Artículos de Blog Calidad de Energía y Protección
Calidad de Energía, Responsabilidad y Confiabilidad.
Ene
Muy a menudo a Eproteca ingresan solicitudes de apoyo técnico por fallos sufridos en equipos o máquinas, por causas que se atribuyen a la calidad del suministro de energía eléctrica.
Durante el proceso de soporte, cuando comenzamos a investigar las posibles causas del fallo para poder recomendar una solución, nos vemos en presencia de situaciones que consideramos importante compartir y analizar:
-La terminología utilizada en la comunicación dificulta la evaluación del problema
-En la mayor parte de los casos, no hay, o hay escasa información sobre la causa del fallo. Y cuando existe información, usualmente se relaciona directamente con “tormentas eléctricas”
-Las soluciones se buscan “post-mortem”, es decir, cuando ya se dio el fallo y el equipo crítico-sensible se dañó
¿Qué podemos concluir con esto? Existe falta información sobre las perturbaciones de la calidad de la energía que pueden afectar los equipos y/o maquinaria crítica-sensible, que, por consiguiente, genera falta de acciones para prevenirlas.
En este artículo, vamos a recomendar acciones importantes para comenzar a “administrar” eficazmente la calidad de la energía eléctrica en una facilidad.
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Terminología y Conceptos de Calidad de Energía
Entender claramente los conceptos y terminología relacionada con la calidad de la energía eléctrica, es crítico e importante para cualquier encargado de mantenimiento.
Un documento básico y muy importante para comenzar, es el estándar IEEE 1159-2019 – IEEE Prácticas Recomendadas para Monitoreo de la Calidad de Energía Eléctrica
Este estándar, incluye descripciones de los principales fenómenos electromagnéticos que causan perturbaciones en la calidad de la energía, y que pueden degradar el rendimiento de un dispositivo, equipo o sistema, y las recomendaciones para medición y monitoreo. El objetivo principal del estándar es convertirse en una guía, para los responsables de la calidad de energía, para la medición/monitoreo e interpretación de los fenómenos electromagnéticos que provocan perturbaciones en la calidad de la energía. Este estándar es una valiosa herramienta para facilitar la comunicación dentro del ámbito de la calidad de la energía.
Es básico aclarar, la calidad de energía debe entenderse como la capacidad de alimentar y conectar a tierra equipos sensibles de una manera adecuada de forma que puedan operar apropiadamente. La calidad de energía no tiene que ver con “proteger equipos de tormentas eléctricas”, y por consiguiente debe entenderse dentro de un ámbito más amplio.
Las perturbaciones en la calidad de la energía, son cualquier desviación del valor nominal de las características de potencia de CA de alimentación del equipo crítico-sensible. Estas desviaciones se basan en la tolerancia del equipo y/o maquinaria crítico-sensible que se esté alimentando. Las tormentas eléctricas y las compañías eléctricas, no son los únicos responsables del fallo de los equipos críticos-sensibles. En realidad, el responsable es el administrador de estos activos, y su responsabilidad, es garantizar las condiciones que estos requieren para operar apropiadamente.
Información – Perturbaciones de la Calidad de Energía
Los fenómenos electromagnéticos, pueden producir diferentes perturbaciones electromagnéticas, entre las cuales están:
Harmónicas, interharmónicas
Fluctuaciones de voltaje
Interrupciones y Sags (dips) de voltaje
Desbalance de voltaje
Variaciones de frecuencia
Voltajes inducidos de baja frecuencia
DC en redes AC
Transientes unidireccionales
Transientes oscilatorios
Sobre estas perturbaciones de la calidad de energía, podemos indicar:
-Son muchas y aleatorias las perturbaciones de la calidad de energía que pueden afectar a un equipo crítico-sensible. Sin un sistema de medición /monitoreo de la calidad de energía es imposible identificarlas.
-Cada una de estas perturbaciones de la calidad de la energía, tiene diferentes causas (no son los rayos la única causa, ni siquiera la más común), y las consecuencias son diferentes para los equipos o maquinaria que los sufren. Es clave conocer y entender cada una de ellas de forma clara y detallada
-Usualmente, estas perturbaciones de la calidad de la energía se producen aleatoriamente y de forma constante, en la mayoría de los casos no son únicas y fulminantes. Al contrario de lo que se piensa, la mayoría de las perturbaciones se generan internamente en la facilidad, y no provienen de “afuera”
Es valioso para todo encargado de mantenimiento de una facilidad, entender los eventos y fenómenos electromagnéticos que pueden afectar a sus equipos críticos-sensibles. Un mayor conocimiento permite un mejor análisis y una mejor toma de decisiones, que implicará menores contratiempos en el proceso productivo.
