Estudio de Calidad de Energia Ejemplo

Arnecom Planta Tuxtla Gutiérrez, Chiapas.

Agosto del 2006

Estudio de Calidad de Energía SECOVI®


PAG.

I. Introducción . . . . . . . . . . . 1 II. TR-1 (Transformador de 500 KVA) . . . . . . . . 2 III. Tablero TF-3 (Tablero de Corte). . . . . . . . . 26 IV. Máquina Komax # 6. . . . . . . . . . . . 48 V. Máquina Komax # 10 . . . . . . . . . . . 70 VI. Máquina Komax # 13 . . . . . . . . . . . 95 VII. Máquina Yak # 7-06 . . . . . . . . . . . 116 VIII. Estudio de Tierras . . . . . . . . . . . 124

IX. Conclusiones y Recomendaciones . . . . . . . . 142

X. Propuesta Técnica . . . . . . . . . . . 147

XI. Referencias Técnicas . . . . . . . . . . 149 XII. Propuesta Comercial . . . . . . . . . . 169

1 Introducción

Se realiza el presente Estudio de Calidad de Energía en ARNECOM (Planta Tuxtla Gutiérrez) con la finalidad de conocer el

comportamiento actual del Sistema Eléctrico y recomendar soluciones a los problemas de calidad de energía.

Se realizan y analizan monitoreos 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.

El reporte muestra las conclusiones sobre violaciones a la norma, instalación eléctrica, 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.

Los puntos considerados para el monitoreo, los cuales forman una parte del total de la carga instalada en la planta, son:

• Transformador de TR-01500 KVA, 13.8 KV/220 V

• Tablero TF-3, Tablero de Corte

• Maquina Komax # 6



• Maquina Yak Y7-06

ARNECOM Planta TUXTLA (Tuxtla Gutiérrez, Chiapas).

TRA-1


Agosto del 2006

2 TRA - 1 Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700

con sensores de corriente de una capacidad de 3,000 amperes.

El equipo fue conectado en las terminales de entrada del interruptor principal del transformador, tomando así el total de la

carga conectada durante el período de medición.

El período de medición fue de 72 horas continuas en cada transformador, tomado muestras cada 10 segundos. Esto

representa un muestreo total de 25,920 muestras para cada parámetro eléctrico registrado.

Las 25,920 muestras registradas se almacenan en memoria y se procesan para obtener los perfiles de operación de cada

parámetro eléctrico.

De estos parámetros eléctricos se obtienen los valores máximos, mínimos y promedios para establecer los límites de operación

del sistema eléctrico y son comparados con lo que recomiendan los estándares internacionales.

Además se programó el equipo para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 20% de

voltaje pico, esto con la finalidad de evaluar si los arranques de cargas internas impactan en el voltaje de suministro, o en su

defecto registrar los eventos que son generados externamente y son reflejados hacia este nodo.

3

3X225 A

TABLERO DE DISTRIBUCION " TD - 1"

31 2

3X150 A

3X125 A

4 5 76 8

3X225 A

3X225 A

3X400 A

3X150 A

3X225 A

119 10 12 13

3X100 A

3X20 A

3X400 A

3X150 A

3X225 A3X1600 A

TRA-I13,200//220/127 VOLTS

Driescher13,200V

LISTA DE CARGAS

14

3X125 A

3X150 A

Capacitor 40 KVAR

10.- TF-10 SISTEMA C/1

12.- TF-1 CORTE13.- TF-3 CORTE

11.- TF-4 ELECTRODUCTO

14.- SIN CARGA

6.- TF-12 BONDER7.- TF-5 ELECTRODUCTO8.- TF-6 TABLERO DE FUERZA

4.- TF-9 COMPRESORES3.- TF-11 EXTRACTORES

1.- TF-7 CONVEYORS

9.- SIN CARGA

5.- TF-2 CORTE

2.- SIN CARGA

Electrodo

Barra de tierras

Barra de Neutros

Conductor de tierra

Conductor de neutro

Conductor de fase

SIMBOLOGIA

TRA - 1 Diagrama Esquemático Actual

4 TRA - 1 Perfil de Voltaje Máximo de Línea a Línea

En la gráfica se muestra el perfil del voltaje máximo en un período de 72 hrs. El comportamiento del voltaje promedio es de

221.62 Volts, valor que se encuentra 0.74 % arriba del valor nominal de 220 Volts del Transformador “TRA- 1” de 500 kVA,

La ventana de variación presenta un máximo de 229.91 Volts (4.50% arriba del valor nominal). Los valores máximos se

presentaron de manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra DENTRO del rango recomendado por el estándar

IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo

electrónico crítico.

212

214

216

218

220

222

224

226

228

230

232

08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48 08/25/06 09:36

Time

VLL(

Volts

)

Vll ab high Vll bc high Vll ca high

229.91 Volts, máximo

221.62 Volts, promedio

214.70 Volts, mínimo

5

212

214

216

218

220

222

224

226

228

230

232

08/23/06 09:36 08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48

Time

VLL(

Volts

)

Vll ab low Vll bc low Vll ca low

TRA-1 Perfil de Voltaje Mínimo de Línea a Línea

En la gráfica se muestra el perfil del voltaje mínimo en un período de 72 hrs. El comportamiento del voltaje promedio es de

221.62 Volts, valor que se encuentra 0.74 % arriba del valor nominal de 220 Volts del Transformador “ TRA –1” de 500 kVA,

La ventana de variación presenta un mínimo de 214.16 Volts (-2.65% abajo del valor nominal). Los valores mínimos se

presentaron de manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra DENTRO del rango recomendado por el estándar

IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo


230.00 Volts, máximo instantáneo

214.16 Volts, sag registrado


6

V1 I1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-1.500,00

-1.000,00

-500,00

0,00

500,00

1.000,00

1.500,00

V2 I2

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

V3 I3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

TRA - 1 Formas de Onda Voltaje y Corriente

En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase), donde se observa BAJA distorsión armónica y un

evento transitorio de voltaje registrado en las 3 fases. Este tipo de evento es el más destructivo para cargas electrónicas. En la

siguiente página se muestran los eventos más dañinos registrados. En las 72 horas se registraron 36 eventos.

Formas de onda de voltaje y corriente. Se observa BAJA distorsión armónica en corriente, y el registro de un evento transitorio en las 3 fases con su efecto en la señal de corriente.

7 TRA - 1 Eventos Transitorios de Voltaje

En los gráficos se muestran los eventos transitorios más altos registrados. La máxima magnitud fue de 376.2 Volts, con una

duración de 39 mseg., lo cual representa un 71% arriba del valor nominal de 220 Volts. Este tipo de evento se clasifica como

“IMPULSO” y es generado de manera externa, o interna por cargas instaladas en la planta.

V1 V2 V3

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

V1 V2 V3

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

Formas de onda de voltaje y corriente registradas por el Transformador TRA-1, donde se registraron varios eventos transitorios durante el monitoreo.

213.3 VL-N (26 mseg)369.6 VL-L (26 mseg)

217.1 VL-N (39 mseg)376.2 VL-L (39 mseg)

181.6 VL-N (26 mseg)314.6 VL-L (26 mseg)

182.9 VL-N (26 mseg)316.8 VL-L (26 mseg)

8

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Componentes Armónicas Individuales

% T

HD

v

THD V1 THD V2 THD V3

TRA - 1 Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) del Transformador “TRA-1” de 500 kVA. Se

presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y

validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total

de THDv es de 1.87%, con una contribución individual principalmente de 5ª y 7ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis

armónico).

1.77%, 5ª Armónica y 0.68%, 7ª Armónica

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

i

THD I1 THD I2 THD I3

TRA - 1 Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) del Transformador “TRA-1” de 500 kVA. Se

presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y

validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total

de THDi es de 5.67%, con una contribución individual principalmente de 3ª y 5ª Armónicas. (Ver en el resumen el análisis

armónico).

5.56% de 3ª armónica y 4.95% de 5ª armónica

10

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36 06/08/25 14:24

Time

% T

HD

v

V1 THD high V2 THD high V3 THD high

TRA - 1 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv)

En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica en voltaje (THDv) en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje

promedio de 1.26% y un valor máximo de 1.87%, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado por el STD IEEE

519-1992.

1.87%, máximo

1.26%, promedio

0.49%, mínimo

11

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36 06/08/25 14:24

Time

% T

HD

i

I1 THD high I2 THD high I3 THD high

TRA - 1 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (THDi)

En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica en corriente (THDi) en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje

máximo de 5.67% y un valor promedio de 3.96%, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado por el STD. IEEE

519-1992.

8.49%, pico máximo instantáneo en condiciones de baja carga

5.67%, máximo, en condiciones normales de operación

3.96%, promedio, en condiciones normales de operación

12

0

0,5

1

1,5

2

06/08/24 12:00 06/08/24 14:24 06/08/24 16:48 06/08/24 19:12 06/08/24 21:36 06/08/25 00:00 06/08/25 02:24 06/08/25 04:48 06/08/25 07:12 06/08/25 09:36 06/08/25 12:00

Time

THD

v(V

olts

)

V1 HD 1 V1 HD 2 V1 HD 3 V1 HD 4 V1 HD 5 V1 HD 6V1 HD 7 V1 HD 8 V1 HD 9 V1 HD 10 V1 HD 11 V1 HD 12

TRA - 1 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (Componente Individual) (THDv)

En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica individual en voltaje en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje

máximo de 1.77% de 5ª armónica y un valor máximo de 0.68% de 7ª armónica, los cuales se encuentran DENTRO del

porcentaje recomendado por el STD IEEE 519-1992.

7ª- 0.68%

5ª- 1.77%

13

0

2

4

6

8

10

06/08/24 12:00 06/08/24 14:24 06/08/24 16:48 06/08/24 19:12 06/08/24 21:36 06/08/25 00:00 06/08/25 02:24 06/08/25 04:48 06/08/25 07:12 06/08/25 09:36 06/08/25 12:00

Time

THD

i(%)

I1 HD 1 I1 HD 2 I1 HD 3 I1 HD 4 I1 HD 5 I1 HD 6I1 HD 7 I1 HD 8 I1 HD 9 I1 HD 10 I1 HD 11 I1 HD 12

TRA - 1 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (Componente Individual) (THDi)

En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica individual en corriente en un período de 72 hrs. Se registró un

porcentaje máximo de 5.56% de 3ª armónica y un valor máximo de 4.95% de 7ª armónica, las cuales se encuentran DENTRO

del porcentaje recomendado por el STD IEEE 519-1992.

3ª- 5.56%5ª- 4.95%

14

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

08/23/06 09:36 08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48

Time

I (A

mp

)

I a high I b high I c high

TRA - 1 Perfil de Corriente Máxima de Línea

En la gráfica se muestra el perfil de corriente en un período de 72 hrs. El valor de corriente promedio durante el período normal de operación fue de 590.10 Amp., registrando un valor máximo en corriente de 948.12 Amp. En el período completo de monitoreo se registró una corriente mínima de 206.90 Amp.

206.90 Amp., mínimo

948.12 Amp., máximo

590.10 Amp., promedio en condiciones normales

15

0

50

100

150

200

250

300

08/23/06 09:36 08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48

Po

ten

cia

Re

al

(KW

)

kW tot high

TRA - 1 Perfil de Potencia Real (kW)

En la gráfica se puede observar la demanda de potencia real en kW durante el período de monitoreo de 72 hrs. El valor de

potencia real promedio durante el período de operación normal fue de 170.25 kW, registrando un valor máximo de 249.26 kW. En el ciclo completo de operación se registró una potencia real mínima de 90.20 kW.

90.20 kW, mínimo

249.26 kW, máximo

170.25 kW, promedio

16

0

50

100

150

200

250

300

06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48

Time

Po

ten

cia

Rea

ctiv

a (K

VA

R)

kVAR tot high

TRA - 1 Perfil de Potencia Reactiva (kVAR)

En la gráfica se puede observar la demanda de potencia reactiva en kVAR durante el período de monitoreo de 72 hrs.

El valor de potencia reactiva promedio durante el período de operación normal fue de 124.04 kVAR, registrando un valor

máximo de 233.03 kVAR. En el ciclo completo de operación se registró una potencia reactiva mínima de 28.51 kVAR.

233.03 kVAR, pico máximo instantáneo

28.51 kVAR, mínimo

124.04 kVAR, promedio

17

0

50

100

150

200

250

300

350

400

06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48

Time

Po

ten

cia

Ap

aren

te (

KV

A)

kVA tot high

TRA - 1 Perfil de Potencia Aparente (kVA)

En la gráfica se puede observar la demanda de potencia aparente en kVA durante el período de monitoreo de 72 hrs. El valor

de potencia aparente promedio durante el período de operación normal fue de 211.67 kVA, registrando un valor máximo de

334.08 kVA. En el ciclo completo de operación se registró una potencia aparente mínima de 94.80 kVA.

334.08 kVA, máximo

211.67 kVA, promedio

94.80 kVA, mínimo

18

60

65

70

75

80

85

90

95

100

06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48

Time

Fac

tor

de

Po

ten

cia

(%)

PF lag high PF lead high

TRA - 1 Perfil de Factor de Potencia (%)

En la gráfica se muestra el comportamiento del factor de potencia durante el período de monitoreo de 72 hrs. El valor del factor

de potencia promedio durante el período de operación normal fue de 81.85% (inductivo), registrando un valor máximo

instantáneo de 96.2% (inductivo). En el ciclo completo de operación se registró una factor de potencia mínimo de 68.07%.

81.85%, promedio en condiciones normales de operación

68.07%, mínimo

96.21%, máximo

19 TRA - 1 Parámetros de Calidad de la Energía Se realizó el monitoreo en el Transformador “TRA- 1” de 500 kVA durante un período de 72 hrs., con el objetivo de analizar

los parámetros de calidad de energía provenientes de la compañía suministradora:

Voltaje nominal: 220/127 Volts (Valores Máximos)

Voltaje Máximo Promedio Mínimo % de variación Máximo Mínimo

Std. IEEE 1100-1999

V A-B 227.25 219.60 214.70 3.30 -2.41 Si cumple V B-C 229.91 222.13 215.80 4.50 -1.91 Si cumple V C-A 228.12 220.49 215.10 3.69 -2.23 Si cumple

Voltaje nominal: 220/127 Volts (Valores Mínimos)


Std. IEEE 1100-1999


Se puede observar que el voltaje promedio es de un valor de 221.42 Volts, el cual se encuentra 0.74 % arriba del valor

nominal de 220 Volts de la subestación. La ventana de variación presenta un máximo de 229.91 Volts (4.50% arriba del valor

nominal) y un mínimo de 214.16 Volts (- 2.65% abajo del valor nominal), quedando DENTRO del rango recomendado por el

estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal). Este estándar está enfocado a la operación

de equipo electrónico crítico.

