introducciÓn

7/17/2019 INTRODUCCIÓN

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INTRODUCCIÓN

Actualmente, las normas internacionales referentes a la calidad de la energía eléctrica y la

contaminación hacia la red eléctrica con corrientes armónicas, han cobrado especial interés

debido a las perturbaciones que presenta la onda de tensión que proporciona la red.

Idealmente esta onda de tensión debe ser una senoide pura con una frecuencia constante;

sin embargo, en la realidad esto no sucede, ya que la onda de tensión presenta

perturbaciones como: ruidos en modo diferencial o común, impulsos eléctricos, ariaciones

r!pidas o lentas de tensión, parpadeo "flic#er$, distorsión armónica y ariaciones de

frecuencia. %i la red eléctrica se encontrara libre de usuarios, ésta presentaría una onda de



tensión de buena calidad, la cual se ería perturbada ocasionalmente debido a fallas en los

centros de generación, de distribución o debido a descargas atmosféricas, principalmente.

%in embargo, cuando un número muy grande de usuarios est! conectado a la red, la

someten a un número muy grande de cargas eléctricas que aunque funcionen correctamente

pueden alterar la onda de tensión con caídas permanentes o transitorias e&cesias e

inyección de corrientes armónicas; adem!s, las cargas pueden aeriarse y producir

consumos anómalos o cortocircuitos, lo cual puede repercutir en otras cargas que se

encuentren conectadas en un punto cercano.

'al como se obsera en el diagrama unifilar de la figura (, las cargas eléctricas de los

usuarios se encuentran conectadas a un punto en común en la red de ba)o olta)e, así que si

una de las cargas demanda corrientes armónicas a la red o demanda una corriente e&cesia

debido a un cortocircuito, las cargas eléctricas de los dem!s usuarios se erían afectadas por

la impedancia finita de la red.

*n la siguiente sección, se presenta un resumen de las principales perturbaciones que se

encuentran en la red y el origen de las mismas. TIPOS DE PERTURBACIONES

+as perturbaciones en la red eléctrica se pueden clasificar de la siguiente manera (-

Perturbaciones aleatorias



%on fenómenos aleatorios pasa)eros que tienen su origen tanto en los elementos de la red

eléctrica, como en la propia instalación del usuario. +a consecuencia típica de estas

perturbaciones es una caída de tensión transitoria, y en ocasiones un corte m!s o menos

prolongado en algunas /onas de la red. +as causas típicas de estas perturbaciones son los

rayos, las maniobras en alta tensión, las ariaciones bruscas de cargas y los cortocircuitos0

(-

Perturbaciones estacionarias

%on fenómenos de car!cter permanente, o que se e&tienden a lapsos bien definidos que

desde el punto de ista de los fenómenos que estudiamos, podemos considerarlos como

permanentes.

*stas perturbaciones tienen, en su mayoría, origen en el funcionamiento de ciertos equipos

locali/ados normalmente en la instalación del abonado0 (-

DESCRIPCIÓN DE LAS PERTURBACIONES

+as perturbaciones m!s frecuentes en la red eléctrica son las siguientes 1-:

Ruidos e impulsos en modo dierencial

%on perturbaciones de tensión que tienen lugar entre los conductores actios de

alimentación "fase y neutro en sistemas monof!sicos; fases o fase y neutro en sistemastrif!sicos$. %i son frecuentes y de escaso alor "decenas de oltios m!s o menos$, se llaman

ruidos.

%i son espor!dicos y de alor eleado "cientos de oltios$, se denominan impulsos, es decir,

cuando su duración es inferior a 1 ms. +os ruidos eléctricos se producen debido al

funcionamiento de m!quinas eléctricas con escobillas, soldadoras de arco, timbres,

interruptores, etc., los cuales se encuentran conectados en algún punto cercano a la carga

utili/ada. 2o producen da3o en los equipos, pero si pueden causar un mal funcionamiento.

4or otro lado, los impulsos eléctricos suelen producirse por cone&ión y descone&ión de

bancos de condensadores, funcionamiento de hornos de arco, m!quinas con escobillas,

interruptores, termostatos y por descargas eléctricas.

5e todas las perturbaciones, son las m!s aleatorias y menos predecibles.

*ste tipo de perturbaciones puede producir da3os muy serios en los equipos.

