Términos y definiciones de calidad de energía

¿Sabes qué es la calidad de energía? En un mundo cada vez más dependiente de la electricidad, es crucial entender los términos y definiciones que rodean este concepto. En este artículo, descubrirás todo lo que necesitas saber sobre los aspectos clave de la calidad de energía y cómo afecta a nuestro día a día. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la electricidad!

En este artículo discutiremos los términos de calidad de energía. La calidad de la energía es de suma importancia para el funcionamiento confiable del equipo eléctrico. Es deseable que las máquinas eléctricas obtengan siempre alimentación sinusoidal. La desviación en la forma de onda sinusoidal muestra los problemas de calidad de la energía.

La calidad de la energía (PQ) se puede definir como la calidad de la energía eléctrica durante cualquier comportamiento anormal en cualquier sistema de energía que surja en forma de voltaje o corriente, que afecte el funcionamiento normal de los equipos eléctricos o electrónicos.

Motivos de los problemas de calidad de la energía:

  • El creciente énfasis en la eficiencia general del sistema de energía ha aumentado la aplicación de dispositivos tales como unidades de motor de velocidad ajustable y alta eficiencia y condensadores de derivación para la corrección del factor de potencia para reducir las pérdidas, lo que resulta en un aumento de los niveles de armónicos en los sistemas de energía.

Los equipos de carga de nueva generación con controles basados ​​en electrónica de potencia y dispositivos electrónicos de potencia son más sensibles a las variaciones en la calidad de la energía.

Todos los problemas de calidad de la energía se dividen en las siguientes categorías.

  • Transitorios
  • Variaciones de voltaje de larga duración
  • Variaciones de voltaje de corta duración
  • Desequilibrio de voltaje
  • Distorsión de forma de onda
  • Fluctuación de voltaje
  • Variaciones de frecuencia de potencia

1. Transitorios

Los transitorios se han utilizado desde hace mucho tiempo en el análisis de las variaciones del sistema de potencia para indicar eventos no deseados. Los transitorios en la tensión o corriente de alimentación deterioran la calidad de la energía (PQ).


Tipos de transitorios

Transitorios impulsivos

Estos son cambios repentinos de frecuencia que no son de potencia en la condición de estado estable de voltaje, corriente o ambos que son unidireccionales en polaridad. Los transitorios impulsivos tienen tiempos de subida muy bajos y tiempos de caída muy largos. Los transitorios deterioran la calidad de la energía y pueden causar fallas en el aislamiento del sistema eléctrico.

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Transitorios oscilatorios

Un cambio repentino de frecuencia que no es de potencia en una condición de estado estable de voltaje, corriente o ambos que incluye ambas polaridades.

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2. Variaciones de voltaje de larga duración

La variación de voltaje ocurre siempre que el valor RMS del voltaje se desvía durante la duración más de 1 minuto.

  • Bajo voltaje: A la frecuencia de la red, disminuya el voltaje RMS de CA a menos del 90 por ciento.
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  • Sobretensión: Aumento en el voltaje RMS de CA superior al 110 por ciento en la frecuencia de alimentación
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  • Interrupciones sostenidas: Cuando el voltaje de suministro se vuelve cero por un período superior a 1 minuto.
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3. Variaciones de voltaje de corta duración

La variación en el voltaje ocurre siempre que el valor rms del voltaje se desvía durante la duración menos de 1 minuto.



  • Interrupción: Durante un período inferior a 1 min, cuando la tensión de alimentación o la corriente de carga disminuyan a menos de 0,1 pu. Por ejemplo, las fallas del sistema de energía y el mal funcionamiento del control provocan la interrupción de la energía.
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  • Sags (hundimientos): A frecuencia industrial, disminución repentina en el voltaje o corriente rms entre 0,1 y 0,9 pu para duraciones de 0,5 ciclos a 1 minuto.
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  • Se hincha: A frecuencia industrial, aumento repentino en el voltaje o corriente rms entre 1,1 y 1,8 pu para duraciones de 0,5 ciclos a 1 min.
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4. Desequilibrio de voltaje

El desequilibrio de voltaje es la desviación máxima del promedio de los voltajes o corrientes trifásicos dividido por el promedio de los voltajes o corrientes trifásicos, expresado en porcentaje.

