INTRODUCCIÓN

El elevado crecimiento de la economía en los últimos años se ha traducido en una extraordinaria

expansión de energía así como el desarrollo tecnológico, esto implica una alta proliferación de
controles y dispositivos electrónicos, electrodomésticos con elementos de estado sólido y cargas
no lineales, tales como hornos o soldadores de arco, sistemas de tracción eléctrica, máquinas
eléctricas con controles de estado sólido (Variadores de Velocidad), Transformadores, etc., los
cuales han producido una gran cantidad de perturbaciones en las ondas de tensión y corriente del
sistema eléctrico nacional, creando un nuevo problema denominado perturbaciones eléctricas.

El concepto "Perturbaciones Eléctricas y Calidad de Energía Eléctrica " es un tema esencial el

cual ha evolucionado en la última década a escala mundial, está relacionada con las perturbaciones
eléctricas que pueden afectar a las condiciones eléctricas de suministro y ocasionar el mal
funcionamiento o daño de equipos y procesos. Por tal razón, se requiere un tratamiento integral
del problema desde diversos frentes. Estos comprenden, entre otros, investigación básica y
aplicada, diseño, selección, operación y mantenimiento de equipos, normalización, regulación,
programas de medición y evaluación, capacitación de personal. etc.

En este documento se realiza el presente Estudio de los principales problemas de Calidad de

Energía en el Ecuador, con la finalidad de conocer el comportamiento actual del Sistema Eléctrico
y recomendar soluciones a los mismos. Se determina la generación que realizan las diferentes
hidroeléctricas en el país ,se analizan el monitoreo de parámetros de estado estable (perfil de
voltaje, corriente, potencia, factor de potencia, distorsión armónica en voltaje y distorsión
armónica en corriente), encontrándose comportamientos diferentes para las mediciones
consideradas, debido principalmente al tipo de carga instalada y sobre cada uno de los disturbios
de calidad de energía registrados, recomendando el sistema de protección más adecuado para la
solución de los problemas. Para la presente investigación representó una oportunidad para
profundizar sobre la problemática del sector eléctrico, como uno de los servicios básicos que
registra un alto índice de reclamos, ahondar en las causas que generan la situación actual, así
como identificar algunos de los nudos críticos y las posibles soluciones que mejoren el sector
eléctrico, más aún desde la perspectiva de los consumidores finales del servicio, quienes
representan el mayor porcentaje de clientes y de consumo; y por lo tanto, está en cada usuario una
parte de la respuesta a la crisis eléctrica que atraviesa el país. Si bien las decisiones políticas que
marcan la estructura del sector pueden salir de nuestro control directo, podemos contribuir, por
una parte, siendo consumidores responsables con el uso de la energía, a través del ahorro y no
hurto de energía eléctrica, lo que tendrá un efecto en la reducción de pérdidas no técnicas y, por
otra parte, siendo usuarios exigentes de un servicio de calidad, a precios justos, atención eficiente
de reclamos; y, usuarios con voz crítica que demanden un cambio hacia la competitividad que nos
beneficia a todos.

DESARROLLO:

Concepto:

El término Calidad de Energía Eléctrica, nombrado CEE por sus siglas en español, es utilizado
para describir una combinación de características a través de las cuales el producto y el servicio
del suministro eléctrico corresponden a las expectativas del cliente.

Observando la calidad de energía eléctrica en la parte técnica: el usuario espera obtener del
proveedor (empresa distribuidora) un suministro con tensiones equilibradas, sinusoidales y de
amplitudes y frecuencias constantes. Esto significa en la práctica, como contar con un servicio de
buena calidad, costos viables de un funcionamiento adecuado, seguro y confiable de equipos y
procesos sin afectar el ambiente o el bienestar de las personas.

La Pérdida de la Calidad de Energía significa: “Deterioro de las señales de Tensión y Corriente

en lo que respecta a la forma de onda, frecuencia e interrupciones que llevan a la reducción o
parada de procesos que ocasionan perjuicios”.

