CFE Calidad de Energia Electrica

1er. Seminario de Ahorro de Energía Eléctrica

Campeche, Campeche

20 y 21 de Abril de 2009

CALIDAD DEENERGIA ELECTRICA

Ponente: Ing. Cecilia Hernández Hdez

DivisiDivisióón Peninsularn PeninsularZona CampecheZona Campeche

SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA

INTRODUCCION

Las cargas cada día son más sensibles a las variaciones de ciertos parámetros, ya que hacen un uso intensivo de controles basados en microprocesadores y electrónica de potencia.Implementación de ““mayor eficienciamayor eficiencia”” a través de variadores de velocidad, lámparas eficientes, capacitores, etc., que incrementan la distorsión armónica.Estos equipos que generan distorsión armónica y bajo ciertas condiciones pueden deteriorar la magnitud y la forma de onda del voltaje suministrado a tal grado, que sea inadecuado de utilizar por la mayoría de los usuarios que comparten la misma fuente de suministro.


INTRODUCCION

Mayor atención de los usuarios finales a la calidad del suministro de energía (interrupciones, transitorios, etc.) ya que pueden significar cuantiosas perdidas.

El principal factor que se encuentra detrás de los conceptos de la calidad de energía eléctrica es el incremento en la productividad para los usuarios.


Calidad de la Energía.

El estándar IEEE-1159-1995 define un alto nivel de calidad de la energía cuando tenemos un bajo nivel de disturbios, entendiéndose por disturbio como cualquier anormalidad en la forma de onda de voltaje o de corriente.

Cualquier problema que se presente en el suministro manifestada por desviaciones en la magnitud y forma de onda en el voltaje, corriente o frecuencia que puede ocasionar falla u operación inadecuada en el equipo del usuario.

CALIDAD DE VOLTAJEMagnitud, Forma de Onda y Frecuencia

CALIDAD DE LA CORRIENTEMagnitud, Forma de Onda y Frecuencia

CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICACombinación de calidad de voltaje y de corriente

CALIDAD DEL SUMINISTROConfiabilidad + Calidad de Voltaje

CALIDAD DEL SERVICIOCalidad de Suministro + Relación con consumidores

CALIDAD DEL CONSUMOConfiabilidad Suministro + Calidad de Energía + Relación con Consumidores


CALIDAD DEL SERVICIO(Georgia Power)

PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIAVISTA DESDE EL USUARIO

USUARIO12%

VECINOS8%

OTROS3%

FENOMENOS NATURALES

60%SUMINISTRADOR17%


CALIDAD DEL SERVICIO(Georgia Power)

PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIAVISTA DESDE EL SUMINISTRADOR

FENOMENOS NATURALES

66%

USUARIOS25%

VECINOS8%

SUMINISTRADOR1%



CUBO DE CALIDAD DE LA ENERGÍA

El acondicionamiento de las redes eléctricas es extenso y complicado, en cuanto a la eliminación y prevención de disturbios de la forma de onda senoidal de C.A., los problemas pueden presentarse, desde la generación hasta las cargas.

Sin embargo a pesar de su variedad y complejidad, los problemas de calidad de la energía pueden ser agrupados en varias categorías distintas.


CUBO DE CALIDAD DE LA ENERGÍA

El cubo de calidad de la energía es una analogía que enfatiza el acondicionamiento de cada área las cuales requieren métodos y soluciones tecnológicas independientes.

Las áreas de regulación, aislamiento y supresión, las otras caras del cubo representan el aterrizamiento de la red eléctrica, las armónicas y el ruido.


Fuente: Seminario de Power Quality, Eaton Electrical.


CUAL ES EL ORIGEN CUAL ES EL ORIGEN DEL PROBLEMA?DEL PROBLEMA?


Naturales.

Descargas atmosféricas

Lluvia

Viento

Polvo

Nieve

Granizada

Terremoto

Huracán

Humedad

Salinidad.

Cargas No lineales.

Corto circuito.

Perdida de fase.

Sobrecarga.

Bajo Factor de Potencia.

Corrección del F.P.

