Los estudios eléctricos nos permiten conocer aspectos relacionados al adecuado funcionamiento del sistema eléctrico ya sea este un sistema existente o proyectado.
Dentro de la evaluación de un sistema se pueden proponer estudios para determinar las especificaciones técnicas de las soluciones a problemas específicos en el sistema de potencia. Como por ejemplo: la implementación de filtros activos, bancos de compensación reactiva con reactancias antirresonante, seteo adecuado de las protecciones, dimensionamiento de barras y tableros en el sistema, definir el equipo de protección personal requerido para los operadores, a fin de evitar daños en el sistema eléctrico y lesiones al personal.
Para realizar los estudios se emplean programas computacionales, basados en normas y estándares nacionales e internacionales vigentes. Estos programas nos permiten simular diferentes escenarios de acuerdo a los objetivos que se persiguen en el estudio.
Tenemos una amplia oferta de estudios eléctricos en sistemas de potencia, pasaremos a hacer una descripción breve de estos estudios:
Estudios sobre Calidad de Energía
Los estudios de calidad de energía permiten conocer el estado de la red y/o proponer soluciones que aseguren la continuidad del servicio y el tiempo de vida útil de los equipos en el sistema. Dentro del campo de aplicación de la calidad de energía tenemos los sistemas de tierra y los efectos de los armónicos sobre los equipos principalmente.
Los efectos de las armónicas del sistema de potencia son variados, podemos dividirlos como efectos instantáneos (sobre los instrumentos de medición y los sistemas de comunicación) y efectos a largo plazo (perdidas adicionales en máquinas y transformadores, bancos de condensadores, calentamiento de cables y equipos, etc.). Las consecuencias son múltiples, por ejemplo: daños en los equipos (menor tiempo de vida o su total inoperatividad); actuación inadecuada de los sistemas de protección (que puede llevar a la desconexión de cargas importantes, lo cual conlleva a penalidades), etc.
Un estudio de calidad de energía involucra trabajos de campo: realizar mediciones con analizadores de redes, verificación del funcionamiento de los sistemas de tierra y revisión del equipamiento de la planta. Los trabajos de gabinete están relacionados al procesamiento de la información, interpretación y análisis, modelamiento del sistema en un software de sistemas de potencia, realización de escenarios de trabajo, especificaciones técnicas y valorización de los equipos para solucionar los problemas encontrados.
El resultado del estudio es el dimensionamiento de la solución con ficha de datos técnicos que puedan ser interpretados y aceptada por cualquier proveedor.
Estudios sobre Compensación Reactiva
Un sistema de compensación reactiva, reduce la facturación, mejora el perfil de tensiones, incrementa la disponibilidad de la potencia en los transformadores y provee la potencia reactiva demandada por las carga en el sistema eléctrico.
El diseño adecuado de un sistema de compensación reactiva involucra un nivel de análisis que permita tener un sistema confiable, seguro y efectivo. En tal sentido deben contemplarse diferentes aspectos como son: el nivel de contaminación armónica del sistema, la probabilidad de resonancia, su respuesta frente a las variaciones de tensión, niveles de ventilación y el dimensionamiento adecuado de sus componentes
En un sistema proyectado, deben modelarse las cargas con los parámetros indicados en las fichas técnicas de los equipos, para lo cual se utiliza un software de simulación de sistemas de potencia. El análisis consiste en la determinación de los pasos y dimensionamiento de las reactancias antiresonantes de acuerdo a los escenarios de funcionamiento del sistema.
En un sistema existente, se debe realizar mediciones en el punto donde se instalará el sistema de compensación, obteniendo la magnitud de los armónicos, las variaciones de tensión y el diagrama de carga del sistema. Con esta información se define la cantidad de pasos, el dimensionamiento de las reactancias y los componentes.
En ambos casos es importante conocer el valor de la corriente de cortocircuito en el punto de entrega del sistema
Estudio de Flujo de Carga
Nos permite simular el comportamiento en estado estable del sistema, con la finalidad de analizar los diferentes estados de operación del sistema. Conocer el estado dinámico de la instalación en condiciones sin falla.
Con los resultados obtenidos se analizan las condiciones operativas del sistema, verificando así el estado de los componentes del mismo, respecto a su capacidad y/o selección adecuada. Tomando mayor incidencia en las condiciones de máxima demanda y condiciones críticas de operación, verificando que en dichas situaciones las corrientes de carga no provoquen una actuación indebida de las protecciones y/o deterioro de la vida útil de los equipos.
Estudio de Corto circuito
El estudio de corto circuito nos permite determinar las exigencias a las que estarán sometidos los sistemas de protección y los equipos de maniobras.
Los resultados de corto circuito proporcionarán la información necesaria para realizar los cálculos y determinar los ajustes con los cuales serán calibrados los equipos de protección.
Los tipos de fallas que se simulan en las barras y líneas del sistema en estudio, son los siguientes:
- Falla Monofásica a Tierra.
- Falla Bifásica.
- Falla Bifásica a Tierra.
- Falla Trifásica.
Estudio de Coordinación de Protecciones
El objetivo principal del estudio de Coordinación de Protecciones es lograr una operación coordinada con los demás dispositivos de protección existentes en el sistema eléctrico.
Los ajustes de los dispositivos de protección cumplirán los requerimientos básicos que todo sistema de protección debe cumplir:
- Rapidez.
- Selectividad.
- Confiabilidad.
- Seguridad.
- Simplicidad.
Para la realización del Estudio de Coordinación de Protecciones se tendrá como base los resultados obtenidos de los análisis de flujo de potencia y cortocircuito. En ambos casos es importante conocer el valor de la potencia de cortocircuito en el punto de diseño del sistema.
Estudio de Arco Eléctrico (Arc Flash)
Los arcos eléctricos pueden ocasionar múltiples problemas en los sistemas de distribución de energía eléctrica. En sistemas industriales y mineros, las consecuencias económicas del arco pueden ser considerables, puesto que se detiene el proceso productivo y muchas veces no se cuenta con el equipamiento para remplazar los componentes destruidos por el arco.
En ese sentido es importante contar en una instalación con equipos que puedan detectar el arco en el inicio de su generación, para poder liberar las fuentes de energía que contribuyen al arco en el menor tiempo posible. Si la detección del arco es muy rápida, se puede evitar la pérdida de componentes internos de una celda, explosiones entre otros.
En este estudio de cuantifica la magnitud de la energía incidente por fallas eléctricas y se determina el equipo de protección personal adecuado para la manipulación de los equipos eléctricos.
