Calidad del Suministro de la Energía Eléctrica (Parte II)

Artículo Gentileza CLAS Ingeniería Eléctrica S.A. www.clas-sa.com

Este mes terminamos la revisión de los distintos tipos de distorsión en la red eléctrica, repasando las variaciones de la frecuencia y las perturbaciones de la amplitud. Hay que recordar que muchas veces diferentes tipos de perturbaciones aparecen juntas y sus efectos mezclados, por lo que, a veces, se atribuyen los problemas a ciertos tipos de distorsión sin haber estudiado el caso. Por lo tanto, es muy importante hacer un buen diagnóstico del problema para poder aplicar las medidas adecuadas.

Variaciones de la frecuencia Las variaciones de la frecuencia se suelen producir por la conexión o desconexión de cargas importantes en el sistema de distribución, lo que puede producir ligeros descensos o aumentos de la velocidad en los generadores. Los límites de variación aceptados para promedios de 10 segundos son muy pequeños: • Para sistemas interconectados: Desviación máxima entre +4% y -6% (47 a 52 Hz). Desviación normal ±1% durante el 95% del tiempo (49,5 a 50,5 Hz). • Para sistemas autónomos: Desviación máxima entre ±15% (42,5 a 57,5 Hz). Desviación normal ±2% durante el 95% del tiempo (49 a 51 Hz). Las consecuencias más importantes de la variación de frecuencia se dan en industrias donde exista cogeneración acoplada a la red, donde el generador propio seguirá las variaciones impuestas por el sistema eléctrico, generalmente mucho más potente. En el caso de los autogeneradores en isla, las variaciones de frecuencia deben prevenirse con un adecuado sistema de acoplamiento y desacoplo de cargas. No obstante, el principal problema de los sistemas con grupos de emergencia suele ser la elevada impedancia de cortocircuito, más que las variaciones de frecuencia. Perturbaciones de la amplitud Debemos distinguir claramente dos tipos de perturbaciones de amplitud conducidas por la red eléctrica, aunque muchas veces aparecen mezcladas. El error en el diagnóstico de estas perturbaciones causa muchas confusiones en cuanto a la forma de solucionar determinados problemas originados por perturbaciones en la alimentación. Los grandes tipos a distinguir son: • Perturbaciones de baja frecuencia (f<2500 Hz): Dentro de éstas, los tipos más importantes son los armónicos y el flicker. • Perturbaciones de alta frecuencia o EMI conducidas (10 kHz<f<30 MHz). El principal efecto de las perturbaciones de baja frecuencia (sobre todo los armónicos) es el aumento de pérdidas en el sistema de distribución, causando calentamientos de cables y transformadores y haciendo que el sistema de distribución resulte insuficiente. Por su parte, las perturbaciones de alta frecuencia suelen producir las típicas fallas de funcionamiento errático en sistemas electrónicos (errores de programa, "reset" intempestivos, etc.) Las técnicas de medida y los medios de protección y filtrado de estos dos tipos de perturbaciones son completamente distintos. Por ello, cuando se tiene un problema, es fundamental saber el origen del mismo y, por tanto, la posible efectividad de diferentes técnicas de corrección. Armónicos Las perturbaciones más importantes que afectan a la forma de onda son los armónicos. Se trata de perturbaciones de frecuencia relativamente baja. Sus efectos se dejan sentir por lo general hasta un máximo de 2500 Hz y suelen ser responsables del sobrecalentamiento de transformadores y líneas de distribución, corrientes y pérdidas elevadas en el neutro de algunas instalaciones, disparos de relés diferenciales, etc. No obstante, a pesar de lo que algunas veces se afirma, rara vez son la causa de fallas intempestivas, tales como "reset" de equipos electrónicos, autómatas, etc. Estos últimos suelen ser debidos a fenómenos EMI de más alta frecuencia.