Cuando se utilizan Medidores de Calidad de Energía

Los Medidores de Calidad de Energía (PQMs, por sus siglas en inglés) pertenecen al sector de Pruebas y Medidas (T&M, por sus siglas en inglés). Este es el sector de instrumentación más fragmentado de todos. Pruebas y Medidas incluye osciloscopios, analizadores, medidores, multímetros, calibradores, generadores de señales, bancos de pruebas, sondas y sensores de prueba, cuya aplicación se extiende a todas las industrias.

En un mercado tan abarrotado, los numerosos proveedores buscan dominar el campo en términos de calidad, durabilidad, confiabilidad, capilaridad de distribución e innovaciones tecnológicas. Según los analistas, serán las asociaciones entre los grandes actores, el desarrollo de redes de comunicación, la difusión de las tecnologías 5G e IoT lo que guiará la nueva generación de estas herramientas y su mercado.

A nivel mundial, T&M (Pruebas y Medidas) tiene un valor de alrededor de 25 mil millones de dólares y una tasa de crecimiento estimada durante los próximos 5 años (2020-2025) entre el 4 y el 6%. El gráfico circular a continuación, también derivado por inducción de datos agregados, muestra la segmentación por la cual la participación de PQM tiene un valor aproximado de 1.2 mil millones de dólares.

El concepto de “Calidad de Energía”

La Calidad de Energía se refiere a la calidad del voltaje y la corriente, es decir, el grado en que estas dos cantidades se desvían de la forma de onda ideal en términos de frecuencia, amplitud o fase. La expresión Calidad de Energía también se refiere a un sistema complejo de actividades que implican la iteración entre un sistema eléctrico (generalmente en manos del proveedor) y las cargas (en manos del cliente/usuario) que reciben energía eléctrica. El funcionamiento de la carga se ve afectado por la calidad de la energía suministrada, pero a su vez, la carga puede generar perturbaciones dirigidas hacia el sistema.

Las causas de las perturbaciones son típicamente debido a la desviación de la amplitud del voltaje (causada por la variación en la potencia activa y reactiva absorbida por las cargas, la acción de los transformadores de relación variable bajo carga, o la conexión de cargas capacitivas o inductivas) y la desviación de frecuencia (causada por la presencia de cargas no lineales y transformadores saturantes). Las medidas de Calidad de Energía insuficientes pueden resultar en daños a la maquinaria (sobrecalentamiento de los motores eléctricos), incumplimiento de la producción (máquinas que no funcionan en condiciones de diseño), interrupciones en la producción, aumento de los costos energéticos.

Campaña de medición

Habiendo dicho esto, es importante verificar la presencia de perturbaciones y evaluar su magnitud a través de una campaña de medición en la que las medidas deben realizarse durante el funcionamiento de las cargas, extendiéndose durante un período significativo de tiempo (al menos una semana) y abordando aspectos como el voltaje (frecuencia, amplitud, voltaje de fase/neutro, caídas), armónicos (cálculo de THD), y corriente (mediciones de corriente de fase). Los límites y parámetros de la campaña de medición están definidos por la norma EN 50160. Para cada cantidad, se deben definir umbrales más allá de los cuales sea necesario intervenir. Por ejemplo, las variaciones de voltaje no deben superar el 10% del valor nominal, el desequilibrio entre fases debe ser inferior al 3%, el THD no debe exceder el 5%. Las mediciones deben realizarse necesariamente utilizando equipos que cumplan con las normas, en particular EN 50160. En este sentido, los PQMs analizan la calidad de la energía suministrada y las cargas conectadas, protegen el equipo conectado a la red, proporcionan informes útiles para mantener bajo control el consumo y las anomalías, además de poder ser utilizados como elemento de verificación o disputa contra el administrador de la red.

En todos los sectores, desde mecánica hasta centros de datos, desde electrónica hasta médica, donde existen equipos o maquinarias que pueden sufrir fallas graves o tiempo de inactividad como consecuencia de caídas de voltaje, parpadeos, desequilibrios entre fases, se utiliza un PQM para analizar en detalle qué y cuándo ocurrió el problema en la línea de alimentación y para intervenir hacia el distribuidor del servicio o en su propia planta.