Servicio de calidad de energía y análisis de redes eléctricas en Monterrey

Análisis de calidad de energía en sistemas monofásicos y trifásicos, con equipos Fluke, Hioki y Circuitor. Para responsables de planta que necesitan evidencia medida de armónicos, transitorios, factor de potencia y pérdidas.

Servicio de chequeo de redes eléctricas en Monterrey

Equipos de calidad de la energía con Fluke, Hioki y Circuitor

Realizamos servicios y análisis de calidad de energía en sistemas eléctricos de una fase y trifásicos, y análisis de acuerdo con el código de red en México. Medimos armónicos, transitorios, cuantificación de energía, VA, factor de potencia, factor de potencia en desplazamiento (frecuencia fundamental), VARs, etc., en sistemas completos o en equipos y cargas individuales.

Usamos equipos de análisis de calidad de energía Fluke 435 Series II (clase A), Hioki PW3198 y Circuitor MyeBox. También disponemos de renta de todo tipo de equipos de laboratorio, y ofrecemos venta y renta de analizadores de comparadores de ondas de impulso para devanados o bobinas.

Además revisamos devanados de transformadores monofásicos y trifásicos: pruebas de aislamiento y de relación de transformación con equipos de las marcas Fluke y Megger.

Laboratorio abierto al público

Somos 100% transparentes. Tomamos videos de los procedimientos de nuestro trabajo, y usted puede asistir y presenciar los análisis en vivo.

Videos y redes

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Qué medimos en el análisis trifásico

Formas de onda y fasores

El modo de osciloscopio muestra tensiones y corrientes del sistema de alimentación en prueba mediante formas de onda o un diagrama de vectores. También muestra valores numéricos: tensiones de fase (rms, fundamental y en cursor), corrientes de fase (rms, fundamental y en cursor), frecuencia y ángulos de fase entre tensiones y corrientes. Los modos de osciloscopio y fasor se pueden usar junto con otra medida activa, como voltios/amperios/hercios, sin interrumpir el registro de lecturas.

Voltios, amperios y hercios

Volt./Amp./Hz muestra una pantalla de multímetro con los valores numéricos de medida relevantes. La pantalla de tendencia relacionada muestra los cambios de todos esos valores durante un periodo de tiempo. Los eventos, como las fluctuaciones, se enumeran en una tabla. La pantalla ofrece un resumen de tensiones y corrientes en todas las fases. Las tensiones rms se muestran de neutro a línea y de línea a línea, junto con la frecuencia y los factores de cresta.

El factor de cresta FC indica la cantidad de distorsión: un FC de 1,41 significa que no hay distorsión y un valor superior a 1,8 significa alta distorsión. Utilice esta pantalla para tener una primera impresión del rendimiento del sistema de alimentación antes de examinarlo en detalle con otros modos de medida.

Fluctuaciones, subidas y bajadas de tensión

Esta función registra caídas de tensión, interrupciones, cambios rápidos de tensión y subidas de tensión. Las fluctuaciones (caídas) son desviaciones rápidas respecto a la tensión normal. La magnitud puede estar entre diez y cientos de voltios. La duración puede variar desde medio ciclo hasta unos segundos, como se define en EN61000-4-30.

Armónicos

Se mide y se registra armónico e interarmónico hasta el 50o. Se miden también datos relacionados, como componentes de CC, THD (distorsión total por armónicos) y factor K.

Los armónicos son distorsiones periódicas de las ondas sinusoidales de potencia, corriente o tensión. Una forma de onda puede considerarse una combinación de varias ondas sinusoidales con diferentes frecuencias y magnitudes. La forma en que estos componentes afectan a la señal es el parámetro de medida. Las lecturas pueden mostrarse como porcentaje del fundamental, como porcentaje de todos los armónicos combinados (valor rms) o como valor rms, en una pantalla de gráfico de barras, de multímetro o de tendencias.

Potencia y energía

Se muestra una pantalla de multímetro con todos los parámetros relevantes de potencia. La pantalla de tendencia relacionada muestra los cambios de todos los valores durante un periodo de tiempo. Una tabla de eventos indica todos los traspasos de tensiones de umbral, y el analizador muestra también el uso de energía.