Apertura de interruptores.

Falla de transformadores.

Suspensión del servicio.

Conexión y desconexión de cargas.

Eléctricos.


Principales Disturbios.

Interrupciones (Interruption ).

Completa perdida de voltaje por un periodo de tiempo.

Depreciaciones de voltaje (sags/dips).

Reducción en el voltaje nominal rms a la frecuencia de trabajo, con una duración de medio ciclo a 2.5 seg. (150 ciclos ).



Elevaciones de voltaje (swell ).

Incremento en el voltaje nominal rms, a la frecuencia de trabajo, con una duración de medio ciclo a 2.5 seg. (150 ciclos).

Transiente-Oscilatorio (Transient).

Son bidireccionales, con duración desde 0.3 a 5 milisegundos, de valor hasta 8 veces el voltaje p.u.



Transiente-Impulso (Transient).Pulso unidireccional con duración a dos milisegundos.

Ranuras ( Notch).

Ranuras de las formas de onda de voltaje , producidas por la conmutación en la conducción de la corriente de diodos y tiristores.



Bajo voltaje (Undervoltage).Reducción en el voltaje nominal rmsa la frecuencia de trabajo, con una duración mayor a 2.5 seg.

Alto voltaje (overvoltage).Aumento en el voltaje rms, a la frecuencia de trabajo por un periodo de tiempo mayor a 2.5 seg.



Distorsión Armónica (harmonic distortion).Representación matemática de la distorsión de una forma de onda pura senoidal.

Flicker (Subarmónicas).Parpadeos luminosos perceptibles que son molestos para el ojo humano.


Resumiendo.

1.-Los problemas más frecuentes que representan un 68% de las fallas, lo representan los sags. Los sags tienen origen principalmente en condiciones de falla como corto circuito, descargas atmosféricas y en algunos casos arranque de motores.2.-Los impulsos representan un significativo 21% de los problemas de calidad de la energía. Estos tienen su origen en la conexión y desconexión de cargas y en ciertas ocasiones por descargas atmosféricas, descargas estáticas y arqueo entre contactos.3.-Las interrupciones representan un 11% de los problemas de calidad de la energía y sus fuentes son múltiples como pueden ser fallas de corto circuito, descargas atmosféricas, fallas en los equipos, accidentes automovilísticos.

Las normas más importantes que tratan sobre medida y caracterización de eventos en la tensión de suministro de energía eléctrica (y en general de la calidad de la energía eléctrica) son:

Norma Europea EN-50160 (Características de la Tensión Suministrada por las Redes Generales de Distribución)

Estándar IEC 61000-4-30

IEEE Standard 1159-1995.

NORMATIVIDAD

NORMATIVIDAD

3% Continuo en AT

NEMA MG-1, Sec. 12.45

NO6%, 5 min en BT

Desbalanceo de Voltaje

NEC 1990NO3-5 VDiferencia de Potencial entre Neutro y Tierra

IEEE Std-519CFE L000045(Depende del Nivel de Tensión y IL/Icc)

Contenido de Armónicas Corriente

IEEE Std-519CFE L000045

Menor a 5% THDContenido de Armónicas

Tensión

ANSI C84.1+/- 5% Vn

CFE / LUZ Y FUERZA

+/- 10% VnVariación del Voltaje

(regulación)

SICFE / LUZ Y

FUERZA59.9 a 60.1 ciclos/segFrecuencia de Suministro

INTERNACIONALNACIONAL

NORMATIVIDADLIMITES ESTABLECIDOSPARAMETRO

NORMATIVIDAD

máximo 5%Desequilibrio de Corriente

máximo 2%Desequilibrio de Tensión

SICFE / LUZ Y FUERZA

minimo 90%Factor de Potencia Mínimo

SI

NO (*84 min en 2007, sin afectaciones al

usuario CFE)

150 min cliente/añoConfiabilidad del Suministro

<85%, 2 veces al mes

ANSI/IEEE 446NO

80-90% Vsim, 20 veces/mes

Depreciaciones de Voltaje

ANSI/IEEE C60.45NO2 x VsumSobretensiones transitorias por maniobra

INTERNACIONALNACIONAL

NORMATIVIDADLIMITES ESTABLECIDOSPARAMETRO


Curva de Aceptabilidad (CBEMA-ITIC)

El nivel de susceptibilidad a los disturbios en el voltaje de alimentación en los equipos de cómputo es difícil de medir. La experiencia dio como resultado la publicación de la Curva de la Asociación de Fabricantes de Equipos Informáticos y Empresariales (CBEMA).

