calidad de la energía es buena. Sin embargo, cualquier desviación de estos valores deseados puede dar lugar a problemas de calidad de energía, que, en última instancia, pueden dañar o destruir componentes electrónicos sensibles.

La calidad de la energía eléctrica es esencial en diversas aplicaciones, desde la alimentación de electrodomésticos en un hogar hasta la operación de equipos industriales en plantas de fabricación. A continuación, analizaremos más a fondo la importancia de la calidad de la energía y cómo el análisis de la calidad de la energía juega un papel vital en la protección de equipos y sistemas eléctricos.

 

Importancia de la Calidad de la Energía Eléctrica

La calidad de la energía eléctrica es crucial debido a su influencia directa en la operación y la vida útil de los equipos eléctricos y electrónicos. Aquí hay algunas razones clave por las que la calidad de la energía es de vital importancia:

  • Los equipos eléctricos y electrónicos, como computadoras, maquinaria industrial, sistemas de comunicación y sistemas de control, requieren un suministro eléctrico constante y confiable. La falta de calidad en la energía eléctrica puede resultar en interrupciones en la operación, tiempo de inactividad costoso y pérdida de productividad.
  • Las fluctuaciones en el voltaje, las sobretensiones y las variaciones de frecuencia pueden acortar significativamente la vida útil de los equipos. Los componentes electrónicos sensibles pueden dañarse gradualmente con el tiempo debido a la exposición a estas irregularidades.
  • Los problemas de calidad de energía pueden generar costos adicionales de mantenimiento y reparación. La sustitución frecuente de equipos dañados o la necesidad de reparaciones costosas pueden aumentar significativamente los gastos operativos.
  • Las perturbaciones en la calidad de la energía también pueden presentar riesgos para la seguridad del personal. Por ejemplo, una sobrecarga eléctrica o una sobretensión pueden causar cortocircuitos o incluso incendios eléctricos.
  • En muchas industrias, el cumplimiento de normativas y estándares específicos de calidad de energía es obligatorio. El no cumplimiento puede dar lugar a sanciones legales y multas.

 

¿Por qué realizar un Estudio de Análisis de la Calidad de la Energía?

Empresas industriales, hospitales, hoteles, autoridades públicas, laboratorios y empresas bancarias confían en sistemas electrónicos y automatizados para lograr una mayor productividad y procesos específicos en el tiempo. Estos equipos son más sensibles a cualquier desviación en la calidad de la energía eléctrica, lo que puede afectar la productividad y la economía de cualquier organización.

Durante las auditorías de calidad de la energía, nuestro principal objetivo es identificar estas preocupaciones relacionadas con la calidad de la energía y proporcionar soluciones para abordarlas. Según una encuesta realizada para identificar la principal causa de tiempo de inactividad en la producción, se concluyó que las irregularidades en la calidad de la energía ocupan una parte importante en el tiempo de inactividad de la producción, además de problemas como incendios o desviaciones de seguridad, fallos en hardware o software.

 

Análisis de la Calidad de la Energía

El análisis de la calidad de la energía es una herramienta esencial para evaluar y comprender la calidad de la energía eléctrica suministrada. Este proceso implica la medición y el registro de parámetros clave, como el voltaje, la corriente y la frecuencia, durante un período de tiempo determinado. Algunos de los factores que se evalúan incluyen:

  • Tensión: Se mide el valor eficaz de la tensión y se busca cualquier fluctuación, sobretensión o caída de tensión que esté fuera de los límites permitidos.
  • Corriente: Se mide la corriente eléctrica para detectar sobrecargas o desequilibrios que puedan indicar problemas en la red eléctrica.
  • Frecuencia: Se verifica que la frecuencia de la corriente alterna se mantenga dentro de los rangos aceptables, generalmente cerca de 50 o 60 Hz, según la región.
  • Armónicos: Se identifican y analizan las componentes armónicas, que son señales de frecuencia múltiple de la frecuencia fundamental. Los armónicos pueden distorsionar la onda de voltaje y causar problemas en los equipos.
  • Transitorios: Se registran los transitorios eléctricos, que son cambios abruptos en el voltaje o la corriente que pueden dañar equipos sensibles.
  • Interrupciones y Tiempo de Funcionamiento: Se monitorea el tiempo de interrupción y se busca minimizar el tiempo de inactividad no planificado.

El estudio de análisis de la calidad de la energía permite identificar problemas y anomalías en el suministro eléctrico. Una vez que se detectan estas irregularidades, se pueden tomar medidas correctivas para mejorar la calidad de la energía y proteger los equipos. Estas medidas pueden incluir la instalación de dispositivos de protección, como reguladores de voltaje, filtros armónicos y sistemas de respaldo, así como la corrección de problemas en la infraestructura eléctrica.

¿Qué se obtiene de un estudio de la Calidad de la Energía?

La Calidad de la Energía puede mejorarse trabajando en diferentes niveles, es decir, en el sistema eléctrico de las instalaciones, a nivel de los equipos conectados o en el punto principal de recepción de energía. La Calidad de la Energía ayuda a identificar los problemas de calidad de la energía y la fuente responsable de los mismos. Si se identifica un problema de Calidad de la Energía en la red eléctrica de las instalaciones o a nivel de los equipos, se pueden abordar con soluciones de calidad de la energía, como Filtros Armónicos Activos, filtros sintonizados/desintonizados, etc. Pero si se identifica el problema de calidad de la energía en el punto principal de recepción, el auditor alentará al cliente a ponerse en contacto con su proveedor de servicios.

