Glosario de la guía de especificaciones del acondicionador de energía

Las especificaciones para acondicionadores de energía y reguladores de voltaje pueden ser confusas. El siguiente resumen de la terminología típica de los acondicionadores de energía está orientado hacia los reguladores de voltaje y los dispositivos de protección contra caídas, aunque muchos de los mismos términos son aplicables a otras tecnologías, como la fuente de alimentación ininterrumpida (UPS), el restaurador dinámico de voltaje (DVR), etc.

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Cortacircuitos

Esta función brinda protección contra cortocircuitos y sobrecorriente para el acondicionador de energía y el equipo y el cableado aguas abajo del acondicionador de energía, independientemente de los eventos aguas arriba del acondicionador de energía.

Duración de la corrección

La duración de la corrección es el tiempo que un acondicionador de energía puede continuar corrigiendo un evento de calidad de energía. Es posible que los acondicionadores de potencia que dependen del almacenamiento de energía (por ejemplo, condensadores, baterías, volantes) como medio principal de acondicionamiento no puedan corregir los eventos que duran más de unos pocos ciclos o segundos o si ocurren varios eventos graves en rápida sucesión. Los acondicionadores de energía que no dependen del almacenamiento de energía generalmente brindan un tiempo de corrección ilimitado.

Mientras que las caídas y la baja tensión suelen representar más del 92 % de los eventos de problemas de energía, las interrupciones representan menos del 4 % de dichos problemas.

Eficiencia

La eficiencia es simplemente la potencia que sale de una unidad dividida por la potencia que entra en una unidad, generalmente expresada como un porcentaje.

Todos los reguladores de voltaje y acondicionadores de energía "consumen" energía en el proceso de realizar su tarea. Por lo general, este consumo es en forma de pérdidas que ocurren dentro de los componentes (por ejemplo, transformadores) donde la energía eléctrica perdida se convierte en energía mecánica en forma de calor o movimiento (vibraciones). Las eficiencias pueden abarcar el espectro desde menos del 50 % hasta el 99 %. La mayoría de las unidades tendrán eficiencias que son relativamente constantes en todo el rango de carga, sin embargo, las unidades basadas en transformadores ferroresonantes tienden a tener eficiencias que disminuyen muy rápidamente en puntos por debajo de la carga completa.

La eficiencia puede ser uno de los parámetros que más se pasa por alto al seleccionar un regulador de voltaje o un acondicionador de energía. Se puede obtener un indicador rápido del costo de las diferencias en la eficiencia al multiplicar el tamaño de KVA de las unidades por la diferencia en la eficiencia por 7. El resultado será una aproximación de la diferencia anual del costo de la energía en dólares. Por ejemplo, para unidades de 25 KVA con una diferencia de eficiencia del 3%, la unidad con la menor eficiencia costaría alrededor de 5 más por año en consumo de energía adicional.

Bypass electrónico

Con muchos acondicionadores de energía, si ocurre un mal funcionamiento, el acondicionador de energía se apaga y se pierde la energía para la carga. Para aplicaciones de misión crítica y otras, esta no es una opción aceptable. Un bypass electrónico permite que el acondicionador de energía continúe proporcionando energía no regulada a la carga, incluso en el caso de falla de un componente. Además de no dejar caer la carga, el bypass electrónico también protege la carga en caso de falla de un componente en el acondicionador de potencia. Para algunos tipos de acondicionadores de energía, la falla o el mal funcionamiento de un componente podría resultar en el envío de voltajes de salida potencialmente dañinos a la carga.