20 TRA - 1 Parámetros de Calidad de la Energía

El transformador se encuentra conectado al TAP 3 con una relación de transformación de 60.0 correspondiente a 13,200 Volts

– 220 Volts, por lo tanto se observa un voltaje promedio de media tensión de 13,229.4 Volts y un voltaje máximo registrado de

13,749.6 Volts.

La demanda en corriente promedio fue de 590.10 Amp. durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en

demanda máxima de corriente de 948.12 Amp. (Fase B), de forma instantánea. Este comportamiento se presentó en el

monitoreo, registrándose una diferencia máxima entre fases de 69.81 Amp. (Fase A).

La demanda en Potencia Real promedio fue de 170.25 kW durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en

demanda máxima de 249.26 kW, de forma instantánea.

La demanda en Potencia Reactiva promedio fue de 124.04 kVAR durante el período del monitoreo realizado, registrando un

valor en demanda máxima de 233.03 kVAR, de forma instantánea.

La demanda en Potencia Aparente promedio fue de 211.67 kVA en condiciones normales de operación, registrando un valor

en demanda máxima promedio de 334.08 kVA. Este comportamiento se presentó en varias ocasiones durante el monitoreo y

se observaron picos máximos de demanda instantánea. Por lo tanto, el porcentaje máximo de utilización fue de 66.81% y el

promedio de 42.33%.

21 TRA - 1 Parámetros de Calidad de la Energía A continuación se muestran los valores obtenidos de Distorsión Armónica (THD) de las señales de voltaje y corriente en sus

porcentajes en forma individual y total, reflejo del tipo de carga instalada en el Transformador TRA-1. Se comparan estos

valores con los valores de operación recomendados por el Std. IEEE 519-1992 sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución. Las formas de onda y espectro armónico característico de voltaje corresponden a:

THD Voltaje

Armónicas 3 th 5 th 7 th

% THD VOLTAJE TOTAL Máximo Promedio

Std. IEEE 519-1992

0.46% 1.77% 0.68% 1.87% 1.26% Si cumple

La armónica de voltaje de mayor importancia es la QUINTA con un valor del 1.77%, la cual se encuentra DENTRO de lo

recomendado por el estándar como límite máximo de distorsión por componente armónica individual de voltaje (3% para este

nivel de voltaje sobre la base de la tabla 11.1 Std IEEE 519-1992), y registra un THDV total de 1.87%, lo cual también se

encuentra DENTRO del porcentaje recomendado como límite máximo de distorsión total de voltaje (5% para este nivel de

voltaje).

La Relación de Corto Circuito SCR (Short Circuit Ratio) se define como la relación de la máxima corriente de cortocircuito

con la corriente máxima promedio consumida por el transformador. Basándose en esta relación, se toman los criterios de

límites permitidos en armónicas individuales, como también en su porcentaje límite total. Para este transformador la corriente

de cortocircuito (IS) es igual a 42,377.90 Amp. Y la corriente máxima promedio consumida por el transformador (IL) es de

948.12 Amp. Lo que nos da una Relación de Cortocircuito de 44.69.

22 TRA - 1 Análisis Armónico

Las formas de onda y espectro armónico característico de corriente corresponden a: THDI

h<11 SCR=IS/IL

2 th 3 th 5 th 7 thStd. IEEE519-1992

% THD CORRIENTE TOTAL Máximo Promedio

Std. IEEE 519-1992

44.69 4.53% 5.56% 4.95% 2.07% Si cumple 5.67% 3.96% Si cumple La componente armónica de mayor contribución fue la TERCERA, con un valor del 5.56% con respecto a la fundamental, por

lo que se encuentra DENTRO de lo recomendado por el estándar (7% sobre la base de la SCR calculada en referencia a la

tabla 10.3 Std IEEE 519-1992). De igual manera, se registró un THDI total de 5.67%, lo cual se encuentra DENTRO del

porcentaje recomendado por el estándar (8% sobre la base de la SCR calculada).

Transitorios de Voltaje Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de 376.2 Volts de línea-línea.

Efecto: Pueden llegar a afectar la operación de la máquina, provocando errores de operación hasta dañar los componentes

electrónicos de las tarjetas de control, o en su defecto se reduce la vida útil de los componentes al encontrarse constantemente

expuestos a estos eventos.

Solución: Ya que este tablero es de distribución, se recomienda la instalación de un supresor de transitorios CLASE C en este

tablero, para eliminar los posibles transitorios de voltaje.

23 TRA - 1 Factor de Potencia Caso propuesto: Se registró un valor promedio de 81.85%, con un valor mínimo de 68.07%. Para corregir el factor de potencia

a un porcentaje de 100% se requiere una compensación de potencia reactiva de 200 kVAR. Cabe mencionar que el banco de

capacitores actual se encuentra aportando 40 kVAR.

El principal problema que se puede tener al instalar un banco de capacitores en circuitos que alimentan cargas no lineales con

el fin de compensar el factor de potencia, es la resonancia (serie ó paralelo) con el transformador, ocasionando así un

incremento en el tamaño de las armónicas, que traerán como consecuencia pérdidas dieléctricas, calentamiento y sobre-

voltajes. De acuerdo a cálculos, la frecuencia de resonancia del transformador es 477 Hz, correspondiente a la 8 armónica,

por lo que para corregir el factor de potencia y evitar la ocurrencia del problema de resonancia en paralelo se recomiendan las

siguientes acciones concretas:

• Instalación de un banco de capacitores automático de 200 kVAR en 240 Volts para corregir el factor de potencia a

100%.

ID Cap. del Banco

kWA FPA kVAA kVARA FPd ANGA ANGd kVAd kVARd kVARCAP

TRA-1 249.00 0.8185 304.22 174.77 1.0000 35.0651 0.0000 249.00 0.00 190.30

CALCULO DE POTENCIA REACTIVA REQUERIDOS PARA LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA

Datos Formulas

24

Conductor de neutro

C onductor de tierra

220 VoltsA lim entacion P rincipa l

Transform ador220//230 VO LTS

S IM BO LO G IAConductor de fase

Barra de N eutros

Barra de tierras

E lectrodo

TAB LER O D E D ISTR IBU C IO N " TD - 1"

1413121110754 6 8 9321

LISTA D E C AR G AS1.- TF-7 CO N VEYO RS2.- S IN CAR G A3.- TF-11 EXTR AC TO RES4.- TF-9 C O M PR ESO RES

8.- TF-6 TABLERO DE FUER ZA7.- TF-5 ELECTRO DU CTO6.- TF-12 BO NDER5.- TF-2 CO R TE

11.- TF-4 ELECTRO DUCTO10.- TF-10 S ISTEM A C /19.- S IN CARG A

14.- S IN CARG A13.- TF-3 CO R TE12.- TF-1 CO R TE

Insta lacion Propuesta

TRA - 1 Diagrama Esquemático Propuesto

25 TRA - 1 ELEVAR EL FACTOR DE POTENCIA GENERAL DE LA PLANTA (CASO 100%)

TABLA DE RESUMEN AHORRO EN COSTO MENSUAL $ 5,840 PORCENTAJE DE AHORRO EN FACTURACION MENSUAL DE C.F.E. 2.5% INVERSION ESTIMADA $ 146,160 RETORNO DE LA INVERSIÓN 25 Meses

Mediante la implementación de esta oportunidad de ahorro, se pretende elevar el factor de potencia general de la planta del

promedio actual de 90% a 100%. Con la implementación del banco de capacitores propuesto se evitará su futuro daño y se

prolongará su vida útil hasta los 7 años que tienen de diseño.

* Fotografía de banco de capacitores instalado en el transformador 1.

ARNECOM Planta TUXTLA (Tuxtla Gutiérrez, Chiapas)

TABLERO TF-3


Agosto del 2006

26 TABLERO TF-3 Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700

con sensores de corriente de una capacidad de 3,000 Amperes.

El equipo fue conectado en las terminales de entrada del Tablero TF-3, tomando así el total de la carga conectada durante el

período de medición.

El período de medición fue de 39 horas continuas en cada transformador, tomado muestras cada 4 segundos, esto representa

un muestreo total de 35,100 muestras para cada parámetro eléctrico registrado.



De cada parámetro eléctrico se obtienen los valores máximos, mínimos y promedios para establecer los límites de operación

del sistema eléctrico y ser comparados con lo que recomiendan los estándares internacionales.

Por último, se programaron los equipos para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 10%

de voltaje pico, con la finalidad de evaluar si los arranques de cargas internas impactan en el voltaje de suministro, o en su

defecto, registrar los eventos que son generados externamente y son reflejados hacia este nodo.

27

Conductor de neutro

Conductor de tierra

SIMBOLOGIAConductor de fase

Barra de Neutros

Barra de tierras

Electrodo

TABLERO DE DISTRIBUCION " TF-3 CORTE"

1413121110754 6

3X50 A

3X40 A

1X15 A8 9

1X15 A

1X15 A

321

3X50 A

3X50 A

2X40 A

3X225 A LISTA DE CARGAS

1.- CIRCUITO 12.- CIRCUITO 23.- CIRCUITO 34.- CIRCUITO 4

8.- LIBRE7.- LIBRE6.- LIBRE5.- CIRCUITO 5

11.- LIBRE10.- LIBRE9.- LIBRE


3F1CXF 250KCM

1X15 A

1X15 A

1X15 A

1X15 A

1X15 A

1X15 A

1X15 A

15

2X30 A

16 15.- LIBRE16.- LIBRE

ALIMENTACION DE SUBESTACION

1CXT 2 AWG1CXN 2 AWG

TABLERO TF-3 Diagrama Esquemático Actual

28

212

214

216

218

220

222

224

226

228

230

08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00

Time

VLL(

Volts

)


TABLERO TF-3 Perfil de Voltaje Máximo de Línea a Línea

En la gráfica se muestra el perfil del voltaje en un período de 39 hrs. El comportamiento del voltaje promedio es de 220.26 Volts, valor que se encuentra 0.12% arriba del valor nominal de 220 Volts del Tablero TF-3. La ventana de variación presenta

un máximo de 229.5 Volts (4.32% arriba del valor nominal) y un mínimo de 213.82 Volts (2.81% abajo del valor nominal). Los

valores máximos se presentaron de manera instantánea y se encuentran DENTRO del rango recomendado por el Std. IEEE

1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico

crítico. Es importante comentar que el voltaje nominal de las máquinas Komax es 208 Volts, y durante varios meses se mantuvo

una alimentación de 200 Volts a estas máquinas, por lo que el aislamiento de los componentes de las tarjetas electrónicas

seguramente se encuentra degradado. Para evitar este tipo de problema es muy importante cumplir con los requerimientos

básicos de alimentación de las máquinas.

229.5 Volts, Máximo

213.82 Volts, Mínimo

220.26 Volts, Promedio

29

V1 I1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-300

-200

-100

0

100

200

300

V2 I2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-300

-200

-100

0

100

200

300

V3 I3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-300

-200

-100

0

100

200

300

TABLERO TF-3 Formas de Onda Voltaje y Corriente

En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase), donde se observa una ALTA distorsión armónica en la

señal de corriente. Este efecto en la corriente puede causar problemas de operación en cargas electrónicas sensibles. (Ver

análisis completo en Conclusiones y Recomendaciones).

Durante el monitoreo al Tablero TF-3 se registró una distorsión armónica enla señal de corriente.

30 TABLERO TF-3 Eventos Transitorios de Voltaje

En los gráficos se muestran los eventos transitorios más altos registrados. La máxima magnitud fue de 372.5 Volts, con una

duración de 39 mseg., lo cual representa un 69% arriba del valor nominal de 220 Volts. Este tipo de evento se clasifica como

“IMPULSO” y es generado de manera externa, o interna por cargas instaladas en la planta.

V1 V2 V3

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

V1 V2 V3

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

Formas de onda de voltaje y corriente registradas por el Tablero TF-3, donde se muestran varios eventos transitorios durante el monitoreo.

209.3 VL-N (26 mseg)365.6 VL-L (26 mseg)

211.1 VL-N (39 mseg)372.5 VL-L (39 mseg)

176.6 VL-N (26 mseg)310.6 VL-L (26 mseg)

178.9 VL-N (26 mseg)312.8 VL-L (26 mseg)

31 TABLERO TF-3 Forma de Onda de Corriente en Barra de Tierras

En la grafica se observa una señal de corriente por la barra de tierra en el Tablero TF-3, con un valor de hasta 3.6 Amp. Se

recomienda revisar el cableado e identificar cada una de las cargas.

La corriente por tierra se incrementa hasta en 3.6 Amp.

32

0

1

2

3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

v


TABLERO TF-3 Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) en el Tablero TF-3. Se presenta el porcentaje por

componente individual armónica con la finalidad de observar las componentes más significativas del sistema, y validar que sus

porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total de THDv es de

1.11%, con una contribución individual principalmente de 5ª y 7ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).


33

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

i


TABLERO TF-3 Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) en el Tablero TF-3. Se presenta el porcentaje por

componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y validar que sus porcentajes

individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total de THDi es de 14.25%,

con una contribución individual principalmente de 3ª, 5ª y 7ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

20.12% de 5ª , 16.88% de 3ª y 16.74% de 7ª Armónica

34

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36

Time

% T

HD

v


TABLERO TF-3 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv)



519-1992.

1.11%, Promedio

1.81%, Máximo

35

5

10

15

20

25

30

06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36

Time

% T

HD

i


TABLERO TF-3 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (THDi)


máximo de 31.81% y un valor promedio de 14.25%, lo cual se encuentra FUERA del porcentaje recomendado por el STD.

IEEE 519-1992.

31.81%. Máximo

14.25%, Promedio

36

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36

Time

THD

v(V

olts

)


TABLERO TF-3 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (Componente Individual) (THDv)


máximo de 1.72% de 5ª armónica y un valor máximo de 0.76% de 7ª armónica, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje

recomendado por el STD IEEE 519-1992.

