15
febrero
2021

El voltaje suministrado por una empresa proveedora de electricidad al usuario debería ser perfectamente sinusoidal, en una frecuencia constante y sin interrupciones. Pero, realmente, el voltaje de red usualmente presenta varias anomalías. Es aquí donde aparece la regulación de voltaje como solución “clásica” para disminuir las variaciones de voltaje, usando un regulador de voltaje, que puede ser electromecánico o electrónico.

¿Cuándo es necesario implementar la regulación de voltaje?

Son muchas las causas que pueden desencadenar una variación perjudicial en el voltaje. La no-continuidad está entre los mayores problemas que afectan a las fuentes de alimentación. Este problema puede ser causado por los disparos de disyuntores, interrupción de conductores, mantenimiento o trabajos en la red, eventos atmosféricos, etc.

Las caídas de tensión son otro gran problema, estas también pueden ser consideradas como parientes cercanos de las interrupciones de voltaje, sobre todo cuando son cortas y profundas. Tienden a ser más similares a las variaciones de voltaje cuando tienen profundidad limitada y larga duración.

Otro problema es la fluctuación de voltaje, que puede ser rápida o lenta. Usualmente son ocasionadas por maniobras de grandes consumidores o del proveedor de la red, dificultades de ajustes en el distribuidor de energía, desconexión o arranque de cargas grandes, etc. La duración de la fluctuación de voltaje puede ser de varias horas.

Sobre los estabilizadores de voltaje

En todos los casos anteriores, es importante contar con un regulador de voltaje que ayude a disminuir las pérdidas y los costos asociados a las variaciones en la tensión.

La regulación del voltaje se puede lograr con equipos que están disponibles en un amplio rango de tamaños: desde los más pequeños capaces de manejar una energía aparente de unos pocos kVA, hasta aquellos que manejan varios MVA. Estos equipos garantizan una excelente precisión de salida de voltaje, hasta ±0.5% del valor nominal, siempre que la variación del voltaje de entrada permanezca dentro del rango mostrado en la etiqueta de datos. En las versiones más recientes de equipos como los de Ortea, la regulación de voltaje es completada en 20ms.

Cuando los estabilizadores de voltaje son equipados con accesorios apropiados, se vuelven soluciones muy completas y pueden mejorar significativamente la calidad de energía de los sistemas instalados aguas abajo.

Los estabilizadores de voltaje pueden ser equipados con las siguientes opciones:

  • Dispositivos de interrupción y protección.
  • Protección de la carga en contra de bajo/sobrevoltaje, con liberación automática si la salida de voltaje excede el límite preajustado. Esta es una protección muy útil para cargas muy sensibles.
  • Línea de by-pass hecha con seccionadores, conmutadores o disyuntores.
  • Entrada de transformador de aislamiento.
  • Sistema de corrección de factor de potencia automático o fijo.
  • Descargadores de sobretensiones.
  • Filtros EMI/RIF, para detectar y reducir disturbios de alta frecuencia.
  • Sistema de filtrado activo para reducir la corriente del contenido armónico.

Cuando es enriquecido con estas características opcionales, un estabilizador de voltaje se llama “acondicionador de línea”.

Uso de UPS con regulación de voltaje

Debido a que los estabilizadores de voltaje no están equipados con ningún sistema de almacenamiento de energía, está claro que no pueden cubrir interrupciones. En estos casos, las interrupciones cortas han sido tradicionalmente cubiertas por equipos sofisticados y costosos, como un UPS flywheel, usualmente dedicado a sistemas especiales. Los Generadores son la solución correcta para interrupciones de larga duración.

Más recientemente, el desarrollo de electrónica de potencia y la propagación de baterías ha llevado a la aparición de los UPS como la solución para una gran parte de los problemas de voltaje, lo que es especialmente cierto para las versiones más completas (tipo “online” o “VFI”):

  • Interrupciones
  • Variaciones de voltaje rápidas y lentas
  • Sags
  • Variaciones de frecuencia

Parecería que la regulación de voltaje está destinada a ser cubierta por el UPS, y que cuando el diseñador o persona a cargo de la planta decide utilizar un UPS, el estabilizador será automáticamente descartado. Pero este no es siempre el caso.

Primero que nada, el equipo perfecto sin “puntos débiles” no existe: en el caso del UPS, el aspecto más delicado y costoso es el valor de las baterías y el hecho de que tienen una vida de uso limitada, lo que implica que deben ser reemplazadas, de otra manera el UPS será inefectivo.

Las baterías deben ser manejadas y mantenidas cuidadosamente para así optimizar su vida: la atención debe ser puesta en la temperatura de operación, pero otros aspectos pueden también ser molestos, por ejemplo, la operación del UPS con voltaje de red demasiado bajo. De hecho, si el voltaje excede un cierto rango, el UPS entra en operación de batería incluso si la fuente está disponible. Por estas razones, lo mejor es que los UPS estén equipados con una etapa de regulación de voltaje para preservar las baterías.

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