En los últimos años se ha profundizado el problema con la calidad de la energía. Por este motivo
Instituciones especializadas en el tema, como la IEEE (Institute of Electrical and Electronic
Engineers), IEC (Internacional Electrotechnical Comisssion), CENELEC (Comité Européen de
Normalisation Electrotechnique), NEMA (The National Electrical Manufacturers Association),
etc. han desarrollado estándares y métodos de medición y construcción de equipos de medición
de calidad de energía en los últimos años, perfeccionándolos con el transcurrir del tiempo.

Así mismo las industrias cada vez han sido más conscientes de empezar a monitorear y a regular
sus sistemas eléctricos basados en las normativas emitidas por las instituciones anteriormente
mencionadas en especial las del CONELEC.

Se han establecidos métodos, regulaciones, leyes, penalizaciones, etc. que han tratado de regular
el sector y han venido perfeccionando estos sistemas.

Los países latinoamericanos han ido poco a poco estableciendo regulaciones de calidad de
servicio eléctrico, muchos de estos países tienen en la actualidad regulaciones bien estructuradas.

Para la calidad de servicio eléctrico el ente regulador por lo general es uno estatal y el ente
regulador es la Empresa de Distribución, la misma que puede ser estatal o privada. Dado que la
Empresa de Distribución es la llamada a velar por la calidad del servicio, las regulaciones o
recomendaciones establecen que esta debe monitorear y corregir los problemas en la calidad de
energía para el bien de los usuarios.
Ecuador tiene pocos años de haber iniciado el proceso de regular a las empresas de distribución
más no a los usuarios en baja y media tensión. Esta tardanza le ha dado el beneficio de haber
recogido la experiencia de países vecinos para regular sus empresas de distribución con mayor
criterio. Es por esto que la norma ecuatoriana es una de las regulaciones más coherentes y más
claras de aplicar. A pesar de esto aún se pueden emitir ciertas recomendaciones para su
perfeccionamiento.

Hasta el momento no ha habido una aceptación global de la parte técnica de las regulaciones por
parte de las distribuidoras en el Ecuador. El cronograma de etapas no se ha cumplido hasta la
fecha, pero se han dado ciertos avances. Es por eso que aún se está a tiempo para dar a conocer
las ventajas y corregir las imperfecciones de la Calidad de Servicio Eléctrico de Distribución del
Ecuador, dictada por el CONELEC (Concejo Nacional de Electricidad), en la Regulación No.
CONELEC- 004/01.

Según la regulación (No. CONELEC-004/01), la calidad de energía comprende los siguientes

aspectos:

 nivel de voltaje
 perturbaciones
 frecuencia

Se toma en consideración las normas donde se establecen los procedimientos para la construcción
de los equipos para que estén facultados a procesar internamente las señales y las pueda convertir
en valores eléctricos como voltajes, armónicos, corrientes, etc. [1]

Según (Norma Técnica de Calidad), los parámetros de calidad de producto definidos son los
siguientes:

 Tensión: Las tolerancias admitidas sobre las tensiones nominales de los puntos de
entrega, en todas las etapas y en todos los niveles de tensión, es de hasta el 5.0% de las
tensiones nominales de tales puntos.
 Perturbaciones: son todas las señales indeseadas que intervienen de forma adversa
en el funcionamiento de un sistema.
 Tensiones armónicas: Según la norma (UNE-EN-60150), se define la tensión
armónica como ¨una tensión senoidal cuya frecuencia es múltiplo entero de la
frecuencia fundamental de la tensión de alimentación en el sistema¨.
 Frecuencia Distorsión Armónica: son alteraciones de la frecuencia medidas en
promedios de 10 segundos, estas variaciones provocan el incorrecto
funcionamiento de la máquina.
La mala calidad de energía tiene dos tipos de orígenes, los externos y los internos
al sistema eléctrico. Los disturbios de origen externos son los producidos por las descargas
atmosféricas (rayos) en las líneas eléctricas, contactos accidentales entre dos líneas eléctricas,
principalmente los de origen internos son producidos por la operación de dispositivos de
desconexión, conmutación electrónica (drive, PLC, computadoras, etc.), arranque de motores,
entre otros.