7ª- 0.76%

5ª- 1.72%

37

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

06/08/24 13:55 06/08/24 16:19 06/08/24 18:43 06/08/24 21:07 06/08/24 23:31 06/08/25 01:55 06/08/25 04:19 06/08/25 06:43 06/08/25 09:07

Time

THD

i(%)


TABLERO TF-3 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (Componente Individual) (THDi)


porcentaje máximo de 20.12% de 5ª armónica y un valor máximo de 16.88% de 7ª armónica, lo cual se encuentra FUERA del


5ª- 20.12%

7ª- 16.88%

38

20

40

60

80

100

120

140

160

180

08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00

Time

I (A

mp)


TABLERO TF-3 Perfil de Corriente Máxima de Línea

En la gráfica se muestra el perfil de corriente en un período de 39 hrs. El valor de corriente promedio durante el período normal de operación fue de 97.74 Amp., registrando un valor máximo instantáneo en corriente de 177.21 Amp. En el

período completo de monitoreo se registró una corriente mínima de 24.36 Amp.

24.36 Amps, Mínimo

97.74 Amps, Promedio

177.21 Amps, Máximo

39

5

10

15

20

25

30

35

40

08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00

Time

Pote

ncia

Rea

l (K

W)

kW tot high

TABLERO TF-3 Perfil de Potencia Real (kW)


potencia real promedio durante el período de operación normal fue de 22.86 kW, registrando un valor máximo instantáneo de

39.49 kW. En el ciclo completo de operación se registró una potencia real mínima instantánea de 9.00 KW.

39.49 kW, Máximo

9.00 kW, Mínimo

22.86 kW, Promedio

40

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00

Time

Pot

enci

a R

eact

iva

(KV

AR

)

kVAR tot high

TABLERO TF-3 Perfil de Potencia Reactiva (kVAR)



máximo de 49.05 kVAR. En el ciclo completo de operación se registró una potencia reactiva mínima de 3.76 kVAR.

3.76 kVAR, Mínimo

28.15 kVAR, Promedio

49.05 kVAR, Máximo

41

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00

Time

Pote

ncia

Apa

rent

e (K

VA)

kVA tot high

TABLERO TF-3 Perfil de Potencia Aparente (kVA)




62.32 kVA, Máximo

9.94 kVA, Mínimo

36.44 kVA, Promedio

42

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00

Time

Fact

or d

e Po

tenc

ia (%

)

PF lag high

TABLERO TF-3 Perfil de Factor de Potencia (%)


de potencia promedio durante el período de operación normal fue de 66.52% (inductivo), registrando un valor máximo

instantáneo de 93.04% (inductivo). En el ciclo completo de operación se registró un factor de potencia mínimo de 51.78%.

66.52%, Promedio

93.04%, Pico máximo

51.78%, Mínimo

43 TABLERO TF-3 Parámetros de Calidad de la Energía Se realizó el monitoreo en el Tablero TF-3 durante un período de 39 hrs., con el objetivo de analizar los parámetros de calidad

de energía provenientes de la compañía suministradora:

Voltaje nominal: 220 Volts (Valores Máximos)


Std. IEEE 1100-1999


Se puede observar que el voltaje promedio es de un valor de 220.26 Volts, el cual se encuentra 0.12% arriba del valor nominal

de 220 Volts de la subestación. La ventana de variación presenta un máximo de 229.50 Volts (4.32% arriba del valor

nominal) y un mínimo de 213.82 Volts (2.81% abajo del valor nominal), quedando DENTRO del rango recomendado por el

estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal). Este estándar está enfocado a la operación

de equipo electrónico crítico.

Sin embargo, como ya se comentó, el voltaje de alimentación de las máquinas Komax debe ser de 208 Volts, por lo que la

variación máxima de voltaje es realmente de 10.33% arriba del valor especificado para estas máquinas, lo cual está FUERA

del rango recomendado por el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3. Se recomienda la instalación de un acondicionador de

voltaje de 75 kVA, 220 - 208/120 Volts, en configuración delta-estrella, con una tolerancia de variación a la entrada de + 10%, -

20%, y una variación a la salida de ± 2.5%, con el beneficio adicional de generación de un nuevo neutro al convertirse en un

circuito derivado separado.

44 TABLERO TF-3 Parámetros de Calidad de la Energía La demanda en corriente promedio fue de 97.74 Amp. durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en

demanda máxima de corriente de 177.21 Amp. (Fase B), de forma instantánea. Este comportamiento se presentó en el

monitoreo, registrándose una diferencia máxima entre fases de 24.36 Amp. (Fase A).

La demanda en Potencia Real promedio fue de 22.86 kW. durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en

demanda máxima de 39.49 kW, de forma instantánea.

La demanda en Potencia Reactiva promedio fue de 28.15 kVAR. durante el período del monitoreo realizado, registrando un


La demanda en Potencia Aparente promedio fue de 36.44 kVA en condiciones normales de operación, registrando un valor

en demanda máxima promedio de 62.32 kVA, de forma instantánea.

Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de 372.5 Volts de línea-línea.

Efecto: Errores de operación hasta dañar los componentes electrónicos de las tarjetas de control o, en su defecto, reducción

de la vida útil de los componentes al encontrarse constantemente expuestos a dichos eventos.

Solución: Ya que este tablero es de distribución, se recomendara la instalación de un supresor de transitorios CLASE B.

45 TABLERO TF-3 Parámetros de Calidad de la Energía A continuación se muestran los valores obtenidos de Distorsión Armónica THD de las señales de voltaje y corriente en sus

porcentajes en forma individual y total, reflejo del tipo de carga instalada en el TABLERO TF-3. En las dos tablas siguientes se

muestran los porcentajes de THD en Voltaje como Corriente, mostrado sus componentes individuales, así como el promedio

total, y la comparación con los valores de operación recomendados por el Std. IEEE 519-1992 sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución. Las formas de onda y espectro armónico característico de voltaje corresponden a:

THD Voltaje

Armónicas 5 th 7 th 11 th

% THD VOLTAJE TOTAL Máximo Promedio

Std. IEEE 519-1992

1.72% 0.76% 0.61% 1.81% 1.11% Si cumple


recomendado por el estándar de límite máximo de distorsión por componente armónica individual de voltaje (5% para este nivel

de voltaje sobre la base de la tabla 11.1 Std IEEE 519-1992), y registrando un THDV total de 1.81%, lo cual se encuentra

DENTRO del porcentaje recomendado, de límite máximo de distorsión total de voltaje (5% para este nivel de voltaje).

46 TABLERO TF-3 Análisis Armónico

Las formas de onda y espectro armónico característico de corriente corresponden a:

THD Corriente

h<11 5 th 7 th 11 th 13 th

Std. IEEE 519-1992


Std. IEEE 519-1992

20.12% 16.8% 16.7% 12.9% No cumple 31.81% 14.25% No cumple

La corriente armónica de mayor contribución es la QUINTA, con un valor del 20.12%, con respecto a la componente

fundamental, la cual se encuentra FUERA de lo recomendado por el estándar de límite máximos de distorsión por componente

armónica individual de corriente en referencia al Std IEEE 519-1992, y registrando un THDI total de 31.81%, lo cual se

encuentra FUERA del 10% recomendado por el estándar de límite máximos de distorsión Total de corriente.

Factor de Potencia Se registró un valor promedio de 66.52%, con un valor mínimo de 51.78%. Se requieren 28 kVAR para compensar

reactivamente hasta llegar al factor de potencia unitario.

47 TABLERO TF-3 Diagrama Esquemático Propuesto

Conductor de neutro

Conductor de tierra

SIMBOLOGIAConductor de fase

Barra de Neutros

Barra de tierras

Electrodo

TABLERO DE DISTRIBUCION " TF-3 CORTE"

1413121110754 6 8 9321

LISTA DE CARGAS

1.- CIRCUITO 12.- CIRCUITO 23.- CIRCUITO 34.- CIRCUITO 4

8.- LIBRE7.- LIBRE6.- LIBRE5.- CIRCUITO 5



15 16 15.- LIBRE16.- LIBRE

TVSS

TVSS Categoria "B"

Instalacion Propuesta


KOMAX KI-06


Agosto del 2006

48

48

KOMAX KI-06 Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700


El equipo fue conectado en las terminales de entrada del interruptor principal de la máquina KOMAX KI-06, tomando así el total

de la carga conectada durante el período de medición.







Además se programaron los equipos para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 20% de



49

49

FILTRO DE RUIDO

120 VAC

400 VACXo

16 A

USO RUDO

3Ø1c-10 AWG

16 A

230 VAC

AUTOTRANSFORMADOR400//400/230/120

3X480/275 VAC36A 50°C

CONTACTOR

Barra de tierras

Barra de Neutros

Conductor de tierra

Conductor de neutro

Conductor de fase

SIMBOLOGIA

Electrodo

3 POLOS 1 TIRO

1c- 10AWG

KOMAX KI-06 Diagrama Esquemático Actual

50

50

208

210

212

214

216

218

220

222

224

226

228

08/23/06 17:16 08/23/06 19:40 08/23/06 22:04 08/24/06 00:28 08/24/06 02:52 08/24/06 05:16 08/24/06 07:40 08/24/06 10:04

Time

VLL(

Volts

)

Vll ab mean Vll bc mean Vll ca mean

KOMAX KI-06 Perfil de Voltaje Promedio de Línea a Línea


216.79 Volts, (valor que se encuentra 4.23% arriba del valor nominal de 208 Volts). La ventana de variación presenta un

máximo de 226.77 Volts (9.02% arriba del valor nominal) y un mínimo de 209.61 Volts (0.77% arriba del valor nominal). Los

valores máximos se presentaron de manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra FUERA del rango

recomendado por el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la

operación de equipo electrónico crítico.




51

51

KOMAX KI-06 Formas de Onda Voltaje y Corriente

En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase). Se observa BAJA distorsión armónica y un evento transitorio de voltaje registrado en las 3 fases. Este tipo de evento es él más destructivo para cargas electrónicas. Ver en la siguiente pagina los eventos más dañinos registrados. En las 14 horas se registraron 54 eventos.

V1 I1

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

V2 I2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

V3 I3

-200-150

-100

-500

50

100

150

200250

-1,500

-1,000

-500.0

0.00

500.0

1,000.

1,500.

Formas de onda de voltaje y corriente. Se observa BAJA distorsión armónica en corriente, y un evento transitorio registrado en las 3 fases.

52

52

KOMAX KI-06 Evento Transitorio

En la gráfica se muestra la forma de onda individual (por fase). Se observa como se incrementa el voltaje al ocurrir el evento

transitorio de tipo impulso. Este tipo de eventos pueden perjudicar principalmente a las cargas sensibles (electrónicas), ya que

van mermando el aislamiento de los componentes electrónicos que componen las tarjetas de control de equipos, tales como

PLC’s, drives, computadoras de control, etc.

El voltaje mínimo no se alcanza a observar ya que esta fuera del rango que el equipo puede medir.

El evento transitorio que se muestra a continuación se incrementa en un voltaje 392 Volts.

53

53

KOMAX K-06 Evento Transitorio. En la gráfica se muestra la forma de onda individual (por fase). Se observa como se incrementa el voltaje al ocurrir el evento




El voltaje máximo no se alcanza a observar ya que esta fuera del rango que el equipo puede medir, por ser un voltaje demasiado alto.

El evento transitorio que se muestra a continuación tiene una caída en voltaje de 312 Volts.

54

54

KOMAX KI-06 Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) en la máquina KOMAX KI-06. Se presenta el

porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y validar que sus


4.31%, con una contribución individual principalmente de 5ª, 11ª y 13ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Componentes Armónicas Individuales

% T

HD

v



55

55

KOMAX KI-06 Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) en la máquina KOMAX KI-06. Se presenta el


porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total de THDi es de

175 %, con una contribución individual principalmente de 3ª, 5ª y 7ª Armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

i


46.3% de 3ª, 31.52 de 5ª y 24.82% de 7ª Armónica

56

56

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

06/08/23 17:16 06/08/23 19:40 06/08/23 22:04 06/08/24 00:28 06/08/24 02:52 06/08/24 05:16

Time

% T

HD

v


KOMAX KI-06 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv)



519-1992.

4.31%, máximo

1.60%, promedio

57

57

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

06/08/23 17:16 06/08/23 19:40 06/08/23 22:04 06/08/24 00:28 06/08/24 02:52 06/08/24 05:16

Time

% T

HD

i


KOMAX KI-06 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (THDi)


máximo de 175% y un valor promedio de 115%, lo cual se encuentra FUERA del porcentaje recomendado por el STD. IEEE

519-1992.

520%, pico máximo (Ruido eléctrico)

175%, máximo, en condiciones normales de operación

115%, promedio, en condiciones normales de operación

58

58

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

06/08/23 17:16 06/08/23 19:40 06/08/23 22:04 06/08/24 00:28 06/08/24 02:52 06/08/24 05:16 06/08/24 07:40 06/08/24 10:04

Time

THD

v(V

olts

)


KOMAX KI-06 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (Componente Individual) (THDv)


máximo de 2.05 % de 5ª armónica y un valor máximo de 1.18 % de 11ª armónica, los cuales se encuentran DENTRO del


11ª- 1.18 %

5ª- 2.05%

59

59

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

06/08/23 17:16 06/08/23 19:40 06/08/23 22:04 06/08/24 00:28 06/08/24 02:52 06/08/24 05:16 06/08/24 07:40 06/08/24 10:04

Time

THD

i(%)


KOMAX KI-06 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (Componente Individual) (THDi)


porcentaje máximo de 55.54% de 5ª armónica y un valor máximo de 75.94% de 3ª armónica, las cuales se encuentran

FUERA del porcentaje recomendado por el STD IEEE 519-1992.

5ª- 55.54%

3ª- 75.94%

60

60

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

08/23/06 16:48 08/23/06 19:12 08/23/06 21:36 08/24/06 00:00 08/24/06 02:24 08/24/06 04:48 08/24/06 07:12 08/24/06 09:36

Time

I (A

mp

)

I a mean I b mean I c mean

KOMAX KI-06 Perfil de Corriente Promedio de Línea

En la gráfica se muestra el perfil de corriente en un período de 14 hrs. El valor de corriente promedio durante el período normal de operación fue de 4.20 Amp., registrando un valor máximo instantáneo en corriente de 8.00 Amp. En el período completo de monitoreo se registró una corriente mínima de 0.74 Amp.

0.74 Amp., mínimo

8.00 Amp., máximo


61

61

0

0.5

1

1.5

2

2.5

08/23/06 16:48 08/23/06 19:12 08/23/06 21:36 08/24/06 00:00 08/24/06 02:24 08/24/06 04:48 08/24/06 07:12 08/24/06 09:36

Time

Po

ten

cia

Rea

l (K

W)

kW tot mean

KOMAX KI-06 Perfil de Potencia Real (kW)


bpotencia real promedio durante el período de operación normal fue de 0.73 kW, registrando un valor máximo instantáneo de

2.48 kW. En el ciclo completo de operación se registró una potencia real mínima instantánea de 0.26 kW.

