Los problemas relacionados con la calidad de la energía son de gran preocupación en la actualidad para las plantas industriales mexicanas. El uso generalizado de equipos electrónicos, como equipos de tecnología de la información, electrónica de potencia como variadores de frecuencia, controladores lógicos programables (PLC) y la utilización eficiente de la energía, ha provocado un cambio completo en la naturaleza de las cargas eléctricas. Estas cargas son simultáneamente las principales causas y las principales víctimas de los problemas de calidad de la energía. Debido a su no linealidad, todas estas cargas provocan perturbaciones en la forma de onda del voltaje.
Los equipos eléctricos ocasionalmente están expuestos a sobretensiones transitorias (picos), aumentos repentinos de voltaje, voltajes no regulados, caídas o fluctuaciones de voltaje, interrupciones o perturbaciones de la forma de onda (factor de potencia, armónicos, entre otros).
Estas irregularidades en la calidad de la energía pueden tener diversos efectos perjudiciales en los equipos y sistemas eléctricos. Entre los problemas comunes asociados con la calidad de la energía se encuentran.
Explicación: Este es el problema más común en el que el voltaje disminuye de 10 a 90% del voltaje normal de frecuencia de potencia. Esto puede durar hasta un minuto.
Consecuencias: Mal funcionamiento de computadoras, equipos de tecnología de la información, relés electromecánicos y equipos eléctricos rotativos, entre otros.
Soluciones apropiadas: El uso de reguladores de voltaje, acondicionadores de energía y sistemas de alimentación ininterrumpida puede prevenir los contratiempos mencionados anteriormente.
El sag de voltaje, también conocido como caída de voltaje, es un problema común en las redes eléctricas que puede tener un impacto significativo en los equipos y sistemas conectados. Cuando ocurre un sag de voltaje, el nivel de voltaje cae por debajo de los niveles normales durante un período de tiempo, generalmente hasta un minuto.
Las consecuencias de un sag de voltaje pueden ser diversas y pueden afectar diferentes tipos de equipos. En particular, los equipos sensibles como computadoras, equipos de tecnología de la información, relés electromecánicos y equipos eléctricos rotativos pueden experimentar mal funcionamiento debido a la caída repentina del voltaje. Esto puede provocar reinicios inesperados, pérdida de datos, errores de funcionamiento y daño a los componentes internos de los equipos.
Para evitar los problemas asociados con las caídas de voltaje, existen soluciones apropiadas que pueden implementarse. El uso de reguladores de voltaje, también conocidos como estabilizadores de voltaje, ayuda a mantener el voltaje dentro de los rangos aceptables incluso cuando ocurren caídas en la red eléctrica. Los acondicionadores de energía son otra opción, ya que ayudan a filtrar y corregir las fluctuaciones en el voltaje, mejorando así la calidad de la energía suministrada. Además, los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) pueden proporcionar una fuente de energía de respaldo durante los sags de voltaje, asegurando un suministro continuo y estable de energía a los equipos críticos.
Es importante implementar las soluciones apropiadas según las necesidades y requerimientos de cada planta industrial o instalación de manufactura. Un análisis de la calidad de la energía y una evaluación de los equipos y sistemas conectados pueden ayudar a determinar las medidas adecuadas para mitigar los efectos de los sags de voltaje y garantizar un funcionamiento confiable de los equipos.
Explicación: Las interrupciones breves ocurren cuando el suministro de energía se anula completamente durante unos milisegundos y, a veces, hasta dos segundos.
Consecuencias: Los dispositivos de protección se activan, se produce un procesamiento de datos ineficiente o pérdida de datos, los equipos eléctricos sensibles pueden detenerse (computadoras, dispositivos de velocidad ajustable, etc.).
Soluciones apropiadas: El uso de acondicionadores de energía y sistemas de alimentación ininterrumpida puede prevenir los contratiempos mencionados anteriormente.
Las interrupciones breves, también conocidas como apagones o cortes de energía momentáneos, son eventos en los que el suministro de energía se interrumpe completamente durante un breve período de tiempo, generalmente desde unos pocos milisegundos hasta un máximo de dos segundos.
