Cuando se habla de la falta de calidad de suministro eléctrico existe una tendencia generalizada de definir culpables, de no llamar a las causas y a sus efectos por su nombre y de confundir a los afectados. Tenemos que mentalizarnos de que el suministro eléctrico es falible, que existe aleatoriedad en las causas que provocan anomalías y que hay multitud de agentes que inciden sobre la calidad final. La calidad del suministro eléctrico es cosa de todos.

FACTORES CAUSALES.

• Generación y transporte de energía eléctrica: Capacidad de generación y demanda, condiciones de conexión y desconexión de grupos de generación, regulación, restricciones de la red de transporte, maniobras y descargos, faltas en la red de transporte...


• Distribución: Faltas en instalaciones propias, falsas maniobras, falta de instalaciones de reserva, descargos, cortocircuitos, pérdidas de mercado.


• Usuarios: Diseño de instalaciones no adecuadas, cargas que producen perturbaciones como flickers, huecos de tensión, impulsos, desequilibrios, distorsión armónica.


• Fabricantes: Diseño de receptores poco inmunes y cada vez más perturbadores.


• Ingenierías e instaladores eléctricos: Son los responsables de un buen diseño y dimensionamiento de instalaciones, elección de equipamiento, mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo, ajustes en dispositivos de protección, cuellos de botella, puntos calientes, falsos contactos..


• Terceros: Excavaciones y otro tipo de obras, vandalismo.


• Otros: Políticas municipales, autonómicas, generales, medioambientales, fenómenos atmosféricos, causas de fuerza mayor.

NORMATIVAS Y LEGISLACIONES.

La legislación del Estado a aplicar es la ley 54/1997 del sector eléctrico que establece los criterios básicos de la regulación de la calidad de servicio y el Real Decreto 1955/2000 de 1 de diciembre que regula las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de Energía Eléctrica.

El R.D. 1955/2000 establece además qué es y cómo se mide la calidad de suministro, y el punto de equilibrio o de referencia, es decir define lo que puede exigir un cliente individual como contraprestación a la tarifa de acceso y lo que puede exigir a un distribuidor al nivel de la zona de la que es responsable.

Limita los umbrales de tiempo de interrupción al año, por potencia instalada (TIEPI) en horas, percentiles 80 (P80-TIEPI), y el número máximo de interrupciones por potencia instalada (NIEPI) de ámbito zonal e individual, en media y baja tensión:

CALIDAD	ZONAL			INDIVIDUAL
TENSION				MEDIA		BAJA
Urbana	2h	3h	4int.	4h	8int.	6h	12int.
Semiurbana	4h	6h	6int.	8h	12int.	10h	15int.
Rural concentrada	8h	12h	10int.	12h	15int.	15h	18int.
Rural dispersa	12h	18h	15int.	16h	20int.	20h	24int.

PERTURBACIONES ELECTRICAS.

La clasificación de las perturbaciones que hace el Comité Electrotécnico Internacional (C.E.I.) es la siguiente:

La Legislación Española define en la Ley del Sector Eléctrico (54/1997) R.D. 1995/2000 que la norma a aplicar para definir la calidad del producto es la UNE-EN 50160, describiendo en el artículo 110 los límites de emisión y los procedimientos de control. Las posibles perturbaciones conducidas se pueden resumir en variaciones de tensión, de frecuencia, desequilibrios y armónicos.

- Variaciones de la tensión suministrada: La norma EN 50160 define unas tolerancias del ±10% sin embargo el R.D. 1955/2000 es más restrictivo definiendo un valor eficaz del ± 7% de la tensión nominal el 95% de los valores eficaces promediados en 10 minutos de la semana. Los valores superiores al 7% son llamados sobretensiones y los menores subtensiones.

- Variaciones rápidas de la tensión de suministro: Pueden ser de corta o de larga duración, las de corta duración son llamadas transitorios.

- Fluctuaciones, parpadeo, flicker: Son variaciones consecutivas en la amplitud, periódicas o aleatorias entre un 6-8% con una duración inferior a 1 minuto. El efecto más perceptible es el parpadeo de la luminosidad en equipos de alumbrado. Hay que tener en cuenta la magnitud de la variación de tensión, la duración y el intervalo entre variaciones para definir el índice de severidad.

- Huecos de tensión: Son subtensiones en las que la tensión baja entre el 90% y el 1% de la tensión nominal y se recupera tras un pequeño intervalo. En el RD no se especifica el intervalo de variación, sólo se dan valores indicativos de las perturbaciones existentes. La existencia de huecos de tensión es inevitable.

- Interrupción del suministro: Es una subtensión con valor de la tensión eficaz inferior al 1% de la tensión nominal. Si la duración es superior a 20 ms se produce un corte y si es inferior un microcorte. Al igual que en el caso de los huecos, las interrupciones son inevitables.

- Sobretensiones: Se pueden dar desviaciones erráticas de la onda de tensión llamadas ruidos entre conductores activos (modo diferencial) o conductores activos y tierra (modo común). Cuando la frecuencia del ruido es superior a 500 Hz son llamados impulsos. Si la sobretensión es temporal entre fases y tierra el fenómeno es de signo contrario a los huecos de tensión.