0.26 kW, mínimo

2.48 kW, máximo

0.73 kW, promedio

62

62

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

06/08/23 16:48 06/08/23 19:12 06/08/23 21:36 06/08/24 00:00 06/08/24 02:24 06/08/24 04:48 06/08/24 07:12 06/08/24 09:36

Time

Pot

enci

a R

eact

iva

(KV

AR

)

kVAR tot mean

KOMAX KI-06 Perfil de Potencia Reactiva (kVAR)


El valor de potencia reactiva promedio durante el período de operación normal fue de -0.11 kVAR, registrando un valor

máximo de 0.75 kVAR. En el ciclo completo de operación se registró una potencia reactiva mínima de -0.17 kVAR.

0.75 kVAR, máximo

- 0.17 kVAR, mínimo-0.11 kVAR, promedio

63

63

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

06/08/23 16:48 06/08/23 19:12 06/08/23 21:36 06/08/24 00:00 06/08/24 02:24 06/08/24 04:48 06/08/24 07:12 06/08/24 09:36

Time

Po

ten

cia

Ap

aren

te (

KV

A)

kVA tot mean

KOMAX KI-06 Perfil de Potencia Aparente (kVA)




2.59 kVA, máximo

0.87 kVA, promedio

0.33 kVA, mínimo

64

64

85

90

95

100

06/08/23 16:48 06/08/23 19:12 06/08/23 21:36 06/08/24 00:00 06/08/24 02:24 06/08/24 04:48 06/08/24 07:12 06/08/24 09:36

Time

Fac

tor

de

Po

ten

cia

(%)

PF lag mean

KOMAX KI-06 Perfil de Factor de Potencia (%)


de potencia promedio durante el período de operación normal fue de 95.43% (capacitivo), registrando un valor máximo

instantáneo de 100% (capacitivo). En el ciclo completo de operación se registró un factor de potencia mínimo instantáneo

de 86.37%.


86.37%, pico mínimo instantáneo

100%, máximo

87.84%, mínimo

65

65

KOMAX KI-06 Parámetros de Calidad de la Energía Se realizó el monitoreo en la KOMAX KI-06 durante un período de 14 hrs., con el objetivo de analizar los parámetros de calidad

de energía provenientes de la compañía suministradora:

Voltaje nominal: 208 Volts (Valores Promedio)

Voltaje Máximo Promedio Mínimo % de variación

Máximo Mínimo Std. IEEE 1100-1999

V A-B 226.25 217.11 210.55 8.77 1.22 No cumpleV B-C 226.77 217.62 211.18 9.02 1.52 No cumpleV C-A 224.73 215.66 209.61 8.04 0.77 No cumple

Se puede observar que el voltaje promedio es de un valor de 216.79 Volts, el cual se encuentra 4.23 % arriba del valor

nominal de 208 Volts. La ventana de variación presenta un máximo de 226.77 Volts (9.02 % arriba del valor nominal) y un

mínimo de 209.61 Volts (0.77% arriba del valor nominal) , quedando tanto el valor promedio, como el máximo, FUERA del

rango recomendado por el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal). Este estándar

está enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.

El voltaje de alimentación de las máquinas Komax es de 208 Volts, mientras que el voltaje promedio que se suministra es de

216.79 V con máximos de hasta 9% arriba del valor nominal, por lo cual con la recomendación realizada de la instalación de un

acondicionador de voltaje de 75 kVA se eliminará este problema y se derivará un conductor de neutro para cada una de las

máquinas instaladas.

66

66

KOMAX KI-06 Parámetros de Calidad de la Energía La demanda en corriente promedio fue de 4.20 Amp. durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en

demanda máxima de corriente de 8.00 Amp. (Fase A), de forma instantánea.

La demanda en Potencia Real promedio fue de 0.73 kW. durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en

demanda máxima de 2.48 kW, en condiciones normales.

La demanda en Potencia Reactiva promedio fue de - 0.11 kVAR. durante el período del monitoreo realizado, registrando un


La demanda en Potencia Aparente promedio fue de 0.87 kVA en condiciones normales de operación, registrando un valor en

demanda máxima promedio de 1.15 kVA. Este comportamiento se presentó en varias ocasiones durante el monitoreo, y se

observaron picos máximos de demanda instantánea.

Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de 392 Volts de línea-tierra.

Efecto: Errores de operación hasta dañar los componentes electrónicos de las tarjetas de control o, en su defecto, reducción

de la vida útil de los componentes al encontrarse constantemente expuestos a dichos eventos.

Solución: A nivel máquina, se recomienda la instalación de un supresor de transitorios CLASE A.

67

67

KOMAX KI-06 Parámetros de Calidad de la Energía A continuación se muestran los valores obtenidos de Distorsión Armónica (THD) de las señales de voltaje y corriente en sus

porcentajes en forma individual y total. Se comparan estos valores con los valores de operación recomendados por el Std. IEEE 519-1992 sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución.

THD Voltaje Armónicas

3 th 5 th 11 th % THD VOLTAJE TOTAL

Máximo Promedio Std. IEEE 519-1992

0.97 % 2.05 % 1.18 % 4.31% 1.60% Si cumple

La armónica de voltaje de mayor importancia es la QUINTA con un valor del 2.05 %, la cual se encuentra DENTRO de lo


nivel de voltaje sobre la base de la tabla 11.1 Std IEEE 519-1992), y registra un THDV total de 4.31%, lo cual se encuentra

DENTRO del porcentaje recomendado como límite máximo de distorsión total de voltaje (5% para este nivel de voltaje).

THDI h<11

2 th 3 th 5 th 7 th Std. IEEE519-1992


Std. IEEE 519-1992

52.14 74.67 54.83 51.42 No cumple 175% 115% No cumple La componente armónica de mayor contribución fue la TERCERA, con un valor del 74.67 % con respecto a la fundamental, por

lo que se encuentra FUERA de lo recomendado por el estándar en referencia a la tabla 10.3 Std IEEE 519-1992. De igual

manera, se registró un THDI total de 175 %, lo cual se encuentra FUERA del porcentaje recomendado por el estándar.

68

68

KOMAX KI-06

Observaciones en la instalación Se encontraron varias violaciones graves en la instalación que suministra energía a las máquinas y en la puesta a tierra, las

cuales se enumeran a continuación:

• Empates indebidos e inseguros en la alimentación de energía a cada máquina, pudiendo crear disturbios por falsos

contactos con la constante vibración presente en la planta. (Ver detalle en apartado de tierras).

• Empates indebidos e inseguros en la alimentación de puesta a tierra, la cual no se deriva del centro de carga que

alimenta directamente las máquinas sino de la subestación principal, lo cual no es correcto debido a que no están al

mismo potencial de voltaje los dos puntos. Además, el conductor de puesta a tierra esta empatado con un amarre, lo

cual puede crear tierra flotada en ciertos momentos, coadyuvando al daño de las tarjetas electrónicas. (Ver detalle en

apartado de tierras).

69

69

KOMAX KI-06 Diagrama Esquemático Propuesto

F IL T R O D E R U ID O

120 VAC

400 VAC

X o

1 6 A

U S O R U D O

3 Ø1 c -1 0 A W G

1 6 A

230 VAC

A U T O T R A N S F O R M A D O R4 0 0 //4 0 0 /2 3 0 /1 2 0

3 X 4 8 0 /2 7 5 V A C3 6 A 5 0 °C

C O N T A C T O R

B a rra d e t ie r ra s

B a r ra d e N e u tro s

C o n d u c to r d e t ie r ra

C o n d u c to r d e n e u tro

C o n d u c to r d e fa s e

S IM B O L O G IA

E le c tro d o

3 P O L O S 1 T IR O

1 c - 1 0 A W G

A lim e n ta c io n P r in c ip a l

T V S S

T V S S C a te g o r ia

"A "In s ta la c io n P ro p u e s ta


KOMAX K-10


Agosto del 2006

70

70

KOMAX K-10 Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700


El equipo fue conectado en las terminales de entrada del interruptor principal del transformador, tomando así el total de la

carga conectada durante el período de medición.







Además se programaron el equipo para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 20% de



71

71

FILTRO DE RUIDO

120 VA

C

400 VA

CXo

16 A

USO RUDO

3Ø1c-10 AWG

16 A

230 VA

C


3X480/275 VAC36A 50°C

CONTACTOR

Barra de tierras

Barra de Neutros

Conductor de tierra

Conductor de neutro

Conductor de fase

SIMBOLOGIA

Electrodo

3 POLOS 1 TIRO

1c- 10AWG

KOMAX K-10 Diagrama Esquemático Actual

72

72

206

208

210

212

214

216

218

220

08/24/0612:28

08/24/0612:57

08/24/0613:26

08/24/0613:55

08/24/0614:24

08/24/0614:52

08/24/0615:21

08/24/0615:50

08/24/0616:19

08/24/0616:48

08/24/0617:16

Time

VLL(

Volts

)


KOMAX K-10 Perfil de Voltaje Máximo de Línea a Línea


211.80 Volts, valor que se encuentra 1.83 % arriba del valor nominal de 208 Volts de la máquina KOMAX K-10. La ventana de

variación presenta un máximo de 218.83 Volts (5.21 % arriba del valor nominal). Los valores máximos se presentaron de

manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra FUERA del rango recomendado por el estándar IEEE 1100-1999

tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.




73

73

206

208

210

212

214

216

218

220

08/24/0612:28

08/24/0612:57

08/24/0613:26

08/24/0613:55

08/24/0614:24

08/24/0614:52

08/24/0615:21

08/24/0615:50

08/24/0616:19

08/24/0616:48

08/24/0617:16

Time

VLL(

Volts

)


KOMAX K-10 Perfil de Voltaje Mínimo de Línea a Línea


209.68 Volts, valor que se encuentra % arriba del valor nominal de 208 Volts de la máquina KOMAX K-10, La ventana de

variación presenta un mínimo de 206.95 Volts ( - 0.50 % abajo del valor nominal). Los valores mínimos se presentaron de

manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra DENTRO del rango recomendado por el estándar IEEE 1100-

1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5 % del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.


208.08 Volts, sag registrado



74

74

V1 I1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

V2 I2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

V3 I3

-200-150

-100

-500

50

100150

200

250

-4

-2

0

2

4

6

8

10

KOMAX K-10 Formas de Onda Voltaje y Corriente

En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase), donde se presentaron varios eventos transitorios en el

tablero de alimentación de la máquina KOMAX K-10.

Formas de onda de voltaje y corriente registradas en el tablero de alimentación de la máquina KOMAX K-10, donde se observaron varios eventos transitorios durante el monitoreo.

75

75

KOMAX K-10 Eventos Transitorios de Voltaje

En los gráficos se muestran los eventos transitorios más altos registrados, donde la máxima magnitud fue de 363.6 Volts con

una duración de 26 mseg, lo cual representa un 74% arriba del valor nominal de 208 Volts. Este tipo de evento se clasifica

como “IMPULSO” y es generado de manera externa e interna por cargas instaladas en la planta.

V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250V1 V2 V3

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

Formas de onda de voltaje y corriente registradas en la máquina Komax 10, donde se registraron varios eventos transitorios durante el monitoreo.

207.1 VL-N (26 mseg)363.6 VL-L (26 mseg)

174.6 VL-N (26 mseg)308.6 VL-L (26 mseg)

176.7 VL-N (26 mseg)310.1 VL-L (26 mseg)

76

76

KOMAX K-10 Evento Transitorio. En la gráfica se muestra la forma de onda individual (por fase). Se observa cómo se incrementa el voltaje al ocurrir el evento




El evento transitorio que se muestra a continuación se incrementa en un voltaje de 268 Volts.

77

77

KOMAX K-10 Evento Transitorio.

En la gráfica se muestra la forma de onda individual (por fase). Se observa cómo se incrementa el voltaje al ocurrir el evento

transitorio de tipo impulso, este tipo de eventos pueden perjudicar principalmente a las cargas sensibles (electrónicas), ya que



El evento transitorio que se muestra a continuación se incrementa en un voltaje de 244 Volts.

78

78

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

v


KOMAX K-10 Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) del Tablero de Alimentación de la máquina

“KOMAX K-10”. Se presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más

significativas del sistema, y validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el

STD. 519-1992. El valor total de THDv es de 2.77%, con una contribución individual principalmente de 5ª y 11ª armónicas. (Ver

en el resumen el análisis armónico).


79

79

KOMAX K-10 Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) de la máquina Komax 10. Se presenta el

porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y validar

que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total

de THDi es de 179 %, con una contribución individual principalmente de 3ª y 5ª Armónicas. (Ver en el resumen el

análisis armónico).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

i


34.51% de 3ª y 20.97% de 5ª A ó i

80

80

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

06/08/24 12:28 06/08/24 12:57 06/08/24 13:26 06/08/24 13:55 06/08/24 14:24 06/08/24 14:52 06/08/24 15:21 06/08/24 15:50 06/08/24 16:19 06/08/24 16:48 06/08/24 17:16

Time

% T

HD

v


KOMAX K-10 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv)



519-1992.

2.77%, máximo

2.12%, promedio

1.07%, mínimo

81

81

KOMAX K-10 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (THDi)


máximo de 179 % y un valor promedio de 41.3%, lo cual se encuentra FUERA del porcentaje recomendado por el STD. IEEE

519-1992.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

06/08/24 12:28 06/08/24 12:57 06/08/24 13:26 06/08/24 13:55 06/08/24 14:24 06/08/24 14:52 06/08/24 15:21 06/08/24 15:50 06/08/24 16:19 06/08/24 16:48 06/08/24 17:16 06/08/24 17:45

Time

% T

HD

i


179%, pico máximo instantáneo (Ruido eléctrico)


82

82

KOMAX K-10 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (Componente Individual) (THDv)




0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

2.7

3

06/08/24 12:00 06/08/24 13:12 06/08/24 14:24 06/08/24 15:36 06/08/24 16:48 06/08/24 18:00

Time

TH

Dv(

Vo

lts)


11ª- 0.99%

5ª- 1.31%

83

83

KOMAX K-10 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (Componente Individual) (THDi)


porcentaje máximo de 65.8 % de 3ª armónica y un valor máximo de 48.3 % de 5ª armónica, las cuales se encuentran FUERA

del porcentaje recomendado por el STD IEEE 519-1992.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

06/08/24 12:00 06/08/24 13:12 06/08/24 14:24 06/08/24 15:36 06/08/24 16:48 06/08/24 18:00

Time

THD

i(%)


3ª- 65.8 %5ª- 48.3 %

84

84

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

08/24/0612:28

08/24/0612:57

08/24/0613:26

08/24/0613:55

08/24/0614:24

08/24/0614:52

08/24/0615:21

08/24/0615:50

08/24/0616:19

08/24/0616:48

08/24/0617:16

Time

I (A

mp

)


KOMAX K-10 Perfil de Corriente Máxima de Línea


0.95 Amp., mínimo

8.76 Amp., máximo


85

85

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

08/24/0612:28

08/24/0612:57

08/24/0613:26

08/24/0613:55

08/24/0614:24

08/24/0614:52

08/24/0615:21

08/24/0615:50

08/24/0616:19

08/24/0616:48

08/24/0617:16

Time

Po

ten

cia

Rea

l (K

W)

kW tot high

KOMAX K-10 Perfil de Potencia Real (kW)



2.58 kW. En el ciclo completo de operación se registró una potencia real mínima de 0.45 kW.

