Calidad de energía: definición, por qué y cómo la medimos
¿Qué es la calidad de la energía?
Definición
La calidad de la energía es un término general para representar los fenómenos que afectan al equipo del usuario cuando la energía de CA excede un cierto límite. La Fig. 1 muestra la forma de onda de la electricidad que sirve como indicador de la calidad del suministro de energía. Debe ser estable en términos de amplitud, continuidad, forma de onda y frecuencia.
- A : Amplitud
- Estabilidad en el valor RMS de la tensión
- B: continuidad
- Sin interrupción de la forma de onda
- C: forma de onda
- De forma limpia, no distorsionada.
- D: Frecuencia
- Estabilidad en términos de proporcionar el mismo rango de valores de frecuencia
Fig. 1 Ejemplo de forma de onda de voltaje
Supongamos que, por alguna razón, la forma de onda que se muestra en la Fig. 1 excede un cierto límite, lo que resulta en una mala calidad de energía. Entonces la forma de onda puede parecerse a la Fig. 2, representando un fenómeno llamado aumento de voltaje (sobrevoltaje), en el cual el voltaje aumenta momentáneamente. Un aumento de voltaje puede causar que la fuente de alimentación del dispositivo se dañe o que el dispositivo se reinicie.
Fig. 2: Un ejemplo de una forma de onda de aumento de voltaje (sobretensión)
¿Por qué medimos la calidad de la energía?
Los fenómenos naturales como la caída de rayos, la mala distribución de la carga y los problemas de cableado y conexión a tierra son algunos ejemplos de las causas de los problemas de calidad de la energía. La tecnología basada en inversores se ha vuelto más común en los últimos años, al igual que los cargadores de vehículos eléctricos conectados a la red y las fuentes de energía renovable conectadas a la red, como la energía solar y eólica. Estos hacen que la red eléctrica sea más compleja y tienen un impacto negativo significativo en la calidad de la energía.
La mala calidad de la energía causa problemas en el receptáculo/equipo de transmisión y fallas en el equipo electrónico. Por ejemplo, se sabe que los armónicos provocan que los reactores se quemen y generan ruido defectuoso en los condensadores. Además, el ruido de impulso o transitorio y las caídas de tensión detienen los sistemas de control que dependen de una computadora.
Los problemas de la red de suministro de energía causados por la mala calidad de la energía son un problema común tanto para los proveedores como para los usuarios de energía eléctrica. Sin embargo, no es fácil identificar si la causa de la mala calidad del suministro eléctrico está en el sistema del proveedor o en el sistema del usuario. Debido a esta situación, la medición de la calidad de la energía es necesaria para comprender la causa real de los problemas de calidad de la energía, así como para considerar y analizar las contramedidas efectivas.
¿Cómo medimos la calidad de la energía?
La calidad de la energía a menudo se mide en base a estándares. Los estándares sirven como pautas para medir y evaluar la calidad del suministro de energía eléctrica. Aseguran que las mediciones sean consistentes, ayudan a identificar qué tipos de problemas de calidad de energía existen y aseguran que los sistemas de energía cumplan con los estándares específicos de calidad y confiabilidad. Proporcionan pautas para evaluar y mejorar la calidad de la energía eléctrica. Estos son algunos ejemplos de los estándares internacionales para la calidad de la energía.
- 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
- Un estándar europeo de calidad de energía que define los valores límite para el voltaje de suministro y otras características.
- IEEE1159
- Práctica recomendada para monitorear la calidad de la energía.
- IEEE519
- Estándar relacionado con armónicos de tensión y armónicos de corriente.
Un analizador de calidad de energía es un instrumento que se utiliza cuando se realizan mediciones de calidad de energía. Este instrumento se utiliza para medir y analizar varios aspectos de un suministro de energía eléctrica durante largos períodos de tiempo. Registra datos sobre voltaje, corriente, frecuencia, armónicos, transitorios y otros parámetros para analizar la calidad de la energía. Esto permite a los profesionales diagnosticar problemas con la calidad de la energía, garantizar el cumplimiento de los estándares y optimizar el rendimiento de los sistemas eléctricos.
Soluciones de Hioki
En HIOKI, proporcionamos algunos tipos de analizadores de calidad de energía y registradores de energía que se pueden usar para la medición de energía de línea comercial.
| Modelo del Producto | PQ3198 | PQ3100 | PW3360-21 | PW3365 |
|---|---|---|---|---|
| Registro de potencia y armónicos | Sí | Sí | Sí * 1 | Sí *2 |
| Medición de la calidad de la energía | Sí | Sí | No | No |
| CEI 61000-4-30 | Clase A | Clase S | — | — |
| Medición EN 50160 | Obediente | Obediente | — | — |
| IEEE519 | Obediente | Obediente | — | — |
| Mejor para | Cuando necesite examinar, diagnosticar y contrarrestar la condición de la fuente de alimentación que causa problemas en el equipo | Cuando necesite realizar una encuesta de energía para comprender el tamaño de la carga en un sistema o para comprender la calidad de la energía en un sistema | Cuando necesite comprender el consumo de energía de una instalación o sistema | Cuando necesite comprender el consumo de energía de una instalación o sistema |
- *1: Hasta el orden 40
- *2: Hasta el orden 13
A medida que el mundo avanza hacia la descarbonización y la sostenibilidad, se ampliará la cantidad de diversas soluciones innovadoras conectadas a la red, al igual que la complejidad de las fuentes de energía, sin mencionar el crecimiento de la tecnología de ahorro de energía alimentada por inversores. A medida que estas tendencias se vuelven más frecuentes, es fundamental examinar cómo estos factores afectan la calidad de la energía tanto en el lado del consumidor como en el del suministro. El analizador de calidad de energía HIOKI lo ayudará a comprender mejor la calidad de su energía.