Un servicio para el análisis de la calidad de la energía permite conocer el problema exacto de calidad de la energía que prevalece en la red del sistema en diferentes ubicaciones y sus ventajas y desventajas.

Por lo tanto, la auditoría de calidad de la energía ayuda en:

  • Mejorar la eficiencia del sistema
  • Reducción de fallos en equipos
  • Mejorar la tasa y calidad de producción
  • Ahorro en facturas de energía

Durante nuestro Estudio de la Calidad de la Energía, evaluamos:

  • Frecuencia
  • Voltaje
  • Corriente
  • Potencia Activa, Potencia Reactiva, Potencia Aparente
  • Factor de Potencia de Desplazamiento, Factor de Potencia Real
  • Corriente y Voltaje en el Neutro
  • Armónicos de Corriente y Voltaje
  • Desbalance de Carga
  • Transitorios

 

Estudio de Armónicos

Los estudios armónicos se realizan para determinar los niveles de distorsión armónica y los requisitos de filtrado dentro de una instalación, también para determinar si las tensiones y corrientes armónicas están dentro de niveles aceptables. La evaluación de los límites de tensión y corriente armónica se realiza según los límites de la CFE para comprender la gravedad y el efecto de estas armónicas en la red eléctrica.

Se utilizan mediciones y análisis de campo para caracterizar las unidades de velocidad variable y otras cargas no lineales; luego se realizan simulaciones para determinar las especificaciones y la efectividad del filtro.

Determinamos:

  • Nivel armónico de tensión
  • Nivel armónico de corriente
  • Órdenes armónicos
  • Ventajas y desventajas de las armónicas en el sistema

¿Qué motiva la necesidad de un Estudio de Armónicos?

Las fallas persistentes en el sistema eléctrico que causan un mayor tiempo de inactividad en la producción y costos de mantenimiento elevados en cualquier instalación hacen necesario realizar un estudio armónico.

La medición y análisis de armónicos en plantas industriales se utiliza para predecir el nivel de distorsión en la forma de onda de tensión y corriente, el efecto de estas desviaciones en el sistema eléctrico, la fuente de origen de estas distorsiones y los métodos para abordarlas. En resumen:

  • Para prevenir armónicas de tensión y corriente según las regulaciones normativas.
  • Limitar la variación de frecuencia.
  • Limitar el desequilibrio de tensión y corriente.
  • Mejorar el análisis del factor de potencia y mantenerlo cerca de la unidad.
  • Limitar las fluctuaciones de tensión según NFPA 70B.

¿Qué aporta un Estudio de Armónicos?

  • Mejora la eficiencia del sistema.
  • Suprime la magnitud/frecuencia de las variaciones de potencia.
  • Proporciona soluciones sugeridas para mitigar los problemas de calidad de la energía.
  • Medidas de seguridad contra las armónicas.
  • Reduce la responsabilidad de fallos en equipos eléctricos.
  • Evita la sobrecarga y pérdidas en la línea.

 

Industria 4.0 y la Calidad de la Energía

La Industria 4.0 ha introducido una mayor automatización e interconexión en la fabricación industrial. Esto significa que más equipos y sistemas dependen de una calidad de energía confiable y constante para funcionar de manera eficiente. Los sistemas de control, sensores, robots y equipos de producción de alta tecnología son especialmente sensibles a las fluctuaciones en la calidad de la energía.

La Industria 4.0 ha traído consigo la necesidad de monitorear y controlar la calidad de la energía en tiempo real. Los sistemas de gestión de la energía y el análisis de datos juegan un papel fundamental en la identificación temprana de problemas de calidad de la energía y la toma de decisiones automáticas para mitigarlos. Además, la Industria 4.0 ha facilitado la recopilación y el análisis de datos de calidad de energía a gran escala, lo que permite una mejor comprensión de los patrones y las tendencias.

Mejora de la Gestión de la Calidad de la Energía:

Para mejorar la gestión de la calidad de la energía, las organizaciones pueden implementar varias estrategias:

  • Monitoreo Continuo: Utilizar sistemas de monitoreo y registro en tiempo real para supervisar constantemente la calidad de la energía. Esto permite una respuesta rápida a cualquier problema detectado.
  • Capacitación y Concientización: Educar al personal sobre la importancia de la calidad de la energía y cómo reconocer problemas potenciales.
  • Mantenimiento Preventivo: Realizar mantenimiento preventivo en equipos eléctricos y electrónicos para garantizar su funcionamiento óptimo.
  • Implementación de Dispositivos: Utilizar dispositivos de protección y corrección de calidad de energía, como reguladores de voltaje y filtros armónicos.
  • Plan de Contingencia: Establecer planes de contingencia para hacer frente a cortes de energía y problemas de calidad de la energía.
  • Colaboración con Proveedores de Energía: Trabajar en estrecha colaboración con las empresas de servicios públicos y los proveedores de energía para resolver problemas de calidad de la energía.

En ULTATEK, somos líderes en soluciones para el análisis de la Calidad de la Energía en México. Nuestra experiencia y tecnología de vanguardia nos permiten identificar y resolver problemas de calidad de energía para que su empresa opere de manera eficiente y sin interrupciones costosas.

¡Contáctenos hoy mismo para programar una consulta gratuita y descubrir cómo ULTATEK puede mejorar la calidad de la energía en su empresa! Nuestros expertos están listos para brindarle soluciones personalizadas que aumentarán la eficiencia y reducirán los costos. No deje que los problemas de calidad de la energía afecten su negocio. ¡Confíe en ULTATEK, su socio de confianza en calidad de energía!

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