Se puede originar la mala calidad de energía en los equipos electrónicos modernos (computadoras,
variadores de frecuencia, UPS, balastos electrónicos) utilizan un dispositivo de electrónica
de potencia (diodos, transistores y tiristores) que convierten la corriente alterna en corriente
directa y trabajan en un modo de interrupción (switching), que funciona a manera de pulsaciones
que no tienen forma de onda de voltaje sinusoidal. Al resultar corrientes no sinusoidales se
produce la distorsión armónica y consumos no lineales. [2]

Los problemas que genera la mala calidad de energía son los siguientes:

 Generación de corrientes armónicas.

 Fugas de corriente en la red de tierra.
 Variaciones de voltaje.

Generación eléctrica en el Ecuador

Ecuador cuenta con una capacidad instalada para generar 8.036,34 MW –denominada potencia
nominal por incluir el potencial de diseño de las centrales–, según el informe de rendición de
cuentas del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER). Pero la demanda máxima
cubre el 47% de eso, al requerir 3.746 MW. [3]

La generación eléctrica en el Ecuador si bien no es un problema de grandes dimensiones suele

presentar inconvenientes, como por ejemplo las épocas de sequía o de estiaje que es la ausencia
de caudal o también el nivel bajo del agua.

Al presentar este inconveniente se suele disminuir la capacidad instalada en el país y al suceder

este fenómeno se afecta directamente la calidad de energía que es entregada directamente de la
generación, al tener una demanda considerable los lugares más alejados sufrirán las consecuencias
teniendo caídas de tensión o incluso apagones.

Distribución eléctrica en el Ecuador

La calidad de energía eléctrica estudia todo el sistema eléctrico, desde generación hasta
distribución, pero existen puntos fundamentales en el estudio donde se hace hincapié como la
distribución. [4]
El Ecuador al estar ubicado en una región montañosa interandina, está expuesto a varios
desniveles de suelo, esto que implica, pues que al momento de construir líneas de transmisión
sean estas de media o alta tensión se presentará un problema considerable principalmente
ocasionado por el medio ambiente que lo rodea como tal. Es por ello que para poder instalar una
torre de alta tensión esta debe contar con un estudio del lugar en donde se la instalará, existen
normas las cuales controlan valores adecuados para que la torre brinde seguridad y eficiencia.

Usuarios / Carga

La calidad de la onda hace referencia a la onda de voltaje suministrada y a las perturbaciones

asociadas a la misma. Engloba prácticamente todas las perturbaciones de origen técnico. Las
características ideales de la onda de voltaje son una forma de onda sinusoidal con amplitud y
frecuencia determinada e invariable, así como simetría de fases (en los sistemas trifásicos).
Cuando estas características son alteradas variando sus condiciones ideales, se dice que la onda
de voltaje sufre perturbaciones. Un suministro con buena calidad de la onda deberá mantener estas
perturbaciones dentro de límites aceptables. [5]

En todo hogar ecuatoriano existe la presencia de dispositivos electrónicos sean estos de pequeño
o gran tamaño, al tenerlos incorporados ya son una fuente de problema para la calidad de energía
ya que afectan directamente al suministro eléctrico.

Existe una gran variedad de cargas no lineales con generación de corrientes armónicas que por lo
general son pequeñas en tamaño, pero muy numerosas. Por ejemplo

 Computadoras y dispositivos periféricos

 Aparatos de TV con fuentes conmutadas
 Lámparas de descarga gaseosa
 Reguladores de voltaje
 Motores con control electrónico de velocidad

Cabe recalcar también que los convertidores son elementos capaces de alterar las características
de voltaje y la corriente que reciben, transformándola de manera optimizada para los usos
específicos donde va a ser destinada en cada caso.