Despeje de fallas y capacidad de sobrecarga

Esta es una medida de la capacidad de una unidad para tolerar niveles de corriente superiores a la corriente nominal sin sufrir desgaste o daños a corto o largo plazo. Muchos dispositivos eléctricos, como motores, imanes, transformadores, etc., requieren una gran entrada de corriente cuando se encienden (corriente de entrada). Un motor de CA "típico" tiene una irrupción de 500 a 1000% de la corriente normal que alcanza su punto máximo en unos pocos ciclos y luego decae a niveles normales dentro de 10 a 30 ciclos. Los acondicionadores de energía con clasificaciones como 1000 % para 1 ciclo pueden no ser buenas opciones para aplicaciones industriales o comerciales con corrientes de entrada frecuentes o grandes. Para esta medición, cuanto más alto sea el porcentaje y más largo sea el tiempo en ese porcentaje, mejor debe resistir la unidad las aplicaciones de alta irrupción.

La eliminación de fallas tiene una relación con la capacidad de sobrecarga en el sentido de que ambos describen la capacidad del acondicionador de energía para operar durante un período de tiempo a niveles de corriente por encima de la capacidad nominal de la unidad. Si un acondicionador de energía no puede pasar suficiente corriente sin dispararse o apagarse, es posible que el equipo aguas abajo y los dispositivos de protección no puedan "despejarse" o restablecerse por sí mismos, creando así un problema operativo molesto.

Distorsión armónica

Esta es la distorsión de la forma de onda del voltaje por parte del acondicionador de potencia (haciendo que parezca irregular en lugar de suave). Cuanta menos distorsión se agregue, mejor.

Los reguladores de tensión que funcionan por conmutación de tomas (tap change), en particular los reguladores de tensión electrónicos, pueden provocar un fenómeno conocido como "notching". Si la forma de onda no está en cero (el punto donde cruza el eje horizontal) cuando el regulador cambia de toma, entonces la forma de onda del voltaje de salida estará distorsionada.

Impedancia

La impedancia es la oposición al flujo de electrones en un circuito de CA en función de la resistencia, la capacitancia y la inductancia del circuito. La impedancia en un circuito de CA es análoga a la resistencia en un circuito de CC. Incluso los conductores de alambre simples tienen propiedades de resistencia e inductancia que afectan la impedancia de un circuito de CA.

Voltaje de entrada

Ofertas de voltaje de entrada estándar. Véase también Step Down-Step Up.

Regulación de salida

Desviación porcentual por encima o por debajo del voltaje de salida nominal (o nominal) cuando el voltaje de entrada está dentro del rango de entrada. En otras palabras, esta es una medida de qué tan preciso o ajustado será el voltaje de salida. Los números más pequeños significan una regulación más precisa. Una regulación de salida de ±3% está dentro de la tolerancia requerida por la gran mayoría de los dispositivos eléctricos. Para aplicaciones especiales como pruebas de laboratorio o calibración, una regulación de salida de ±1.5% o menos puede ser más deseable. Para una salida nominal de 208v, la regulación de salida de ±3% equivale a 214v a 202v.

Con muchos reguladores de voltaje, habrá una correlación directa entre el rango de entrada y la regulación de salida. A medida que la regulación de salida se vuelve más pequeña, el rango de entrada también se reducirá. Esto se debe al hecho de que los fabricantes tendrán un número fijo de puntos o derivaciones en los que se pueden realizar cambios en el voltaje de salida. Para disminuir el porcentaje de regulación de salida sin disminuir el rango de entrada, es necesario agregar más tomas. Esto se convierte en un diseño personalizado y más caro.

Fase

Disponibilidad de modelos AC monofásicos y trifásicos.

Tiempo de respuesta

La alta impedancia puede tener un impacto significativo en la calidad de la energía ya que afecta directamente el voltaje en función del flujo de corriente. Por ejemplo, un dispositivo que consume 1A en un circuito con una impedancia de 1 ohm y una fuente de 100V verá 99V. Si ese mismo dispositivo consume 10A, solo vería 90V. El mismo dispositivo en un circuito con una impedancia de 0,1 ohmios vería 99,9 y 99 V, al dibujar 1 y 10 A, respectivamente. Se dice que un circuito o sistema con baja impedancia es "más rígido" que su contraparte de alta impedancia porque el voltaje cambia menos en función de la corriente.

