Calidad de Energía, Qué es?, su Aplicación y

sus Fundamentos

ofrecer seguridad personal y el segundo es asegurar una referencia eficaz a tierra.

APLICACIÓN DE LA CALIDAD DE ENERGÍA Y SU FUNDAMENTO

La calidad de energía aplica en aquellos equipos en los que su operación es funda-mental en el proceso productivo de alta disponibilidad y confiabilidad, y como ejemplo se mencionan algunos de ellos:

• Los servidores, unidades de almace-namiento y equipos de telefonía de un site de cómputo.• La operación de un PLC, una fuente de poder, un controlador de posición o un drive en una línea de producción.

“Cultivando energía de calidad”

NEWS / Enero 2012

La señal no presenta deformación

El nivel de voltaje es estable y la referencia con respecto a neutros es

la misma que con respecto a tierra física

INTRODUCCIÓN

Hoy en día la Calidad de Energía es una herramienta indispensable para el día a día de nuestras labores cotidianas, pero ¿cómo esto puede ser posible?, en una primera instancia no lo podemos visualizar, pero si ponemos aten-ción en nuestras actividades podemos darnos cuenta cuan valioso es esta herramienta que afecta al desempeño de nuestras actividades de manera directa. A continuación se enlista una serie de actividades, las cuales penden de manera directa de una calidad de energía adecuada:

1. El uso de una computadora 2. El uso de Internet 3. Correos electrónicos 4. Movimientos bancarios 5. Pago de servicios en tiendas de servicio 6. El uso de los teléfonos celulares 7. El uso de la T.V. por cable

Como se comentó con anterioridad, en la lista anterior se indican algunos de los servicios que utilizamos, y que de ellos penden nuestras actividades cotidianas, y a su vez, estos servicios dependen de equipos electrónicos críticos (servidores, computadoras, conmutadores, etc.) los cuales se ven afectados en su operación por las condiciones de “Calidad de Energía”, y es de esta manera como se afectan las actividades de nuestra vidas cotidiana, por lo que a continuación se explica que es la calidad de energía, sus aplica-ciones y sus fundamentos.

QUÉ ES CALIDAD DE ENERGÍA

Según el Std. 1100-2005 del IEEE 2.2.63 Calidad de Energía es el concepto de alimentación de voltaje y de puesta a tierra de un equipo electrónico de manera que éstos sean adecuados para la operación del equipo y compat-ible con la instalación eléctrica y con algún otro equipo que comparta la misma alimentación.

En otras palabras, calidad de energía se puede definir principalmente en 3 aspectos simples que involucran lo antes mencionado, los cuales son:1. Nivel de voltaje.- Deber ser el requerido y no debe tener variaciones de más del +/-3%.2. Señal de voltaje.- Esta es la forma de onda y no debe presentar deforma-ciones.3. Puesta a tierra.- Esta debe ser eficaz y tiene 2 objetivos, el principal es

• Los radios y transmisores de una radio-base de telefonía celular.

A continuación se muestra de una manera ilustrativa (en forma de pirámide) lo que son los fundamentos de la Calidad de Energía

PUESTA A TIERRA Y CABLEADO

Esta parte es la base de un sistema de energía y sobretodo cuando este sistema es de energía regulada, ya que la calidad de energía no es únicamente responsabilidad de los equipos de protección y regulación, si no que también depende de una instalación correctamente dimensionada y eficazmente puesta a tierra, con la finalidad que ofrezca lo siguiente:

• Seguridad personal mediante la correcta puesta a tierra, ofreciendo una correcta activación de dispositivos de protección para el caso de una falla a atierra y una referencia eficaz del neutro (Xo del transfor-mador) con respecto a tierra física.

• Que los cables de los circuitos derivados estén correctamente protegidos contra sobrecorriente mediante interruptores termomagnéticos y fusibles.

• Que dichos interruptores y fusibles sean correctamente seleccionados en base a una ingeniería tomando en cuenta los requerimientos de la carga, de las condicio-nes de corto circuito y coordinación de protecciones, de manera que la instalación eléctrica sea primeramente segura para su operación y lo suficientemente robusta para soportar los disturbios que puedan gener-arse por los diferentes tipos de carga.