- Variaciones de la frecuencia de suministro: Se define como frecuencia nominal 50 Hz. Los intervalos de variación se definen en sistemas interconectados o aislados durante un 95% y un 100% de la semana de la siguiente forma:

INTERVALO DE VARIACIÓN	95% semana	100% semana
Sistemas interconectados	± 1%	+4% -6%
Sistemas aislados	± 2%	± 15%

- Desequilibrios de la tensión suministrada: Se producen cuando existen diferencias entre los valores eficaces de cada una de las fases. Se mide porcentualmente como el valor eficaz de la componente inversa, con respecto al valor eficaz de la componente directa y la tolerancia permitida es del ± 2% el 95 % de la semana.

- Perturbaciones por armónicos: Una perturbación armónica provoca una deformación de la onda con respecto a la senoidal pura.
Cualquier forma de onda periódica puede ser representada por la suma de una senoidal pura de frecuencia F llamada fundamental, y senoidales cuya frecuencia es múltiplo entero de la fundamental, llamados armónicos, además de una eventual componente continua.
El orden del armónico es el valor del número entero de veces que la frecuencia de ese armónico es mayor que la fundamental.
En la definición Europea la Tasa de Distorsión armónica (THD) es la relación porcentual entre el valor eficaz de los armónicos y el de la fundamental.
El THD en intensidad es generado por la carga mientras que en tensión se genera por la fuente como resultado de una intensidad muy distorsionada.
Los armónicos en intensidad de secuencia homopolar, es decir de orden 3 y sus múltiplos, circulan por el conductor de neutro.
El armónico en tensión de orden 5 se está acercando a los niveles máximos permitidos: 6% en baja tensión y 2 % en alta tensión.

SOLUCIONES PARA LA MEJORA DE CALIDAD.

EL S.A.I. COMO SOLUCION DE MEJORA DE CALIDAD.

- Comportamiento del S.A.I. como suministrador de Energía
Como suministrador de Energía a la carga, los S.A.I. actuales, que en la mayoría de los casos disponen de un inversor con I.G.B.T., dan unas tasas de fiabilidad y calidad de suministro muy altas.
Algunos fabricantes construyen un puente inversor trifásico que les obliga a colocar un transformador en la salida de dicho puente para generar el neutro y consecuentemente las tensiones monofásicas. Este neutro se conecta al de entrada al S.A.I. (Neutro pasante).
Otros fabricantes realizan regulación independiente por fase, montando tres inversores monofásicos desfasados 120º. Estos equipos no necesitan instalar el transformador de salida y admiten desequilibrios de carga del 100% sin desviación angular

- Comportamiento del S.A.I. como consumidor de Energía
Hasta hace no mucho tiempo, tanto los fabricantes de S.A.I como los usuarios, que estaban muy preocupados con el comportamiento del S.A.I. en relación con la calidad de la tensión de salida, mostraban poca preocupación con el comportamiento de éstos como consumidores de energía. De hecho en la actualidad, se siguen fabricando S.A.I.´s con rectificador de 6 pulsos a tiristores que polucionan la Red Eléctrica, afectando a otros consumidores de su instalación y a otros usuarios.
Preocupados por el comportamiento aguas arriba del S.A.I, pensando en añadir elementos diferenciadores respecto a la competencia o en previsión de cumplir con las nuevas normativas más restrictivas que las actuales; los fabricantes tecnológicamente avanzados están mejorando considerablemente el comportamiento de sus S.A.I´s como co nsumidores de energía.
Los S.A.I´s fabricados con convertidores de entrada que utilizan I.G.B.T. trabajan a frecuencias mucho mas altas, con formas de onda de corriente de entrada prácticamente senoidales (THDI < 5 %) frente a las formas de onda de corriente consumidas por los rectificadores de tiristores (THDI > 30 % con rectificadores de 6 pulsos).
El Factor de Potencia de entrada de los S.A.I.´s que utilizan un convertidor con I.G.B.T. es superior a 0,97 inductivo en la mayoría de los casos e inferior a 0,8 inductivo en los S.A.I.´s con rectificador de tiristores.
Para mejorar el Factor de Potencia y reducir la distorsión armónica de entrada, en los equipos fabricados con tiristores se recurre a la instalación de transformadores para rectificar en 12 o más pulsos y a la incorporación de filtros antiarmónicos. Estos filtros además de ser voluminosos y pesados empeoran el rendimiento, manejan considerables cantidades de energía reactiva y pueden empeorar el funcionamiento de grupos electrógenos.

- Comportamiento del S.A.I. como elemento de aislamiento
Cuando las cargas no son lineales y el S.A.I. tiene el neutro pasante los armónicos homopolares, que como ya hemos dicho circulan por el neutro, se encuentran presentes en el neutro de entrada es decir aguas arriba del S.A.I. Por otra parte, en ocasiones y especialmente durante las conmutaciones RED-GRUPO se pierde la referencia de Tierra en el neutro de salida, pudiendo desplazarse éste, lo que provoca sobretensiones en alguna de las fases con el consiguiente daño a las cargas que se encuentren conectadas.
Si no se dispone de un elemento activo para corregir los efectos provocados por los armónicos (Conversión Delta) o no se tiene regulación independiente por fase y se quieren corregir estos efectos, es necesario recurrir a la instalación de un transformador de aislamiento galvánico en la línea de Bypass.
Si al margen de todos los efectos descritos, se desea obtener aislamiento galvánico de la batería respecto a la entrada y salida del S.A.I. es necesario incorporar un transformador.