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1 Calidad de La Energia Electrica

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circuitos electricos

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERACALIDAD DE LA ENERGIA ELECTRICAIng. JORGE COSCO GRIMANEYrea Acadmica de Cursos ComplementariosFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

  • DefinicionesBarra: Es aquel punto del sistema elctrico preparado para entregar y/o retirar energa elctrica-Bloques horarios: Son perodos horarios en los que los costos de generacin son similares, determinados en funcin de las caractersticas tcnicas y econmicas del sistema-Factores de ponderacin: Son los valores que representan la proporcin de cada Sector Tpico de Distribucin en una concesin de distribucin. La suma de los factores de ponderacin para una concesin es igual a 1.-Sistema Interconectado: Conjunto de lneas de transmisin y subestaciones elctricas conectadas entre s, as como sus respectivos centros de despacho de carga, que permite la transferencia de energa elctrica entre dos o ms sistemas de generacin -Sistema Principal de Transmisin: Es la parte del sistema de transmisin comn al conjunto de generadores de un Sistema Interconectado, que permite el intercambio de electricidad y la libre comercializacin de energa elctrica

  • * Definiciones-Sistema Secundario de Transmisin: Es la parte del sistema de transmisin destinado a transferir electricidad hacia un distribuidor o consumidor final, desde una barra del SPT. Son parte de este sistema, las instalaciones necesarias para entregar electricidad desde una central de generacin hasta una barra del SPTPotencia: Es la capacidad mxima de produccin de una unidad de generacin en un momento del tiempo y se mide en Watts o vatios y tiene las siguientes equivalencias:1 kilowatt (1 KW)= 1,000 watss (W)1 Megawatss (1 MW)= 1,000 KW1 Gigawatts (1 GW)= 1,000 MWEnerga: Es la produccin de electricidad generada durante un lapso determinado de tiempo. Se mide en kilowatts hora (Kwh) o gigawatts hora (Gwh).

  • *El productoEl producto (la energa elctrica) es homogneo (por niveles de tensin), no se puede almacenar y es inelstico. Esto implica que la oferta debe ser igual a la demanda en cada instante del tiempo

    Las prdidas de energaEl transporte de la energa hasta el lugar de ubicacin del consumidor causa prdidas de energa. Esto reduce la posibilidad de vender a precios competitivos, a clientes que se encuentran a mucha distancia.

    Variabilidad de la demanda durante el daLa demanda de energa vara en el transcurso del da (la mayor demanda se da en horas punta), lo que genera la necesidad de mantener mrgenes de reserva.Esto abre la posibilidad de que participen en el mercado empresas menos competitivas pero que pueden vender energa a mayores precios durante las horas punta. Definiciones

  • *Caractersticas

  • CALIDAD DE LA ENERGA ELCTRICA Calidad de energa es un trmino utilizado para referirse al estndar de calidad que debe tener el suministro de corriente alterna en las instalaciones elctricas, en trminos de:Tensin o voltaje constante.Forma de onda sinusoidal.Frecuencia constante.

  • Los parmetros de calidad de producto definidos por la Norma Tcnica de Calidad, son los siguientes:Tensin: Las tolerancias admitidas sobre las tensiones nominales de los puntos de entrega, en todas las etapas y en todos los niveles de tensin, es de hasta el 5.0% de las tensiones nominales de tales puntos.Perturbaciones: a) Tensiones armnicas individuales. El Factor de Distorsin total de tensiones armnicas (THD) no de superar el 3% para tensiones mayores de 60 kV y 5% para tensiones menores de 60 kV.b)Flicker.Frecuencia: Variaciones sostenidas de frecuencia.Distorsin Armnica

  • QU CAUSA LOS DISTURBIOS ELCTRICOS?El cliente! Especificaciones deficientes de los productos de conversin de energa Grado y aplicacin incorrectosCalibre incorrecto

    Imperfecciones en el suministro elctrico Condensadores para la correccin del factor de potenciaAccidentes en lneas de suministro y equipos distribuidores de electricidadReconexiones y maniobras para eliminar fallas Clima

  • Problemas que genera la mala calidad de energaEstos fenmenos tcnicos ocurren por dos razones principalmente:La instalacin de equipo electrnico en un ambiente determinado sin haber hecho las modificaciones necesarias en la instalacin elctrica, de tal manera que no hay un equilibrio entre el consumo de energa y la instalacin que soporta este consumo.La construccin de edificaciones sin el conocimiento de la carga elctrica que se requerir.Generacin de corrientes armnicas.Fugas de corriente en la red de tierra.Variaciones de voltaje.

  • SENSIBILIDAD DE LAS CARGASTodas las cargas son diferentes y son sensibles a los impulsos y distorsiones

  • Son sensibles a cadas y aumentos momentneos de voltaje o reducciones planificadas de tensin

  • Sensibles a la interrupcin del suministro

  • OPCIONES PARA SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIA.Estudio de la calidad de la energa

  • Informes estadsticos

  • Analizadores de Calidad Elctrica

    Analizadores trifsicos porttiles ayudan a monitorear y analizar la calidad de la energa elctrica.

