¿Qué es la mala calidad de la energía?
Wuhan Huatian Electric Power se especializa en la producción de analizadores de calidad de energía (también conocidos como analizadores de calidad de energía trifásicos). A continuación le presentaremos qué es la mala calidad de la energía.
La mayoría de los equipos eléctricos y electrónicos están diseñados para funcionar desde una fuente de energía con especificaciones específicas, que generalmente definen límites mínimos y máximos para el voltaje y la frecuencia RMS (media cuadrática).
¿Qué es la mala calidad de la energía?
Los usuarios esperan que el suministro esté disponible el 100% del tiempo. Los proveedores no pueden garantizar esto y es casi imposible lograrlo a niveles de precios económicos.
La electricidad no se parece a ningún otro producto porque la calidad no se puede evaluar antes de la entrega. Se utiliza en el momento de la producción, pero a cierta distancia del punto de producción, ha pasado por múltiples transformadores, muchos kilómetros de líneas de transmisión y se ha mezclado con la producción de otros generadores.
El término "buena calidad de energía" se puede utilizar para describir una fuente de alimentación que siempre está disponible, siempre dentro de las tolerancias de voltaje y frecuencia, y que tiene una forma de onda sinusoidal pura y sin ruido. "Mala calidad de la energía" describe cualquier suministro de energía que se desvíe de este estado ideal; si la desviación es significativa depende del propósito de la instalación, el diseño del equipo y el diseño de la instalación.
Las principales causas de la mala calidad de la energía se pueden dividir en dos categorías, que se analizarán en este artículo
1 Problemas de calidad del sistema de suministro
2. Relacionado con la instalación y problemas relacionados con la carga
La separación entre estas categorías nunca es completa porque la interferencia causada por el equipo en un sitio puede causar daños o destrucción al equipo en otro sitio. Por ejemplo, una carga pesada (como un horno de arco eléctrico) en una unidad de fábrica en un pequeño complejo residencial puede provocar una caída de tensión en varios consumidores adyacentes cuando se conecta el suministro eléctrico.
El resultado puede ser un apagado completo de la red informática, causando muchos más daños de los que pretendía el operador que presionó el botón.
1. Problemas de calidad del sistema de suministro
Interrupción del suministro
Un corte completo de energía tiene una duración de más de un minuto. Causado por fallas en los equipos de generación o distribución, fallas en las líneas de transmisión o deslastre de carga durante una sobrecarga del sistema. El efecto obvio es que todas las centrales eléctricas se cierran.
Apagón temporal
Un corte de energía total durante menos de un minuto. Generalmente causado por un recierre automático para restaurar la energía después de una falla transitoria. Las computadoras y equipos de comunicaciones se apagarán debido a la pérdida de datos. El tiempo de reinicio puede ser de varios minutos: el tiempo de recuperación de datos será mayor.
Transitorio
Pulsos de alta tensión con tiempos de subida rápidos se superponen a la tensión de alimentación. Puede ser causado por una variedad de factores, incluidos los efectos residuales de los rayos, la conmutación de condensadores de corrección del factor de potencia y la conmutación de cargas inductivas.
Subtensión/sobretensión
Tours de larga duración que superan los límites legales. Causado por una falla en el cambiador de tomas. Los proveedores pueden introducir intencionalmente subtensión (“subtensión”) para reducir la demanda y puede resultar en un funcionamiento poco confiable del equipo, incluidos reinicios repetidos del sistema informático, desconexión de la válvula solenoide y sobrecalentamiento del motor de jaula de ardilla. La sobretensión puede causar daños permanentes a una variedad de equipos eléctricos y electrónicos.
Bajadas/sobretensiones de tensión
Alteraciones de tensión de corta duración que superan los límites legales. Causado por cargas pesadas como arrancar y apagar motores grandes. En casos extremos, las caídas pueden provocar que el equipo se apague y las sobretensiones pueden provocar daños en el equipo.