PUESTA A TIERRA Y CABLEADO

Esta parte es la base de un sistema de energía y sobretodo cuando este sistema es de energía regulada, ya que la calidad de energía no es únicamente responsabilidad de los equipos de protección y regulación, si no que también depende de una instalación correctamente dimensionada y eficazmente puesta a tierra, con la finalidad que ofrezca lo siguiente:

• Seguridad personal mediante la correcta puesta a tierra, ofreciendo una correcta activación de dispositivos de protección para el caso de una falla a atierra y una referen-cia eficaz del neutro (Xo del transformador) con respecto a tierra física.

• Que los cables de los circuitos derivados estén correctamente protegidos contra sobrecorriente mediante interruptores termomagnéticos y fusibles.

• Que dichos interruptores y fusibles sean correctamente seleccionados en base a una ingeniería tomando en cuenta los requerimientos de la carga, de las condiciones de corto circuito y coordinación de protecciones, de manera que la instalación eléctrica sea prim-eramente segura para su operación y lo suficientemente robusta para soportar los disturbios que puedan generarse por los diferentes tipos de carga.

“Cultivando energía de calidad” NEWS / Enero 2012

INTRODUCCIÓN

Hoy en día la Calidad de Energía es una herramienta indispensable para el día a día de nuestras labores cotidianas, pero ¿cómo esto puede ser posible?, en una primera instancia no lo podemos visualizar, pero si ponemos aten-ción en nuestras actividades podemos darnos cuenta cuan valioso es esta herramienta que afecta al desempeño de nuestras actividades de manera directa. A continuación se enlista una serie de actividades, las cuales penden de manera directa de una calidad de energía adecuada:

1. El uso de una computadora 2. El uso de Internet 3. Correos electrónicos 4. Movimientos bancarios 5. Pago de servicios en tiendas de servicio 6. El uso de los teléfonos celulares 7. El uso de la T.V. por cable

Como se comentó con anterioridad, en la lista anterior se indican algunos de los servicios que utilizamos, y que de ellos penden nuestras actividades cotidianas, y a su vez, estos servicios dependen de equipos electrónicos críticos (servidores, computadoras, conmutadores, etc.) los cuales se ven afectados en su operación por las condiciones de “Calidad de Energía”, y es de esta manera como se afectan las actividades de nuestra vidas cotidiana, por lo que a continuación se explica que es la calidad de energía, sus aplica-ciones y sus fundamentos.

QUÉ ES CALIDAD DE ENERGÍA

Según el Std. 1100-2005 del IEEE 2.2.63 Calidad de Energía es el concepto de alimentación de voltaje y de puesta a tierra de un equipo electrónico de manera que éstos sean adecuados para la operación del equipo y compat-ible con la instalación eléctrica y con algún otro equipo que comparta la misma alimentación.

En otras palabras, calidad de energía se puede definir principalmente en 3 aspectos simples que involucran lo antes mencionado, los cuales son:1. Nivel de voltaje.- Deber ser el requerido y no debe tener variaciones de más del +/-3%.2. Señal de voltaje.- Esta es la forma de onda y no debe presentar deforma-ciones.3. Puesta a tierra.- Esta debe ser eficaz y tiene 2 objetivos, el principal es

“Cultivando energía de calidad” NEWS / Enero 2012

PROTECCION CONTRA TRANSITORIOS DE VOLTAJE Y FILTROS ELECTROMAGNÉTICOS (TRANSFORMADORES)

La protección básica consiste en la instalación de picos transito-rios de voltaje, los cuales tienen la finalidad de desviar a tierra aquellos excesos de energía (picos transitorios de voltaje) que buscan descargarse en la tierra, estos excesos de energía toman la trayectoria de menor impedancia hacia dicho destino (la tierra), esta “trayectoria” de baja impedancia por lo general es a través de los componentes electrónicos, los cuales funcio-nan mal o en el peor de los casos sufren daños cuando esto sucede. A continuación se ilustra un ejemplo de la protección que ofrecen estos dispositivos.

