Cómo leer un informe de calidad de energía | AHF y SVG

La mayoría de las cotizaciones de AHF y SVG se construyen a la inversa.Un comprador recopila el nivel de cortocircuito, la potencia nominal del transformador y el valor objetivo de THDi, y luego solicita presupuestos a tres proveedores. El resultado es un dispositivo dimensionado en función de una estimación, en lugar de la perturbación real. Un informe de calidad de energía ya contiene la mayor parte de la información necesaria para dimensionar correctamente un filtro de armónicos o un compensador reactivo, siempre que el lector sepa qué columnas son importantes, dónde se obtuvieron los datos y qué límites se ocultan en la letra pequeña.

El problema de la medición viene primero.

Antes de comparar cifras, determine cómo se recopilaron los datos. Un analizador trifásico portátil, un medidor instalado permanentemente y el registro interno de un inversor arrojarán resultados diferentes, y la forma en que se producen esas diferencias es más importante que las cifras de la tabla.

En primer lugar, ¿dónde se realizó la medición en el punto de acoplamiento común (PCC)? Los datos registrados en un alimentador, dentro de un cuadro de distribución o en el lado de baja tensión de otro transformador describen un circuito diferente. La corriente armónica se divide entre trayectorias paralelas, por lo que la corriente en el punto de acoplamiento común puede ser menor o mayor que en los terminales de un solo accionamiento.

En segundo lugar, ¿cómo se instalaron y especificaron los transformadores de corriente? La ubicación de los transformadores determina si se registra la corriente armónica de toda la instalación o solo la de una rama. Un transformador de corriente con una respuesta en frecuencia estrecha, o uno que ya esté cerca de la saturación, subestima los componentes de orden superior. La corriente de secuencia cero es invisible a menos que exista un transformador de corriente neutro o una conexión residual de cuatro hilos, por lo que un informe que no muestre corriente de tercer armónico podría deberse a que no se detectó el instrumento en sí, en lugar del fenómeno en sí.

En tercer lugar, ¿cuál es el intervalo de promediado y qué parte del perfil de carga abarca el registro? Los promedios de diez minutos ocultan picos de carga intensos y breves, mientras que un solo turno de datos no aporta información sobre un turno nocturno o un fin de semana. Un ciclo de producción completo, con los estados del proceso marcados, constituye la base mínima útil para la selección.

Leer la capa de datos sin sobreinterpretarla.

La capa de medición responde a una pregunta: ¿cómo se comporta eléctricamente la instalación durante el período registrado? Siga un orden fijo, ya que cada capa condiciona la siguiente.

Comience con la tensión RMS y la corriente RMS por fase. Estas confirman el punto de operación y muestran si el registro representa la carga de producción o un período de baja actividad. Compare la corriente RMS con las especificaciones de la placa de características y del transformador: un informe obtenido con carga ligera puede generar índices de distorsión alarmantes, mientras que la corriente armónica real se mantiene moderada.

A continuación, compruebe el balance de potencia. Si la potencia aparente es notablemente mayor que la combinación vectorial de potencia activa y reactiva, existe potencia de distorsión. Lea también con atención el factor de potencia: tanto el factor de potencia de desplazamiento como el factor de potencia real son válidos, pero responden a preguntas diferentes, y el compensador se selecciona en función del que figura en el informe.

A continuación, analice conjuntamente THDi y THDu. THDi describe la distorsión de corriente producida por la carga; THDu describe la distorsión de voltaje que proporciona la red. Un valor alto de THDi con un valor bajo de THDu sugiere una fuente de alimentación rígida y corriente inyectada localmente, mientras que un valor alto de THDu con un valor moderado de THDi indica impedancia de red, distorsión de fondo o resonancia.

Finalmente, analice los órdenes armónicos individuales. La distribución entre los órdenes determina la elección del equipo: el quinto y el séptimo predominan con cargas de seis pulsos, el tercero y el noveno indican trayectorias monofásicas y neutras, y un espectro amplio o variable sugiere tecnologías de convertidores mixtos. Cuando existe un neutro, la corriente de secuencia cero es el valor más informativo, ya que permite diferenciar el desequilibrio de la distorsión.

Cómo convertir las señales en una interpretación de ingeniería

Una misma interpretación puede justificar acciones muy diferentes, por lo que conviene anotarla antes de elegir cualquier dispositivo. La tabla que aparece a continuación refleja la lógica utilizada en nuestras propias revisiones de aplicaciones.

Clasificar la causa antes de elegir el hardware.

La mayoría de los informes se explican por tres causas, que coexisten. La primera es la distorsión de corriente en los convertidores: rectificadores, variadores, cargadores y sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) consumen corriente no sinusoidal independientemente de la calidad del suministro. La segunda es el comportamiento de la red: impedancia, resonancia con bancos de capacitores existentes y distorsión de fondo en la barra colectora. La tercera es el desequilibrio: carga monofásica desigual que produce corriente de secuencia cero en el neutro y corriente de secuencia negativa en los devanados de la máquina.