Regulación de fase independiente

En aplicaciones trifásicas, el nivel de voltaje de entrada de cada fase está frecuentemente desequilibrado (por ejemplo, Fase A = 440v, Fase B = 469v, Fase C = 453v). Este desequilibrio puede hacer que muchos dispositivos eléctricos, como los motores, funcionen de manera ineficiente, lo que, a su vez, hace que funcionen a temperaturas más altas y se desgasten prematuramente. Las unidades que ofrecen regulación de fase independiente brindan una regulación de voltaje mucho más precisa y un mayor nivel de protección que las unidades que asumen que los voltajes de fase están balanceados.

Rango de entrada

Desviación porcentual por encima y por debajo del voltaje de entrada nominal (o clasificado) que se puede corregir dentro de la regulación de salida especificada. En otras palabras, esta es una medida de cuán ampliamente puede variar el voltaje de entrada de lo que se supone que debe ser. Cuanto mayor sea el "spread", mejor (por ejemplo, +10% a -25% proporciona una ventana de voltaje de entrada más amplia que ±10%). Para un voltaje de entrada nominal de 480v, un rango de entrada de +10% a -25% equivale a 528v a 360v.

Este es el tiempo que tarda la unidad en responder a las desviaciones en el voltaje de entrada. Cuanto más corto sea el tiempo, mejor será la unidad para mantener el voltaje dentro del rango de regulación de salida.

Hay otro término, "tiempo de corrección" que también puede aparecer en las especificaciones. Este es el tiempo que le toma a la unidad ajustar el voltaje de salida dentro del rango de regulación de salida, una vez que la unidad ha comenzado a responder.

El tiempo total que le toma a una unidad corregir una situación de bajo o alto voltaje es el tiempo de respuesta más el tiempo de corrección.

Los reguladores de voltaje electrónicos son tan rápidos que el tiempo de respuesta y el tiempo de corrección se usan indistintamente. Por otro lado, los reguladores de voltaje mecánicos tienen un tiempo de respuesta similar al de las unidades electrónicas, pero su lento tiempo de corrección (medido en segundos) es realmente el factor limitante.

Tamaño (kVA)

Los tamaños de kVA disponibles. Consulte Cálculo de tamaños de kVA.

Aislamiento de línea

El aislamiento de línea es la separación eléctrica de la potencia entrante y saliente a través de un transformador de aislamiento. Estos transformadores reducen el ruido y los transitorios que pueden estar presentes en la energía entrante. La eficiencia de las unidades que usan un transformador de aislamiento normalmente será 2 o 3 puntos porcentuales más baja que las unidades que no proporcionan aislamiento de línea.

Carga

Un dispositivo o conjunto de dispositivos que extraen energía del sistema eléctrico se denomina carga. La carga puede estar formada por componentes activos (motor, variador de frecuencia, etc.) o pasivos (resistencia, inductor, condensador, etc.). Consulte también Factor de potencia.

Factor de potencia de carga

Los dispositivos como transformadores y motores requieren energía para mantener los campos magnéticos para realizar su función. Esta potencia denominada "reactiva" (kVAR) entra y sale del dispositivo, pero en realidad no se consume para realizar el trabajo. La potencia que se consume se denomina potencia "real" (KW) y la suma vectorial de potencia reactiva y real se denomina potencia "aparente" (kVA). El factor de potencia (PF) es la relación entre la potencia real y la potencia aparente. Los términos "adelanto" y "retraso" se refieren a la potencia reactiva que ingresa o extrae el dispositivo.

En el mundo real, los factores de potencia principales son raros. Para dispositivos individuales, los factores de potencia retrasados normalmente pueden oscilar entre 0,4 y 0,99. Con respecto a los acondicionadores de potencia, generalmente se requiere una limitación en el factor de potencia de carga si la unidad no funcionará o no responderá adecuadamente si el factor de potencia es demasiado bajo. A menos que se conozca bien el factor de potencia de los dispositivos existentes o futuros que se protegerán, es mejor seleccionar acondicionadores de potencia sin limitaciones de factor de potencia de carga (o mínimas).

