Los Costos de la Mala Calidad de la Energía Eléctrica.

La productividad es la clave de sobrevivencia en el en el mundo competitivo actual. Cuando piensa en los elementos básicos de la producción (tiempo, mano de obra y materiales), usted puede ver que hay poco margen de maniobra para la optimización. Dispone de 24 horas al día, la mano de obra es cara y no tiene mucha alternativa en cuanto a materiales. Por eso, cada empresa debe utilizar la automatización para incrementar la productividad, o perecer. Por lo tanto, confiamos en una automatización que, a su vez, se basa en un suministro de energía estable. Los problemas de calidad eléctrica pueden provocar el funcionamiento incorrecto de procesos y equipos o llegar a la interrupción de los mismos. Y las consecuencias de esto varían desde el costo excesivo de la energía hasta el cese completo del funcionamiento. Obviamente la calidad eléctrica es crítica.

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La dependencia entre diversos sistemas añade complejidad a los problemas de calidad eléctrica. Sus computadoras trabajan bien, pero la red no funciona, por lo que nadie puede reservar un vuelo o archivar un informe de gastos. El proceso está funcionando correctamente, pero el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado se ha apagado y la producción debe interrumpirse. Los sistemas imprescindibles para la empresa están repartidos por toda la instalación, por lo que los problemas de calidad eléctrica pueden ocasionar que algunos se detengan en cualquier momento. Y seguramente sucederá en el peor momento posible. ¿De dónde proceden los problemas de calidad eléctrica? La mayoría se originan dentro de las instalaciones. Puede deberse a problemas con:

  • Instalación: conexión incorrecta a tierra, cableado inadecuado o distribución sub-dimensionada.
  • Funcionamiento: los equipos funcionan fuera de los parámetros de diseño.
  • Métodos de mitigación: blindaje inadecuado o falta de corrección del factor de potencia.
  • Mantenimiento: aislamiento del cable deteriorado o la conexión a tierra.

Incluso los equipos que se han instalado y a los que se les efectúa el mantenimiento correctamente en una instalación perfectamente diseñada, pueden presentar problemas de calidad eléctrica con el paso del tiempo. La medición eléctrica de las pérdidas, debido a una mala calidad eléctrica se puede realizar con los instrumentos 430 Serie II de Fluke, que miden directamente la energía desaprovechada a causa de armónicos y desequilibrio y cuantifican el costo de la pérdida basado en el costo unitario de la energía proveniente de la red eléctrica. Los problemas de calidad eléctrica también se pueden originar fuera de la instalación. Vivimos con la amenaza impredecible de cortes del suministro eléctrico, caídas de tensión y sobretensiones. Obviamente, hay un costo en esto. ¿Cómo se cuantifica?

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Medición los costos de la calidad eléctrica

Los problemas de calidad eléctrica causan estragos en tres áreas generales: tiempo de inactividad, problemas en los equipos y costos de consumo de energía.

Interrupciones imprevistas

Para cuantificar los costes derivados del tiempo de inactividad del sistema, necesita saber dos cosas:

  1. Los ingresos por hora que genera el sistema.
  2. Los costes de producción. Debe tener en cuenta también el proceso empresarial. ¿Se trata de un proceso continuo y totalmente aprovechado (p.ej., una refinería)? ¿El producto debe consumirse después de haberse producido (p. ej., en una central eléctrica)? ¿Los clientes pueden disponer de una alternativa si el producto no está disponible (p.ej., una tarjeta de crédito)? Si la respuesta a cualquiera de estas preguntas es afirmativa, es difícil o imposible recuperar los ingresos perdidos.

Problemas en los equipos

Los costos exactos son difíciles de cuantificar, ya que se deben tener en cuenta muchas variables. ¿La falla en ese motor se debe a un exceso de armónicos o ha ocurrido por cualquier otra causa? ¿Ha tenido que desechar la producción de la línea tres, debido a que las variaciones en el suministro eléctrico provocan variaciones en el funcionamiento de la máquina? Para saber las respuestas correctas, usted debe hacer dos cosas:

  1. Identificar la raíz de problema.
  2. Determinar los costos reales.

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Costos de la energía.

Para reducir la factura de electricidad, usted tendrá que registrar los patrones de consumo y ajustar el sistema y el tiempo de las cargas para reducir uno o más de los siguientes factores:

  1. Uso de energía activa (kWh).
  2. Las penalizaciones por el factor de potencia
  3. Estructura de cargos adicionales por demanda pico.