6na forma de onda de tensión con ruido eléctrico se muestra en la 7igura 1"a$, mientras que

en la figura 1"b$, se muestra una forma de onda de tensión con la presencia de un impulso

eléctrico.



!ariaciones lentas " r#pidas de tensi$n

%e considera una ariación lenta de tensión, aquella que se presenta con una duración de (8

segundos o m!s.

%e produce debido a la ariación de las cargas en redes eléctricas con impedancia alta de

cortocircuito. %i sobrepasan los límites est!ticos permitidos por los equipos, pueden

producir fallos en su operación. *ste tipo de ariación de tensión se muestra en la figura

9"a$.

7igura 9"a$. ariación lenta de tensión

4or otra parte, una ariación r!pida de tensión tiene una duración menor a los (8 segundos.

%e producen debido a la cone&ión y descone&ión de cargas grandes y maniobras en las

líneas de la red eléctrica. *l da3o que pueden causar en los equipos depende de su amplitud

y su duración, dado que un equipo puede soportar una mayor amplitud en un menor tiempo

y iceersa. omo casos particulares de estas perturbaciones, se encuentran el parpadeo

"flic#er$ y los microcortes.

*ste tipo de ariación de tensión se muestra en la figura 9"b$.



7igura 9"b$. ariación r!pida de tensión.

Parpadeo %lic&er'

*s una ariación r!pida de tensión de forma repetitia, similar a la modulación de amplitud

de una onda de alta frecuencia por una onda de ba)a frecuencia, la cual se puede obserar

en la figura <. 4roduce en las l!mparas un parpadeo isible y molesto "de aquí el nombre$;

se debe principalmente al funcionamiento de hornos de arco y equipos de soldadura. *n

general no produce da3os en los equipos a menos que la ariación sea muy pronunciada.



7igura <. ariación r!pida de tensión.

(icrocortes

%on anulaciones en la tensión de la red eléctrica "o reducciones por deba)o del =8> de su

alor nominal$ con una duración menor a un ciclo. %e deben principalmente a defectos en la

red eléctrica o en la propia instalación del usuario. 4ueden producir mal funcionamiento en

cargas muy sensibles y errores en las computadoras.

6n e)emplo de una forma de onda de tensión con microcortes se muestra en la figura ?.



7igura ?. @icrocortes de tensión.

Cortes lar)os

%on anulaciones de la tensión de red "o reducciones por deba)o del ?8> de su alor

nominal$ de duración mayor a un ciclo. %e producen generalmente por fallas o descone&ión

de las líneas de alimentación y por aerías en los centros de generación y de

transformación.

biamente, este tipo de perturbaciones ocasiona un fallo total del equipo que est! siendo

alimentado; sin embargo, algunas computadoras peque3as pueden soportar un corte de poca

duración "dos ciclos apro&imadamente$.

+a figura =, muestra un corte largo de tensión, que si bien, ésta no cae a cero, si es menor al

?8> del alor nominal.



7igura =. orte largo de tensión.

Distorsi$n

*s una deformación de la forma de onda de tensión, debida a la presencia de armónicos. %u

nombre técnico es 5istorsión Armónica 'otal "'B5 por sus siglas en inglés$. %e debe

principalmente a la cone&ión a la red eléctrica de m!quinas con núcleo magnético saturado,

conertidores est!ticos "rectificadores controlados y no controlados, sistemas de

alimentación ininterrumpida, fuentes conmutadas$ y otras cargas no lineales. asi todas las

cargas críticas como lo son los equipos electrónicos soportan una distorsión m!&ima del

?>.



7igura. C. 7orma de onda de tensión con gran distorsión armónica.

!ariaciones de recuencia

%on cambios en la frecuencia de se3al senoidal proporcionada por la red, que en *uropa es

de ?8 B/ y en América de =8 B/. 2ormalmente resulta muy raro que se presente este

problema en la red eléctrica en condiciones normales y puede llegar a ocurrir debido a la

intercone&ión de los centros de generación de energía eléctrica. Deneralmente sólo se

producen en centros con generación aislada de tensión como lo pueden ser redes eléctricas

rurales aisladas que obtienen energía eléctrica a partir de generadores de combustión

interna, paneles fotooltaicos, generadores eólicos o en plataformas de e&plotación

petrolera.



