Diseño inteligente y calidad de energía: ¿Cómo Eplan facilita la gestión de armónicos en proyectos de ingeniería eléctrica?

¿Existe una amenaza invisible en tus instalaciones eléctricas?

En este contexto de complejidad de la ingeniería eléctrica, las herramientas de software de diseño eléctrico asistido por ordenador (ECAD) juegan un papel crucial. La Plataforma Eplan ofrece un entorno integral para diseñar y documentar sistemas eléctricos que consideran la gestión de armónicos desde la fase inicial.

¿Qué son los armónicos y por qué son un problema para la ingeniería eléctrica?

Antes de profundizar en el papel de Eplan, es fundamental comprender qué son los armónicos y por qué su presencia puede ser perjudicial:

✔️ Definición

Los armónicos son componentes de frecuencia que son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental del sistema eléctrico (típicamente 50 Hz o 60 Hz). Son generados por cargas no lineales, como variadores de frecuencia (VFDs), fuentes de alimentación conmutadas, rectificadores, hornos de arco y ciertos tipos de iluminación.

⚠️ Consecuencias

La presencia de armónicos puede acarrear una serie de problemas:

• Sobrecalentamiento de equipos: transformadores, motores y cables pueden experimentar un aumento de temperatura debido a las corrientes armónicas, reduciendo su vida útil y aumentando el riesgo de fallos.
• Fallos en equipos sensibles: los armónicos pueden interferir con el funcionamiento de equipos electrónicos sensibles, como sistemas de control, ordenadores y equipos de comunicación.
• Disparo intempestivo de protecciones: los armónicos pueden falsear las lecturas de los dispositivos de protección, provocando disparos no deseados.
• Pérdidas de energía: las corrientes armónicas aumentan las pérdidas de energía en el sistema, lo que se traduce en un mayor consumo y costes operativos.
• Resonancia: en ciertos casos, los armónicos pueden interactuar con la inductancia y la capacitancia del sistema, provocando fenómenos de resonancia que amplifican las distorsiones y pueden dañar los equipos.
  

El rol fundamental de Eplan en el diseño de sistemas con gestión de armónicos

La Plataforma Eplan proporciona las herramientas esenciales para diseñar y documentar sistemas eléctricos que integran estrategias de mitigación de armónicos, de hecho, una herramienta fundamental para el diseño y la documentación en ingeniería eléctrica. Esto incluye la capacidad de integrar y gestionar todos los componentes y elementos necesarios para implementar estrategias de mitigación de armónicos:

1. Creación de esquemas eléctricos precisos con componentes específicos: el software de diseño eléctrico Eplan Electric P8 permite el diseño esquemático detallado con una vasta librería de componentes y la capacidad de crear macros y símbolos personalizados para cualquier elemento necesario, incorporando los componentes necesarios para abordar los armónicos. Esto incluye la representación de:

→ Cargas generadoras de armónicos (VFDs, rectificadores y otros equipos no lineales): Eplan permite representar estos equipos en los esquemas eléctricos, ya que son elementos fundamentales de cualquier sistema de automatización o potencia, permitiendo diseñar y documentar los sistemas que contienen estas cargas y las soluciones para mitigar sus efectos. Puedes asociarles propiedades específicas en el software.

→ Dispositivos de mitigación (filtros pasivos y activos de armónicos, reactancias de línea, transformadores con devanados especiales, etc.): Eplan permite insertar estos componentes en los esquemas eléctricos, asociarles datos de artículos de fabricantes (muchos fabricantes, como Danfoss Drives, ya proporcionan macros de sus convertidores de frecuencia con mitigación armónica integrada para Eplan Data Portal), y generar toda la documentación asociada (listas de materiales, planos de montaje, etc.). Los transformadores de aislamiento o con desfase para la reducción de armónicos son componentes estándar que pueden representarse.

→ Instrumentación de medida: permite incorporar símbolos y datos para estos dispositivos de monitoreo en tus esquemas eléctricos, planificar su cableado y su integración en el sistema de control o SCADA, si es el caso.