Desde entonces esta curva se ha modificado y actualmente se conoce como curva del Consejo Tecnológico de Industrias de Informática (ITIC), una versión que ha sido estandarizada por la ANSI como el Std-IEEE-446.


aceptabilidad


Frecuencia de variaciones de voltaje.


HERRAMIENTAS PARA HERRAMIENTAS PARA LOS ESTUDIOS DE LOS ESTUDIOS DE CALIDAD DE ENERGIACALIDAD DE ENERGIA


Analizadores de Redes Eléctricas

PP4300

Algodue.

3100 PQNode®EPRI PQPager®

ION 7550, 7650


Forma de Onda


Captura de disturbios.









Espectro de armónicas.


Dirección de las armónicas.

SOURCELOAD

SOURCE


Monitoreo en tiempo real.


Software.Software.


B

I

B

L

I

O

G

R

A

F

I

A


¿Cuales son los Problemas ?EQUIPOS PARA MEJORAR LA

CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA

¿¿Cuales son los Problemas ?Cuales son los Problemas ?EQUIPOS PARA MEJORAR LA EQUIPOS PARA MEJORAR LA

CALIDAD DE ENERGIA CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICAELECTRICA


POWER QUALITY:Equipo de Cómputo

Daño probableVariación de voltaje (sag)

Impulso 2x Nominal

Impulso 4x Nominal Interrupción

Voltaje del Neutro a Tierra

Disturbio Repetitivo Sobrevoltaje

Falla de tarjetas electrónicas Si Si Si

Errores misceláneaos de

software Si Si Si Si Si Si

Caída del disco duro Si Si

Congelamiento del sistema Si Si Si

Errores de paridad Si Si Si Si

Falla de las fuentes de poder Si Si Si Si

Reiniciar / Resetear Si Si Si

Pérdida de voltaje de AC Si Si Si

Tabla de disturbios y daños causados por Calidad de Energía Deficiente


Supresores de Transitorios.

Las sobretensiones transitorias que entran a las instalaciones comerciales, a través del sistema de distribución son atenuadas por los apartarrayos instalados en las acometidas y los TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) o Supresores de Transitorios que protegen a los equipos sensibles de los usuarios ya que son dispositivos diseñados para manejar altos niveles de energía asociados con la actividad transiente en línea.

Cabe agregar que algunos de los mejores dispositivos pueden también proporcionar una atenuación de ruido significativa.


8.4.2.5 Recomendaciones para la protección de transitorios.

La protección de transitorios se debe aplicar desde la entrada del servicio eléctrico, tableros de protecciones y tableros de distribución y en los tableros de distribución secundarios o derivados que alimenten a equipo telefónico, de telecomunicaciones, televisión u otros equipos electrónicos, estas protecciones pueden ser instaladas externamente internamente en el tablero de protecciones o de distribución.

Los tableros de distribución deben contener la protección montado íntegramente para minimizar los efectos de los transitorios en los conductores optimizando de esta manera su efectividad.

STD-1100-1999 (Emerald Book).


T R A N S I T O R I O S

¡EL PROBLEMA EN LA ERA DE LA ELECTRONICA!

Los Transitorios son algo nuevo…?

NO,

Los transitorios siempre han existido,

Son el resultado natural de la ActividadEléctrica.


T R A N S I T O R I O S

¡EL PROBLEMA EN LA ERA DE LA ELECTRONICA!