Los Filtros Electromagnéticos o mejor llamados transforma-dores, tiene la finalidad de ofrecer diversos beneficios, los cuales se indican a continuación:

• Aislamiento galvánico, es decir, es un sistema derivado sepa-radamente y generan un nuevo neutro.

• Ofrecen un punto eléctrico robusto en su secundario, de manera que no se ve afectada la caída de tensión por el factor distancia.

• Los hay con factor K (K-13, K20 por ejemplo), es decir, están diseñados para soportan corrientes armónicas, ya que los devanados son aplanados para tener mayor área para la disipación de calor y sus bobinas están separadas para que fluya el aire a través de ellos y evitar que se sobrecaliente el transfor-mador.

• Es un punto de alta impedancia aislando en un momento dado cierto nivel de ruido y muescas que afectan la señal de voltaje.

• Son acopladores de voltaje, ya sea de baja a alta, de alta a baja o simplemente como un aislamiento galvánico.

DISPOSITIVOS DE REGULACIÓN DE VOLTAJE

Con estos dispositivos de protección se controla el nivel de voltaje, y el uso de un regulador o un acondicionador va en función de lo que se requiere proteger, es decir, en función de la aplicación, un regulador tiene un tiempo de respuesta de segundos, mientras que un acondicionador de línea tiene un tiempo de respuesta del orden de los ciclos, ya que su cambio de taps es mediante tiristores.

UPS´s Y GENERADORES (PLANTAS DE EMERGENCIA)

Cuando hablamos de UPS (Sistema de Energía Ininterrumpida), hablamos de un aislamiento total y de una generación de una señal de voltaje estable, limpia y pura que ofrece estas condiciones en el voltaje todo el tiempo, y además, a la falta de voltaje por parte de la compañía suministradora de energía, este dispositivo continuará suministrando voltaje durante un tiempo determinado, inclusive cuando esta falla en el suministro sea de manera instantánea o que ofrezca una variación de voltaje que no sea adecuada para el equipo a proteger. Por otro lado, cuando se habla de generadores de energía o dicho de otra manera, las plantas de emergencia, es cuando se esta pensando no sólo en respaldo si no en continuidad en el servicio o continuidad en la operación del equipos a proteger, y de nuevo, la aplicación va en función de la importancia de la carga en el proceso productivo de la empresa.

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“Cultivando energía de calidad” NEWS / Enero 2012

MANTENIMIENTO Y MONITOREO

Esta parte es fundamental para proteger la inversión realizada, es decir, el mantenimiento a los equipos es fundamental para alargar su vida media de uso, ya que de lo contario, es difícil evitar su malfuncionamiento y como consecuencia sería sinónimo de falla o perder continuidad en un equipo de alta disponibilidad.

El monitoreo es fundamentar para asegurarse que los equipos “críticos” se mantengan en correcta operación y sean vigilados todo el tiempo, ya que como se dice “Si no lo mides, no lo controlas”, de esta manera se pueden tomar acciones preventivas para evitar que los equipos dejen de operar o inclusive se puede aprovechar esta información y realizar implementaciones como por ejemplo: Control de demanda, ahorro de energía o simplemente eficientar el proceso productivo.

REDUNDANCIAEste nivel de protección es la culminación de los fundamentos de la Calidad de Energía, es decir, aplica para aquellos procesos que son sumamente críticos y si llegasen a fallar, las consecuencias serían considerablemente negativas. La redundancia es sinónimo de “asegu-rase” que una calidad de energía ofrecida por un UPS será proporcionada a los equipos críticos durante todo el tiempo, por lo que, existen diferentes configuraciones de redundancia con diferentes niveles de confiabilidad (esta se da por la calidad de los equipos) y disponibilidad (es sinónimo de evitar que la energía normal suministre a los equipos críticos mediante diferentes configuraciones de sistemas redundantes).

Sistema redundante de aislado Sisteme redundante paraalelo