Las consecuencias de las interrupciones breves pueden ser significativas. Cuando ocurre una interrupción breve, los dispositivos de protección, como los disyuntores, se activan para evitar daños en los equipos y garantizar la seguridad eléctrica. Además, las interrupciones breves pueden interrumpir el procesamiento de datos, lo que puede llevar a un rendimiento ineficiente de los sistemas informáticos o, en el peor de los casos, a la pérdida de datos importantes. Los equipos eléctricos sensibles, como las computadoras y los variadores de velocidad, pueden detenerse repentinamente debido a la falta de suministro de energía, lo que puede causar interrupciones en las operaciones y posibles daños a los componentes internos.
Es importante evaluar las necesidades específicas de cada planta industrial o instalación de manufactura y considerar la implementación de soluciones adecuadas para proteger los equipos y garantizar la continuidad de las operaciones en caso de interrupciones breves en el suministro de energía. Contacta ahora con un especialista de ULTATEK
Explicación: Las interrupciones prolongadas ocurren cuando el suministro de energía se detiene por completo durante más de dos segundos.
Consecuencias: Todos los equipos eléctricos dejan de funcionar.
Soluciones apropiadas: El uso de grupos electrógenos, generadores de energía, paneles solares de generación de energía, etc., puede proporcionar soluciones temporales.
Las interrupciones prolongadas son eventos en los que el suministro de energía se detiene por completo durante un período de tiempo significativamente más largo, generalmente más de dos segundos.
Las consecuencias de las interrupciones prolongadas pueden ser graves, ya que todos los equipos eléctricos conectados se ven afectados y dejan de funcionar. Esto puede tener un impacto significativo en las operaciones de una planta industrial o instalación de manufactura, ya que puede resultar en la detención de la producción, pérdidas económicas y posibles daños a los equipos sensibles.
Para hacer frente a las interrupciones prolongadas, se pueden utilizar soluciones apropiadas. El uso de grupos electrógenos o generadores de energía puede proporcionar una fuente alternativa de suministro de energía durante las interrupciones prolongadas. Estos dispositivos generan electricidad de manera independiente y pueden mantener en funcionamiento los equipos críticos durante el tiempo necesario hasta que se restablezca el suministro eléctrico principal.
Es importante tener en cuenta que estas soluciones temporales pueden proporcionar una fuente de energía limitada y su duración dependerá de la capacidad de los dispositivos utilizados y de la energía almacenada o generada. Por lo tanto, es fundamental contar con un plan de contingencia adecuado y considerar la implementación de sistemas de respaldo confiables para mitigar los impactos negativos de las interrupciones prolongadas en las plantas industriales y de manufactura.
Explicación: Esto ocurre a gran velocidad. Puede producirse un aumento repentino del voltaje debido a rayos, durante tormentas con truenos o debido a la conexión/desconexión repentina de cargas pesadas de la red eléctrica. Estos picos generalmente duran sólo unos pocos microsegundos.
Consecuencias: Destrucción de componentes altamente sensibles como microprocesadores y bobinas aislantes. También puede causar interferencias electromagnéticas (EMI).
Soluciones adecuadas: Los reguladores de voltaje y los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) pueden proteger sus equipos eléctricos de picos de voltaje bajos a medianos.
Un pico de voltaje, también conocido como sobretensión, es un aumento repentino y breve en el nivel de voltaje en una red eléctrica. Estos picos pueden ocurrir debido a eventos como rayos, tormentas eléctricas o la conexión y desconexión rápida de cargas pesadas a la red eléctrica.
Los picos de voltaje pueden tener consecuencias perjudiciales, especialmente en componentes electrónicos y sistemas sensibles. Estos picos pueden dañar componentes críticos como microprocesadores, bobinas aislantes y otros dispositivos electrónicos de alta sensibilidad. Además, los picos de voltaje también pueden generar interferencias electromagnéticas (EMI), lo que puede afectar el rendimiento de otros equipos y sistemas cercanos.