7igura E. 7orma de onda de tensión con ariación de frecuencia.

CONCLUSIONES

%e ha presentado una reisión de los distintos tipos de perturbaciones comunes en la red

eléctrica, las cuales pueden ocasionar funcionamientos anómalos en las cargas eléctricas,

incluso destruirlas; por lo que es necesario que las cargas eléctricas del usuario cuenten con

una seguridad de alimentación y adem!s, calidad en la onda de tensión que recibe de la red

eléctrica para el funcionamiento correcto de los equipos. +as consecuencias de los

problemas ocasionados por las perturbaciones eléctricas en la red pueden suponer grandes

pérdidas económicas en instalaciones industriales que cuenten con procesos continuos,

como por e)emplo: la industria metalúrgica, la industria cementera e industrias químicas,

por mencionar algunas de ellas; también puede ocasionar problemas en centros de c!lculo,

centros de dise3o por computadora, centros de cómputo de oficinas, o bien ocasionar

trastornos en la ida cotidiana e incluso poner en riesgo idas humanas si hablamos pore)emplo de los equipos electrónicos que controlan los signos itales de un paciente o las

computadoras que controlan una planta nuclear.

BIBLIO*RA+,A

(- Arriola, 7. F. "(GEG$, 4erturbaciones m!s habituales en un sistema eléctrico0, Fornada



sobre perturbaciones eléctricas, an!lisis y preención, Hilbao, 19 de 7ebrero.

1- Asinel6nesa "(GEC$, Jesultado del plan de medidas de perturbaciones eléctricas, (K

fase0, abril.

9- @artíne/, 4. et al. "(GG($, oltage +ine onditioner Hased on 7ast Actie

7iltering0,7irst 4oLer Muality and Applications,4arís, %D**, (<(E de octubre.

<- @artíne/, %. "(GEG$, 2ecesidad y utili/ación de los %AI0, @undo electrónico, núm.

(G=, )unio.

?- Alimentación de equipos inform!ticos y otras cargas críticas, "(GG1$, @cDraLBill.

EL AUTOR

Víctor Sánchez Huerta

5iisión de iencias e Ingenierías, 6niersidad de Muintana Joo

Houleard Hahía sNn esq. Ignacio omonfort, ol. del Hosque

hetumal, Muintana Joo, @é&ico .4. CC8(G

!ariaciones de -olta.e da/an m#s 0ue unapa)$n1 )unio 18(1



%ección: Academia, arrusel, %eguridad

Debido a los cambios intensos de temperatura, las variaciones de voltaje o bajones de luz,

como comúnmente se les conoce, son un fenómeno cada vez más frecuente en laactualidad.

Ante una baja de voltaje, el dispositivo sigue encendido y recibe menos energía, lo que

ocasiona un funcionamiento anormal y un probable dao permanente.

!or "erardo #ánc$ez.

@ientras los apagones son un fastidio, las

ariaciones de olta)e son en realidad m!s deastadoras y costosas. curren cuando la

energía de una estación local disminuye pero no se desconecta, causando da3os irreparables

en el equipo, ya que trata de operar a plena capacidad con el mínimo de energía.

A medida que las poblaciones, la industriali/ación de las ciudades y el aance de la

tecnología crecen, la e&igencia por una me)or oferta de sericios se torna latente. Al

consumir m!s energía, el país se enfrenta a una potencial sobrecarga de consumo en la red

eléctrica, lo que posteriormente acarrea el ineitable problema de la bien conocidaariación de olta)e.

Boy sabemos que en @é&ico hay regiones que e&perimentan temperaturas

e&cepcionalmente altas o frentes fríos e&tremos. 5e prolongarse dichas condiciones porlargos periodos de tiempo, el resultado indudablemente estaría dentro de los peores

escenarios. *l uso continuo de aire acondicionado y calefacción proocaría ba)as en el

suministro del sericio y apagones continuos, lo que costaría decenas de millones de pesos

a la economía me&icana.

+as condiciones en las que se presentan las ba)as de olta)e se producen, regularmente,

durante una tormenta o incluso durante un caluroso día de erano, y se dan, en la mayoríade los casos, cuando se reduce el suministro de energía desde las estaciones locales de

energía eléctrica. *stas pueden ser planeadas o impreistas.