Desde un punto de vista teórico, una calidad de suministro ¨perfecta¨ implica la existencia de un
sistema trifásico de tensiones: permanentes en el tiempo, totalmente equilibradas, perfectamente
sinusoidales, de amplitud igual a su valor nominal, de frecuencia 60 Hz.

En el punto de conexión entre el usuario final y la compañía eléctrica, cualquier alteración

transitoria de alguna de estas características se denomina perturbación de red. [5]

Interrupción Eléctrica
Otro Problema que genera una Mala Calidad de la Energía se debe a las Interrupciones que
presenta un sistema. Una interrupción se define como la pérdida total de tensión o corriente. Según
su duración, una interrupción se clasifica como instantánea, momentánea, temporal o sostenida.
El rango de duración para los tipos de interrupción es el siguiente:

Instantánea 0,5 a 30 ciclos

Momentánea 30 ciclos a 2 segundos

Temporal 2 segundos a 2 minutos Sostenida mayor a 2 minutos

Las causas de las interrupciones pueden variar, pero generalmente son el resultado de algún tipo
de daño a la red de suministro eléctrico, como caídas de rayos, animales, árboles, accidentes
vehiculares, condiciones atmosféricas destructivas (vientos fuertes, gran cantidad de nieve o hielo
sobre las líneas, etc.), falla de los equipos o disparo del disyuntor básico.

Mientras que la infraestructura de la red eléctrica está diseñada para compensar automáticamente
muchos de estos problemas, no es infalible. Uno de los ejemplos más comunes de lo que puede
causar una interrupción en los sistemas de suministro eléctrico comercial son los dispositivos de
protección de la red eléctrica, como los reconectores automáticos de circuito. Los reconectores
determinan la duración de la mayoría de las interrupciones, según la naturaleza de la falla. Los
reconectores son dispositivos utilizados por las empresas públicas de electricidad para detectar el
aumento de la corriente proveniente de un cortocircuito en la infraestructura de la red eléctrica, y
para desconectar el suministro cuando esto ocurre. Luego de un tiempo fijo, el reconector
devolverá el suministro, en un intento de eliminar el material que crea el cortocircuito (este
material suele ser una rama de un árbol, o un animal pequeño atrapado entre la línea y la descarga
a tierra).

Una interrupción, ya sea instantánea, momentánea, temporal o sostenida, puede causar trastornos,
daños y tiempo de inactividad, desde el usuario hogareño hasta el usuario industrial. Un usuario
de computadora en el hogar o de una pequeña empresa podría perder datos valiosos cuando se
daña la información por la pérdida de suministro al equipo.

Probablemente más prejudicial es la pérdida que puede sufrir el cliente industrial a con- secuencia
de las interrupciones. Muchos procesos industriales cuentan con el movimiento constante de
ciertos componentes mecánicos. Cuando estos componentes se apagan repentinamente a
consecuencia de una interrupción, esto puede causar daños a los equipos y destrucción del
producto, así como el costo asociado con el tiempo de inactividad, limpieza y nueva puesta en
marcha. Por ejemplo, cuando un cliente industrial que produce hilados experimenta una
interrupción momentánea, puede provocar el "escape" del proceso de extrusión de hilado, dando
como resultado un excesivo desperdicio y tiempo de inactividad. El hilado debe ser extruido a
una velocidad y consistencia determinadas para que el producto final sea de la calidad y tipo
esperados.

Las soluciones para evitar las interrupciones varían tanto en eficiencia como en costo. El primer
esfuerzo debería ser eliminar o reducir la probabilidad de problemas potenciales. Obviamente, el
buen diseño y mantenimiento de los sistemas de la red eléctrica resultan esenciales. Esto asimismo
se aplica al diseño de sistema del cliente industrial, que frecuentemente es tan extensivo y
vulnerable como el sistema de la red eléctrica.