0.45 kW, mínimo

2.58 kW, Pico máximo instantáneo

0.86 kW, promedio en condiciones de operación normal

86

86

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

06/08/2412:28

06/08/2412:57

06/08/2413:26

06/08/2413:55

06/08/2414:24

06/08/2414:52

06/08/2415:21

06/08/2415:50

06/08/2416:19

06/08/2416:48

06/08/2417:16

Time

Po

ten

cia

Rea

ctiv

a (K

VA

R)

kVAR tot high

KOMAX K-10 Perfil de Potencia Reactiva (kVAR)



máximo de 0.96 kVAR. En el ciclo completo de operación se registró una potencia reactiva mínima de -0.08 kVAR.

0.96 kVAR, pico máximo instantáneo

-0.08 kVAR, mínimo

0.12 kVAR, promedio en condiciones normales de operación

87

87

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

06/08/2412:28

06/08/2412:57

06/08/2413:26

06/08/2413:55

06/08/2414:24

06/08/2414:52

06/08/2415:21

06/08/2415:50

06/08/2416:19

06/08/2416:48

06/08/2417:16

Time

Po

ten

cia

Ap

aren

te (

KV

A)

kVA tot high

KOMAX K-10 Perfil de Potencia Aparente (kVA)

En la gráfica se puede observar la demanda de potencia aparente en kVA durante el período de monitoreo de 4 hrs. El valor de

potencia aparente promedio durante el período de operación normal fue de 0.88 kVA, registrando un valor máximo de 2.75 kVA. En el ciclo completo de operación se registró una potencia aparente mínima de 0.45 kVA.

2.75 kVA, máximo instantáneo

0.88 kVA, promedio en condiciones normales.

0.45 kVA, mínimo

88

88

93

94

95

96

97

98

99

100

101

06/08/24 12:28 06/08/24 12:57 06/08/24 13:26 06/08/24 13:55 06/08/24 14:24 06/08/24 14:52 06/08/24 15:21 06/08/24 15:50 06/08/24 16:19 06/08/24 16:48 06/08/24 17:16

Time

Fac

tor

de

Po

ten

cia

(%)

PF lag high PF lead high

KOMAX K-10 Perfil de Factor de Potencia (%)


de potencia promedio durante el período de operación normal fue de 98.19% (Inductivo), registrando un valor máximo

instantáneo de 100% (inductivo). En el ciclo completo de operación se registró un factor de potencia mínimo de

93.72%(Inductivo).


93.72%, mínimo

100%, máximo

89

89

KOMAX K-10 Parámetros de Calidad de la Energía Se realizó el monitoreo en el Tablero de Alimentación de la Máquina KOMAX KI-10 durante un período de 4 hrs., con el

objetivo de analizar los parámetros de calidad de energía provenientes de la compañía suministradora:



Std. IEEE 1100-1999

V A-B 218.72 214.16 211.71 5.15 1.78 No cumpleV B-C 215.07 210.74 208.18 3.39 0.08 Si cumple V C-A 214.51 210.23 207.72 3.12 - 0.13 Si cumple

Voltaje nominal: 208 Volts (Valores Mínimos)


Std. IEEE 1100-1999

V A-B 218.12 213.63 208.21 4.86 0.10 Si cumple V B-C 214.37 210.19 207.64 3.06 -0.17 Si cumple V C-A 213.78 209.68 206.95 2.77 -0.50 Si cumple


de 208 Volts de la alimentación de la Máquina KOMAX KI-06. La ventana de variación presenta un máximo de 218.72 Volts ( 5.15% arriba del valor nominal) y un mínimo de 206.95 Volts (- 0.50% abajo del valor nominal), quedando el valor máximo

FUERA del rango recomendado por el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal). Este

estándar está enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.

90

90

KOMAX K-10 Parámetros de Calidad de la Energía Dado que el voltaje de alimentación de las máquinas Komax es de 208 Volts, y se suministra una variación máxima de voltaje

de 5.15%, valor que está fuera de lo recomendado, se recomienda la instalación de un acondicionador de voltaje de 75 kVA

con características de voltaje 220 Volts-208/120 Volts, con una ventana de variación a la entrada de + 10%, - 20% del 220

Volts de entrada y a la salida una variación de ± 2.5% en configuración delta.


demanda máxima de corriente de 8.76 Amp. (Fase A), de forma instantánea. Este comportamiento se presentó en el

monitoreo, registrándose una diferencia máxima entre fases de 1.53 Amp. (Fase C).


demanda máxima de 2.58 kW de forma instantánea.

La demanda en Potencia Reactiva promedio fue de 0.12 kVAR., Durante el período del monitoreo realizado, registrando un

valor en demanda máxima de 0.96 kVAR de forma instantánea.


demanda máxima de 2.75 kVA.

91

91

KOMAX K-10 Parámetros de Calidad de la Energía A continuación se muestran los valores obtenidos de Distorsión Armónica (THD) de las señales de voltaje y corriente en sus

porcentajes en forma individual y total, reflejo del tipo de carga instalada en el Tablero de Alimentación de la máquina KOMAX

KI-06. Se comparan estos valores con los valores de operación recomendados por el Std. IEEE 519-1992 sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución. Las formas de onda y espectro armónico característico de voltaje corresponden a:




0.90% 1.97% 0.99% 2.77% 2.12% Si cumple





voltaje).

92

92

KOMAX K-10 Análisis Armónico

Las formas de onda y espectro armónico característico de corriente corresponden a:

THDI h<11



Std. IEEE 519-1992

23.7 % 65.8 % 48.3 % 32.3% No cumple 179 % 41.3% No cumple La componente armónica de mayor contribución fue la TERCERA, con un valor del 65.8 % con respecto a la fundamental, por

lo que se encuentra FUERA de lo recomendado por el estándar (7% en referencia a la tabla 10.3 Std IEEE 519-1992). De

igual manera, se registró un THDI total de 179 %, lo cual se encuentra FUERA del 10% recomendado por el estándar .

Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de 363.6 Volts de línea-tierra.

Efecto: Errores de operación, hasta dañar los componentes electrónicos de las tarjetas de control o, en su defecto, se reduce

la vida útil de los componentes al encontrarse constantemente expuestos a dichos eventos.

Solución: Ya que este tablero es de distribución, se recomendara la instalación de un supresor de transitorios CLASE A (80,000 Amp.).

93

93

KOMAX K-10 Observaciones en la instalación Se encontraron varias violaciones graves en la instalación que suministra energía a las máquinas y en la puesta a tierra, las









94

94

F IL T R O D E R U I D O

120 VA

C

400 VA

CX o

1 6 A

U S O R U D O

3 Ø1 c - 1 0 A W G

1 6 A

230 VA

C

A U T O T R A N S F O R M A D O R4 0 0 / / 4 0 0 / 2 3 0 / 1 2 0

3 X 4 8 0 / 2 7 5 V A C3 6 A 5 0 ° C

C O N T A C T O R

B a r r a d e t ie r r a s

B a r r a d e N e u t r o s

C o n d u c t o r d e t ie r r a

C o n d u c t o r d e n e u t r o

C o n d u c t o r d e f a s e

S I M B O L O G I A

E le c t r o d o

3 P O L O S 1 T I R O

1 c - 1 0 A W G

A l im e n t a c ió n P r in c ip a l

T V S S

T V S S C a t e g o r ia

" A "8 0 , 0 0 0

A m p .

In s t a la c io n P r o p u e s ta

KOMAX K-10 Diagrama Esquemático Propuesto


KOMAX KI-13


Agosto del 2006

95

95

KOMAX KI-13 Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700


El equipo fue conectado en las terminales de entrada del interruptor principal de la máquina KOMAX KI-13, tomando así el total

de la carga conectada durante el período de medición.







Además se programaron los equipos para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 20% de



96

96

FILTRO DE RUIDO

120 VAC

400 VA

CXo

16 A

USO RUDO

3Ø1c-10 AWG

16 A

230 VA

C


3X480/275 VAC36A 50°C

CONTACTOR

Barra de tierras

Barra de Neutros

Conductor de tierra

Conductor de neutro

Conductor de fase

SIMBOLOGIA

Electrodo

3 POLOS 1 TIRO

1c- 10AWG

KOMAX KI-13 Diagrama Esquemático Actual

97

97

212

214

216

218

220

222

224

226

08/24/06 17:16 08/24/06 19:40 08/24/06 22:04 08/25/06 00:28 08/25/06 02:52 08/25/06 05:16 08/25/06 07:40

Time

VL

L(V

olt

s)


KOMAX KI-13 Perfil de Voltaje Máximo de Línea a Línea


219.61 Volts, valor que se encuentra 5.58% arriba del valor nominal de 208 Volts. La ventana de variación presenta un

máximo de 225.65 Volts (8.49% arriba del valor nominal). Los valores máximos se presentaron de manera instantánea, sin

embargo estos valores se encuentran FUERA del rango recomendado por el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no

mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.




98

98

210

212

214

216

218

220

222

224

226

08/24/06 17:02 08/24/06 19:26 08/24/06 21:50 08/25/06 00:14 08/25/06 02:38 08/25/06 05:02 08/25/06 07:26

Time

VLL

(Vo

lts)


KOMAX KI-13 Perfil de Voltaje Mínimo de Línea a Línea


219.10 Volts, valor que se encuentra 5.34% arriba del valor nominal de 208 Volts. La ventana de variación presenta un mínimo

de 211.81 Volts (1.83% arriba del valor nominal). Los valores mínimos se presentaron de manera instantánea, sin embargo

estos valores se encuentran FUERA del rango recomendado por el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al

5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.




99

99

V1 I1

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-6

-4

-2

0

2

4

6

V2 I2

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

V3 I3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

-5-4-3-2-1012345

KOMAX KI-13 Formas de Onda Voltaje y Corriente

En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase). La corriente presenta una ALTA distorsión armónica,

generada por la carga no-lineal instalada (ver análisis armónico mas adelante).

Formas de onda de voltaje y corriente registradas en la máquina KOMAX KI-13, donde se observa ALTA distorsión armónica en la forma de onda de corriente.

100

100

KOMAX K-13 Eventos Transitorios de Voltaje

En los gráficos se muestran los eventos transitorios más altos registrados, donde la máxima magnitud fue de 312.7 Volts con

una duración de 26 mseg, lo cual representa un 150.3% arriba del valor nominal de 208 Volts. Este tipo de evento se clasifica

como “IMPULSO” y es generado de manera externa e interna por cargas instaladas en la planta.

V1 V2 V3

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

V1 V2 V3

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

Formas de onda de voltaje y corriente registradas en la máquina Komax KI-13, donde se registraron varios eventos transitorios durante el monitoreo.

180.7 VL-N (26 mseg)312.7 VL-L (26 mseg)

177.1 VL-N (26 mseg)306.5 VL-L (26 mseg)

101

101

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Componentes Armónicas Individuales

% T

HD

v


KOMAX KI-13 Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) en la Máquina KOMAX KI-13. Se presenta el



4.0%, con una contribución individual principalmente de 3ª y 5ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).


102

102

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14


% T

HD

i


KOMAX KI-13 Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi)

En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) en la Máquina KOMAX KI-13. Se presenta el


porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD. 519-1992. El valor total de THDi es de

170.25%, con una contribución individual principalmente de 3ª y 5ª Armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

75.94% de 3ª, 65.73 de 5ª y 53.12% de 7ª Armónica

103

103

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

% T

HD

v


KOMAX KI-13 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv)



519-1992.

4.00%, máximo

1.52%, promedio

104

104

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

% T

HD

i


KOMAX KI-13 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (THDi)


máximo de 170.25% y un valor promedio de 87.6%, lo cual se encuentra FUERA del porcentaje recomendado por el STD.

IEEE 519-1992.

170.25%, máximo


105

105

0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

2.1

2.4

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

THD

v(V

olts

)


KOMAX KI-13 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (Componente Individual) (THDv)




3ª- 2.22%

5ª- 1.90%

106

106

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

THD

i(%)


KOMAX KI-13 Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (Componente Individual) (THDi)


porcentaje máximo de 75.94% de 3ª armónica y un valor máximo de 59.34% de 5ª armónica, los cuales se encuentran

FUERA del porcentaje recomendado por el STD IEEE 519-1992.

5ª- 59.34%

3ª- 75.94%

107

107

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

08/24/06 17:16 08/24/06 19:40 08/24/06 22:04 08/25/06 00:28 08/25/06 02:52 08/25/06 05:16 08/25/06 07:40

Time

I (A

mp

)


KOMAX KI-13 Perfil de Corriente Máxima de Línea


1.29 Amp., mínimo

8.02 Amp., máximo

4.33 Amp. , promedio

108

108

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

08/24/06 17:16 08/24/06 19:40 08/24/06 22:04 08/25/06 00:28 08/25/06 02:52 08/25/06 05:16 08/25/06 07:40

Time

Po

ten

cia

Rea

l (K

W)

kW tot high

KOMAX KI-13 Perfil de Potencia Real (kW)



1.55 kW. En el ciclo completo de operación se registró una potencia real mínima instantánea de 0.54 kW.

0.54 kW, mínimo

1.55 kW, máximo

1.11 kW, promedio

109

109

-0.18

-0.16

-0.14

-0.12

-0.1

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

Pot

enci

a R

eact

iva

(KV

AR

)

kVAR tot high

KOMAX KI-13 Perfil de Potencia Reactiva (kVAR)


El valor de potencia reactiva promedio durante el período de operación normal fue de -0.11 kVAR, registrando un valor

máximo de -0.03 kVAR. En el ciclo completo de operación se registró una potencia reactiva mínima de -0.17 kVAR.