Soluciones para el problema de las perturbaciones de la Calidad de Energía
La variedad de perturbaciones de la calidad de la energía y su aleatoriedad, hacen una prioridad la protección de los equipos sensibles-críticos dentro de una instalación.
Los fallos de estos equipos usualmente tienen costos de miles de dólares, los cuales están asociados con:
-Tiempos muertos, paros en producción
-Repuestos
-Mano de obra
-Tiempos y pérdidas por reinicio
Cuando el encargado de mantenimiento, tiene control sobre estos fallos, permite que se aumente la confiabilidad del proceso productivo. Esto además le va a permitir justificar partidas presupuestarias para que sea permanente.
Implementar protecciones en equipos críticos y sensibles, aumenta el nivel de confiabilidad del proceso productivo, al mismo tiempo que les asegura mayor tranquilidad a los encargados de mantenimiento.
¿Cuál protección se debe implementar?
La selección apropiada de protecciones va a depender, como vimos anteriormente, del tipo de perturbación que pueda estar afectando al equipo crítico en la instalación, y/o al tipo de perturbación al que sea más sensible.
No olvidar que las perturbaciones de la calidad de la energía son aleatorias, no necesariamente todo el tiempo van a estar presentes y afectar la calidad del suministro de energía.
Siempre lo recomendable va a ser comenzar con la valoración de la red de distribución eléctrica, antes de instalar protecciones. Ya es conocido, que la mayoría de los casos de problemas de calidad de energía de una facilidad, se dan por el mal estado del sistema eléctrico. Mantener una red en buen estado es crítico para evitar problemas en la calidad de suministro, y de incendios.
Una vez que la red eléctrica está revisada y se garantiza que cumple con los requerimientos del código eléctrico, se debe pensar en protecciones, y se recomienda comenzar con supresores de transientes y con analizadores de calidad de energía de instalación permanente.
Como hemos explicado en artículos anteriores, los transientes de sobrevoltaje son un tipo de perturbación, que siempre está presente en una instalación eléctrica, con magnitudes de pequeñas a medianas, pero con afectación continua de la instalación. Es por esto que siempre es recomendable instalar al menos un supresor de transientes, directamente en el equipo crítico-sensible.
Los analizadores de calidad de energía de instalación permanente, también son una protección que se recomienda instalar como primer nivel de protección. Aunque es difícil visualizarlo, los analizadores de calidad de energía de instalación permanente son una herramienta muy precisa para prevenir y predecir eventuales problemas que puedan afectar los equipos críticos-sensibles. Su precio de compra e instalación, siempre debe ser evaluado en función del costo de pérdida de producto, tiempos muertos, mano de obra y repuestos, que un fallo puede significar. Este costo beneficio, la mayoría de los casos, justifica por mucho la implementación de un analizador de calidad de energía de instalación permanente.
¿Por dónde empezar?
Como explicamos al inicio de este artículo, la calidad de energía está en función de los equipos sensibles y críticos que hay en la instalación.
De ahí que la recomendación siempre va a ser comenzar por la protección del equipo sensible, prevenir que se vea afectado por problemas en la calidad de energía de suministro.
Bajo este criterio, se recomienda comenzar con la protección de los equipos críticos-sensibles directamente, utilizando supresores de transientes y analizadores de calidad de energía de instalación permanente.
Los supresores de transientes deben instalarse en la entrada de potencia de los equipos críticos-sensibles, ahí debe ir la primera protección. Si es posible, se debe también considerar instalar protecciones en los centros de carga desde dónde se alimentan los equipos críticos-sensibles, este sería un segundo nivel de protección.
Los analizadores de calidad de energía, como protección que son, también deben instalarse lo más cerca posible de los equipos críticos-sensibles. La instalación es recomendable en centros de carga que alimenten estos equipos, o en áreas críticas, por ejemplo, directamente en la alimentación principal de una línea de producción que sea crítica-sensible.
Sea cual sea su industria, la protección y la prevención, siempre van a ser un buen negocio, y le garantizará confiabilidad y tranquilidad en la operación de su proceso productivo, y en su trabajo. Si tiene consultas adicionales, por favor comuníquese con nosotros y con gusto le ayudaremos. Nuestro objetivo siempre va a ser que usted obtenga beneficios.