Desequilibrio de tensión
Las tensiones de fase de la fuente de alimentación trifásica son asimétricas. Causado por carga diferencial de fases. Provoca corriente circulante (y exceso de calor) en el transformador y reduce la eficiencia del motor trifásico.
Destello
Fluctuaciones periódicas en la tensión de alimentación. Causado por la presencia de cambios de carga cíclicos (por ejemplo, de sistemas de accionamiento de cicloconvertidores). Provoca parpadeo visible en los sistemas de iluminación.
Distorsión armónica
Distorsión de la forma de onda de tensión. Causado por cargas no lineales. El sobrecalentamiento se produce debido al aumento de las corrientes parásitas y las pérdidas por histéresis en el transformador, el sobrecalentamiento y la reducción del par en el motor, y el sobrecalentamiento del conductor neutro y los condensadores de corrección del factor de potencia.
Algunos defectos, como interrupciones o parpadeos, serán obvios para el usuario, mientras que otros defectos solo pueden tener un impacto en el dispositivo y la fábrica. Los clientes de electricidad no tienen control sobre los problemas de suministro, pero hay formas de mejorar la resiliencia de sus equipos.
Aunque se clasifica como un problema de suministro, en ocasiones la causa raíz puede estar en las propias instalaciones del usuario.
2. Problemas relacionados con la instalación y la carga
Hay tres problemas principales relacionados con la instalación:
1. Corriente armónica
2. Corriente de fuga
3. Caídas y transitorios de tensión
1. Corriente armónica
La corriente armónica se debe a la no linealidad que se utiliza actualmente. Esto se debe al aumento. popularidad de cargas y causa problemas en cables, transformadores y motores. Extraer corrientes armónicas de la fuente de alimentación puede distorsionar la forma de onda de voltaje y, si no se controla, puede causar problemas a otros usuarios de la fuente de alimentación, por lo que se imponen límites a las amplitudes armónicas principales permitidas.
2. Corriente de fuga
La corriente de tierra proviene de la mayoría de los equipos electrónicos modernos.
Para un solo dispositivo, la corriente es pequeña (generalmente menos de 3,5 mA), pero en una computadora central, por ejemplo, la corriente combinada puede ser grande. Además, en la corriente de fuga existe un importante componente de alta frecuencia debido al filtrado de transitorios de conmutación en la fuente de alimentación.
La mayoría de los sistemas de puesta a tierra han sido diseñados para funcionar como tierra de seguridad (es decir, proporcionar una ruta segura y de baja impedancia para las corrientes de falla para permitir que funcione la protección contra sobrecorriente) y no están diseñados para manejar corrientes de fuga sostenidas, especialmente en condiciones de alta frecuencia. La alta sensibilidad de los modernos equipos informáticos y de comunicación al ruido impone mayores exigencias a los sistemas de puesta a tierra.
3. Caídas y transitorios de tensión
La mayoría de los defectos por perturbaciones de tensión se atribuyen a la fuente de alimentación, pero no siempre.
La conmutación de cargas pesadas, como motores grandes y hornos de arco eléctrico, puede provocar caídas de tensión y, si la carga es inductiva, sobretensión transitoria. Cuando se acelera la máquina, el ángulo de inclinación puede persistir durante varios segundos, causando problemas con los equipos sensibles al voltaje. Los transitorios pueden dañar los equipos electrónicos y provocar errores de datos en computadoras y equipos de comunicaciones a través del acoplamiento inductivo a las líneas de datos.
Con los condensadores de corrección del factor de potencia (PFC), puede producirse resonancia con la inductancia de la fuente de alimentación, dañando el condensador PFC. Las soluciones de buenas prácticas incluyen el aislamiento de circuitos y el uso de secciones transversales de conductores más grandes. Se considerarán útiles soluciones específicas cuando el origen del problema esté fuera del control del cliente.
Siempre que sea posible, la prevención a través de buenas prácticas es un mejor enfoque.
Respuesta: Huatian Electric Power