  • TRANSITORIOS

  • TRANSITORIOS(IMPULSOS / PICOS)DEFINICIN:Voltaje alto y angosto o impulso de corriente superimpuesto en la onda de CACAUSAS: Conmutacin en la compaa elctrica Arco causado por una soldadora Apertura o cierre de un contactor Arranque de equipo industrial pesado RayosEFECTOS:Falla o daos al equipo, bloqueo del sistema, corrupcin/prdida de datos y fatiga de componentes que pueden causar fallasSOLUCIONES:Supresor TVSS, Transformadores de aislamiento*, estabilizador UPS

  • SOBREVOLTAJES

  • SOBREVOLTAJE(AUMENTOS MOMENTNEOS)DEFINICIN:Aumento provisorio del voltaje RMS, puede durar varios ciclos

    CAUSAS: Apagado de cargas grandes (motores, aire acondicionado, etc.) Compaa elctrica dejando caer la carga

    EFECTOS:Dao permanente a equipos y dems artculos elctricos SOLUCIONES:Regulador de voltaje/acondicionador de energaEstabilizador UPS con regulacin de voltaje

  • FLUCTUACIONES

  • CADA MOMENTNEA DE VOLTAJEDEFINICIN:Cada provisoria del voltaje RMS, puede durar varios ciclos

    CAUSAS: Arranque de cargas grandes (motores, aire acondicionado, etc.) Conmutacin en la compaa elctrica

    EFECTOS:Falla de sistemas, falla ocasional de los equipos, reduccin en la eficiencia y vida til de los equipos elctricos, especialmente de motores

    SOLUCIONES:Regulador de voltaje/acondicionador de energaEstabilizadores UPSSuministros de CC

  • BAJO VOLTAJE

  • BAJO VOLTAJEDEFINICIN:Cada provisoria del voltaje RMS, puede durar varias horas

    CAUSAS:Alta demanda en la red elctricaServicio situado al final de la red de distribucin

    EFECTOS:Falla de sistemas y falla ocasional de los equipos, reduccin en la eficiencia y vida til de los equipos elctricos, especialmente de motores

    SOLUCIONES:Regulador de voltaje

  • INTERRUPCION DEL SUMINISTRO

  • APAGN(INTERRUPCIONES DEL SUMINISTRO)DEFINICIN:Prdida repentina de energa de CA

    CAUSAS: Apertura de fusibles o cortacircuitos Tormentas Accidentes de construccin

    EFECTOS:Parada de equipos, prdida de datos, retrasos de produccin, ciclos de arranque largos y problemas de seguridad (prdida de iluminacin, alarmas y sistema megafnico)

    SOLUCIONES: Estabilizadores UPS

  • ARMONICOS

  • ARMNICOSDEFINICIN:Distorsin de la onda sinusoidal

    CAUSAS:Suministros elctricos conmutados Cargas no lineales

    EFECTOS:Alta corriente, conductores neutros y transformadores sobrecalentados, distorsin de voltaje, cortacircuito, prdida de capacidad del sistema

    SOLUCIONES: Estabilizador UPS en lnea, Reactor de lnea, Filtros activos Transformadores ferrorresonantesTercer armonicoTiempo

  • Onda senoidal pura

  • Solucin a los problemas de las armnicasLos filtros.Los filtros armnicas pueden usarse para: Mejorar el factor de potencia Reducir armnicos Reducir corrientes de retorno por el neutro en sistemas trifsicos Minimizar el impacto sobre los transformadores de distribucin. Generador depsitos de los efectos armnicos. Liberar capacidad de distribucin.

  • Forma de representar a los filtros para un seccin T para una seccin pi

  • APLICACIN DE LOS FILTROS EN LA MEJORA DE LA CALIDAD DE LA POTENCIA ACTIVA

  • RUIDO ELECTRICO

  • RUIDO ELCTRICODEFINICIN:Amplitud baja, corriente baja, disturbios de alta frecuencia

    CAUSAS:Suministros elctricos conmutados, otras cargas, puesta a tierra inadecuada

    EFECTOS:Errores de software y bloqueo del sistema

    SOLUCIONES:Transformador de aislamiento, estabilizador UPS en lnea, o supresor TVSS/filtro. Recablear la carga o trasladar la fuente de ruido

  • DISTURBIOS ELCTRICOS1 ciclo20/16.7mS50/60 HertzONDA SINUSOIDAL PURAINTERRUPCINEN SERVICIOCON RUIDOCON IMPULSO AALTA VELOCIDADCON TRANSITORIORESONANTECON CADA MOMENTNEACON SOBREVOLTAJE/AUMENTO MOMENTNEOCON DISTORSINCON CAMBIO DEFRECUENCIA

  • DEFINICIONES1.-Apagn (Blackout) Es la prdida total del suministro elctrico. Puede ser causado por diversos eventos; relmpagos, cadas de las lneas de energa, sobre-demandas, accidentes y desastres naturales. Puede causar daos en el equipo electrnico (hardware), prdida de datos, o cada total del sistema. 2.-Bajo Voltaje Momentneo (Sag) Es la cada momentnea de voltaje, generada por el arranque de grandes cargas, encendido de maquinaria pesada, fallas de equipos. Se presenta de manera similar a los apagones. El bajo voltaje momentneo puede causar daos al hardware.

  • 3.Alto Voltaje Momentneo (Surge) Tambin conocido como pico. Los picos pueden ser producidos por una rpida reduccin de las cargas, cuando el equipo pesado es apagado por voltajes que van por arriba del 110 % del nom