Para prevenir los efectos negativos de los picos de voltaje, existen soluciones apropiadas. Los reguladores de voltaje, también conocidos como estabilizadores de voltaje, son dispositivos que regulan y mantienen el voltaje en niveles aceptables, evitando picos de voltaje perjudiciales para los equipos. Además, los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) pueden proporcionar una fuente de energía de respaldo durante los picos de voltaje, protegiendo los equipos de daños y asegurando la continuidad de las operaciones.
Es importante considerar la instalación de reguladores de voltaje y sistemas de alimentación ininterrumpida según las necesidades específicas de cada planta industrial o instalación de manufactura, para proteger adecuadamente los equipos y garantizar un suministro de energía estable y seguro.
Explicación: Un aumento de voltaje se define como un incremento breve en el voltaje durante unos segundos. Esto generalmente se debe a transformadores defectuosos, fuentes de energía ineficientes o la operación repentina de cargas pesadas.
Consecuencias: Parpadeo de luces y pantallas, pérdida de datos, equipos sensibles pueden detenerse o dañarse permanentemente.
Soluciones apropiadas: Reguladores de voltaje, acondicionadores de energía y sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) pueden prevenir que tus dispositivos se vean afectados por aumentos de voltaje.
Un aumento de voltaje, también conocido como hinchazón de voltaje o sobretensión, es un incremento breve en el nivel de voltaje en una red eléctrica que dura unos pocos segundos. Este aumento puede ser causado por diversos factores, como transformadores defectuosos, fuentes de energía ineficientes o la conexión repentina de cargas pesadas a la red.
Los aumentos de voltaje pueden tener consecuencias negativas en los dispositivos y sistemas conectados. Durante un aumento de voltaje, es posible que las luces y las pantallas parpadeen, lo cual puede causar molestias visuales y afectar la visualización de la información. Además, los aumentos de voltaje pueden resultar en la pérdida de datos, lo que puede ser especialmente perjudicial en sistemas de almacenamiento y procesamiento de información. Los equipos sensibles también pueden sufrir daños permanentes debido a la sobrecarga causada por el aumento repentino del voltaje.
Para prevenir los problemas asociados con los aumentos de voltaje, existen soluciones adecuadas. El uso de reguladores de voltaje ayuda a mantener el voltaje dentro de los niveles aceptables, evitando así aumentos perjudiciales. Los acondicionadores de energía son otra opción, ya que ayudan a filtrar y estabilizar la calidad del voltaje suministrado. Además, los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) pueden proporcionar una fuente de energía de respaldo durante los aumentos de voltaje, asegurando un suministro continuo y estable de energía a los dispositivos conectados.
Es importante evaluar la necesidad de implementar estas soluciones según los requisitos y la sensibilidad de los equipos y sistemas conectados. Un análisis de la calidad de la energía en plantas industriales y una evaluación de los dispositivos electrónicos pueden ayudar a determinar las medidas adecuadas para mitigar los efectos de los aumentos de voltaje y garantizar un funcionamiento confiable de los equipos en las plantas industriales y de manufactura.
Explicación: Las distorsiones armónicas están asociadas tanto con las ondas de voltaje como con las ondas de corriente en forma sinusoidal. Aunque existen armónicos de voltaje, la mayoría de los armónicos son causados como resultado de la distorsión de corriente. Y la distorsión eléctrica prominente se produce debido a la presencia de cargas eléctricas variables en el sistema de energía, también conocidas como cargas no lineales.
Consecuencias: Aumento de la resonancia, sobrecalentamiento de equipos y cables, interferencias electromagnéticas (EMI), disparo de protectores, entre otros.
Soluciones adecuadas: El uso de filtros pasivos, filtros activos (opción costosa), transformadores delta-estrella, transformadores de clasificación k puede prevenir diferentes tipos de distorsiones armónicas. Además, aumentar el tamaño de los conductores puede ayudar a reducir la impedancia y, por lo tanto, la distorsión armónica.