Existe una amplia difusión en el uso de equiposelectrónicos, tales como:

Computadoras personales

Sistemas de telefonía

Líneas de producción automatizadas

Equipos de diagnóstico médico

Maquinas y herramientas industriales

Bombas electrónicas de gases

Controles automáticos de riego


¿Que es un Transitorio?Transitorio: Es un cambio en la forma de onda, de por lo

menos dos veces el valor RMS de la Tensión.

Ruido: Es un cambio en la forma de onda, de menos de dos veces el valor RMS de la tensión.

El ruido de Alta Frecuencia en sistemas de Baja Tensión, esindependiente de la frecuencia fundamental.


T r a n s i t o r i o

Pico de Voltaje

Duración de

Microsegundos (μ s)

Nanosegundos (n s)

20 kV

20 kA

Bipolar

Aparición Aleatoria

60 Hz


Transitorios Externos

Aparecen un 20 % de la veces,

Causan DESTRUCCIONAparecen un Aparecen un 20 %20 % de la veces, de la veces,

Causan Causan DESTRUCCIONDESTRUCCION

Ejemplo:Operación de redes

DescargasAccidentes

RayosTormentas

Viento


MAPA DE ISODENSIDAD DE RAYOS A TIERRA

1983-1993


Transitorios Internos

Switcheo de Motores

Aire Acondicionado

Dispositivos de Switcheo

Ventilación

Calefacción

Compresores

Aparecen un 80 % de la veces, Causan DEGRADACIONAparecen un 80 % de la veces, Causan DEGRADACIONAparecen un 80 % de la veces, Causan DEGRADACION


Qué tan Rápido es un Transitorio?

¿Cual es la Frecuencia del Sistema?

¿Cuanto tiempo dura un Ciclo?

¿En cuantos ciclos abre un interruptor ante un cortocircuito?

¿Cuanto representa la duración de un transitorio con respecto a la duración de un ciclo?

¿Que velocidad de respuesta se espera de un equipo que protejecontra transitorios?

R = 60 Hz

R = 16 ms

R = 1 Ciclo

R = 1 milésima parte

R = nanosegundos


Efectos de un Transitorio

Destrucción de elementos

Disipación de energía

Interrupción de Procesos

Daño de circuitos impresos

Perdida de memoria y datos

Bloqueo de sistemas


Síntomas de un Transitorio

Alto nivel de Equipo Dañado

Tarjetas Electrónicas y Monitores Quemados

Caídas de Enlaces de Comunicación

Discos Duros Aterrizados o Corrompido

Equipo Digital Operando Erróneamente Sin Razón Aparente (atribuido a fallas de software)

Reemplazo Constante de Fusibles

Falla de Sobretensión enVariadores de Velocidad


¿ Quién los ocasiona ?

Cargas con continuos arranques y paros.

Soldadoras, Punteadoras, Hornos.

Descargas Atmosféricas en la Red.

Procesos industriales de gran potencia dentro de la empresa o con vecinos.

Switcheo en las Líneas de CFE ó LFC

Equipos de Comunicación con antenas o hilos aéreos. Routers, enlaces satelital, etc.

Elevadores, Balastras, Bombas, etc.


Comportamiento de la Cerámica MOV

LíneaCondición

Normal

Vn

ZI fuga

Condición

Transitoria

VtZ

It

ZnO = 97%

Pb

Mg

Mn = 3%

Bi

...

mA kA


Varistores de Oxidos Metálicos MOV

Son conectados en paralelo a la red y activados por el pico de tensión

Al exponerlos a la alta energía de un Transitorio modifica su impedancia, de un valor muy alto a un valor muy bajoen tiempo de 1 nanosegundo

Al presentarse un rayo, aparta de la red la energía en exceso y la disipafuera del sistema

Se conectan en paralelo entre sí.


