Desbalance de tensión y corriente

¿Qué es el desbalance de tensión y corriente?

El desbalance de tensión ocurre cuando las tres fases de un sistema trifásico no tienen magnitudes iguales o presentan desfases irregulares. Esto puede ser el resultado de una mala distribución de cargas, equipos defectuosos o fallos en el suministro eléctrico.

¿Qué afecta? 

Los desbalances de tensión y corriente afectan la calidad y confiabilidad del suministro eléctrico, de manera enunciativa mas no limitativa, producen sobrecalentamiento y vibración indeseable en la maquinaria eléctrica rotatoria, sobrecalentamiento de transformadores y conductores, reducen la vida útil de los componentes electrónicos, incrementan las perdidas por efecto joule en los sistemas de transmisión y distribución y afectan la operación de sistema de protección 

El desbalance de tensión en los puntos de conexión de los centros de carga conectados en media o alta tensión debe limitarse a 2%, considerando el desbalance de secuencia negativa valor resultado de la agregación de 10 minutos de conformidad con la NOM-001-CRE/SCFI-2019 vigente o la NMX-J610-430ANCE-2018 Clase A o IEC 61000-61000-4-30 Clase A. El percentil 95 de los registros de medición durante un periodo semanal (o 7 días naturales no deberá exceder el límite establecido.

Para los centros de carga en media tensión con demanda contratada menor a 1 MW el desbalance de tensión podrá ser calculado, considerando los valores de la agregación de minutos como: 

El desbalance de corriente en los puntos de conexión de los centros de carga conectados en media o alta tensión debe limitarse a 15%, considerando el desbalance de secuencia negativa valor resultado de la agregación de 10 minutos de conformidad con la NOM-001-CRE/SCFI-2019 vigente a la NMX-J-610-4-30ANCE-2018 Clase A o IEC 61000-4-30 Clase A. el valor promedio de los registros de medición durante un periodo semanal (o 7 días naturales) no deberá exceder el límite establecido.

Para los centros de carga en media tensión con demanda contratada menor a 1 MW el desbalance de corriente podrá ser calculado, considerando los valores de la agregación de 10 minutos como: 

Requisitos del Código de Red 2.0 para el desbalance de tensión

El Código de Red 2.0 ha establecido parámetros más estrictos para el desbalance de tensión, con el fin de minimizar las afectaciones en la operación de los equipos conectados y el impacto en la red eléctrica. Según este código:

El desbalance de tensión no debe superar el 2% bajo condiciones normales de operación.

Las variaciones de tensión deben mantenerse dentro del rango permitido para evitar la desconexión de cargas sensibles y la reducción en la vida útil de los equipos.

El desbalance de corriente también está regulado en el Código de Red, aunque de manera indirecta, ya que se asocia principalmente con el desbalance de tensión.

Efectos del desbalance en los sistemas eléctricos

Los efectos de operar bajo condiciones de desbalance de tensión y corriente pueden ser severos, entre ellos:

• Aumento en las pérdidas de energía: El desbalance genera un aumento de las corrientes en el sistema, lo que incrementa las pérdidas de energía por efecto Joule.

• Daño en los motores eléctricos: Los motores trifásicos son especialmente sensibles a los desbalances. Un desbalance de tensión puede provocar sobrecalentamiento, vibraciones excesivas y una reducción significativa de la vida útil del equipo.

• Problemas en los transformadores: Un desbalance en el sistema puede causar sobrecargas en los devanados de los transformadores, lo que lleva a un deterioro prematuro o fallos en la operación.

• Interferencia con equipos electrónicos: Los equipos que dependen de un suministro estable y continuo pueden sufrir daños o errores de operación debido a un desbalance de tensión.

Medidas para mitigar el desbalance de tensión y corriente

Para cumplir con las exigencias del Código de Red 2.0 y evitar las consecuencias negativas del desbalance de tensión y corriente, las empresas deben implementar ciertas medidas:

• Balancear las cargas: Es fundamental distribuir las cargas de manera equitativa entre las tres fases del sistema trifásico. Esto puede lograrse con un análisis detallado de la demanda y el consumo de energía.

  
  

• Uso de compensadores estáticos de carga (SVC): Estos dispositivos permiten regular el flujo de potencia reactiva y mantener el equilibrio en el sistema.

  
  

• Monitoreo continuo del sistema: Implementar sistemas de monitoreo en tiempo real que permitan detectar desbalances en las fases y corregirlas antes de que causen problemas graves.

  
  

• Mantenimiento preventivo: Revisar periódicamente el estado de transformadores, motores y otros equipos conectados al sistema eléctrico para asegurarse de que no contribuyan al desbalance.

Conclusión 

El desbalance de tensión y corriente es un problema que, si no se gestiona adecuadamente, puede comprometer la eficiencia y seguridad de los sistemas eléctricos. Cumplir con las normativas del Código de Red 2.0 es clave para asegurar que las operaciones en los centros de carga se mantengan dentro de los estándares permitidos, protegiendo tanto la infraestructura como los equipos conectados. Adoptar medidas de monitoreo y prevención puede hacer la diferencia entre un sistema eléctrico eficiente y uno propenso a fallos.

El Código de Red 2.0 en México establece los requisitos técnicos que los centros de carga deben cumplir para garantizar la estabilidad y seguridad del sistema eléctrico nacional. Entre los muchos aspectos que aborda este marco regulatorio, el desbalance de tensión y corriente juega un papel crucial para evitar daños en equipos, mejorar la eficiencia energética y asegurar una operación adecuada de la red.

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