Los armónicos son componentes de frecuencia adicional que se agregan a la forma de onda sinusoidal fundamental en un sistema eléctrico. Estos armónicos adicionales tienen frecuencias múltiplos enteros de la frecuencia fundamental y pueden causar problemas en la red eléctrica.
Las distorsiones armónicas pueden ser causadas por cargas no lineales, como equipos electrónicos, inversores, convertidores de frecuencia, sistemas de iluminación de bajo consumo, entre otros. Estas cargas no lineales toman corriente de la red en pulsos no sinusoidales, lo que introduce armónicos en la forma de onda de corriente.
Los efectos de los armónicos pueden ser perjudiciales para los equipos y sistemas conectados. Pueden provocar un aumento en la resonancia del sistema eléctrico, lo que puede resultar en daños en los equipos y cables debido a la vibración excesiva. Además, los armónicos pueden generar interferencias electromagnéticas (EMI) que afectan negativamente a otros equipos y sistemas cercanos. También pueden provocar el disparo de protectores y disyuntores, interrumpiendo el suministro de energía.
Para prevenir y mitigar los efectos de los armónicos, se pueden utilizar soluciones adecuadas. Los filtros pasivos y activos son dispositivos diseñados para reducir la distorsión armónica al filtrar las frecuencias no deseadas. Los transformadores delta-estrella y los transformadores de clasificación k también pueden ayudar a mitigar los armónicos y proporcionar una mayor protección contra sus efectos. Además, aumentar el tamaño de los conductores puede reducir la impedancia y, por lo tanto, la distorsión armónica.
Es fundamental realizar un análisis de la calidad de la energía y una evaluación de los equipos y sistemas conectados para determinar la presencia y el nivel de distorsiones armónicas en una planta industrial o instalación de manufactura. Esto permitirá la implementación de las soluciones adecuadas y la adopción de medidas preventivas para garantizar un suministro de energía estable y una operación confiable de los equipos.
Explicación: Se produce debido a las oscilaciones en el valor y la amplitud del voltaje, cuando están moduladas por ondas de señal con frecuencia menor o igual a 30 Hz.
Consecuencias: Parpadeo de luces y pantallas, pérdida de datos.
Soluciones adecuadas: Puedes evitar las fluctuaciones de voltaje utilizando reguladores de voltaje o acondicionadores de energía.
La fluctuación de voltaje se refiere a las variaciones en el valor y la amplitud del voltaje suministrado en una red eléctrica. Estas fluctuaciones pueden ser causadas por oscilaciones o variaciones en la forma de onda del voltaje, especialmente cuando están moduladas por señales con frecuencias bajas, generalmente menores o iguales a 30 Hz.
Las consecuencias de las fluctuaciones de voltaje pueden incluir el parpadeo de luces y pantallas, lo cual puede ser incómodo visualmente y afectar la calidad de la iluminación. Además, las fluctuaciones de voltaje también pueden causar problemas en sistemas de almacenamiento y procesamiento de datos, lo que puede resultar en pérdida de datos y errores en el funcionamiento de los equipos.
Para evitar los efectos negativos de las fluctuaciones de voltaje, se pueden utilizar soluciones adecuadas. Los reguladores de voltaje son dispositivos que ayudan a mantener el voltaje dentro de un rango establecido, evitando así las fluctuaciones. Los acondicionadores de energía también pueden ser una opción, ya que ayudan a filtrar y estabilizar la calidad del voltaje suministrado.
Es importante evaluar la necesidad de implementar estas soluciones según las características y requerimientos de cada planta industrial o instalación de manufactura. Además, un análisis de la calidad de la energía puede ser útil para identificar y medir las fluctuaciones de voltaje presentes en el sistema eléctrico, lo que permitirá tomar las medidas adecuadas para garantizar un suministro de energía estable y confiable.
Explicación: El ruido aparece cuando la frecuencia de un sistema eléctrico se ve superpuesta por señales de frecuencias más altas.
Consecuencias: Simples perturbaciones en equipos de tecnología de la información y electrónicos (no se produce un daño grave).