OPERACIONModo: Linea - TierraLL TT

Filtros dejan pasar la Frecuencia Nominal y Atenuan altas frec,

El fusible se activa al final de la vida útil, 200kA,

99 % Plata,

El fusible se El fusible se activaactiva al final al final de la de la vidavida úútiltil, 200kA, , 200kA,

99 % Plata,99 % Plata,

Clamping VoltageClamping Voltage

NN


Modos de Protección

10 modos de protección, Simplemente:EL TRANSITORIO NO PASA

Fase A

Fase B

Neutro

L-TL-T

L-T

L-N L-N

L-N

Fase CN-T

Tierra

L-L

L-L

L-L


IEEE C62.41 1991

Nivel CSubestaciones

Nivel BDistribución

Nivel AAlumbrado

*Mayor exposición*Acometida*Equipos Robustos*Autosoportados*Poco Cableado

*Red de Distribución*Transformadores*Tableros Panel*UPS*Hay Cableado

*Circuitos Derivados*Equipos sensibles*Tomas eléctricas* Mucho Cableado* Filtrado

EMA,

I-Line

EBA,

I-Line

HWA, LC

SDSA, QO


Guia de Rápida de Aplicación

Nivel de Capacidad de Ambiente EquiposExposición Supresión SURGELOGIC

Alto 480kA y 320kA Acometidas de gran potencia EMA

Zonas de alto nivel isoceráunico QD Logic

Vecino de zonas industriales I-Line

Industria en ambientes rurales

Alto a 240kA y 160kA Zonas de bajo nivel isoceráunico EMA, EBA, I-Line

Medio Acometida a tableros panel y autosoportados NQOD / NF / CCM

Compañias de tamaño mediano QDLogic, Electroducto

Medio 160kA Tableros subgenerales EMA, EBA, I-Line

Alimentadores sin protección en la acometida NQOD / NF / CCM

Cargas de potencia en la red QDLogic, Electroducto

Medio 160kA y 120kA Cuartos de cómputo y procesamiento EBA, HWA, I-Line

a Bajo Circuitos derivados sin protección anerior NQOD / NF / CCM

Equipos robotizados y de control numérico Electroducto

Bajo 120kA a 40kA Circuitos derivados para cargas finales EBA, HWA, LC

Cargas finales muy sensibles SDSA, QO

Uso Residencial, Casa Habitación. SDSB1175C


Supresores de Transitorios


Transformadores de Aislamiento

Los transformadores conectados en delta -estrella (comúnmente de distribución) que suministran cargas no lineales monofásicas como pueden ser fuentes reguladas por conmutación, las armónicas “triplen”(múltiplos de 3) circularán por las fases y el neutro del lado de la estrella, pero no aparecerán en el lado de la delta (caso balanceado), ya que se quedan atrapadas en ésta produciendo sobrecalentamiento de los devanados.


Transformadores Tipo K

Los transformadores tipo K son aprobados por UL (Underwriter’s Laboratory) para su operación bajo condiciones de carga no senoidal, puesto que operan con menores pérdidas a las frecuencias armónicas. Entre las modificaciones con respecto a los transformadores normales están:a. El tamaño del conductor primario se incrementa para soportar las corrientes armónicas “triplen” circulantes. Por la misma razón se dobla el conductor neutro.b. Se diseña el núcleo magnético con una menor densidad de flujo normal, utilizando acero de mayor grado, yc. Utilizando conductores secundarios aislados de menor calibre, devanados en paralelo y transpuestos para reducir el calentamiento por el efecto piel.



CAPITULO 8. Recomendaciones prácticas para diseño e instalación.

Los sistemas eléctricos de distribución que operan a 480 Y/277 V (o 600 Y/347 V) tienen los siguientes beneficios sobre los sistemas que operan a 208Y/120 V:

a) Las impedancias de las fuentes 480 Y/277 V son típicamente menores que los sistemas de 208 Y/120 V. Esta característica provee mas estabilidad a la fuente con mejor regulación de voltaje y minimiza la THD cuando se tienen corrientes de cargas no lineales.



CAPITULO 8. Recomendaciones prácticas para diseño e instalación.

b) Los transformadores reductores para 208 Y/120 V ayudan a atenuar los disturbios generados en el sistema de 480 V.

c) Los sistemas 480 Y/277 V manejan menos corriente, resultando en menores perdidas en los alimentadores.

d) Los sistemas 480 Y/277 V normalmente tienen menor costo por instalación y material resultando mas económicos.


