ANTECEDENTES Y PROPÓSITOS

En un artículo anterior expliqué la diferencia entre el Cos φ y el Factor de Potencia, viendo las visitas que ha recibido el artículo – hasta hoy unas 8.600, el triple que el siguiente artículo más leído – me he decidido continuar por esta línea y profundizar algo más en el mundo de la calidad de red y sus perturbaciones.

También, me he decidido a no ser tan pelmazo y escribir artículos más cortos y coloquiales, así no dará tanta pereza leerlos ni a mi escribirlos. Por esta razón he escrito una serie de artículos sobre este asunto. Que iré publicando cada semana, o por lo menos esa es mi intención.

Los artículos se centrarán en estos dos aspectos fundamentales de la calidad de red: Los Armónicos y el Factor de Potencia, ya que son los dos únicos aspectos que un consumidor de energía puede mejorar, el resto dependen del sistema de distribución y transformación.

Así que si usted está interesado en mejorar la Calidad del la Red Eléctrica de su instalación eléctrica no se pierda esta serie de artículos, en los que aprenderá qué son estos parámetros, como se modifican y, como afectan a sus equipos y a la eficiencia energética.

SIMPLE EXPLICACIÓN DE CÓMO AFECTAN LOS ARMÓNICOS

¿Es usted conductor? Estoy seguro que sí. Voy a usar una comparación con la conducción para explicar de forma sencilla y gráfica cómo afectan los armónicos a una instalación eléctrica.

Supongamos que tiene que realizar un viaje en coche, usted ha de llegar de una ciudad a otra, por una ruta que no conoce. Antes de salir calcula la cantidad de combustible que echará al coche, usando la velocidad media a la que irá, el tiempo que le llevará y el consumo medio de su coche.

Imagine que el camino se hace por una carretera recta, llana, y con un asfaltado perfecto, usted conduce por ella con una velocidad constante. Su coche funciona perfectamente y consume tan poco como es posible. Así podrá avanzar hasta su destino sin necesidad de detenerse y cumpliendo el planning. Bueno, pues esta situación utópica es un sistema con una calidad de red perfecta, sin armónicos.

Pero ahora imagine que la carretera no es tan perfecta. Carece de pavimento y está adoquinada como esos antiguas calles romanas que hay en el casco viejo de muchas ciudades. Podrá mantener el mismo ritmo que antes, pero es menos cómodo, además que el consumo de gasolina es virtualmente incalculable ya que dependerá de cómo evolucione el estado de la carretera a su paso. La suspensión del coche se va deteriorando a medida que avanza y las vibraciones que se provocan afecta a las partes mecánicas e incluso al conductor y acompañantes.

Cada vez peor: Circular por esa carretera es como hacerlo sobre una chapa corrugada. Las vibraciones son insoportables. Si no reduce la velocidad algo se romperá definitivamente.

Ha aumentado el consumo de combustible, ha disminuido la velocidad a la que calculó ir y, además ha tardado más tiempo en realizar el trayecto. Eso suponiendo que no ha sufrido una avería por la vibración o ha tenido que parar a repostar.

Este ejemplo es cómo está la red y toda la instalación eléctrica cuando hay un caso de resonancia armónica. Es fácil de entender.

SIMPLE EXPLICACIÓN DE CÓMO AFECTA LA REACTIVA

Ahora voy explicar cómo afecta la energía reactiva a las instalaciones y sistemas eléctricos. Usaré el mismo símil del coche en la carretera para ayudarle a comprender qué es esto de la reactiva.

Imagine el mismo viaje que en el caso anterior, pero ahora ha de llegar a una hora determinada. El tiempo en carretera está fijado de antemano y ha de cumplirlo.

Imagine otra carretera recta, llana, con un firme suave y perfecto. Su coche va bien, consume tan poco como le es posible y podría circular así mucho tiempo a esa velocidad constante. No necesita que su coche tenga un motor grande, es suficiente para el trabajo que está desempeñando.

Esta situación se da cuando la instalación eléctrica demanda una potencia constante.

Ahora la carretera no es recta, tiene curvas. Mantener la media de la velocidad implica que haya que tener una conducción más agresiva. Tener que frenar en las curvas hace que deba acelerar en las rectas y recuperar el tiempo perdido.

Para cumplir el objetivo de llegar en el tiempo previsto ha de preocuparse de que la velocidad media no disminuya. Su conducción en el segundo de los casos ha conllevado un mayor consumo de gasolina y probablemente si su coche tenía un motor pequeño no haya conseguido llegar a tiempo. Ha obligado al vehículo a realizar un mayor esfuerzo.

Este ejemplo es similar a lo que sucede en una instalación con energía reactiva. Se obliga a trabajar más a los equipos, obligando a sobredimensionarlos y a requerir más de ellos.

ÍNDICE DE LA SERIE DE ARTÍCULOS

• Parte 1: Los Armónicos y el Factor de Potencia.
• Parte 2: ¿Qué es el Factor de Potencia (FP)? ¿Cómo se compensa la reactiva?
• Parte 3: ¿Qué son los Armónicos?
• Parte 4: ¿Cómo afectan los Armónicos y el FP a la Eficiencia Energética?
• Parte 5: ¿Qué beneficios aporta el «Filtrado de Armónicos» y la «Mejora del FP»?
• Parte 6: Mejora del FP.
• Parte 7: Filtrado de Armónicos.
• Parte 8: Más sobre los Armónicos.

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¿POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE?

Los avances técnicos y tecnológicos de nuestra sociedad están haciendo que las cargas de las instalaciones eléctricas cambien. Ahora tiene más presencia la electrónica de potencia con variadores, fuentes de alimentación, etc los motores y transformadores también evolucionan y esto hace que el Factor de Potencia tenga valores cada vez peores y que los niveles de Armónicos crezcan exponencialmente.

Cada vez más las distribuidoras de electricidad, las empresas y todos los implicados en la calidad de la red se preocupen por controlar y mitigar los efectos de estas distorsiones.

Se requiere a los diseñadores de máquinas , de otros equipos  y de los sistemas eléctricos que mejoren las prestaciones de sus diseños en materia de ahorro energético y disponibilidad eléctrica. Es en este contexto en el que la corrección de estas distorsiones toma una real importancia.

El diseño de medidas correctoras para evitar niveles altos de Armónicos y para mejorar el Factor de Potencia es una materia en la que podrá encontrar múltiples opiniones y en la que hay un cierto oscurantismo, por ser algo novedoso.

Cualquier solución para una instalación pasa por la corrección conjunta de estos dos fenómenos de la física.

OBJETO DE LOS ARTÍCULOS

Estos artículos que, aquí, presento tienen como único objetivo clarificar, en la medida de lo posible y, demostrar como el control de los Armónicos y del Factor de Potencia pueden ayudar a mejorar el funcionamiento profesional de las instalaciones. Consiguiendo ahorros significativos y mejorando la calidad del servicio eléctrico.