Mesures Elèctriques i Qualitat de l'Energia: Conceptes Clau

Concepte de Mesura Elèctrica

En el camp de les mesures elèctriques, cal distingir dos tipus de mesures:

• Mesures industrials: Són aquelles que es realitzen directament sobre el muntatge o instal·lació elèctrica. Per a realitzar-les, es necessiten aparells pràctics, que poden ser portàtils o fixes.
• Mesures de laboratori: Són aquelles que es realitzen en condicions idònies, diferents de les ambientals. S'utilitzen per verificar el funcionament dels aparells de mesura o per al disseny d'aparells i circuits.

Qualitats dels Aparells de Mesura

Podem dir que un aparell de mesura serà millor o pitjor, atenent a les següents qualitats:

1. Sensibilitat: És el quocient entre la desviació de l'agulla indicadora (mesurada en graus) i la variació de la magnitud que s'està mesurant. Aquesta qualitat és específica dels aparells analògics.
2. Precisió: Està relacionada amb la seva qualitat. És més precís quan el valor mostrat s'aproxima al valor real d'aquella magnitud.
3. Exactitud: Un aparell és més exacte quan més semblants siguin el valor mitjà i el valor real.

Escales i Paràmetres de Mesura

Hi ha diferents conceptes respecte a les mesures elèctriques:

• Escales: És la zona graduada de la pantalla de l'aparell de mesura, sobre aquesta s'hi desplaça un índex que representa el valor de la mesura. Hi ha diversos tipus d'escales segons la constitució interna de l'aparell:

  Tipus d'Escales

  1. Uniformes: Totes les divisions són iguals al llarg de l'escala.
  2. Quadràtiques: Les divisions s'eixamplen cap al final de l'escala.
  3. Eixamplades: Les divisions són diferents al principi i al final de l'escala.
  4. Logarítmiques: Les divisions són menors al final de l'escala.
• Camp de mesura: És la màxima mesura que es pot realitzar amb un aparell determinat.
• Camp de lectura: És la zona de l'escala que té divisions de lectura. Hi ha zones sense divisió, per tant no hi pot haver un camp de lectura.
• Constant de mesura: És el quocient entre el camp de mesura i el nombre de divisions de l'escala. La defineix la sensibilitat, en ser un valor de l'escala. Aquesta constant és el coeficient pel qual haurem de multiplicar la lectura en divisions per obtenir el valor de la quantitat mesurada.

Qualitat de l'Energia Elèctrica

És quan l'energia elèctrica és subministrada als equips i dispositius amb les característiques i condicions adequades que permetin mantenir la continuïtat sense que afecti el seu funcionament ni provoqui errors en els components.

Qualitat del Subministrament Elèctric

És la normalització del subministrament elèctric mitjançant regles que fixin els nivells de distorsió harmònica, paràmetres bàsics i la forma d'ona.

Problemes de Qualitat de l'Energia

Podem dir que existeix un problema de qualitat de l'energia elèctrica quan hi ha qualsevol desviació de tensió, corrent o freqüència que provoqui el mal funcionament dels equips.

Categories de Qualitat

Hi ha 3 categories:

• Qualitat de Servei

  Són els aspectes relacionats amb la interacció comercial entre l'usuari i el prestador del servei.

• Qualitat del Subministrament

  Són els aspectes relacionats amb la continuïtat amb què es rep el servei un cop contractat.

• Qualitat d'Energia

  Són els aspectes relacionats amb la qualitat de l'ona de l'energia que es rep quan hi ha un servei.

Transitoris Elèctrics

Són increments de tensió o corrent que es transmeten a través dels elements d'un sistema elèctric.

Tipus de Transitoris

• Oscil·latori

  És un canvi brusc en el senyal de tensió o corrent que inclou valors de polaritat positiva i negativa.

• Impulsiu

  És un canvi brusc en el senyal de tensió o corrent i de polaritat unidireccional.

• Soroll Elèctric

  Són senyals elèctrics de baixa magnitud que se superposen al senyal de tensió o corrent del sistema elèctric de potència.

Origen dels Transitoris

S'estima que el 80% dels transitoris que hi ha en una instal·lació elèctrica són generats de manera interna, mentre que el 20% restant serien de manera externa.

• Externs

  Són generats fora de la instal·lació elèctrica de l'usuari, a la xarxa de distribució de AT, MT i BT, per fenòmens com llamps, descàrregues elèctriques. Són els de major capacitat destructiva i manegen grans quantitats d'energia.

• Interns

  Són generats dins de la instal·lació elèctrica de l'usuari, per equips com controladors electrònics de velocitat de motors de CA i CC. Són els de major ocurrència, però de menor magnitud, que no danyen els equips de forma instantània.

Interrupcions

Les causes poden variar, però generalment són el resultat d'algun tipus de dany a la xarxa de subministrament elèctric.

Baixada de Tensió

Les causes més comunes són l'encesa de grans càrregues i l'alliberament remot d'errors per part dels equips de la xarxa elèctrica.

Augment de Tensió

Les causes més comunes són les connexions neutres d'alta impedància, reduccions sobtades de càrrega i un error monofàsic sobre un sistema trifàsic.

Distorsió Harmònica

És la corrupció de l'ona sinusoïdal fonamental a freqüències que són múltiples de la fonamental. Els problemes d'aquest tipus inclouen transformadors, conductors neutres i altres equips de distribució elèctrica sobreescalfats.

Corrents Harmòniques

Són ones la freqüència de les quals resulta ser un múltiple enter de l'ona fonamental, sent el resultat de les càrregues no lineals, les quals davant un senyal de tipus sinusoïdal presenten una resposta no sinusoïdal.

Receptors Productors d'Harmònics

Hi ha diferents tipus:

• Qualsevol dispositiu electrònic que porti una font d'alimentació.
• Càrrega de vehicles elèctrics.
• Variadors de freqüència per al control de la velocitat dels motors elèctrics.
• Inversors.
• Carregadors de bateries.

Fluctuacions de Tensió

És una variació sistemàtica de la forma d'ona de tensió o una sèrie de canvis aleatoris de tensió de petites dimensions. Qualsevol càrrega que presenti variacions considerables de corrent pot generar una fluctuació de tensió.

Variació de Freqüència

Són molt poc comunes en sistemes estables de xarxa elèctrica, especialment en sistemes interconnectats a través d'una xarxa.