- 0.03 kVAR, máximo

- 0.17 kVAR, mínimo

- 0.11 kVAR, promedio

110

110

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

Po

ten

cia

Ap

aren

te (

KV

A)

kVA tot high

KOMAX KI-13 Perfil de Potencia Aparente (kVA)




1.56 kVA, máximo

1.13 kVA, promedio

0.54 kVA, mínimo

111

111

97.5

98

98.5

99

99.5

100

06/08/24 17:16 06/08/24 19:40 06/08/24 22:04 06/08/25 00:28 06/08/25 02:52 06/08/25 05:16 06/08/25 07:40

Time

Fact

or d

e Po

tenc

ia (%

)

PF lead high

KOMAX KI-13 Perfil de Factor de Potencia (%)


de potencia promedio durante el período de operación normal fue de 99.19% (capacitivo), registrando un valor máximo

instantáneo de 99.83% (capacitivo). En el ciclo completo de operación se registró un factor de potencia mínimo de

97.82%.


97.82%, mínimo

99.83%, máximo

112

112

KOMAX KI-13 Parámetros de Calidad de la Energía Se realizó el monitoreo en la Máquina Komax KI-13 durante un período de 14 hrs., con el objetivo de analizar los parámetros

de calidad de energía provenientes de la compañía suministradora:



Std. IEEE 1100-1999


Voltaje nominal: 208 Volts (Valores Mínimos)


Std. IEEE 1100-1999



de 208 Volts. La ventana de variación presenta un máximo de 225.65 Volts (8.49% arriba del valor nominal) y un mínimo de

211.81 Volts (1.83% arriba del valor nominal) , quedando los valores promedio y máximo FUERA del rango recomendado por

el estándar IEEE 1100-1999 tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal). Este estándar está enfocado a la

operación de equipo electrónico crítico.

113

113

KOMAX KI-13 Parámetros de Calidad de la Energía Dado que el voltaje de alimentación de las máquinas Komax es de 208 Volts, y se suministra una variación máxima de voltaje

de 8.49%, valor que está fuera de lo recomendado, se recomienda la instalación de un acondicionador de voltaje de 75 kVA

con características de voltaje 220 Volts-208/120 Volts, con una ventana de variación a la entrada de + 10%, - 20% del 220

Volts de entrada y a la salida una variación de ± 2.5% en configuración delta.


demanda máxima de corriente de 8.02 Amp. (Fase A) de forma instantánea.


demanda máxima de 1.55 kW, en condiciones normales.

La demanda en Potencia Reactiva promedio fue de - 0.11 kVAR durante el período del monitoreo realizado, registrando un

valor en demanda máxima de - 0.03kVAR de forma instantánea.


demanda máxima promedio de 1.56 kVA. Este comportamiento se presentó en varias ocasiones durante el monitoreo y se

observaron picos máximos de demanda instantánea.

114

114

KOMAX KI-13 Parámetros de Calidad de la Energía A continuación se muestran los valores obtenidos de Distorsión Armónica (THD) de las señales de voltaje y corriente en sus

porcentajes en forma individual y total. Se comparan estos valores con los valores de operación recomendados por el Std. IEEE 519-1992 sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución. Las formas de onda y espectro armónico característico de voltaje corresponden a:




1.05% 2.22% 1.90% 4.00% 1.52% Si cumple

La armónica de voltaje de mayor importancia es la TERCERA con un valor del 2.22%, la cual se encuentra DENTRO de lo




voltaje).

THDI h<11



Std. IEEE 519-1992

53.24 75.94 59.34 45.94 No cumple 170.26 87.6 No cumple La componente armónica de mayor contribución fue la TERCERA, con un valor del 75.94% con respecto a la fundamental, por

lo que se encuentra FUERA de lo recomendado por el estándar en referencia a la tabla 10.3 Std IEEE 519-1992). De igual

manera, se registró un THDI total de 170.26%, lo cual se encuentra FUERA del porcentaje recomendado por el estándar.

115

115

KOMAX KI-13 Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de 312 Volts de línea-tierra.




Observaciones en la instalación Se encontraron varias violaciones graves en la instalación que suministra energía a las máquinas y en la puesta a tierra, las










Y7-06


Agosto del 2006

116

116

CONTACTORES

SERVOMOTOR

CONTROL

RECTIFICADOR 24 VDC

TRANSFORMADOR 200 VCA//24 VCA

MOTOR PRINCIPAL

MOTOR PRENSA LADO A

MOTOR PRENSA LADO B

1 2 3 4

Y7-06

Diagrama Actual

117

117

Y7-06

Perfil de Voltaje

En la figura se muestra el perfil del voltaje en un período de 11 hr. El comportamiento del voltaje promedio es de 115 Volts,

valor que se encuentra 9.44% abajo del valor nominal de 127 Volts del transformador de control de la máquina Y7-06. La

ventana de variación presenta un máximo de 121.5 Volts (4.33% abajo del valor nominal). Los valores máximos se

presentaron de manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra FUERA del rango recomendado por el estándar

IEEE 1100-1999 tabla 4-3, variación no mayor al 5% del valor nominal. Este estándar esta enfocado a la operación de equipo


118

118

Y7-06

Perfil de Corriente

En la figura se muestra el perfil de la corriente en un período de 11 hrs. El comportamiento de corriente máxima promedio

durante el Período Normal de Operación es de 5.42 Amp., registrando un valor máximo en corriente de 7.29 Amp. Este valor

máximo se presenta de manera instantánea.

119

119

Y7-06 Forma de Onda de Voltaje

En la gráfica se observa la forma de onda individual de voltaje. El voltaje máximo en operación normal es de 165 Volts.

Voltaje máximo de 165 Volts

120

120

Y7-06 Forma de Onda de Corriente.

En la gráfica se muestra el perfil de corriente, donde se observa la distorsión de la onda de corriente. El valor máximo de la

corriente en operación normal es de 5.9 Amp.

En la gráfica se muestra la corriente máxima que es de 5.9 Amp.

121

121

Y7-06 Evento Transitorio. En la gráfica se muestra la forma de onda individual (por fase). Se observa cómo se incrementa el voltaje al ocurrir el evento




El evento transitorio que se muestra a continuación tiene un incremento en voltaje de 252 Volts.

122

122

Y7-06 Evento Transitorio. En la gráfica se muestra la forma de onda individual (por fase). Se observa como se incrementa el voltaje al ocurrir el evento




El evento transitorio que se muestra a continuación tiene un incremento en voltaje de 222 Volts.

123

123

Y7-06

Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de 222 Volts de línea-tierra.




ARNECOM Planta TUXTLA (Tuxtla Gutiérrez, Chiapas)

Estudio de Tierras SECOVI®

Agosto del 2006

124 Sistema de Tierras

Se realiza la revisión del sistema de Tierras de la subestación principal y de algunos Centros de carga de la planta ARNECOM

Tuxtla Gutiérrez, Chiapas de acuerdo al alcance predeterminado en la propuesta correspondiente.

Los puntos de revisión del Sistema de Tierras en el área de la Planta son los siguientes:

Área de Subestación

Transformador (TRA-1) con Capacidad de 500 kVA´s 13200//220 VCA.

Transformador (TRA-2) con Capacidad de 500 kVA´s 13200//220 VCA

Centros de Carga

Tablero TF-3 Corte

Komax KI-6

Komax K-10

Y7-06

Pararrayos

Antecedentes El estudio de tierras se realiza debido a la constante mejora, actualización y crecimiento de las áreas de la empresa, como

prevención en el cumplimiento de las normas de seguridad sobre la implementación de los sistemas de tierra en subestaciones

y centros de carga.

125

E4E8

E3

TD-2 500KVA DRIERSHER

TD-1

E1 E9

E5

500KVA

E6

DRIERSHERTerminal a tierra abierta

E2

Terminal a tierraPuertas de acceso

Columna Tableros Q

SIMBOLOGIA

E7

Sistema de Tierras

Área de Subestación

En el siguiente diagrama (figura A) se muestra la ubicación de los electrodos instalados en el cuarto de la subestación, así

como la descripción de cada uno de ellos.

Figura A. Electrodos instalados en el cuarto de la subestación eléctrica

126 Sistema de Tierras Descripción de Electrodos en Subestación E1 = Electrodo de la Subestación

E2 = Electrodo de la Subestación



E5 = Chasis de Transformador 1




E9 = Puente de Barra de Tierras con Barra de neutros.

A continuación se presentan las mediciones registradas en el sistema de electrodos de puesta a tierra en el cuarto de la

subestación de la planta.

Las mediciones de los electrodos se obtuvieron tomando como referencia dos electrodos, uno de ellos (E1) como electrodo

pivote y el otro se intercaló con cada uno de los electrodos existentes en el cuarto de la subestación y con algunos de los

electrodos de chasis de los equipos que se encuentran instalados en la subestación.


Tabla No.1 Continuidad en área de Subestación

(Equipo Ground Resistance Tester Model 4610)

Electrodo Pivote

Electrodo Test

Resistencia de Cables

Medidor (Ω)

Resistencia entre

electrodos (Ω)

Resistencia Real de

electrodos (Ω)

NOM 250.81 NEC 250.81

E-1 E-2 3.34 3.38 0.04 Si cumple E-1 E-3 3.34 3.38 0.04 Si cumple E-1 E-4 3.34 3.39 0.05 Si cumple E-1 E-5 3.34 4.13 0.79 Si cumple E-1 E-6 3.34 3.65 0.31 Si cumple E-1 E-7 3.34 3.35 0.01 Si cumple E-1 E-8 3.34 3.35 0.01 Si cumple E-1 E-9 3.34 4.28 0.94 Si cumple

En las mediciones de la tabla 1, se aprecia un valor uniforme de resistencia entre electrodos, indicando que se tiene un

sistema unificado de electrodos, el cual cumple con la norma NOM 250-81.

Referencia:

NEC y NOM 250-81. Uniendo todos los electrodos de tierras se limitarán las diferencias de potencial entre ellos, logrando

formar de esta manera un sistema de tierras equipotencial. La conexión se debe realizar como se indica en 250-115.

NEC y NOM 250-115. El conductor al electrodo debe conectarse por medios irreversibles como soldadura exotérmica, zapatas,

conectadores a presión, abrazaderas u otros medios aprobados y listados. Nota: La mejor manera de asegurar una

conductividad eficaz es por medios irreversibles.

128 Sistema de Tierras TABLA 2 Impedancia y corriente de fuga en Subestación (Equipo Ground Resistance Testers Clamp-On Model 3710)

Megger de Gancho Punto

W Corriente E-1 0.7 2.5 E-2 0.7 0 E-3 * * E-4 * * E-5 0.7 0.290 E-6 0.7 0.047 E-7 0.7 0.052 E-8 0.7 0.049 E-9 0.7 4.17

* Electrodos con muy poco acceso al equipo de medición.

• De acuerdo a la inspección visual (ver fotografía) como a las mediciones de impedancia y corriente de fuga (TABLA 2), se

observó una conexión efectiva y una impedancia permitida por la NOM 022 9.2 d (menor a 25 Ohms).

* Fotografía de electrodo instalado en el cuarto de subestación.

129 Sistema de Tierras Continuidad con Centro de Cargas, Equipos y Pararrayos

Se realizaron mediciones de continuidad entre el sistema de tierra de la subestación y las Barras de Tierra y Neutro del tablero

de distribución TF-3, así como con algunos de los chasis de los equipos que se encuentran instalados en la Planta.

Electrodo Pivote

Electrodo

Resistencia de Cables del

Medidor (Ω)

Resistencia Entre

Electrodos (Ω)

Resistencia Real de los

Electrodos (Ω)

Nom y Nec Art. 250

E1 PARARRAYOS 3.20 3.24 0.04 Sí Cumple

B. DE TIERRAS TABLERO TF-3 3.20 3.27 0.07 Sí Cumple E1 B. DE TIERRAS 3.20 3.24 0.04 Sí Cumple E1 B. DE NEUTROS 3.20 3.21 0.01 Sí Cumple E1 KOMAX KI-06 3.20 3.29 0.09 Sí Cumple

TABLERO TF-3 KOMAX KI-06 3.20 3.23 0.03 Sí Cumple B. DE TIERRAS KOMAX K-10 3.20 3.40 0.20 Sí Cumple

Cada uno de los puntos señalados anteriormente se encuentran correctamente aterrizados y unificados, sin embargo más

delante se describen las violaciones a la norma realizadas a nivel carga (máquinas Komax), y las modificaciones que se

requieren realizar en la instalación.


Estas lecturas indican que se tiene un Sistema unificado de electrodos que forman un Sistema de Tierras equipotencial,

según se recomienda en la NOM 250-81.

Referencia:

NEC y NOM 250-81. Uniendo todos los electrodos de tierras limitará las diferencias de potencial entre ellos, logrando formar de

esta manera un sistema de tierras equipotencial. La conexión se debe realizar como se indica en 250-115.

NEC y NOM 250-115. El conductor al electrodo debe conectarse por medios irreversibles como soldadura exotérmica, zapatas,

conectadores a presión, abrazaderas u otros medios aprobados y listados. Nota: La mejor manera de asegurar una

conductividad eficaz es por medios irreversibles.

Se presentan las siguientes mediciones y anomalías verificados por (Método de Gancho):


Tablero de Distribución TF-3

Se presentan las siguientes mediciones verificadas con Megger de Gancho.

Aún y cuando los valores presentados en color rojo en la tabla anterior se encuentran dentro de lo especificado por la NOM

022 9.2 (d), se recomienda instalar una tierra directamente del tablero de carga de su alimentación, ya que actualmente no

cuentan con una tierra efectiva.

• Los valores de impedancia permitidos por la NOM 022 9.2 (d) no deben ser mayores a 25 Ohms, lo cual aplica para los

electrodos. En base a las mediciones en la tabla anterior se determina que la mayoría de los electrodos de los 3 sistemas

están unificados uno con otro, cumpliendo con la norma NEC y NOM 250-81 Sin embargo, para la operación de los

equipos se recomienda una resistencia no mayor a 2 Ohms.

