La transición a una tecnología moderna y eficiente desde el punto de vista energético tiene su lado negativo. La electrónica de conmutación, como la iluminación LED y los accionamientos de CA, provoca cada vez más perturbaciones en rangos de frecuencia que antes se consideraban seguros. Las perturbaciones de alta frecuencia -a menudo invisibles para los equipos de medición estándar- suponen un riesgo creciente para la fiabilidad operativa de las instalaciones críticas.
Qué es: Contaminación de la tensión y la corriente con frecuencias superiores a 2 kHz (a menudo de 2 kHz a 150 kHz, también llamadas supraarmónicas ).
La causa: la frecuencia de conmutación de la electrónica de potencia moderna (inversores, controladores LED, cargadores de vehículos eléctricos).
El peligro: fallos inexplicables de los sistemas de control (PLC), parpadeo de la iluminación, envejecimiento acelerado de los condensadores y ruidos audibles.
El reto: Los analizadores de calidad eléctrica estándar suelen medir sólo hasta el 50º armónico (2,5 kHz) y no detectan estas perturbaciones.
La solución: mediciones especializadas de alta frecuencia, análisis de compatibilidad electromagnética y filtrado o ingeniería correctos.
Los fallos de alta frecuencia no se limitan a un solo sector. Este artículo es crucial para los profesionales responsables de la continuidad y seguridad de:
En el ámbito de la calidad de la energía, durante décadas se ha hablado principalmente de armónicos: interferencias en múltiplos de la frecuencia de red (50 Hz) hasta aproximadamente 2,5 kHz (el 50.º armónico). Con la evolución de la tecnología ha surgido un nuevo ámbito problemático: el espectro de frecuencias entre 2 kHz y 150 kHz, y en ocasiones incluso hasta el rango de los MHz.
Este fenómeno se conoce en la literatura especializada como «supraarmónicos » o «ruido de alta frecuencia».
Una comparación:
Imagine la instalación eléctrica como una autopista. La tensión de 50 Hz es el asfalto por el que circula el tráfico (corriente). Los armónicos clásicos son como agujeros en el firme; se sienten golpear. Las perturbaciones de alta frecuencia no son agujeros, sino una vibración intensa y de alta frecuencia de la propia superficie de la carretera. No se ven los agujeros, pero la vibración extrema hace que los tornillos se aflojen y los vehículos (equipos) fallen espontáneamente sin motivo aparente.
Por qué fallan los contadores estándar
Muchos servicios técnicos disponen de analizadores básicos de calidad eléctrica. Suelen estar diseñados según la norma (como la EN 50160) y miden hasta el 50º armónico. Si la interferencia se produce a 10 kHz o 50 kHz, el medidor indica una señal sinusoidal "perfecta", mientras que en realidad el equipo conectado está expuesto a interferencias perjudiciales.
Ignorar los fallos de alta frecuencia es un riesgo para la continuidad. Como estos fallos se suelen descartar como "fallos fantasma", a menudo se sustituyen componentes innecesariamente sin abordar la causa de origen.
¿Por qué es importante para su fiabilidad operativa?
Paradójicamente, la fuente de estos males suele ser la tecnología que nos ayuda a ahorrar energía. Casi todos los equipos modernos utilizan Active Front Ends (AFE) o fuentes de alimentación conmutadas (SMPS).
Para convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), o para accionar un motor, la tensión se "corta" (conmuta) miles de veces por segundo. Para ello se utilizan componentes como los IGBT o los MOSFET.
Estas frecuencias de conmutación, y sus múltiplos, se filtran a la instalación eléctrica. Cuando varios dispositivos (por ejemplo, cientos de controladores LED en un edificio de oficinas) conmutan a frecuencias similares, pueden producirse resonancias o las señales pueden amplificarse mutuamente. Esto da lugar a formas de tensión complejas que se desvían mucho de la onda sinusoidal pura.
Nuance: No siempre es un gran equipo el culpable. A menudo es la suma de muchas fuentes pequeñas (como los VSA electrónicos del alumbrado) que, juntas, elevan el nivel de contaminación de la red por encima del límite de inmunidad de los equipos sensibles.
Dado que su multímetro o medidor de energía estándar no mostrará nada fuera de lo normal, preste atención a los síntomas secundarios. Esté atento a las siguientes señales:
Resolver los fallos de alta frecuencia requiere un enfoque sistemático. Instalar filtros al azar suele ser contraproducente y puede exacerbar las resonancias.
1. Medición con el equipo adecuado (Diagnóstico)
Este es el paso más importante. Necesita un analizador de calidad eléctrica con una frecuencia de muestreo lo suficientemente alta (por ejemplo, 1 MHz o superior) para captar frecuencias hasta el rango de kHz o MHz. Una medición estándar conforme a la norma EN 50160 no es suficiente en este caso.
2. Diseño CEM correcto (prevención)
En el caso de nuevas instalaciones o ampliaciones, es fundamental cumplir las directivas de compatibilidad electromagnética ( EMC).
3. Filtración y acondicionamiento (mitigación)
Si no se puede eliminar la fuente (al fin y al cabo, se necesitan los accionamientos de CA), hay que reducir la contaminación.
Confianza ciega en el operador de la red: La gente suele suponer que la tensión llega "limpia". Sin embargo, en las averías de alta frecuencia, el 95% de las veces la causa está en su propia instalación (con sus propios equipos).
