Equipos de calidad de la energía que toda instalación debe tener
La calidad de la energía es un tema que preocupa bastante a las empresas hoy en día. Esta se refiere a la habilidad de un equipo eléctrico para consumir la energía que se le suministra eficiente y efectivamente. Algunos problemas como los armónicos, inestabilidad del voltaje y desequilibrios pueden afectar su eficiencia.
Esto puede traer las siguientes consecuencias:
- Mayor uso de energía y costos.
- Mayores costos de reparación.
- Inestabilidad de los equipos.
- Paros no programados.
¿Por qué la calidad de la energía es tan valiosa?
Cuando existe calidad en la energía, los procesos industriales se realizan eficientemente y sin interrupciones. Cuando no, las fallas aparecen, la vida de los equipos se reduce y la planta corre el riesgo de parar sus operaciones.
Un buen plan de mantenimiento puede evaluar, auditar y atender distintos problemas relacionados con los problemas de la calidad de la energía para incrementar la eficiencia en la planta, sus equipos y, por consiguiente, las ganancias de la compañía.
El consumo de energía puede ser influenciado por un conjunto complejo de variables. Para encontrar una solución que cubra las necesidades de una empresa es necesario:
- Comprender el consumo y los problemas que están ocurriendo.
- Realizar una auditoría eléctrica para hacer un análisis que determine las tecnologías que deben usarse para arreglar el problema.
Equipos de calidad de la energía eléctrica
Los equipos de calidad de la energía son utilizados para proteger equipos eléctricos y eliminar la raíz de las perturbaciones o mitigar sus efectos.
Los equipos eléctricos con controles basados en microprocesadores y dispositivos electrónicos son muy sensibles a las perturbaciones causadas por la ausencia de calidad en la energía. Los sistemas de control pueden ser afectados por una caída de tensión momentánea o pequeños voltajes transitorios, lo que resulta en molestos disparos de los procesos.
Por si fuera poco, muchas de estas cargas sensibles están interconectadas a una red extensa y procesos automatizados. Esto hace que el sistema entero dependa de un dispositivo muy sensible cuando ocurre un problema. Con esto en mente, demos un vistazo a cinco equipos de calidad de la energía eléctrica:
Equipos de protección contra sobretensiones
El equipo eléctrico en los sistemas de distribución puede estar expuesto a sobretensiones internas o externas. Las primeras se generan dentro de una instalación por los equipos de los usuarios y resultan de modificaciones en los procesos como, por ejemplo, cambiar cargas inductivas o capacitivas y la apertura de un fusible o interruptor en un circuito inductivo.
Las sobretensiones externas se crean fuera de las instalaciones y entran por el cableado eléctrico. Estas resultan de la operación de fusibles, conmutación del sistema de alimentación y caída de rayos.
Los equipos de calidad de la energía que protegen contra sobretensiones limitan la cantidad de energía no deseada que llega al equipo en cuestión. La sobretensión es desviada hacia un camino neutral o tierra. Así, la mayoría de esta es captada por el equipo contra sobretensiones disipándola en su resistencia interna.
Generadores de emergencia
En plantas de gran tamaño y durante interrupciones largas, los generadores de emergencia resultan cruciales para proveer al menos una carga mínima. Los de diésel son los más usuales, pues permiten el funcionamiento de los sistemas de iluminación de emergencia, ascensores y procesos que no pueden detenerse.
Generalmente, los generadores de emergencia son usados como unidad en espera y están conectados al sistema de distribución por el tablero de conmutadores. Un interruptor de transferencia automática es empleado para transferir automáticamente la fuente de energía del alimentador al generador.
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Sistema de alimentación ininterrumpida
Un sistema de alimentación ininterrumpida provee energía de respaldo cuando la fuente principal falla o el voltaje cae a niveles inaceptables. El SAI (UPS por sus siglas en inglés), permite el apagado seguro de computadoras y equipos conectados. Su tamaño y diseño son determinados por la cantidad de tiempo que estará suministrando electricidad. Existen tres tipos:
- Offline. Usado para equipos electrónicos básicos, ideal para oficinas pequeñas y hogares.
- Line interactive. Puede corregir la energía sin tener que alternar a reservas de la batería. Contiene un autotransformador que puede regular cualquier sobretensión o bajo voltaje. Puede ser usado en electrónicos para consumidores y en servidores.
- Online. El más caro de todos. Puede proteger contra un apagón regulando el nivel de energía liberado en los equipos. Provee energía eléctrica consistente convirtiendo corriente alterna a continua, y luego de vuelta de forma instantánea. Ideal para proteger equipos de TI, data centers, sistemas de telecomunicaciones y equipos eléctricos sofisticados.
Transformador de aislamiento
Se trata de un transformador usado para transferir energía eléctrica de una fuente de corriente alterna a un equipo o dispositivo mientras este último queda aislado del primero. Este transformador provee aislamiento galvánico y es empleado para proteger contra descargas eléctricas, suprimir ruido eléctrico y transferir energía entre dos circuitos que no deben conectarse.
Usualmente existe un aislamiento especial entre las bobinas primaria y secundaria, además de que está diseñado para soportar alto voltaje entre devanados.
Es importante mencionar que, con un transformador de aislamiento, un dispositivo que pudiera tener una falla a tierra que dispare un disyuntor o queme un fusible funcionará bien. De hecho, es por esta misma razón que son utilizados en ciertas aplicaciones en las que una súbita desconexión debido a una falla a tierra podría tener mayores consecuencias.
Regulador de voltaje
Un regulador de voltaje está diseñado para convertir el voltaje, usualmente corriente continua, en uno constante, aunque también puede subirlo al nivel deseado.
En la mayoría de los casos, el regulador de voltaje se usa para mitigar los efectos de la caída de voltaje. Puede ser de dos tipos:
- Electrónico: usan componentes electrónicos como diodos, resistores y capacitores y usualmente vienen integrados en los circuitos diseñados para un voltaje en específico.
- Electromecánico: usan partes mecánicas para regular el voltaje. Generalmente se trata de un solenoide que se mueve de acuerdo al tamaño de la corriente entrante y el voltaje para cortarla cuando hay una subida. Así, un capacitor provee una salida regulada.
Al instalar estos equipos de calidad de la energía, una compañía podrá mantener la eficiencia de sus operaciones incluso durante algún tipo de falla eléctrica.
Fuentes: Electrical Engineering Portal
CyberPower
Captech
Shenton Group