Megger de Gancho Punto Ω Corriente

TABLERO TF-3 0.7 2.117

KOMAX KI-06 18.9 0.1

KOMAX K10 22.8 0

132

9

E m p a t e e n N e u t r o

1 3 2 0 0 V o l t sA l i m e n t a c i o n P r i n c i p a l

T r a n s f o r m a d o r1 3 2 0 0 / / 2 2 0 V O L T S

CBA

AE m p a t e e n c a d a u n a d e l a s f a s e s y e n l a t i e r r a d e l a s m á q u i n a s

TRIN

CH

ERA 1

TRIN

CH

ERA 1

4

3

2

13X50 A

A

3X125 A

3X150 A

3X400 A

3X225 A

3X150 A

3X225 A

3X225 A

3X20 A

3X100 A

3 P o l o s - 1 T i r o

7 . - K I - 0 2T A B L E R O D E D I S T R I B U C I O N " T D - 1 "

T A B L E R O D E D I S T R I B U C I O N " T F - 3 C O R T E "

8

7

6

5

TRIN

CH

ERA 2

3X50 A

2X40 A

B

TRIN

CH

ERA 3

1 3

1 2

1 1

1 0

1 7

1 6

1 5

1 4

C

2X50 A

3 X 2 2 5 A

1 C X T 2 A W G1 C X N 2 A W G

1 C X F 2 5 0 K C M3 F

3X225 A

3X150 A

3X400 A

3X125 A

3X225 A

1 3 . - K I - 1 0

1 7 . - K I - 1 1

1 6 . - K I - 1 2

1 5 . - K D - 0 3

1 4 . - K D - 0 4

C a p a c i t o r 4 0 K V A R

3X150 A

1 0 . - K I - 0 7

1 1 . - K I - 0 8

1 2 . - K I - 0 9

9 . - K T - 0 1

8 . - K I - 0 1

2 . - K O D C - 0 1

5 . - K I - 0 4

6 . - K I - 0 3

4 . - K I - 0 5

3 . - K I - 0 6

1 . - K D - 0 2E l e c t r o d o

B a r r a d e t i e r r a s

B a r r a d e N e u t r o s

C o n d u c t o r d e t i e r r a

C o n d u c t o r d e n e u t r o

C o n d u c t o r d e f a s e

S I M B O L O G I A

Sistema de Tierras Diagrama esquemático actual

Figura 1. Diagrama Esquemático del Circuito principal alimentado por el transformador de 500 kVA.

133 Sistema de Tierras Problemas detectados en cableado

El principal punto de riesgo son los “empates con amarre de conductor” que se tienen como conexión a cada una de las

máquinas Komax. Esto representa una condición insegura a la alimentación de voltaje de cada una de las máquinas, ya que a

través de las trincheras se realizan dichos empates por no existir ningún circuito dedicado para control de cada máquina y con

la vibración existente en la planta se pueden provocar falsos contactos generadores de disturbios.

Este mismo tipo de “conexión” se realiza en la puesta a tierra de las máquinas, presentando así la misma probabilidad de

riesgo antes mencionada.

La puesta a tierra no se deriva del centro de carga que alimenta directamente las máquinas, se deriva desde la subestación

principal, lo cual no es correcto debido a que los dos puntos no están al mismo potencial de voltaje. Además, el conductor de

puesta a tierra esta también empatado con un amarre, lo cual no es seguro y puede crear tierra flotada en ciertos momentos,

coadyuvando así al daño de las tarjetas electrónicas.

Empate indebido de puesta a tierra

Empate indebido de fases.


Solución:

La derivación del cable de puesta a tierra hasta el tablero de corte TF-3 es correcta. Se recomienda derivar la puesta a tierra

de cada uno de los 4 circuitos que contienen las 16 máquinas Komax, del centro de carga TF-3, hacia 4 nuevos centros de

carga a instalarse, con el fin de controlar individualmente cada máquina.

Se recomienda instalar un centro de carga Q8 con un interruptor principal de 50 Amp. mediante un conductor calibre 6 AWG, y

con pastillas de 30 Amp. mediante un conductor calibre 10 AWG, para alimentar cada una de las 4 máquinas Komax que

contienen cada uno de los 4 circuitos que salen del tablero de corte TF-3.

De igual manera, se debe derivar el conductor de puesta a tierra del TF-3 a cada uno de los 4 centros de carga mediante un

conductor desnudo calibre 8 AWG, y posteriormente de la barra de tierras de cada uno de los 4 centros de carga hacia cada

una de las terminales de tierra de las 4 máquinas Komax que se encuentran instaladas en cada uno de los circuitos, mediante

un conductor desnudo calibre 10 AWG.

También se debe derivar el conductor de neutro del TF-3 a cada uno de los 4 centros de carga, mediante un conductor

desnudo calibre 8 AWG, y posteriormente de la barra de tierras de cada uno de los 4 centros de carga, hacia cada una de las

terminales de neutro de las 4 máquinas Komax que se encuentran instaladas en cada uno de los circuitos, mediante un

conductor desnudo calibre 10 AWG.

135

T ra n s fo rm a d o r1 3 2 0 0 / /2 2 0

V O L T S5 0 0 K V A

A l im e n ta c ió n P r in c ip a l1 3 2 0 0 V o lts

T A B L E R O D E D IS T R IB U C IO N " T F - 3 C O R T E "

T A B L E R O D E D IS T R IB U C IO N " T D - 1 "

C o n d u c to r d e n e u t ro

C o n d u c to r d e t ie r ra

B a r r a d e N e u tro s

B a r r a d e t ie r ra s

E le c t ro d o

S IM B O L O G IA

C o n d u c to r d e fa s e

1 . - K D -0 2

2 . - K O D C -0 1

4 . - K I -0 5

3 .- K I-0 6

6 . - K I -0 3

7 .- K I-0 2

8 .- K I-0 1

5 .- K I-0 4

1 4 . - K D -0 4

1 5 . - K D -0 3

1 6 . - K I -1 2

9 .- K T -0 1

1 2 . - K I -0 9

1 1 . - K I -0 8

1 3 . - K I -1 0

1 0 . - K I -0 7

1 7 . - K I -1 1

In s ta la c ió n re c o m e n d a d a

Sistema de Tierras Diagrama esquemático recomendado (Acondicionador)


Conclusiones Sistema de Tierras

• Los valores de las mediciones de los electrodos o varillas de puesta a tierra correspondientes al sistema eléctrico están

dentro del valor permitido por la NOM-001 artículo 250 y la NOM-022-STPS, dado que estas establecen un valor

máximo de 25 ohms.

• Para el sistema de electrodos correspondientes a la sección de pararrayos, la NOM-022-STPS establece un valor

máximo de 10 ohms, por lo que los valores registrados para esta sección están dentro del límite permitido.

• Se cuenta con un sistema equipotencial entre los equipos (tableros) y la fuente eléctrica (subestación) debido a la

interconexión del sistema de puesta a tierra que presenta la planta.

Recomendación Adicional Se recomienda reforzar la protección contra descargas atmosféricas a la entrada eléctrica de la planta (Tablero principal del

transformador de 500 kVA) con la finalidad de brindar protección a los equipos que se alimentan de los transformadores, así

como al personal que opera estos equipos.

De acuerdo al tipo de carga que se observó se encuentra instalada en cada una de las subestaciones analizadas, se toman las

siguientes consideraciones de protección contra este tipo de problemas de voltaje:


Proteger contra Eventos Transitorios de Voltaje y/o descargas atmosféricas, por lo menos a las Subestaciones que

alimentan carga electrónica sensible (computadoras, tarjetas electrónicas, fuentes de voltaje, variadores de velocidad, UPS y

PLC´s) ya que no solo pueden provocar daño en la operación de estos equipos, sino que además existe la posibilidad de que

alguna descarga atmosférica no desviada a tierra provoque daño en el aislamiento de los cables de alimentación y genere un

incendio en dichos cables.

Actualmente no se tiene protección contra Transitorios de Voltaje en la alimentación principal de las siguientes

subestaciones:

• Tablero Principal del Transformador de 500 KVA Se recomiendan Supresores de Transitorios de Voltaje( TVSS) Categoría C, 160 kAmp. de capacidad, tiempo de

respuesta menor a 1ns, alarma audible y contador de eventos transitorios (Std. 8.6 IEEE 1100-1999, IEEE C62).

• Tablero TF-3 Se recomiendan Supresores de Transitorios de Voltaje( TVSS) Categoría B, 120 KAmp de capacidad, con tiempo

de respuesta menor a 1ns, alarma audible y contador de eventos transitorios (Std. 8.6 IEEE 1100-1999, IEEE C62).

• Máquinas Komax Se recomiendan Supresores de Transitorios de Voltaje( TVSS) Categoría A, 80 KAmp de capacidad, con tiempo de

respuesta menor a 1ns, alarma audible y contador de eventos transitorios (Std. 8.6 IEEE 1100-1999, IEEE C62).

138 Sistema de Tierras (Referencias técnicas) NOM 1999 Art. 250-21. Corrientes eléctricas indeseables en los conductores de puesta a tierra. La puesta a tierra de

sistemas eléctricos, conductores de circuitos, apartarrayos y partes conductoras de equipo y materiales normalmente sin

energía, se debe hacer y disponer de modo que se evite el flujo de corrientes eléctricas indeseables por los conductores de

puesta a tierra o por la trayectoria de puesta a tierra.

NOM 1999 Art. 250-58. Equipo considerado eficazmente puesto a tierra. En las condiciones especificadas en los siguientes

incisos, se considera que las partes metálicas no conductoras de equipo están eficazmente puestas a tierra.

a) Equipos sujetos a soportes metálicos puestos a tierra. Los equipos eléctricos sujetos y en contacto con eléctrico con

bastidores o con estructuras metálicas diseñadas para su soporte y puestos s tierra por uno de los medios indicados en 250-

57. No se debe usar la estructura metálica de un edificio como conductor de puesta a tierra de equipo de c.a. NEC 2002 Art 250.50 & NOM 1999 Art. 250-81. Uniendo todos los electrodos de tierras (sistemas existentes) limitará las

diferencias de potencial entre ellos, logrando formar de esta manera un sistema de tierras equipotencial. La conexión se debe

realizar como se indica en 250-115.

NOM 1999 Art. 250-84. Resistencia de los electrodos fabricados. Un electrodo único que consiste en una varilla, tubería o

placa, que no tenga una resistencia a tierra de 25 Ω o menos se debe complementar con un electrodo adicional de cualquiera

de los tipos especificados en 250-81 o 250-83.

NOM 1999 Art. 250-86. Varillas de pararrayos. No se deben usar conductores de puesta a tierra de los pararrayos, ni tubos,

varillas u otros electrodos fabricados utilizados para poner a tierra las bajadas de los pararrayos, en sustitución de los

electrodos de tierra indicados en 250-83 para la puesta a tierra de sistemas eléctricos y de equipo.

NOM 1999 Art. 250-115. Conexión a electrodos. El conductor de puesta a tierra de equipo se debe conectar al electrodo de

puesta a tierra mediante soldadura exotérmica, zapatas, conectadores a presión, abrazaderas u otros medios aprobados y no

listados.

139 Sistema de Tierras (Referencias técnicas)

NOM 1999 Tabla 250-95. Tamaño nominal mínimo de los conductores de tierra para canalizaciones y equipos.

Tamaño nominal mm2 (AWG o kcmil)

Capacidad o ajuste máximo del dispositivo automático de protección contra

sobrecorriente en el circuito antes de los equipos, canalizaciones, etc.

(A) Cable de cobre Cable de aluminio

15 20 30 40 60

100 200 300 400 500 600 800 1000 1200 1600 2000 2500 3000 4000 5000 6000

2,082 (14) 3,307 (12) 5,26 (10) 5,26 (10) 5,26 (10) 8,367 (8) 13,3 (6)

21,15 (4) 33,62 (2) 33,62 (2) 42,41 (1)

53,48 (1/0) 67,43 (2/0) 85,01 (3/0) 107,2 (4/0) 126,7 (250) 177,3 (350) 202,7 (400) 253,4 (500) 354,7 (700) 405,37 (800)

--- --- --- --- ---

13,3 (6) 21,15 (4) 33,62 (2) 42,41 (1)

53,48 (1/0) 67,43 (2/0) 85,01 (3/0) 107,2 (4/0) 126,7 (250) 177,3 (350) 202,7 (400) 304 (600) 304 (600)

405,37 (800) 608 (1200) 608 (1200)

140 Sistema de Tierras (Referencias técnicas) NOM 1999 Tabla 310-16. Capacidad de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados para 0 a 2000 V nominales y 60 °C a 90

°C. No más de tres conductores activos en una canalización, cable o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30 °C

60 °C 75 °C 90 °C 60 °C 75 °C 90 °C

TIPOS: TW*,

TWD*, CCE

TWD-UV

TIPOS: RHW*, THHW*,

THW*, THW-LS, THWN*,

XHHW*, TT

TIPOS: RHH*, RHW-2,THHN*,

THHW*, THHW-LS, THW-2*,

XHHW*, XHHW-2,

TIPOS

UF*

TIPOS

RHW*, XHHW*,

BM-AL

TIPOS

RHW-2, XHHW, XHHW-2, DRS mm2

Cobre Aluminio

AWGkcmil

0,8235

1,307

2,082

3,307

5,26

8,367

---

---

20*

25*

30

40

---

---

20*

25*

35*

50

14

18

25*

30*

40*

55

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

18

16

14

12

10

8

13,3

21,15

26,67

33,62

42,41

55

70

85

95

110

65

85

100

115

130

75

95

110

130

150

40

55

65

75

85

50

65

75

90

100

60

75

85

100

115

6

4

3

2

1

53,48

67,43

85,01

107,2

125

145

165

195

150

175

200

230

170

195

225

260

100

115

130

150

120

135

155

180

135

150

175

205

1/0

2/0

3/0

4/0

126,67

152,01

177,34

202,68

253,35

215

240

260

280

320

255

285

310

335

380

290

320

350

380

430

170

190

210

225

260

205

230

250

270

310

230

255

280

305

350

250

300

350

400

500

141 Sistema de Tierras (Referencias técnicas)

NOM 1999 Tabla 310-17 . Capacidad de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados individualmente de 0 a 2000 V nominales, al aire para una temperatura del aire ambiente de 30 °C

60 °C 75 °C 90 °C 60 °C 75 °C 90 °C

TIPOS

TW*

TIPOS

RHW*, THHW*, THW*,

THW-LS, THWN*,

XHHW*,

TIPOS

RHH*, RHW-2, THHN*,

THHW*, THW-2*,THW-LS,

THWN-2*, XHHW*, XHHW-2

TIPOS

UF

TIPOS

RHW*, XHHW*

TIPOS

RHH*, RHW-2, USE-2, XHH,

XHHW, XHHW-2

AWGkcmil mm2

Cobre Aluminio

0,8235

1,307

2,082

3,307

5,26

8,367

....