Medición con un multímetro: Un multímetro True-RMS mide el valor total, pero no puede diferenciar entre interferencias de 50 Hz y 10 kHz. Literalmente, no puede ver el problema.
Confusión con los armónicos clásicos: un filtro armónico activo (AHF) es perfecto para armónicos bajos (hasta el 50.º), pero no es eficaz contra las interferencias de 20 kHz. En ocasiones, un AHF puede incluso verse afectado negativamente por estas altas frecuencias.
Control de síntomas: sustituir una fuente de alimentación defectuosa por otra exactamente igual, sin eliminar la causa (la contaminación de la red). El nuevo componente también fallará rápidamente.
Puesta a tierra deficiente: pensar que una resistencia baja (Ohmios) es suficiente. Para las altas frecuencias, la impedancia de la toma de tierra es decisiva. Un cable de tierra largo y fino actúa como una bobina para las corrientes de alta frecuencia y bloquea la descarga de interferencias.
¿Tiene quejas imprecisas en su instalación? Siga estos pasos antes de hacer inversiones importantes.
No todos los incidentes requieren ayuda externa. Sin embargo, en las siguientes situaciones, esperar es arriesgado:
HyTEPS dispone de equipos de medición de alta gama que analizan frecuencias hasta la gama de MHz e ingenieros que traducen los datos en una solución concreta.
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Los síntomas suelen ser sutiles hasta que las cosas van mal. Preste atención a fallos inexplicables de las máquinas, luces parpadeantes, cables que se calientan o transformadores que zumban. Además, si los componentes electrónicos (PLC, controladores) fallan antes de lo que indica su vida útil, lo más probable es que la calidad de la energía sea insuficiente. Una medición de la calidad de la energía proporciona la respuesta.
Esto es posible siempre que se disponga de un analizador de calidad eléctrica de alta calidad (según la norma IEC 61000-4-30 Clase A) y de los conocimientos necesarios para interpretar los datos. Recopilar datos es fácil; analizar la correlación entre eventos, armónicos y sus procesos empresariales específicos requiere conocimientos de ingeniería especializados. Estaremos encantados de ayudarle en el análisis.
No por definición. La norma NEN-EN 50160 describe los requisitos mínimos de tensión en el punto de transferencia del operador de red. Sin embargo, los equipos modernos pueden ser más sensibles y funcionar mal aunque la tensión esté dentro de esta norma. Por tanto, nosotros vamos más allá de la norma: nos fijamos en la compatibilidad entre el suministro eléctrico y la carga conectada.
Tranquilidad, seguridad y conocimiento. Obtendrá un diagnóstico claro de la "salud" de su instalación eléctrica. Localizamos la causa de los fallos, lo que le permite evitar paradas imprevistas y reducir el riesgo de incendios o pérdidas innecesarias de energía. Recibirá un informe de asesoramiento concreto con puntos prácticos de mejora.
No, es un concepto erróneo. Un filtro es una herramienta potente, pero no la panacea. A veces, la solución pasa por cambiar la configuración de los transformadores, redistribuir las cargas o ajustar el cableado. HyTEPS siempre recomienda un análisis y una simulación exhaustivos antes de recomendar hardware, para evitar inversiones innecesarias.
Sí, de forma significativa. Los inversores de paneles solares y los controladores de iluminación LED son cargas no lineales que provocan armónicos y a veces supraarmónicos. Esto puede provocar interferencias con otros equipos o sobrecargar el conductor neutro. A la hora de renovar o conservar, es esencial realizar una comprobación de la calidad eléctrica para garantizar la fiabilidad del funcionamiento.
Llamamos a este fenómeno "disparos molestos". A menudo, la causa no es la cantidad total de corriente, sino la distorsión de la corriente (armónicos) o los picos de corriente cortos que su equipo de medición pasa por alto. Esta contaminación puede sobrecalentar las protecciones térmicas o confundir las protecciones electrónicas, provocando su desconexión errónea. Una medición especializada puede averiguar exactamente por qué reacciona una protección.
Para obtener una imagen fiable, solemos medir al menos entre una y dos semanas. Esto es necesario para captar un ciclo de trabajo completo, incluidos los fines de semana y los picos de carga. En caso de averías graves específicas, también podemos realizar mediciones a corto plazo o emplear el "registro continuo de forma de onda" para captar transitorios.
Su instalador es un experto en instalación y mantenimiento (el "médico de cabecera"). HyTEPS es el especialista (el "médico de la calidad eléctrica"). Disponemos de equipos de medición avanzados, software de simulación y profundos conocimientos de ingeniería eléctrica teórica y normativa. A menudo colaboramos con los instaladores para resolver enigmas complejos que escapan a los conocimientos habituales.
Tras la medición, recibirá un informe con conclusiones en un lenguaje comprensible, así como detalles técnicos. Si es necesario, simulamos las posibles soluciones en nuestro software. Así sabrá exactamente cuál será el efecto de una medida de antemano. A continuación, supervisamos la aplicación y verificamos el resultado con una medición de seguimiento.
¿Está experimentando fallos inexplicables y sospecha de interferencias de alta frecuencia? Nuestros ingenieros estarán encantados de ayudarle con un diagnóstico claro o una segunda opinión. Hable con un ingeniero para analizar su situación.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