Carga mínima

Los acondicionadores de potencia se utilizan con frecuencia para proteger circuitos con múltiples cargas. Si el acondicionador de energía requiere una carga mínima para funcionar correctamente, se debe tener cuidado para coordinar el inicio y la parada de las cargas individuales.

Atenuación de ruido

La atenuación (reducción) del ruido es una característica común de los acondicionadores de potencia. La reducción del ruido eléctrico se mide en decibelios (db). El db es una relación logarítmica de intensidad o, en el caso de ruido eléctrico, la amplitud de un nivel de voltaje de ruido a otro. Por ejemplo, una reducción de 40 db en el ruido significa que el ruido entrante se reduce en un factor de 10.000.

Hay dos tipos de ruido reducido: modo común y modo normal.

Existe ruido de modo común entre el suelo y el neutro. Los dispositivos electrónicos son más sensibles al ruido de modo común. Un transformador de aislamiento blindado es muy eficaz para reducir el ruido de modo común.

Existe ruido de modo normal (o transversal) entre las líneas "vivas" y el neutro. El ruido del modo normal generalmente también se reduce con un transformador de aislamiento blindado.

Frecuencia de operación

Los reguladores de voltaje y acondicionadores de energía vienen en 50 o 60 Hertz (frecuencia) o en algunas unidades más pequeñas de doble frecuencia (50 y 60 Hz). EE. UU., Canadá, México, Puerto Rico, Corea del Sur, Taiwán y Filipinas utilizan 60 Hz. Europa, la mayor parte de Asia y África y Australia utilizan 50 Hz. Los países de América Latina y el Caribe son una combinación de 50 y 60 Hz, según el país. Algunos países como Japón, Arabia Saudita y Brasil usan ambos.

En la mayoría de los países desarrollados, la frecuencia eléctrica se desvía muy poco del estándar. Una desviación de medio por ciento se consideraría inusual. Por esta razón, la frecuencia de operación del acondicionador de energía generalmente no es un problema. En países con sistemas eléctricos muy inestables o cuando se usa un acondicionador de energía detrás de un generador, la frecuencia de operación puede convertirse en un problema. La mayoría de los acondicionadores de energía no corrigen la frecuencia. Si se requiere corrección de frecuencia, normalmente se haría por separado antes del acondicionador de potencia.

Viajar a través de

El término "Ride through" en el uso general se refiere a la capacidad de un dispositivo para corregir o soportar cierto tipo de problema de calidad de energía. Por lo general, la conducción a través se usa junto con caídas o interrupciones. Consulte también Duración de la corrección.

amortiguador

Un amortiguador es un tipo especial de filtro que bloquea los transitorios de alta frecuencia y alto voltaje que normalmente no se manejarían por otros medios en el acondicionador de energía.

Supresión de sobretensiones

La supresión de sobretensiones brinda protección para el acondicionador de energía y el equipo aguas abajo contra grandes "sobretensiones" que pueden ocurrir durante eventos transitorios del sistema, como rayos o mal funcionamiento del equipo de transmisión/distribución. La supresión de sobretensiones a menudo se logra con varistores de óxido de metal (MOV), óxido de zinc o condensadores de sobretensión.

Tecnología

Las unidades de transformador variable motorizado utilizan motores para mover físicamente o reorientar el hardware dentro de la unidad para regular el voltaje de salida. Estas unidades pueden ofrecer una regulación muy precisa y una buena capacidad de sobrecarga, pero tienen tiempos de respuesta muy lentos y, como ocurre con todos los sistemas mecánicos, requieren mantenimiento o servicio regulares. Los cambiadores de tomas electrónicos ofrecen una buena regulación, tiempos de respuesta muy rápidos y no tienen partes móviles, pero algunas unidades (no todas) tienen una capacidad de sobrecarga muy baja.