Soluciones adecuadas: El ruido se puede reducir utilizando técnicas adecuadas de derivación y filtrado.
El ruido en el contexto de la calidad de la energía se refiere a las perturbaciones no deseadas que se superponen a la señal eléctrica en un sistema de energía. Estas perturbaciones pueden ser el resultado de interferencias electromagnéticas, descargas eléctricas o interferencias de equipos o sistemas cercanos.
Las consecuencias del ruido pueden manifestarse como perturbaciones o interferencias en equipos de tecnología de la información y dispositivos electrónicos. Estos pueden experimentar comportamientos anómalos o mal funcionamiento temporal debido a la presencia del ruido. Sin embargo, en general, el ruido no causa daños graves a los equipos.
Para reducir el ruido en un sistema eléctrico, se pueden utilizar técnicas adecuadas de derivación y filtrado. Esto implica la implementación de dispositivos de derivación y condensadores adecuados para desviar y filtrar las perturbaciones no deseadas del sistema eléctrico. Además, se pueden aplicar técnicas de filtrado y blindaje adecuadas para minimizar la interferencia electromagnética.
Es importante evaluar las necesidades específicas y las características del sistema eléctrico en una planta industrial o instalación de manufactura para determinar las medidas adecuadas para reducir el ruido. Un análisis de la calidad de la energía y la identificación de las fuentes de ruido son fundamentales para implementar soluciones efectivas y asegurar un funcionamiento confiable de los equipos electrónicos y sistemas en presencia de ruido.
El análisis de la calidad de la energía es una parte fundamental para garantizar que su instalación funcione de manera segura y eficiente. Muchos operadores de instalaciones programan análisis de calidad de la energía como parte de una rutina regular de pruebas de planta, pero muchos solo solicitan análisis de calidad de la energía cuando se detecta un problema con la fuente de energía. Sin embargo, para mantener la seguridad y la productividad, es importante evaluar periódicamente la calidad del suministro de energía de su instalación, incluso en ausencia de problemas detectables en la energía.
La razón principal por la que las instalaciones necesitan este servicio es para identificar problemas de calidad de la energía antes de que se conviertan en problemas graves y resulten en tiempo de inactividad y gastos significativos. Durante una sesión de análisis de calidad de la energía, un técnico eléctrico utilizará varias herramientas y equipos de diagnóstico para determinar si una fuente de energía determinada cumple con los estándares establecidos.
En los últimos años, el campo del análisis de la calidad de la energía ha experimentado importantes avances y ha surgido una serie de tendencias y tecnologías emergentes que tienen el potencial de mejorar significativamente la gestión de la calidad de la energía en las plantas industriales. Estas tendencias y avances están impulsados por el crecimiento de la digitalización y la adopción de tecnologías avanzadas en el sector energético. A continuación, se mencionan algunas de las tendencias más relevantes:
CONTENIDO ÚTIL – Soluciones digitales IIoT para la gestión de la energía en plantas industriales
Estas tendencias y avances en el análisis de la calidad de la energía están transformando la forma en que se gestiona y optimiza la calidad de la energía en las plantas industriales. Permiten una supervisión más precisa, una detección temprana de problemas, una respuesta más rápida y una toma de decisiones basada en datos.
En ULTATEK, nuestros técnicos certificados saben cómo y dónde realizar mediciones para obtener una visión precisa de la distribución de energía en una planta. En un análisis de calidad de la energía, los técnicos utilizan equipos de diagnóstico para medir múltiples parámetros en tiempo real. Estos analizadores pueden medir los valores armónicos en voltaje y amperaje, los valores de voltaje, los factores de potencia, el desbalance de voltaje y corriente, las variaciones de voltaje y más.
Una vez realizado el análisis, los técnicos estudian los datos obtenidos para determinar si el sistema de energía de su instalación está funcionando correctamente o si alguna parte del sistema necesita reparación. Para obtener más información sobre nuestro proceso de servicios de pruebas de calidad de la energía, simplemente comuníquese con nuestro equipo hoy mismo para discutir las opciones de pruebas para su instalación.
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