Hasta ahora, calcular el costo de las pérdidas de energía ocasionadas por problemas de calidad eléctrica era una tarea para ingenieros expertos. El costo de las pérdidas solo podía calcularse mediante métodos numéricos complejos, es decir, no era posible realizar una medición directa y una cuantificación económica de las pérdidas. Con los algoritmos patentados que utilizan los productos 430 Serie II de Fluke, las pérdidas ocasionadas por los frecuentes problemas de calidad eléctrica, como los armónicos y el desequilibrio, pueden medirse de forma directa. Al introducir el costo de la energía eléctrica en el instrumento, el costo es calculado directamente. Puede reducir el consumo de energía si elimina las deficiencias en su sistema de distribución. Entre las fuentes de estas deficiencias se incluyen:

  • Altos valores de intensidad de corriente en el conductor neutro causado por desequilibrio de cargas y armónicos “Triplen”.
  • Transformadores con cargas pesadas, en especial los que producen cargas no lineales.
  • Motores viejos, accionamientos viejos y otras cuestiones relacionadas con motores.
  • Señales eléctricas muy distorsionadas, que pueden provocar un calentamiento excesivo de los sistemas de alimentación eléctrica.

Usted puede evitar penalidades económicas del factor potencia mediante la corrección del mismo. En general, esto se consigue instalando condensadores de corrección. No obstante, lo primero es corregir la distorsión del sistema: los condensadores presentan una baja impedancia a los armónicos e instalando correctores de factor de potencia inapropiados puede producir resonancia o quemar los condensadores. Consulte a un especialista en calidad eléctrica antes de corregir el factor de potencia si existen armónicos en la instalación. Es posible reducir los cargos adicionales por exceder la demanda pico gerenciándola. Por desgracia, muchas personas pasan por alto uno de los factores fundamentales de este costo -el efecto de una mala calidad eléctrica en los picos de consumo eléctrico –y en consecuencia, no son conscientes de su impacto en una factura elevada. Para determinar los costos reales de las cargas pico, necesita conocer tres datos:

  1. El consumo de energía “normal”.
  2. El consumo de energía “estable”.
  3. La estructura de cargos adicionales por exceder la demanda pico.

Al eliminar problemas de calidad de energia, se reduce el tamaño de las demandas de pico y de la base de donde se empiezan. Ahora sus instalaciones consumen un promedio de 515 kWh y sus cargas pico han bajado hasta 650 kWh. Pero, si incorpora la gestión de cargas para redistribuir algunas, la cantidad que se apila una sobre otra es menor y su nueva carga pico raramente sobrepasa los 595 kWh.

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Ahorre dinero con la calidad eléctrica

Ya ha conocido los costos de la mala calidad eléctrica. Ahora, debe aprender a eliminar dichos costos. Lo conseguirá si sigue estos pasos.

  • Compruebe el diseño. Determine de qué modo su sistema puede soportar mejor los procesos y qué infraestructura necesita para evitar fallas. Verifique la capacidad del circuito antes de instalar un nuevo equipo. Vuelva a comprobar los equipos críticos después de realizar cambios de configuración.
  • Cumpla las normativas. Por ejemplo, compruebe que su sistema de conexión a tierra cumple con la norma IEEE-142. Compruebe que su sistema de distribución de alimentación eléctrica cumple con la norma IEEE-141.
  • Compruebe los sistemas de protección eléctrica. Esto incluye la protección contra rayos, los supresores de sobretensiones permanentes y transitorias. ¿Cuentan con la especificación apropiada y están correctamente instalados?.
  • Obtenga datos básicos sobre todas las cargas. Esta es la clave del mantenimiento predictivo y permite detectar problemas antes de que ocurran.
  • Piense en métodos de mitigación. Los métodos de mitigación de problemas de calidad eléctrica incluyen la corrección (p.ej., reparación de la conexión a tierra) o aceptar la situación (p.ej., utilizando transformadores clasificados K). Considere acondicionar el suministro eléctrico e instalar una fuente de alimentación de reserva.
  • Considere acondicionar el suministro eléctrico e instalar una fuente de alimentación de reserva. ¿Está realizando pruebas y llevando a cabo inspecciones periódicas en los puntos críticos; por ejemplo, compruebe la tensión entre neutro a tierra y la corriente de tierra en las acometidas y los circuitos derivados críticos. Lleve a cabo inspecciones de los equipos infrarrojos de distribución Determine las causas de las fallas para prevenir la recurrencia de las mismas.
  • Use la función Monitor. ¿Puede detectar las distorsiones de tensión antes de que se sobrecalienten los motores? ¿Puede seguir la pista de los transitorios? Si no tiene instalado un sistema de monitoreo eléctrico, probablemente no verá los próximos problemas, pero sí verá la inactividad que producen. Llegado este punto, usted necesita determinar los costos de prevención y reparación para, a continuación, compararlos con los costos de la mala calidad eléctrica. Esta comparación le permitirá a usted justificar la inversión necesaria para solucionar los problemas de calidad eléctrica. Dado que esto debería ser un esfuerzo continuo utilice los instrumentos adecuados de modo que pueda realizar sus propias mediciones de calidad eléctrica y realizar monitoreos, en vez de subcontratar a otras empresas o profesionales. En la actualidad es sorprendentemente accesible y siempre es menos costoso que la inactividad.

 

By: Fluke Corporation
Latin America
Reservados todos los derechos.

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