Planeada: se da cuando la estación local de energía eléctrica reduce temporalmente el

suministro de energía durante las horas pico. *sto es porque la mayor parte de la tecnología

y aparatos est!n dise3ados para resistir de manera adecuada la ba)a de olta)e sin da3arse.

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http://constructorelectrico.com/home/category/carrusel/

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Imprevista: son m!s importantes porque significa que el olta)e de pronto y sin aiso

alguno ha caído considerablemente. *sto trae consecuencias bien conocidas, en las que elequipo se da3a mientras intenta operar con normalidad.

Por 0u1 es m#s peli)rosa una ba.a de -olta.e

*sto tiene una simple e&plicación, ya que, durante un apagón, la energía simplementedetiene su flu)o, por lo que el aparato o electrodoméstico se apaga. 4ero cuando se trata deuna ba)a de olta)e, el dispositio sigue encendido y recibiendo menos energía, lo que a a

ocasionar un funcionamiento anormal y un probable da3o permanente.

uando una ba)a de olta)e tiene lugar, se identifica f!cilmente por la menor intensidad de

la lu/ y su respectio parpadeo.

• Apagar todas las unidades de aire acondicionado o calefacción que estén operando

• @antener una lu/ encendida para saber cu!ndo ha terminado la ba)a de olta)e

• Apagar el resto de las luces

• Apagar computadoras de escritorio

• 5esconectar aparatos electrodomésticos

• Apague la fuente principal de energía, de ser posible

*s importante no apresurarse a oler a conectar todos los equipos y encender las luces,sino hasta después de que el sericio de lu/ se haya restablecido. %e recomienda esperar al

menos (? minutos para que los electrodomésticos nueamente sean conectados o

encendidos, y debe hacerse uno por uno.

Recomendaciones para reducir el ries)o*s importante considerar algunos conse)os para la contratación y llear un registro de los

equipos, antes y después de una ba)a de olta)e.

• *mplear sistemas de automati/ación. Ayudan a monitorear el olta)e y el consumo

de energía. *ncienden sistem!ticamente el equipo para eitar el da3o al que puedeser e&puesto por una descarga completa de energía

• *nergía de respaldo. %i se tienen problemas frecuentes de apagones o ba)as de

olta)e, contar con un sistema de respaldo de energía es lo m!s coneniente

• %istemas de monitoreo remoto. *stos pueden proeer información acerca de los

puntos críticos en un sistema, rendimiento del inmueble, uso de la energía y reportede sericios. *stos sistemas también pueden indicar la me)or manera de utili/ar el

equipo y la periodicidad del mantenimiento por fallas mec!nicas o eléctricas



Ante las olas de calor que en a3os pasados han

afectado a una gran mayoría de los estados del 2orte y a algunos del Dolfo de @é&ico Ocon

temperaturas registradas de m!s de <8 grados

centígradosO, así como los descensos de

temperatura deriados de los 1C frentes fríosocurridos en lo que corresponde a esta

temporada inernal, es importante que tanto

ocupantes, como gerentes de planta y propietarios de edificios estén preparados para

enfrentar los apagones y ariaciones de

olta)e, asegurando el mantenimiento de unaconstrucción a traés de un enfoque de alto

rendimiento.

Ediicios de alto rendimiento

*n los últimos a3os, los edificios de altorendimiento realmente han eolucionado en

forma óptima, pues sus resultados ayudan

directamente a lograr los ob)etios de laorgani/ación empresarial. +os edificios de alto

rendimiento engloban a todo el edificio,

mediante un enfoque que e&amina el dise3o

total y todos sus sistemas, incluyendo los decomodidad interior.

*l proceso de alto rendimiento de edificios de

'rane combina el an!lisis financiero,

operatio y energético para tratar loselementos críticos de desempe3o de una

instalación y aplicar los alores económicos,

con el fin de cuantificar las me)oras y asegurar los resultados.

+os ob)etios de este enfoque pueden incluir eficiencia energética y me)oras en los costos,

mientras que proporciona, de modo m!s cómodo, un ambiente de mayor productiidad para

los ocupantes. Adem!s, prepara adecuadamente los edificios para enfrentar apagones,tormentas, heladas, cambios intensos de temperatura y otras condiciones e&tremas del

clima.

