Estudio y diagnóstico de la calidad de la energía de un campus universitario en la Costa Norte de Colombia

Study and diagnosis of the quality of the energy of a university campus on the north coast of Colombia

La calidad de la energía eléctrica es un tema de mucha importancia en los diferentes renglones de la economía, donde se requiere contar con un servicio eléctrico que no genere daño en equipos sensibles que no toleran fluctuaciones de energía tales como tensión, corriente y frecuencia, ya que pueden sufrir daño, aunque estas fluctuaciones sean mínimas. Este artículo se enfoca en el estudio y diagnóstico de la calidad de energía de la red de distribución interna en las instalaciones de una Universidad en la región caribe colombiana, a través del análisis de parámetros tales como distorsiones de la forma de onda (Armónicos), fluctuaciones de tensión y factor de potencia, teniendo en cuenta para ello los lineamientos normativos nacionales e internacionales, con el fin de dar recomendaciones que permitan mantener una apropiada operación de los equipos eléctricos de la institución. En general, se encontró que la calidad de la energía en lo que respecta a la frecuencia y distorsión armónica de la tensión se encuentran dentro de los límites permitidos por la normativa vigente, mientras que el factor de potencia se presenta por debajo de los límites, con un 45% y 89% del tiempo para la subestación del bloque administrativo y el bloque de laboratorios, respectivamente, o cual trae como consecuencia un mayor consumo de energía y por ende un incremento en el costo del servicio.

1. Introducción

Las instalaciones eléctricas con el transcurrir del tiempo sufren daños a raíz de su exposición a la intemperie o por falta de un mantenimiento preventivo, lo cual genera que los empalmes se aflojen presentando calentamiento, deterioro del forro del conductor y pérdida de capacidad de aislamiento. El polvo, pequeñas partículas y óxido se acumulan en los interruptores, tableros y tomacorrientes provocando ‘fugas’ de corriente que muchas veces pueden ocasionar grave riesgo de descarga para las personas que lo manipulan y en últimas posibles conatos en los lugares donde se encuentran estas conexiones [1][2].

Por otro lado, los dispositivos electrónicos que hacen parte de los procesos industriales y comerciales contaminan  la energía ocasionando perturbaciones tales como distorsiones de ondas de tensión y corriente que alteran los sistemas eléctricos [3]. El término de calidad de energía (calidad de potencia), varía de acuerdo con las diferentes conceptualizaciones de varios autores [4] [5][6]. En el Estándar IEEE 1100 - 2005, se entiende por calidad de la potencia eléctrica: el concepto de alimentar y poner a tierra equipo electrónico de manera que sea adecuado para la operación de dicho equipo y compatible con el sistema de alambrado del local y con otro equipo conectado.

Esta definición es demasiado corta en cuanto a tipos de dispositivos a cubrir,  ya que sólo contempla equipo electrónico. Todos los dispositivos eléctricos pueden fallar o funcionar mal  cuando se exponen a uno o más problemas de calidad de la potencia. El dispositivo podría ser un motor eléctrico, un transformador, un generador, una computadora, una impresora, equipo de comunicación o cualquier equipo casero [7]. Por lo anterior, es necesario abrir el concepto, obteniendo que, la calidad de la energía no es más que un conjunto de características de la electricidad en un punto dado de un sistema de potencia en un momento determinado, que permiten satisfacer las necesidades eléctricas requeridas [8].