Español

Localización del desperdicio de energía mediante la gestión de la calidad eléctrica

Calidad de la energía eléctrica, Gestión de energía

Ahorrar energía y reducir el desperdicio de energía es uno de los aspectos más importantes del uso de energía. Sin importar en qué industria trabaje, para ahorrar energía tiene que observar su consumo y desarrollar un plan de ahorro para gestionar la calidad eléctrica.

Gestión de la calidad eléctrica | Fluke

Evaluación comparativa del consumo de energía eléctrica

El primer paso para desarrollar un plan de gestión de la calidad eléctrica es comparar su consumo actual en toda la instalación. Con una investigación inicial puede buscar soluciones rápidas y fáciles para empezar, como zonas que normalmente no se usan los fines de semana y que pueden cerrarse. Realice un seguimiento de las áreas que aumentan el consumo de energía junto con los elementos principales, como calefacción eléctrica suplementaria, luces y equipos informáticos que se quedan encendidos.

Una vez que haya identificado e implementado esas ganancias rápidas, podrá continuar con investigaciones más detalladas en todo el edificio o complejo. Realice estudios de carga sobre activos en toda el área con el analizador trifásico de calidad eléctrica Fluke 1777. Estas medidas pueden mostrar dónde podría tener oportunidades importantes de ahorro de energía al apagar algunos sistemas durante la noche en tiempos de inactividad.

Consideraciones avanzadas sobre la calidad eléctrica

A medida que la corriente fluye, inevitablemente hay una parte que se pierde en forma de calor.

El siguiente paso en el proceso de reducción del consumo de energía es observar dónde surge el desperdicio de energía. Los cables representan un área en la que puede centrarse para detectar pérdidas. A medida que la corriente fluye a través de los cables, parte de la energía generada se convierte en una pérdida de energía al convertirse en calor. Averiguar cómo equilibrar este problema nos lleva a la ecuación fundamental I2R, lo que indica la potencia suministrada. Pero esto deja dos posibles soluciones: reducir el flujo de corriente (I) para que haya menos kW o reducir la resistencia (R). Ambas opciones suponen un problema:

  • Una corriente inferior (I) y una carga que no funcionará correctamente
  • Reducir la resistencia (R) puede ser más costoso porque requiere la instalación de cables de cobre o aluminio

Entonces, ¿cuál es la mejor solución?

Tener en cuenta el tamaño de los cables. Seguir el Código eléctrico Nacional (NFPA 70 o NEC 100), proporciona una muy buena orientación sobre el tamaño de los cables; se describe la sección ideal de los cables para casi cualquier circunstancia. La consideración principal para el tamaño de los cables es garantizar el funcionamiento seguro de dichos cables con el material aislante más apropiado. Esto puede depender de la longitud, la sección y la corriente prevista requerida. Esto puede generar unas pérdidas de energía reducidas, normalmente el 2% o menos, y una caída de tensión aceptable en el cable. Otras opciones serían instalar cargas de mayor eficiencia. Podría pensar en comprobar si los motores pueden ser demasiado grandes para la aplicación actual.

Desperdicio de energía

Estos códigos y pautas son excelentes cuando se realiza un nuevo trabajo, pero una vez que se completa la instalación del cableado y se instalan las cargas no siempre funciona todo de manera ideal. Con el tiempo, el equipo puede cambiar tras incorporaciones, ajustes, movimientos y desgaste, y todos estos aspectos pueden tener un efecto significativo en la energía residual. Las áreas clave en las que pueden ocurrir pérdidas de energía están relacionadas con la calidad eléctrica: regulación de tensión, armónicos, factor de potencia y desequilibrio de cargas.

Regulación de tensión

La regulación de tensión funciona bien para reducir el consumo de energía en cargas dependientes de la tensión. Esto se logra mediante la reducción o el control de los niveles de tensión dentro de las especificaciones del fabricante del equipo para generar un ahorro de energía. A medida que se instalan cargas más eficientes en un transformador, la tensión del sistema puede aumentar o controlarse incorrectamente.

Para detectar problemas de regulación de tensión, utilice un analizador de calidad eléctrica Fluke 1777 para buscar tensiones transitorias y desequilibrios de tensión. Estos problemas pueden provocar averías, tiempos de inactividad imprevistos y costosas reparaciones.

Armónicos

Los armónicos distorsionan la tensión y la corriente, de modo que no se mantiene la onda sinusoidal ideal para la tensión. Uno de los efectos más reconocidos de los armónicos en los sistemas eléctricos es el calor excesivo que generan en los cables que los transportan. Esto da como resultado un sobrecalentamiento en los cables de fase y neutro; un problema conocido como "armónicos por triplicado".

El calor adicional causa problemas en el tendido de los cables, así como en los devanados del motor y los transformadores. El sobrecalentamiento puede causar daños significativos o averías completas, lo que en cualquier caso podría provocar tiempos de inactividad no planificados y costosas reparaciones. Para medir y diagnosticar armónicos, utilice un analizador trifásico de calidad eléctrica de la serie 1770 de Fluke.

Desequilibrio de cargas

En el caso de motores trifásicos, los desequilibrios degradan el rendimiento de la unidad y acortan su vida útil. El desequilibrio de tensión en los terminales del estator del motor provoca un desequilibrio de corriente de fase muy desproporcionado respecto al desequilibrio de tensión. Los desequilibrios de corriente, a su vez, conducen a pulsaciones de par, mayores vibraciones y esfuerzo mecánico, junto con mayores pérdidas y sobrecalentamiento del motor. Cada uno de estos efectos consume energía, cuantificable en vatios. Para diagnosticar y medir la energía desequilibrada de los desperdicios, tome un analizador trifásico de calidad eléctrica Fluke 1777.

Ventajas de los estudios de calidad eléctrica

Una vez que los estudios de calidad eléctrica revelan áreas donde se está perdiendo energía, puede tomar medidas para solucionar los problemas:

  1. Establezca un plan de mantenimiento preventivo para que pueda seguir haciendo medidas respecto a su punto de referencia, y detectar problemas a medida que surjan.
  2. Instale filtros de armónicos en cargas que se agreguen a la distorsión armónica de su institución.
  3. Solucione los orígenes de desequilibrios. Esto puede requerir poner en marcha un programa de reparación o reemplazo para motores grandes que tienen problemas de desequilibrio mecánico.
  4. Mitigar problemas de cargas no equilibradas. En algunos casos, esto puede requerir el ajuste de cargas de una fase, de modo que se distribuyan de un modo más equitativo en el resto de fases.
  5. Reemplace los fusibles fundidos cuando sea necesario. Un fusible fundido en un banco de condensadores de mejora del factor de potencia trifásica también podría causar el problema; la simple sustitución del fusible puede resolver un desequilibrio importante.

Los estudios de calidad eléctrica destacan mucho lo que se puede hacer para ahorrar energía, reducir las pérdidas de energía debidas a problemas en toda una instalación y rebajar los costes de la energía. La monitorización de la calidad eléctrica puede mostrar de dónde provienen los problemas que experimenta y cómo solucionarlos.

Más allá del ahorro de energía, se ha demostrado que los estudios de calidad eléctrica ofrecen algunos beneficios adicionales:

  • Descubrir posibles puntos de fallo en elementos que pueden causar una interrupción importante
  • Encontrar fallos de funcionamiento en los equipos que pueden provocar problemas en cascada
  • Detectar disyuntores mal instalados, propensos a activaciones accidentales