La xarxa elèctrica s’hauria de comportar com una font de tensió ideal sense impedància interna, amb sortida sinusoïdal i tensió constant en tots els punts de subministrament.
En la pràctica veurem que aquestes condicions no sempre es compleixen, bàsicament per dos tipus de causes, internes i externes.
Els generadors i el sistema de distribució tenen una certa impedància interna, això origina caigudes de tensió i pèrdues en el sistema de distribució.
Les càrregues absorbeixen:
- Corrents transitoris (arrancades i connexions càrregues).
- Corrents no sinusoidals (càrregues no lineals).
Altres vegades les causes de les pertorbacions són externes (atmosfèriques), totes aquestes contribueixen negativament a la qualitat del subministrament.
Aquest tipus de pertorbacions provoca:
- Un augment de pèrdues que comporta una baixada del rendiment.
- Problemes de compatibilitat electromagnètica (EMC): mal funcionament o aturades intempestives del sistema que ocasionen importants pèrdues d’eficàcia en els sistemes de producció.
Els principals paràmetres que es poden veure alterats per algun tipus de pertorbació són (segons es defineix a la norma EN 50.160):
- Freqüència
- Amplitud: transitoris, sobretensions, subtensions, etc.
- Forma d’ona: harmònics
- Simetria del sistema trifàsic
En els últims anys s’ha avançat molt en la minimització dels efectes de les pertorbacions de xarxa sobre els equips alimentats per la xarxa.
Especialment a Europa, l’obligat compliment de les directives (lleis) de compatibilitat electromagnètica de la Comunitat Europea, han suposat una millora important en els dos aspectes de les pertorbacions:
- Per una banda, la limitació de les emissions conduïdes i radiades dels aparells pertorbadors, tot i que subsisteixen les degudes a emissors de telecomunicació, descàrregues atmosfèriques i a l’explotació de les xarxes comercials
- Per l’altra, la disminució de la susceptibilitat dels equips a les pertorbacions
Malgrat les millores, sempre hi haurà pertorbacions que provoquin malfuncions o avaries en els equips. A continuació es dona una relació dels efectes més corrents.
Pics (Spike) i Mosses (Notch)
Dos tipus:
- Els produïts per inducció de descàrregues atmosfèriques (llamps) a les línies aèries
- Els produïts per variacions brusques de corrents de càrrega, connexions-desconnexions de càrregues inductives o capacitatives
Efecte: Quan sobrepassen els límits previstos produeixen avaries en els aïllaments o en els semiconductors.
.jpg)
Microtalls i buits de tensió (Dropout)
Són caigudes de tensió profundes o totals, d'una duració d'uns pocs mil·lisegons. Tenen com a origen dues causes diferents:
- Curtcircuits propers al punt de consum, alliberats posteriorment per la protecció corresponent
- Interrupcions al subministrament produïdes per la commutació de línies i disparament de proteccions amb reenganxada automàtica
Efecte: a equips amb funcions de memòria o lògica, un tall a l'alimentació (tot i que sigui de baixa durada) normalment provoca errades funcionals. Els equips informàtics en general són molt sensibles a aquestes pertorbacions, que poden provocar pèrdues d'informació de valor incalculable.
.jpg){kind=spacer}
Sobretensions: transitòries (surges) / llarga durada
Sobretensions de curta/llarga durada degudes a disminucions de càrrega en xarxes amb regulació mediocre (alta impedància).
Efecte: són l'origen de diversos problemes en tota mena d'equips i instal·lacions.
- En instal·lacions d'il·luminació s'escurça la vida dels llums
- En els equips d'informàtica es produeixen fallades en les alimentacions i els monitors
.jpg)
Subtensions: transitòries ( Sags ) / Llarga duració
Són caigudes de tensió de curta duració a conseqüència de sobrecàrregues momentànies o permanents de la xarxa.
Efecte:
- Màquines mogudes per motors d'inducció disminueixen la velocitat i augmenten el consum
- Les instal·lacions d'il·luminació amb llums de descàrrega presenten punts foscos
- Parades de sistemes per entrar a la zona de treball de mínima tensió
.jpg)
Subtensions gradual i prolongada (Brownout)
Caiguda progressiva durant diversos segons, que sol acabar amb una fallada total del subministrament. Es produeixen quan hi ha fortes pertorbacions en l'explotació de les xarxes i centrals productores d'energia. (Falta de potència, pèrdua de sincronisme, etc.)
Efecte: les mateixes conseqüències que un tall o microtall.
.jpg)
Fallada de subministrament (Blackout)
Fallada total deguda generalment a l'accionament intempestiu d'una protecció de la xarxa de distribució.
Efecte: Els talls de subministrament deixen inevitablement aturats els equips, tret que disposin d'un sistema d'energia propi independent de l'exterior. A més, quan l'aturada es produeix de manera intempestiva, es poden produir situacions de perill quant a la seguretat de les persones i de les coses, o també pèrdues molt valuoses d'informació.
.jpg)
Harmònics de corrent o tensió
Alguns receptors consumeixen càrregues no lineals, és a dir, corrents harmònics. Aquests corrents produeixen caigudes de tensió harmòniques que modifiquen l'ona de tensió sinusoïdal produïda en origen (en els alternadors de les centrals).
.jpg)
Pertorbacions d'alta freqüència
Són senyals d'alta freqüència superposats a la tensió d'alimentació. Poden consistir en senyals de qualsevol freqüència definida o de banda ampla; estacionàries, a ràfegues o a impulsos repetitius.
Són el resultat d'acoblaments no desitjats de les línies de la xarxa comercial amb aparells que utilitzen tecnologies d'alta freqüència o de commutació. Segons el tipus d'acoblament es poden presentar en forma de mode comú o de mode diferencial.
Efecte: Aquestes pertorbacions poden ocasionar tota classe de falles en els equips: des de funcionals fins a avaries permanents.
.jpg)
Variacions de freqüència
Les xarxes comercials continentals interconnectades (com ho són la majoria de les europees) subministren una freqüència pràcticament invariable i molt pròxima a la nominal. Això és així perquè es controlen en un megasistema que inclou un nombre elevadíssim de màquines síncrones, amb una potència global enorme i una inèrcia que tendeix a l'infinit.
En canvi, en moltes illes i altres zones aïllades, o en instal·lacions independents fornides de petites centrals elèctriques (o grups electrògens) es produeixen sovint importants variacions de freqüència. Les variacions són pràcticament inevitables quan hi ha connexions o desconnexions de potència comparable a la potència total del sistema.
MONTAWEB.com