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5. Distorsión de forma de onda

La desviación en el estado estacionario de una onda sinusoidal ideal de frecuencia industrial.

  • Compensación de CC: Presencia de corriente o voltaje de CC en un sistema de alimentación de CA.
  • Armónicos: Tensiones o frecuencias sinusoidales que tienen frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Ejemplos de fuentes: cargas no lineales
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  • Interarmónicos: Corrientes o voltajes que tienen componentes de frecuencia de múltiplos no enteros de frecuencia fundamental (por ejemplo, 50 o 60 Hz).
  • Muescas: La muesca en la forma de onda ocurre cuando la corriente conmuta de una fase a otra. Por lo tanto, causa una perturbación de voltaje periódica. El ejemplo de muescas es la conmutación de SCR en la unidad de CC.
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6. Fluctuación de voltaje

Sistemática o serie de variaciones aleatorias de tensión de magnitud que oscila entre 0,9 y 1,1 pu. Parpadeo es el término derivado del impacto de la fluctuación de voltaje en las lámparas.

7. Variaciones de frecuencia de potencia

Desviación de la frecuencia fundamental del sistema de potencia de su valor nominal especificado (50 o 60 Hz).

TÉRMINOS DE CALIDAD DE ENERGÍA:

Curva CBEMA:

Conjunto de curvas que representan las capacidades de resistencia de las computadoras en términos de magnitud y duración de la perturbación de voltaje. Computer Business Equipment Manufacturers Association (CBEMA) lo ha desarrollado. Se considera estándar para medir el rendimiento de todo tipo de equipos y sistemas de potencia.

Factor de cresta

Muchos instrumentos de monitoreo de la calidad de la energía informan un valor que representa la relación entre el valor de cresta de la forma de onda medida y la raíz cuadrática media de la fundamental.

Carga crítica:

Dispositivos cuya falla en operar satisfactoriamente pone en peligro la salud o la seguridad del personal, lo que resulta en daños al usuario.

Distorsión:

Cualquier desviación no deseada de la onda sinusoidal para una cantidad de CA. Las cargas eléctricas modernas son de tipo no lineal y deterioran la calidad de la energía debido a la distorsión armónica.

Voltaje de caída:

Tensión a la que el dispositivo dejará de funcionar.

Compatibilidad electromagnética (CEM):

La capacidad de un dispositivo o sistema para funcionar en su entorno electromagnético satisfactoriamente sin perturbaciones.

Fallo transitorio:

Cortocircuito en el sistema de potencia generalmente inducido por un rayo, el cual puede ser despejado interrumpiendo momentáneamente la corriente.

Ferro-Resonancia:

Tipo de resonancia irregular que involucra la característica no lineal de los inductores ferrosos, siempre indeseable cuando ocurre en un sistema de potencia.

Desviación de frecuencia:

Un aumento o disminución de la frecuencia de la red cuya duración puede ser desde varios ciclos hasta varias horas.

contenido armónico:

La cantidad distinta del componente fundamental de una cantidad alterna.

filtro armónico:

Dispositivos utilizados en el sistema de potencia para filtrar uno o más armónicos del sistema de potencia. En su mayoría son combinaciones pasivas de inductores, resistencias y condensadores.

Inversor:

Dispositivo electrónico de potencia que ayuda a convertir corriente continua en corriente alterna a frecuencia industrial.

Islanding:

Condición en la que la generación distribuida se aísla en la parte de la carga servida por el sistema de energía del servicio público.

Carga lineal

Carga eléctrica que presenta una impedancia de carga constante a la fuente de alimentación durante todo el ciclo de tensión aplicada.

Carga no lineal:

Carga eléctrica que consume corriente discontinua o cuya impedancia varía a lo largo del ciclo de voltaje de CA de entrada.

Modulación de ancho de pulso:

Técnica general utilizada en inversores para crear una forma de onda de CA para producir pulsos de ancho variable mediante el control del interruptor electrónico. Minimiza la distorsión armónica de frecuencia de potencia en algunas aplicaciones.

Distorsión armónica total (THD):

Es la relación de la raíz cuadrada media del contenido armónico al valor RMS de la cantidad fundamental, expresada en porcentaje de la fundamental.

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