Debido a los cambios de temperatura, las variaciones de voltaje son un fenómeno cada vez

más frecuente

Puntos cla-e para administrar la ener)2a " pre-enir ba.as de -olta.e+a transición de la temporada de frío hacia la de calor es un buen momento para llear a

cabo una auditoría energética y ealuar la carga de climati/ación de un edificio, el uso de

Conse.os para el mantenimiento de unaconstrucci$n de alto rendimiento

1. 'raba)ar con un especialista en la

construcción de sistemas para

reisar las metas de construcción yde funcionamiento

2. Jeali/ar una ealuación analítica de

temporada o de diagnóstico para

ealuar las prioridades y determinarel potencial

3. Identificar /onas conflictias

4. +lear a cabo auditorías energéticas

y los ob)etios de ahorro de energíadurante la temporada de calefacción

5. 5esarrollar un programa de

mantenimiento basado en el

rendimiento que identifica losresultados deseados

6. *aluar los contratos de adquisición

de la energía para obtener precios

óptimos durante la temporada decalefacción

7. 5esarrollar estrategias de nielación

para la temporada de calefacción

8.+lear a cabo las reparaciones delsistema de enfriamiento

9. *aluar el plan de contingencia para

emergencias de inierno



lu/ y de agua, así como todo el consumo que generan los sericios públicos de la

construcción. *sta auditoría consiste en:

• *aluar dónde se utili/a la energía en e&ceso, la falta de mantenimiento o

reparaciones que sean necesarias, y dónde podría inertirse capital para me)orar la

eficiencia energética o el rendimiento. 'ambién, reisar los horarios de operacióndel sistema o de las actiidades programadas, y buscar otras oportunidades para

reducir el uso, consolidar y conserar la energía.

• A)ustar y ealuar el desempe3o de los controles del edificio para garanti/ar el

m!&imo ahorro energético. 4ropietarios y gerentes de mantenimiento integran la

creación de confort con eficiencia, mediante la coordinación de iluminación y uso

de sistemas de BA, con las horas de funcionamiento de la instalación y la programación de eentos. +a integración de sistemas de control puede reducir el

tiempo de mantenimiento y los costos de los sericios públicos a traés del

monitoreo y la reali/ación de diagnósticos regulares del sistema.

• 6na e/ que el sistema est! en plena forma, se deben reali/ar chequeos mensuales

para asegurar un alto rendimiento con ob)etios claros en los edificios. +os propietarios y gerentes pueden hacer esto con una lista de resultados de desempe3o

que defina las actiidades necesarias para asegurar el constante rendimiento del

dise3o.

• *aluar las oportunidades de ahorro de calefacción con combustibles múltiples. A

menudo, se puede lograr un ahorro de sericios públicos a traés de las tarifas de

energía por calentamiento con múltiples fuentes de energía, como electricidad, gas,

petróleo y gas propano. +a fle&ibilidad en las opciones de energía de calefacción

permite a los administradores de edificios brindar calor con la fuente de combustiblem!s rentable.

*l rendimiento basado en el mantenimiento me)ora la fiabilidad del sistema y reduce el

costo del riesgo; el propietario asegura una ida plena y productia a los sistemas. 4or otrolado, ofrece la oportunidad de planificar cu!ndo se debe hacer el traba)o, reduce el tiempo

de inactiidad no planificado y las pérdidas de productiidad debidas a fallas inesperadas y

costosas del equipo, y reduce los posibles impactos ambientales negatios, como fugas deaceite y refrigerante, o cambios de temperatura e&tremos.

Oto/o3 temporada de a4orro de ener)2a

Pa sea como ocupante o como due3o de un edificio, éstas son algunas recomendacionesque eitan da3os irreparables ante las deastadoras y cada e/ m!s comunes ariaciones deolta)e durante el oto3o.

• 6tili/ar la calefacción sólo cuando y donde sea necesario. *itar el calentamiento

de toda la instalación en los momentos en los que el personal de seguridad o de

limpie/a ocupa el edificio



• omprobar que la temperatura ambiente se encuentra en la /ona de comodidad

térmica, pero eitar un calentamiento e&cesio

• Asegurar que el personal est! debidamente capacitado en la operación de los

controles y sistemas de BA

• Aproechar las enta)as en los precios de energía después de la temporada alta

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