2. Acceso a una amplia librería de componentes a través de Eplan Data Portal: Eplan Data Portal ofrece acceso a una vasta base de datos de componentes de fabricantes líderes, incluyendo aquellos especializados en soluciones para la calidad de energía y la mitigación de armónicos. Esto facilita la selección e integración de los componentes adecuados en el diseño eléctrico, con información detallada sobre sus características eléctricas y especificaciones técnicas.

3. Diseño eléctrico 3D de armarios y salas eléctricas con Eplan Pro Panel: la correcta disposición física de los equipos, incluyendo los dispositivos de mitigación de armónicos, es crucial para su rendimiento y seguridad. El software Eplan Pro Panel permite crear diseños eléctricos 3D de armarios eléctricos y salas, optimizando el espacio, la ventilación y el cableado de estos componentes, que a veces pueden generar calor.

4. Preplanificación estratégica con Eplan Preplanning: en las etapas iniciales del proyecto, Eplan Preplanning facilita la definición de la arquitectura eléctrica general. Esto permite identificar tempranamente las posibles fuentes de armónicos y planificar la inclusión de medidas de mitigación desde el inicio del diseño.

5. Generación de documentación completa y coherente: Eplan automatiza la creación de documentación esencial, como listas de materiales, diagramas de bornes, listas de cables e informes. Esta documentación precisa y coherente es fundamental para:

→ Especificación de equipos: facilitando la adquisición de los componentes correctos para la mitigación de armónicos.
→ Instalación: proporcionando instrucciones claras para la correcta conexión de los dispositivos.
→ Análisis posterior: sirviendo como base para los especialistas en calidad de energía que realizarán simulaciones y análisis detallados de armónicos utilizando software específico.

Sinergia con herramientas de análisis de armónicos: el flujo de trabajo óptimo

Es importante reiterar que Eplan no reemplaza el software especializado en análisis de armónicos. Sin embargo, la información detallada y precisa que genera Eplan es un punto de partida invaluable para estas herramientas. El flujo de trabajo ideal implica:

a) Diseño detallado del sistema eléctrico en Eplan, incluyendo la incorporación de cargas no lineales y dispositivos de mitigación.

b) Exportación de datos relevantes desde Eplan (listas de componentes, topología de la red, características de los equipos).

c) Importación de estos datos en software de análisis de armónicos.

d) Simulación y análisis de los niveles de armónicos en diferentes puntos del sistema bajo diversas condiciones de carga.

e) Optimización del diseño y la selección de los dispositivos de mitigación en base a los resultados del análisis.

f) Actualización de la documentación en Eplan con las modificaciones finales.

Eplan, tu base sólida para proyectos eléctricos con calidad de energía garantizada

En la era de la digitalización y la creciente sensibilidad hacia la eficiencia energética y la fiabilidad de las instalaciones, la gestión de armónicos se ha convertido en un aspecto crítico de la ingeniería eléctrica moderna. Si bien Eplan no realiza el análisis en tiempo real, su plataforma ECAD proporciona las herramientas fundamentales para diseñar y documentar sistemas eléctricos que consideran la mitigación de armónicos desde la concepción hasta la implementación.

Al utilizar Eplan para crear esquemas eléctricos precisos, acceder a librerías de componentes especializadas, optimizar la disposición física y generar documentación coherente, los ingenieros eléctricos sientan las bases para proyectos más seguros, eficientes y con una calidad de energía garantizada. La sinergia entre Eplan y el software de análisis de armónicos representa el camino hacia un diseño inteligente y una gestión proactiva de los desafíos de la calidad de la energía en la ingeniería eléctrica.

¿Cómo contactar con Eplan?

¿Estás listo para optimizar el diseño de tus proyectos de ingeniería eléctrica considerando la calidad de energía y la gestión de armónicos? Descubre cómo Eplan puede transformar tu flujo de trabajo. ¡Solicita una demo personalizada hoy mismo! ¡Escríbenos a info@eplan.es!

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