Los cálculos de potencia se hacen para Fundamental y Full (Completo). Fundamental considera la tensión y la corriente solamente a la frecuencia fundamental (60, 50 Hz o 400 Hz en el Fluke 437-II); Full usa el espectro de frecuencias completo (tensión y corriente rms verdadero).

Eficiencia de inversores

Mide la eficiencia y la cantidad de energía que entregan inversores que convierten CC monofásica en CA monofásica o trifásica, como los de sistemas de paneles solares, transmisiones de velocidad variable y sistemas de fuente de alimentación ininterrumpida (UPS). Se miden la corriente y la tensión de CC que alimentan la entrada del inversor, la corriente de salida de CA y las tres tensiones entre fases (A/L1, B/L2, C/L3).

Desbalances o desequilibrio

La pantalla de desequilibrio muestra las relaciones de fase entre tensiones y corrientes. Los resultados se basan en el componente de frecuencia fundamental (60 Hz, 50 Hz o 400 Hz en el Fluke 437-II), con el método de componentes simétricos. En un sistema eléctrico trifásico, el cambio de fase entre tensiones y corrientes debería estar próximo a 120. El modo ofrece pantalla de multímetro, pantalla de tendencias, tablas de eventos y diagrama fasorial.

Corrientes de arranque o inrush

El analizador captura corrientes inrush: sobrecorrientes que se producen cuando surge una carga grande o de baja impedancia. Normalmente la corriente se estabiliza tras unos instantes, cuando la carga alcanza un estado de funcionamiento normal. Por ejemplo, la corriente inrush en motores de inducción puede ser diez veces la corriente de funcionamiento normal.

Se mide con un modo de “disparo único” que registra las tendencias de corriente y tensión tras un evento de corriente (la activación). Se produce un evento cuando la forma de onda de corriente supera los límites ajustables. La presentación comienza desde el lado derecho de la pantalla, y la información previa a la activación permite ver lo que ocurrió antes de la corriente inrush.

Cálculos de pérdida de energía

El analizador ofrece análisis avanzados del uso de energía para determinar dónde se producen pérdidas y ver su influencia en la factura de electricidad. Permite determinar las pérdidas por varias causas:

kW efectivos. Pérdida debida al transporte de la potencia efectiva, causada por la resistencia de los hilos. Es el único componente de la potencia que se puede transferir en energía mecánica útil.
Kvar reactivos. Pérdida debida a la potencia reactiva que se transporta por el sistema, pero no proporciona funcionamiento activo. La pérdida se debe al flujo de corriente.
kVA de desequilibrio. Pérdida por desequilibrio en la fuente y la carga. Esta función de medida exclusiva ayuda a revelar pérdidas debidas al desequilibrio de la red. La potencia de desequilibrio es la potencia fundamental menos la potencia de secuencia positiva.
kVA de distorsión. Pérdida debida a la potencia de distorsión (armónicos). Permite determinar rápidamente los ahorros posibles con filtrado activo u otras mejoras del sistema. La potencia de armónicos es la potencia real menos la potencia fundamental.
A de neutro. Pérdida debida a corrientes en el conductor de neutro. Además de ser una fuente posible de situaciones inseguras, como el sobrecalentamiento, la corriente grande en el neutro provoca pérdidas.

El analizador mide estos componentes simultáneamente. La calculadora de pérdida de energía usa algoritmos patentados para calcular las pérdidas y monetizarlas.

Logger y monitoreo de la calidad de energía

La supervisión del sistema muestra una pantalla de gráficos de barras que indica si parámetros importantes de calidad de la energía cumplen los requisitos. Entre ellos:

Tensiones RMS.
Armónicos.
Parpadeo.
Caídas de tensión, interrupciones, cambios rápidos de tensión y subidas de tensión (DIRS).
Desequilibrio, frecuencia y transmisión de señales.

Flicker o parpadeo

La función de parpadeo está disponible en el Fluke 435-II y 437-II. Cuantifica la fluctuación de la luminancia de lámparas causada por variaciones de la tensión de alimentación. El algoritmo cumple la norma EN61000-4-15 y se basa en un modelo de percepción del sistema sensorial del cerebro y del ojo humano.