8.4.1.4 Consideraciones de Impedancia para Transformadores tipo Seco

Una práctica recomendada para transformadores de aislamiento de baja tensión tipo seco es tener una impedancia (%Z) en un rango de 3–5%, calculado a la frecuencia nominal. Esta impedancia no debe exceder 6% en ningun caso. La instalación de transformadores con baja impedancia ayuda a minimizar la distorsión en la forma de onda del voltaje que generan los equipos electrónicos (cargas no lineales).



8.4.1.7 Transformadores con factor K-factor

UL y los fabricantes de transformadores han establecido el “Factor K” para transformadores de potencia tipo seco, para indicar su capacidad para soportar corrientes de carga no sinoidales.

Típicamente estos transformadores son diseñados especialmente para soportar el incremento de temperatura y las corrientes en el neutro que producen las cargas no lineales.

Algunas consideraciones en su diseño son:



8.4.1.7 Transformadores con factor K-factor

a) El rango del neutro es del 200% en el lado secundario a plenacarga, para soportar las corrientes en el neutro principalmente como resultados de las “triplen” armonicas y desbalanceo de fases.

b) Los conductores del devanado son especialmente configurados yhechos para minimizar el calentamiento debido a las corrientes armónicas. Existen múltiples configuraciones, conductores paralelos pueden reducir el efecto piel en las altas frecuencias de las corrientes armónicas y balancear las triples armónicas que circulan en el devanado primario (delta)

c) Los núcleos (acero de mayor grado) son especialmente diseñados para mantener una densidad de flujo menor bajo condiciones de saturación debido a la distorsión en voltaje o por alto voltaje en la línea.

Los valores comerciales de transformadores con factor K: K- 9 K- 13 K- 20 K- 30 K- 40



Transformadores de Aislamiento

El factor K se puede encontrar mediante un análisis armónico de la corriente de la carga o del contenido armónico estimado de la misma. La ecuación que lo define es:

( ) Ih pu = corriente armónica en p.u. tomando como base la corriente Irms.

Con el valor del factor K de la corriente de la carga, se puede escoger el transformador adecuado.Los valores comerciales de transformadores con factor K: K- 9 K- 13 K- 20 K- 30 K- 40


Transformadores Tipo K

Otros factores K superiores, están generalmente reservados para piezas especificas de equipos donde el espectro de las armónicas de las carga es conocido.

Donde el 100% de la carga sea equipo electrónico, use un transformador de factor K-20.

Donde el equipo electrónico represente mas del 75% de la carga, use un transformador de factor K-13.

Donde el equipo electrónico represente mas del 35% de la carga, use un transformador de factor K-4.

Donde la corriente de armónicas producida por cierto equipo sea menor al 15%, utilice un transformador estándar de uso general.


Reguladores de voltaje.

Proporcionan el voltaje nominal requerido en la carga, a pesar de amplias fluctuaciones en la tensión de suministro.


Acondicionadores de línea.

Definimos a un equipo acondicionador de línea al equipo o dispositivo que contribuya a resolver alguno de los problemas de calidad de la energía que hemos clasificado anteriormente.

A) Supresión.

B) Regulación.

C) Aislamiento.


UNIDAD ININTERRUMPIBLE DE ENERGIA(Uninterruptible Power Supply, UPS)

Definición

Incorrectamente generalizado como No break, es un dispositivoque gracias a sus baterías, puede proporcionar energía eléctricatras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados. Otra de las funciones de las UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a los aparatos, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de Corriente Alterna. Las UPS dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas, que pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos, que como se ha dicho antes, requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o caídas de tensión).



Esquemas de UPSOFF-LINE: la carga esta siempre conectada a la línea principal y el UPS solo funciona cuando hay falla en esta. El inversor esta calculado para alimentar a la carga durante un periodo de tiempo relativamente corto y la duración de las baterías es usualmente de unos pocos minutos.



Esquemas de UPS

ON-LINE: la carga siempre esta conectada al UPS y este se alimenta a partir de la línea principal. En caso de fallo en las líneas las baterías suministran energía al inverso. De manera que no se presenta una interrupción en las alimentación de la carga. Cuando la alimentación se restablece. El inversor se alimenta nuevamente de la línea principal y las baterías son recargadas.




