Analizador de calidad de energía: ¿Qué es?

El analizador de energía es una herramienta capaz de medir, registrar e identificar fenómenos que afectan a la calidad de la energía, proporcionando al usuario toda la información necesaria para un diagnóstico preciso del sistema eléctrico medido.

También comúnmente se le llama grabadora, sin embargo, es importante evaluar siempre las características técnicas de cada modelo, para que mediante aplicación y capacidad, el usuario pueda identificar el equipo adecuado.

El software de análisis es parte integral de la herramienta, ya que permite al usuario procesar adecuadamente la información registrada, generando así un informe o un diagnóstico directo del objeto de análisis. 

¿Para qué sirve un analizador de calidad energética?

Considerada una de las áreas más complejas de la ingeniería debido a las abstracciones, el modelado y las matemáticas densas (por no decir complicadas), la ingeniería eléctrica es lo que mantiene casi todo en funcionamiento.

Sin embargo , como en cualquier otro ámbito, es necesario controlar, mantener, realizar mediciones, que son como “reconocimientos médicos”, y solucionar problemas.

Son innumerables los problemas y disconformidades que atormentan a ingenieros, técnicos y a todos los que usan y necesitan electricidad para vivir u operar. Veamos algunos a continuación:

Problemas de calidad de la energía

• Corte de energía o “apagón”;

• Tensión fuera de los límites, ausencia de una fase, o el llamado “corte de corriente”;

• Quema de cargas, equipos, lámparas y electrodomésticos debido a una sobretensión o incluso a una descarga atmosférica;

• Mal dimensionamiento de los circuitos de protección;

• Ampliación del sistema y aumento de la carga sin modernización adecuada;

• Perturbaciones en las formas de onda generadas por frecuencias distintas a 60 Hz, que provocan quemaduras y caídas;

• Mal dimensionamiento o sobrecargas en sistemas, transformadores, etc.;

• Corrección del factor de potencia incorrecta o sistemas mal aplicados.

Podríamos enumerar aquí innumerables problemas, sin embargo, lo importante es entender que los problemas de calidad energética son como “enfermedades” o “lesiones” que pueden ser analizadas, diagnosticadas y solucionadas con una herramienta adecuada para tal fin.

Imagina que te sientes muy cansado (tienes un corte de luz o estás sobrecargado), o que tienes un dolor de cabeza que se queda ahí todo el tiempo (armónicos en la red), o que te desmayas (interrupción)... Podemos hacer varias analogías, pero la principal es que, para solucionar los problemas, es imprescindible que se realicen exámenes, o mejor dicho, análisis y mediciones.

Así como un médico necesita una radiografía o una tomografía computarizada para definir un diagnóstico, el ingeniero, técnico o consultor eléctrico necesita herramientas adecuadas para saber qué hacer y qué medidas tomar.

El análisis de curvas, oscilógrafos, gráficos y otras formas de presentar los resultados de las mediciones son esenciales para ser asertivos en el diagnóstico.

Diferencia entre registrador de energía y analizador de energía

Un registrador de energía es un dispositivo capaz de medir y registrar magnitudes eléctricas en general como: Voltaje, corriente, potencia, consumo, demanda, entre otras magnitudes básicas. Imaginemos un “multímetro”, sólo que con más cantidades medidas, y con mayor capacidad de almacenamiento (memoria).

Un analizador de energía no deja de ser un registrador de energía (al fin y al cabo también registra), ya que almacena toda esa información, pero dispone de tecnología y hardware capaz de registrar fenómenos mucho más complejos, que requieren una capacidad de procesamiento mucho mayor. Así que definimos informalmente una diferencia.

 Para ilustrarlo, podemos hablar en términos de memoria y muestreo, considerando los rangos de la gran mayoría de equipos disponibles en el mercado:

	Memoria	Muestreo cíclico
Analizadores	Entre 2 GB y 16 GB	Entre 128 y 1024 muestras
Registradores	Entre 16 MB y 2 GB	Entre 96 y 256 muestras

Las diferencias no terminan aquí, ya que tenemos diferencias en cuanto a integración (registros de tiempo), interfaz, software de procesamiento, entre varios otros factores. Podemos entonces resumir, a grandes rasgos, que los analizadores son herramientas de análisis avanzadas, como por ejemplo un tomógrafo o una resonancia magnética, mientras que los registradores son herramientas más comunes como un tensiómetro o un estetoscopio.

No olvidemos que aquí me estoy basando en la nomenclatura del mercado, sin embargo, este es un nombre/definición informal. Así que es muy fácil confundirse, y no hay ningún delito en ello. Mira, el que te escribe llama a la fotocopia XEROX, ¿y todo el mundo lo entiende? Por último, refuerzo la necesidad de una evaluación de las CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS de cada equipo. Para cada problema o no conformidad, uno puede ser más adecuado que el otro. 

Importancia  y propósito de un analizador de energía

No es posible realizar un informe o análisis de la calidad de la energía por ningún motivo sin una recopilación de datos. Un análisis puede realizarse en pocos minutos, horas, días, meses o años, por lo tanto, la cantidad de información a analizar puede ser un volumen realmente difícil de evaluar sin una herramienta adecuada.

 La recopilación o registro de datos es el primer paso del análisis, y cuando hablamos de Calidad de Energía , es prácticamente imposible recopilar datos sin un analizador.

Consideremos, por ejemplo, una situación hipotética:

Transformador de  alta temperatura

Se encontró mediante una medición termográfica que el transformador está operando a una temperatura muy superior a la especificada por el fabricante. Al medir la corriente no se aprecia claramente que exista sobrecarga ya que todavía hay capacidad de trabajo. Entonces ¿qué hacer? En esta situación hipotética, puede ser necesario, por ejemplo, un análisis del factor k.

¿Qué es el factor K?

El factor “K” es una constante que indica la capacidad del transformador para alimentar cargas no lineales (por ejemplo: hornos de inducción, variadores de velocidad de motores, rectificadores, inversores, no-breaks, etc.) y soportar corrientes armónicas sin superar su temperatura de operación.

Entonces, para conocer el factor k, necesitamos conocer las corrientes armónicas. Pero ¿cómo medirlos?

Los armónicos son frecuencias múltiplos de la frecuencia fundamental (60 Hz), que operan en todo el sistema, perturbando nuestra forma de onda sinusoidal ideal.

Si consideramos la medición de los primeros 41 órdenes armónicos impares, tenemos 41×60 frecuencias a medir, con sus respectivos intervalos de integración en un análisis de al menos 1 semana. Estamos hablando de cientos de miles de registros.

Pero digamos que con mucha buena voluntad usted recopiló una semana de registros para cada frecuencia. ¡Ahora viene la parte del cálculo! ¡Buena suerte con las transformadas de Fourier y las técnicas de filtrado y mitigación! Es posible que este análisis, de ser posible, tarde algunos meses en realizarse. Para entonces, es posible que el transformador se haya quemado o que la paciencia del cliente se haya agotado.

No es posible realizar análisis completos de calidad de energía rápidamente, con varios fenómenos y eventos simultáneos, sin un analizador de calidad de energía. El analizador es una herramienta imprescindible para ingenieros, técnicos, electricistas, empresas, concesionarios y equipos que tratan con electricidad.

Existen diferentes modelos de analizadores de calidad de energía, para diferentes aplicaciones, con diferentes inversiones y a ello dedicaremos un artículo específico.

¿Te gusto el artículo? Así que ¡ descárgalo en formato PDF para consultarlo cuando quieras!

A continuación, en el enlace, vea los principales modelos y sus aplicaciones.