El analizador convierte la duración y la magnitud de las variaciones de tensión en un “factor de molestia” que causa el parpadeo resultante de una lámpara de 60 W. Una lectura alta significa que la mayoría de la gente encontraría irritantes los cambios de luminancia, aunque la variación de tensión sea relativamente pequeña. La medida se optimiza en lámparas alimentadas con 120 V / 60 Hz o 230 V / 50 Hz. La pantalla de multímetro muestra los parámetros del flicker por fase, y la de tendencia, los cambios de todos los valores.

Transitorios

El Fluke 435-II puede capturar formas de onda de alta resolución durante varias perturbaciones. Entrega una instantánea de las formas de onda de tensión y corriente en el momento preciso de la perturbación, de modo que se ven durante caídas de tensión, subidas, interrupciones y transitorios.

En el modo de transitorios, el analizador usa un ajuste especial de su circuito de entrada para capturar señales de hasta 6 kilovoltios de amplitud. Los transitorios son picos rápidos en la forma de onda de tensión; pueden tener tanta energía que equipos electrónicos sensibles se vean afectados o dañados. La pantalla se parece a la de un osciloscopio, pero su sección vertical está ampliada para ver los picos superpuestos a la onda sinusoidal de 60 o 50 Hz. Se captura una forma de onda cada vez que la tensión (o corriente rms) supera los límites ajustables. Se puede capturar un máximo de 9.999 eventos. La velocidad de muestreo para detectar transitorios es de 200 kS/s. También hay un modo de multímetro que muestra el valor rms de medio ciclo de tensión (Vrms), corriente (Arms) y frecuencia.

Por qué es importante revisar la calidad eléctrica

La calidad eléctrica indica qué tan adecuada es la instalación para soportar un funcionamiento fiable de sus cargas. Una perturbación eléctrica puede afectar la tensión, la corriente o la frecuencia, y puede originarse en las instalaciones del usuario, en sus cargas o en la compañía eléctrica.

Las perturbaciones se definen por su magnitud y duración. Van desde transitorios que duran microsegundos hasta cortes de servicio de horas. Si el suministro supera los límites de operación, los equipos instalados pueden funcionar mal o dañarse. Los costos de un mal suministro pueden ser notables:

Pérdidas de producción: cada vez que se interrumpe la producción, su empresa pierde dinero por los productos que no se fabrican ni se venden.
Productos dañados: las interrupciones pueden dañar productos en proceso, que deben reprocesarse o rechazarse.
Costo energético: las compañías eléctricas pueden aplicar penalizaciones por factores de potencia bajos o por picos elevados de consumo.

Instrumentos Fluke para el análisis de calidad eléctrica

Fluke ofrece instrumentos para la localización y solución de problemas, el mantenimiento preventivo y el registro y análisis a largo plazo, en aplicaciones industriales y redes de suministro:

Instrumentos para solucionar problemas: pinzas amperimétricas para medida de calidad eléctrica y potencia, y analizadores monofásicos y trifásicos adecuados para mantenimiento predictivo, verificación de la calidad del servicio conforme a las normas aplicables y estudios de carga.
Registradores de calidad eléctrica: determinan la calidad eléctrica, hacen estudios de carga y capturan eventos de tensión difíciles de detectar durante un periodo definido por el usuario.
Analizadores de calidad eléctrica: detectan y registran todos los detalles de las perturbaciones, hacen análisis de tendencias y verifican la calidad del suministro conforme a la clase A durante intervalos definidos por el usuario.

Ventajas de los analizadores de redes eléctricas

1. Ahorrar

Detectar y prevenir el exceso de consumo (kW h).
Analizar curvas de carga para ver dónde se produce la máxima demanda de energía.
Detectar la necesidad de instalar una batería de condensadores, y su potencia.
Detectar fraude en los contadores de energía.

2. Prevenir

Son útiles para el mantenimiento periódico de la red eléctrica, en baja y en media tensión: ver curvas de arranque de motores, detectar posibles saturaciones del transformador de potencia, cortes de alimentación, deficiente calidad de suministro, etc.

3. Solventar

Permiten analizar dónde está el problema en la red para resolver disparos intempestivos, fugas diferenciales, calentamiento de cables, resonancias, armónicos, perturbaciones, flicker, desequilibrios de fases, etc. También permiten dimensionar filtros activos o pasivos de armónicos y filtros para variadores de velocidad.