Una vez reducido el potencial de problemas, se necesitan equipos o métodos de diseño adicionales
para permitir que los equipos o el proceso del cliente resistan (permanezcan funcionando en forma
constante durante perturbaciones en la calidad del suministro) o que se reinicien después (y
durante) interrupciones inevitables. Los dispositivos de reducción más comunes empleados son
los sistemas de energía ininterrumpibles (UPS), los motogen- eradores, y el uso de técnicas de
diseño de sistemas que aprovechan los sistemas redun- dantes y el almacenamiento de energía.
Cuando se corta la electricidad, estas formas de energía alternativa pueden solucionar el problema.
Cualquier persona que haya tenido una computadora portátil ha visto un ejemplo de esto. Cuando
se enchufa la computadora portátil, recibe la energía desde el tomacorriente de pared y un poco
de energía pasa a la batería interna de la computadora portátil para cargarla. Cuando se desenchufa
la computa- dora portátil, la batería instantáneamente se encarga de suministrarle energía continua
a la computadora. Recientes adelantos en la tecnología de encendido han permitido que se utilicen
sistemas de almacenamiento de energía de reserva en menos de medio ciclo. [6]

Las principales actividades realizadas y que permiten mantener este indicador con resultados
positivos (decrecientes), se relacionan con: mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo,
como: termografía, efecto corona y cambios entre los que se destacan: sección de conductor,
postes de madera tratada en mal estado (básicamente en el Área Rural), remodelación de
primarios, regulación de redes de medio voltaje, instalación y reubicación de reconectadores,
aislamiento de lazos y bajadas a transformadores, revisión de reconectadores, corte de ramas
cercanas a las redes de medio y bajo voltaje, entre otras actividades que se ejecutan en los
alimentadores primarios del sistema de distribución. [7]

El indicador TTIk, registró en diciembre del 2018 un valor de 2,18 horas, lo que evidencia un
mejor desempeño comparado con la meta establecida por el MEER de 2,44 horas.
CONCLUSION

 El estudio de calidad de energía eléctrica ha adquirido mucha importancia porque es una

interrelación entre la calidad, la eficiencia y la productividad.
 Al analizar los problemas que se presentan en el suministro, distribución, o generación
que pueden ser subidas y bajadas de tensión, transitorios de tensión, interrupciones
eléctricas, etc, se puede establecer la falla y actuar sobre ella para poder brindar una
calidad de energía que satisfaga al usuario y en la cual se minimice las afectaciones de la
misma.
 La calidad de energía depende tanto del usuario como del distribuidor de energía, la
empresa debe garantizar un servicio de calidad teniendo la menor cantidad de
interrupciones eléctricas posibles, con esto aseguran un buen servicio y un buen estado
de los equipos de cada usuario.

Bibliografía

[1] M. HOLGUIN, ANALISIS DE CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA, GUAYAQUIL: Primera , 2010.

[2] R. N. CONELEC-004-01, CALIDAD DEL SERVICIO ELECTRICO DE DISTRIBUCION EL

DIRECTORIO DEL CONSEJO NACIONAL DE ELECTRICIDAD CONELEC, QUITO.

[3] EL UNIVERSO, «EL UNIVERSO,» 08 Abril 2018. [En línea]. Available:

https://www.eluniverso.com/noticias/2018/04/08/nota/6702703/ecuador-usa-solo-47-
su-capacidad-energetica. [Último acceso: 08 Abril 2019].

[4] C. F. C. Guillermo, “AUDITORIA ENERGÉTICA DEL SISTEMA ELÉCTRICO EN LA COOPERATIVA

SAN FRANCISCO LA MATRIZ Y PLANTEAMIENTO DE INCORPORACIÓN DE UN TABLERO DE
TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA”, Latacunga, 2017.

[5] P. Castro, Estudio de la calidad de energia en la subestación Santa Rosa como punto de
interconexión entre el sistema nacional de interconectado y el sistema eleéctrico quito,
2012.

[6] J. Seymour, «Informe Técnico 18,» Schneider, 2016.

[7] E. E. Quito, «Informe Técnico 2017,» EEQ, Quito, 2017.