Ocupación de mayor potencia en el transformador.

Circulación de corrientes innecesarias en alimentadores

Perdidas en alimentadores

Caídas de tensión.

Multa por bajo FP

BANCOS DE CAPACITORES

ϕϕ11

ϕϕ22

KWKW

KVAKVA11

KVAKVA22

KVARKVAR11

KVARxKVARx

KVARKVAR22

KVARxKVARx= KVAR= KVAR11--KVARKVAR22

Tg Tg ϕϕ= KVAR/KW= KVAR/KWKVARKVAR11 = KW * Tg j= KW * Tg j11KVARKVAR22 = KW * Tg j= KW * Tg j22KVARxKVARx = KW * Tg j= KW * Tg j11 -- KW * Tg jKW * Tg j22KVARxKVARx = KW *(Tg j= KW *(Tg j11 -- Tg jTg j22))


Reactores de línea.

+ Aumentan la vida de los semiconductores.+ Reducen la distorsión por armónicas.+ Reducen las corrientes de descarga.+ Reducen la temperatura de operación de los equipos.+ Reducen el ruido emitido por los motores.+ Limitan la corriente de corto-circuito.Los reactores con impedancia del 3% son aplicables para absorber los picos en la línea de potencia y la corriente de descarga de motores. Los de impedancia del 5% son aplicables para reducir las corrientes y frecuencias armónicas.


Reactores de línea.


TABLERO PRENSAS AUTOMATICASITM PRINCIPAL, ANTES DE COLOCAR LOS REACTORES

PERFIL DE LA THD EN CORRIENTE POR FASE

0

10

20

30

40

50

60

70

10:3

410

:39

10:4

410

:49

10:5

410

:59

11:0

411

:09

11:1

411

:19

11:2

411

:29

11:3

411

:39

11:4

411

:49

11:5

411

:59

12:0

412

:09

12:1

412

:19

12:2

412

:29

12:3

412

:39

12:4

412

:49

12:5

412

:59

13:0

413

:09

13:1

413

:19

13:2

413

:29

13:3

413

:39

13:4

413

:49

13:5

413

:59

14:0

414

:09

14:1

414

:19

14:2

414

:29

14:3

414

:39

14:4

414

:49

14:5

414

:59

15:0

415

:09

15:1

415

:19

15:2

415

:29

15:3

415

:39

15:4

415

:49

15:5

415

:59

16:0

416

:09

DEL MARTES 5 DE ABRIL DE 2005

% F

UN

DA

MEN

TAL

FASE 1 FASE 2 FASE 3


TABLERO PRENSAS AUTOMATICASITM PRINCIPAL, DESPUES DE COLOCAR 3 REACTORES DE LINEA

PERFIL DE LA THD EN CORRIENTE POR FASE

0

10

20

30

40

50

60

70

17:1

017

:15

17:2

017

:25

17:3

017

:35

17:4

017

:45

17:5

017

:55

18:0

018

:05

18:1

018

:15

18:2

018

:25

18:3

018

:35

18:4

018

:45

18:5

018

:55

19:0

019

:05

19:1

019

:15

19:2

019

:25

19:3

019

:35

19:4

019

:45

19:5

019

:55

20:0

020

:05

20:1

020

:15

20:2

020

:25

20:3

020

:35

20:4

020

:45

20:5

020

:55

21:0

021

:05

21:1

021

:15

21:2

014

:36

14:4

114

:46

14:5

114

:56

15:0

115

:06

15:1

115

:16

15:2

115

:26

15:3

115

:36

15:4

115

:46

15:5

115

:56

16:0

116

:06

16:1

116

:16

16:2

116

:26

16:3

116

:36

16:4

1

DEL LUNES 26 Y MARTES 27 DE SEPTIEMBRE DE 2005

% F

UN

DA

MEN

TAL

FASE 1 FASE 2 FASE 3


FILTROS DE ARMONICAS

Remueven señales de alta frecuencia, armónicas y otros contaminantes de energía y datos. Estos equipos normalmente incluyen una combinación de reactores y capacitores.