Estudio de calidad de la energía

Objetivo

Evaluar los problemas de calidad eléctrica: transitorios, armónicas, regulación de voltaje, consumo, factor de potencia, revisión del sistema de tierras y fluctuaciones dinámicas de voltaje, para determinar la afectación sobre el sistema y los equipos finales, y verificar que cumplan con la norma provisional de CFE L0000-45 “perturbaciones permisibles en la forma de onda de tensión y corriente del suministro de energía eléctrica”.

Análisis de calidad eléctrica

El análisis debe enfocarse en cumplir con las normas nacionales e internacionales principales. El análisis básico cumple los siguientes puntos.

Análisis previo

Se discuten con los usuarios los antecedentes detectados sobre todos los problemas que se atribuyen a una mala calidad de energía eléctrica.

Inspección visual

Se hace una inspección visual y un levantamiento de información de la instalación eléctrica y los equipos afectados.

Mediciones

Las mediciones de campo se realizan en las siguientes etapas. Todas se efectúan en condiciones normales de carga.

Neutro y tierra

Medición del conductor de neutro y tierra.
Diferencia de potencial entre neutro y tierra.

Parámetros eléctricos

Voltaje por fase y trifásico.
Intensidad por fase y trifásico.
Factor de potencia por fase y trifásico.
Factor de potencia en desplazamiento.
Potencia activa por fase y trifásico.
Potencia aparente por fase y trifásico.
Potencia reactiva por fase y trifásico.

Armónicas

Distorsión armónica total en tensión e intensidad por fase.
Contenido armónico en tensión e intensidad hasta la armónica 50 en cada fase.
Distorsión armónica total en los conductores de neutro y tierra.
Distorsión armónica individual hasta la armónica 50 en los conductores de neutro y tierra.

Transitorios

Se miden transitorios de voltaje y corriente simultáneamente en todas las fases. Todos los eventos transitorios deben capturarse como mínimo con una resolución de ciclo, con registro simultáneo de cada fase.

Perfil de voltaje mínimo, promedio y máximo.
Sobrevoltajes y caídas de voltaje.
Sags.
Swells.
Impulsos.
Microinterrupciones.

Equipos para las mediciones

Analizador de redes eléctricas marca Fluke, modelo 435 II Clase A.
LISN Line Impedance Stabilization Network, marca Wayne, modelo LSN30B.
Megger TTR25 Transformer Turn Ratio tester.
Probador de aislamiento marca Fluke, modelo 1507.
Pinzas amperimétricas disponibles de 30A, 200 A, 1000 A, 2000 A, 3000 y 6000 A.
Equipo de cómputo personal (laptop), multímetro y herramienta en general.

Ingeniería, elaboración del reporte y presentación de resultados

Se entrega un reporte profesional que detalla:

Objetivo del estudio.
Metodología utilizada para elaborar el reporte.
Desarrollo del estudio, con los resultados de las mediciones en tablas y gráficas.

Las tablas y gráficas incluyen:

Formas de onda de tensión y corriente por fase.
Distorsión armónica total en tensión y corriente.
Distorsión individual hasta la armónica 50 en tensión y corriente.
Factor K.
Sobrecorriente generada por armónicas.
Pérdidas de los equipos de distribución por armónicas.
Comportamiento de los parámetros eléctricos con respecto al tiempo (voltaje, corriente, factor de potencia, potencia activa, reactiva y aparente).
Porcentaje de desbalanceo de voltaje y corriente.
Porcentaje de regulación de voltaje.
Flujo de cargas.
Transitorios ocurridos.
Tabla de eventos con tipo, momento de ocurrencia, duración y magnitud (sags, swells, impulsos, microinterrupciones).
Perfil de voltaje y corriente.
Niveles de corriente, voltaje y armónicas en el conductor de neutro y tierra.

El reporte cierra con conclusiones y recomendaciones finales:

Situación actual del factor de potencia y recomendaciones para optimizarlo.
Efecto de las armónicas en el sistema.
Efecto de los transitorios en su sistema.
Problemas detectados por otras causas, como sobrevoltaje y desbalanceos.
Análisis de los resultados respecto a las principales normas nacionales e internacionales.
Soluciones a cada problema detectado, con recomendaciones y sugerencias del equipo necesario.

Al final del estudio se considera una reunión para discutir el reporte y aclarar dudas.