Una práctica útil consiste en preguntarse qué causa persistiría si las otras dos desaparecieran. Si la corriente del convertidor se mantiene, el proyecto requiere filtrado de armónicos. Si la respuesta es una demanda reactiva que fluctúa con el proceso, se necesita un compensador reactivo rápido. Si el desequilibrio persiste, ningún filtro lo solucionará y la corriente neutra seguirá calentando cables y transformadores.

Relación entre la causa y AHF, SVG, ALB, Pasivo o Híbrido

La selección se vuelve sencilla una vez que se clasifica la causa y se confía en la base de medición.filtro armónico activo (AHF)Informes adecuados donde la corriente armónica varía con la carga y el objetivo es un nivel de distorsión definido en varios órdenes; cancela órdenes seleccionados dinámicamente y sigue un espectro cambiante.generador de variables estáticas (SVG)Es adecuado para aplicaciones donde la potencia reactiva y el voltaje varían rápidamente, con la potencia reactiva oscilando en cuestión de segundos y el factor de potencia desviándose del valor objetivo, porque responde más rápido que los pasos conmutados sin introducir resonancia.

Unbalanceador de carga activo (ALB)Responde a informes donde predominan la corriente de secuencia cero y el desequilibrio de fase: transfiere potencia activa entre fases, reduciendo la corriente neutra y la tensión de secuencia negativa sin generar potencia reactiva. Las soluciones pasivas siguen siendo válidas cuando el perfil de carga es estable y el espectro está dominado por uno o dos órdenes, ya que una etapa sintonizada es eficiente a una frecuencia fija, pero debe desintonizarse con respecto a la impedancia de la red para evitar la resonancia. Una configuración híbrida combina una etapa pasiva para la mayor parte de una demanda reactiva estable con una etapa activa para la distorsión residual, lo que suele ser adecuado para una instalación grande que presenta tanto un componente de desplazamiento constante como un componente de distorsión variable.

Qué información enviar para que se pueda verificar la selección

La calidad del dimensionamiento depende de la información proporcionada en la consulta. La segunda tabla enumera los datos del proyecto que modifican el resultado y el elemento a enviar.

Limitaciones del informe y de cualquier dispositivo individual

Un informe es una instantánea de un sistema en constante cambio. No puede mostrar cómo una futura ampliación, una nueva línea de transmisión o la reubicación de un banco de condensadores alterarán la impedancia en la barra colectora, ni puede predecir la interacción de equipos que aún no se han instalado. Cuando el registro solo abarca una parte del perfil de carga, las horas faltantes son desconocidas, no un promedio.

Dos precauciones son importantes. Los errores de medición son sistemáticos: una clasificación de transformador de corriente incorrecta, una polaridad invertida o la falta de un canal neutro pueden llevar a conclusiones erróneas, por lo que es fundamental incluir los detalles del instrumento en el informe. Además, ningún dispositivo resuelve todas las perturbaciones: un filtro activo no corrige el desequilibrio, un equilibrador no elimina la distorsión y la compensación reactiva, que mejora el factor de potencia, puede agravar la resonancia si se aplica sin desintonización.

Preguntas frecuentes: Cómo interpretar un informe de calidad de energía

¿Debo confiar más en THDi o en THDu?

Ninguno de los dos por separado. THDi define la función de filtrado, mientras que THDu revela problemas de resonancia e impedancia. Interpretarlos en conjunto: un THDi alto con un THDu bajo indica una tarea de filtrado, y un THDu alto con un THDi moderado requiere un análisis de la red antes de tomar cualquier decisión sobre el equipo.

¿La colocación de la tomografía computarizada modifica el resultado?

Esto cambia el resultado por completo. Un transformador de corriente (TC) en una rama mide una rama, y ​​la corriente armónica se divide entre trayectorias paralelas, por lo que los datos de las ramas no se pueden escalar hasta el punto de acoplamiento común sin información de impedancia. Verifique la relación de transformación, la posición y la disposición del neutro del TC indicadas, y considere incompleto cualquier informe que las omita.

¿Cómo se selecciona realmente la capacidad?

La capacidad depende de la corriente RMS medida y de la corriente armónica que debe cancelarse, no de la potencia nominal del transformador. La carga de filtrado aumenta con la carga, por lo que la corriente de dimensionamiento es la corriente RMS sostenida más alta en el perfil de carga, verificada con respecto al espectro en ese momento. La capacidad reactiva depende del rango de potencia reactiva, y la capacidad de balance depende del contenido de secuencia cero.

¿Qué hay del mantenimiento y la amortización?

Los equipos en funcionamiento requieren inspecciones periódicas de ventiladores, filtros y conexiones, y su coste total depende del uso y la temperatura ambiente. Por lo tanto, conviene indicar estas condiciones al comparar presupuestos. No se puede garantizar la recuperación de la inversión basándose únicamente en un informe, ya que depende de la estructura tarifaria, el patrón de pérdidas y las horas de funcionamiento. Lo más ético es modelar estos factores en función del perfil de carga medido, en lugar de asumir un ahorro fijo.