Filtros de Armónicas


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La Conexión a Tierra

Muchas de las variaciones que ocurren en la calidad de energía del suministro de energía eléctrica ocurren dentro de las instalaciones de los propios usuarios y están relacionadas con problemas de alambrado y conexiones a tierra, por lo que es necesario hacer una revisión de los mismos.


Sistemas de Tierras Físicas

El objetivo principal de los sistemas de Tierras Físicas en un sistema eléctrico es proveer un medio SEGURO para proteger a los usuarios durante la operación normal y/o en caso de falla:

Los sistemas se conectan a tierra para limitar las sobretensiones eléctricas debidas a descargas atmosféricas, transitorios en la red o contacto accidental con líneas de alta tensión y para estabilizar la tensión eléctrica a tierra durante su funcionamiento normal.Los equipos se conectan a tierra de modo que ofrezcan un camino de baja impedancia para las corrientes eléctricas de falla y que faciliten el funcionamiento de los dispositivos de protección contra sobrecorriente en caso de falla a tierra.



El Puente de Union Principal

Neutro

TierraTierra

NeutroNeutro

Fase Carga

P.U.P. P.U.P.

Tablero 3Tablero 2Tablero 1

TierraTierra TierraTierra

NOM-SEDE-001 Art. 250-23, 26P.U.P. = Puente de Union Principal

Red de Tierras


Cuando circula corriente por tierra

NeutroTierra

TierraTierra

Fase DATA WIRE

SIGNAL GROUND

V1 V2RI

Cuando circula corriente por el cable de tierra, se produce una caida de tensión por la resistencia del cable,

originando así una diferencia de potencial entre tierras, y con ello la perdida del sistema equipotencial.

TierraTierra



PC = 0 VPC = 500 kV

10 Ω500 kV

10 Ω

0 V 0 V

10 Ω

0 V

500 kV0 V 0 V

0 V500 kV

NOM-SEDE-001 Art. 250-81, 86

50 kAInterconexión de sistemas

0 V500 kV


Conclusiones.

Es importante que la industria sea cada día más eficiente, la modernización contribuye a convertir más eficientes los procesos productivos y continuar siendo competitivos en un mercado de libre comercio.La aplicación de estas nuevas tecnologías implica la utilización de la electrónica de potencia (cargas no lineales). La utilización de estas cargas implica:1.- El suministro de energía eléctrica de calidad.2.- Mitigar cualquier disturbio que generan estas cargas.El no resolver los problemas de calidad de la energía a tiempo, traerán como consecuencia perdida de oportunidades de negocios, bajas en productividad, perdida de producción, baja en la calidad del producto y costos altos de producción.

ING. CECILIA HERNANDEZ HERNANDEZ.ID Nextel: 72*683496*2Oficina: (55) 5115-8945Móvil: (044 55) [email protected]

“LA TECNOLOGIA ES INVERSION Y SIGNIFICA SOLUCIONES”


Apuntes del Curso Tutorial “Estudio de Armónicas en Sistemas Eléctricos”, Sección México IEEE, 2002

“The Dranetz-BMI Field Handbook for Power Quality Analysis ”Dranetz-BMI, 2003

Apuntes del curso “Supresores de Transitorios”Schneider Electric México, 2005

Apuntes del curso “UPS y Acondicionadores de Línea”Schneider Electric México, 2005

Apuntes del curso “Mr. Capacitor”.Inelap, S.A. de C.V., 2000

BIBLIOGRAFIA


NOM-001-SEDE-2005 “Instalaciones Eléctricas.- Utilización”, Arts. 250, 280 y 285.

IEEE-STD-1159-1995 “Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality”

IEEE-STD-519-1992 “Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems”

IEEE STD-142-1991 ”Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems” (Libro Verde).

IEEE STD-1100-1992. “Recommended Practice for Powering and Grounding of Sensitive Electronic Equipment”. (Libro Esmeralda)

BIBLIOGRAFIA

Documents

CFE Calidad de Energia Electrica