....

25*

30*

40

60

---

---

30*

35*

50*

70

18

24

35*

40*

55*

80

....

....

....

---

---

---

....

....

....

---

---

---

.

....

....

....

---

---

---

.

18

16

14

12

10

8

13,3

21,15

26,67

33,62

42,41

80

105

120

140

165

95

125

145

170

195

105

140

165

190

220

60

80

95

110

130

75

100

115

135

155

80

110

130

150

175

6

4

3

2

1

53,48

67,43

85,01

107,2

195

225

260

300

230

265

310

360

260

300

350

405

150

175

200

235

180

210

240

280

205

235

275

315

1/0

2/0

3/0

4/0

126,67

152,01

177,34

202,68

253,35

340

375

420

455

515

405

445

505

545

620

455

505

570

615

700

265

290

330

355

405

315

350

395

425

485

355

395

445

480

545

250

300

350

400

500


Conclusiones y Recomendaciones

Agosto del 2006


142 Conclusiones y Recomendaciones En base al análisis de las mediciones presentadas con anterioridad, así como las observaciones registradas durante el Estudio

de Calidad de Energía realizado en la Planta Arnecom ubicada en Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, los días 23, 24 y 25 de Agosto del

2006, se presentan las siguientes conclusiones y recomendaciones generales. Los comentarios son en base a los criterios del

National Electrical Code (NEC) y en la Norma Oficial Mexicana (NOM), así como las recomendaciones de los estándares de la

IEEE, std. 1100-1999 y std. 519-1992.

La planta cuenta con dos transformadores de los cuales para fines del monitoreo se realizo únicamente en el T-1 de una

capacidad de 500 kVA, con un voltaje de 13,800//220/127 Volts.

Los problemas reportados por personal de Arnecom son daños en tarjetas electrónicas y servo-drives en las máquinas Komax.

VARIACION DE VOLTAJE

A continuación se presenta una tabla de resumen donde se indican los valores máximos y mínimos registrados en el monitoreo

de cada una de las cargas cubiertas en el alcance del estudio. En ella se indica el valor de voltaje nominal de cada carga, así

como la referencia con los valores recomendados con el STD. IEEE 1000-1999.

143 Conclusiones y Recomendaciones Tabla de Fluctuaciones de Voltaje, Subestación 500 KVA

A continuación se observaran las fluctuaciones de voltaje obtenidas del monitoreo de parámetros eléctricos realizado en

Arnecom, Subestación T-1, un panorama del comportamiento eléctrico global por Subestación, Tablero de Distribución TF-3 y

Puntos de Medición (Máquinas Komax 6,10 y 13):

Fluctuaciones de Voltaje

Perfil Máximo Std. IEEE 1100-1999

Punto de Medición

Mínimo Máximo

Voltaje Nominal

Observaciones (± 5 %)

T-1 214.16 230 220 Volts El voltaje esta dentro del rango del

voltaje de diseño (4.55 %, - 2.65 %) SI CUMPLE

TF-3 Tablero de Corte 213.82 229.5 208 Volts El voltaje esta fuera del rango de diseño

de las máquinas komax de 208 Volts (10.3 %, 1.02 %) NO CUMPLE

Komax 6 206.95 218.72 208 Volts El voltaje esta fuera del rango de diseño



de las máquinas komax de 208 Volts (5.15 %, -0.5 %) NO CUMPLE

Sube

stac

ión

500

KVA

Tabl

ero

T-1



Los registros fuera de recomendación se encuentran señalados en color rojo. Al final se realizan comentarios acerca de estos

valores, así como el estándar que se toma como base y referencia.

144 Conclusiones y Recomendaciones

Como ya se comentó, el voltaje de alimentación de las máquinas Komax es de 208 Volts, por lo cual se suministra una

variación máxima de voltaje de 9.02 %, la cual esta fuera de lo recomendado y por lo cual se recomienda lo siguiente:

Instalación de un acondicionador de voltaje de 75 kVA con características de voltaje 220 - 208/120 Volts delta-estrella, con

una tolerancia de variación a la entrada de + 10 %, - 20 % del 220 Volts de entrada, y a la salida una variación de ± 2.5 % del

208 Volts secundario y con un tiempo de regulación de voltaje menor a medio ciclo. Esto traerá el beneficio adicional de

generación de un nuevo neutro al convertirse en un circuito derivado separado.

Se recomienda que el acondicionador de voltaje sea instalado para alimentar todo el tablero TF-3 (Tablero de corte), con la

finalidad de suministrar un voltaje regulado a todas las máquinas Komax que se alimentan de este tablero.

La capacidad de potencia fue determinada en base al valor máximo de potencia aparente (kVA) registrado en este tablero, la

cual fue de 62.32 kVA.

En conjunto con la instalación del acondicionador de voltaje se deben de realizar correcciones a la instalación eléctrica para

asegurar la correcta operación de los equipos, tal y como se indica en el apartado de estudio de tierras. (ver pagina 130 ).

145 Conclusiones y Recomendaciones EVENTOS TRANSITORIOS DE VOLTAJE Durante el estudio de calidad de energía se realizó la medición de eventos transitorios, registrándose eventos de magnitudes

del orden de los 519 y 678 Volts pico a pico, por lo que se recomienda la instalación de equipos de protección contra estos

eventos. Los eventos transitorios de voltaje se generan desde el interior de la planta y también son provenientes de la red de

alimentación externa.

Los picos transitorios de voltaje son causa de la disminución del tiempo de vida útil de componentes electrónicos de cargas

sensibles, ya que estos eventos llegan hasta los componentes sensitivos de los equipos de control porque no hay nada que

los detenga o en su defecto que los desvíe, provocando errores de paridad, daños en discos duros y tarjetas electrónicas.

Tal es el caso de las tarjetas de control de las máquinas Komax (prensas y servo-drives).

Problema 2 Punto de Medición Transitorios de Voltaje

Numero de eventos registrados

T-1 650 Volts (212 %) 36

TF-3 Tablero de Corte 644.4 Volts (209 %) 32

Komax 6 678.1 Volts (226 %) 54

Komax 10 629 Volts (202.2 %) 55

Komax 13 519 Volts (149.5 %) 67

146 Conclusiones y Recomendaciones En base a la norma, NEC 2002 artículo 285 y en la recomendación del std. 8.6 IEEE 1100-1999, instalar un sistema de

supresión en cascada categorías C, B y A. Se recomienda la instalación de dispositivos Supresores de Picos Transitorios de

Voltaje (TVSS) en los tableros principales, de las líneas de producción y en las 96 posiciones que alimentan carga sensible con

la finalidad de brindar protección a equipo electrónico sensible.

Estudio de Calidad de Energía

SECOVI®


Propuesta Técnica

147 Propuesta Técnica de Equipos

A continuación se presenta la descripción de los equipos de protección propuestos para el sistema eléctrico: Para alimentar el tablero principal TR-1 Supresor de transitorios de 208/120 Volts, configuración estrella, 160,000 Amperes de descarga, 7 modos de protección,

sistema sine wave tracking para rastreo de transitorios, contador de eventos suprimidos, alarma audible, prueba de integridad

por módulo, filtrado de ruido.

Total 1 Supresor de transitorios. Para Tablero de Distribución TF-3 Supresor de transitorios de 208/120 Volts, configuración estrella, 120,000 Amperes de descarga, 7 modos de protección,

sistema sine wave traking para rastreo de transitorios, contador de eventos suprimidos, alarma audible, prueba de integridad

por módulo, filtrado de ruido. Total 1 Supresor de transitorios.

148 Propuesta Técnica de Equipos Para las maquinas komax Supresor de transitorios de 208/120 V, 80,000 Amperes de descarga, sistema sine wave tracking para rastreo de transitorios,

eliminación de ruido de modo común. Total 17 Supresores de transitorios. Para Tablero de Distribución TF-3 Acondicionador de voltaje de una capacidad de 75 kVA, de voltaje nominal 220 - 280/120 Volts, con rango de entrada de + 10

%, - 20 %, y rangos de salida de ± 2 %. Con un tiempo de corrección de voltaje menor a medio ciclo. Con figuración delta-

estrella. Total 1 Acondicionador de Voltaje. Para alimentar el tablero principal TR-1

Banco de capacitores automático de 200 kVAR en un voltaje nominal de 240 Volts, con 5 secciones automáticas con 7 años de

garantía. Total 1 Banco de capacitores automático.

Referencias Técnicas Std. IEEE SPECIFICATION AND SELECTION OF EQUIPMENT AND MATERIALS

149

3.1.4 The need for quality of power standards Emerging concerns about electronic equipment upset and related issues have resulted in more attention to the quality of the power necessary for successful operation. Along with the need for quality power is the need for practical compatibility levels of end-user equipment, and for definition of economic responsibility in the producer-user partnership. The term power quality is now widely used, but objective criteria for measuring the quality of power—a prerequisite for quantifying this quality—need better definition. A high level of power quality is generally understood as a low level of power disturbances, however a high level of equipment tolerance may also be an effective solution. Agreement on acceptable levels of disturbances and of tol-erance to these disturbances is needed. Another difficulty in assessing the need for an interface between the utility power and sensitive loads is the subjective nature of estimating the cost of equipment misoperation attributable to power disturbances. This particular aspect is addressed from the technical point of view in this recommended practice, but the detailed economics are beyond its scope. 3.2 Power quality considerations 3.2.1 General discussion Power systems operate with a constant line voltage, supplying power to a wide variety of load equipment. Power levels range from a few watts to megawatts, and the voltages at which the energy is generated, transported, and distributed range from hundreds of volts to hundreds of kilovolts. Transmission and primary distribution of this power are made at high voltages, tens to hundreds of kilovolts, in order to provide efficient and economic transportation of the energy over long distances. Final utilization is generally in the range of 120 V (typical resi-dential) to less than one thousand (industrial), and a few thousands for larger loads. At all these voltage and power levels, no matter how high, the equipment is dependent upon maintenance of a normal operating voltage range. At higher than normal levels there is limited capability for components voltage withstand. At lower


150

than normal levels, the equipment performance is generally unsatisfactory, or there is a risk of equipment damage. These two disturbances, excessive voltage and insufficient voltage, are described with different names depending on their duration. There are also types of disturbances, as described in 3.2.2, that involve waveform distortion and other deviations from the expected sine wave. 3.2.2 Classification of disturbances Four power system parameters—frequency, amplitude, waveform, and symmetry—can serve as frames of reference to classify the voltage and power disturbances according to their impact on the quality of the normal sinewave of system voltage. A brief discussion is given below of the need for evaluation of their impact on sensitive loads. a) Frequency variations are rare on utility-connected systems, but engine-generator-based distribution systems can

experience frequency variations due to load variations and equipment malfunctions. b) Amplitude variations can occur in several forms; their description is inextricably associated with their duration. They

range from extremely brief duration to steady-state conditions, making the description and definition difficult, even controversial at times. Their causes and effects need close examination to understand the mechanisms and to define an appropriate solution.

c) Waveform variations occur when nonlinear loads draw a current that is not sinusoidal. One could also describe an

amplitude variation as momentary waveform variation, but the intended meaning of the term is a steady variation of the waveform, or lasting at least over several cycles. This type of disturbance may be described as harmonic dis-tortion because it is easy to analyze as the superposition of harmonics to the nominal frequency of the power system.

d) Dissymmetry, also called unbalance, occurs when unequal single-phase loads are con-nected to a three-phase

system and cause a loss of symmetry. This type of disturbance primarily concerns rotating machines and three-phase rectifiers and, as such, is not receiving broad attention. It is important, however, for machine designers and users. The percentage by which one-phase voltage differs from the average of all three is the usual description of this type of


151

disturbance. A detailed definition of various measures of voltage and power quality by magnitude, duration, and spectral content is provided in IEEE Std 1159-1995.

3.2.3 Origin of disturbances The term origin of disturbances can be understood in at least two different contexts or inter-pretations. According to one interpretation, the concern is for the source of the disturbance and whether it is external or internal to the particular power system. Typically, the boundary of a power system is defined as the watt-hour meter, and reference is made to the “utility side” of the meter (utility source side), or to the “user side” of the meter (user load side). According to another interpretation, the concern is for the nature of the disturbance source, and is then described in technical terms, such as lightning, load switching, power system fault, and non-linear loads. Depending on local conditions, one can be more important than the others, but all need to be recognized. The mechanism involved in generating the disturbance also determines whether the occurrence will be random or permanent, and unpredictable or easy to define. The first interpretation is motivated by the goal of assigning responsibility for the problem, and possibly liability for a remedy. The second interpretation is motivated by the goal of understanding the problem and developing a technically sound remedy. When discussing the problem among the parties involved, the different points of view must be recognized, lest misunderstandings occur. In the following paragraphs, the second interpretation leads to a description of mechanisms producing the disturbances. The general tendency of users is to attribute most of their equipment upset problems to the utility source. Many other sources of disturbances, however, are located within the building and are attributable to operation of other equipment by the end user. Finally, there are sources of disturbances—or system errors—not associated with the power input of the equipment, such as electrostatic discharges to the equipment enclosure or cables, radiated electromag-netic interference (EMI), ground potential differences, and operator errors.


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3.2.6.1 Nature of lightning strike damage Most lightning strikes cause damage as a result of the large current that flows in the return stroke or the heat that is generated by this and the continuing current. If lightning strikes a person, for example, the current can damage the central nervous system, heart, lungs, and other vital organs. Also, many types of electronic circuits can be damaged or destroyed when exposed to an excess current or to an excess voltage produced by that current. If lightning strikes on or near an overhead electric power or telephone line, a large current will be injected into or induced in the wires, and the current can do considerable damage both to the power and telecommunications equipment and to anything else that is connected to the system. If a lightning surge enters an unprotected residence by way of a power


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circuit, the voltages may be large enough to cause sparks in the house wiring or appliances. When such flashovers occur, they short-circuit the power system, and the resulting ac power arc can sometimes start a fire. In these cases, the lightning does not start the fire directly but causes a power fault; the power system itself does the damage. When a building or power line is struck by lightning, or is exposed to the intense electro-magnetic fields of a nearby flash, the currents and voltages that appear on the structure are determined by the currents and fields in the discharge, and by the electrical response of the object that is struck. The grounding system of the structure is a critical part of the equation in determining what the response to the transient will be. For example, the voltages that appear on the electronics inside a grounded metal building are frequently produced by the fastest rising part of the return stroke current. This fast current excites resonant oscillations on the exterior of the building (like the resonance of a bell) that then couple into the struc-ture via apertures in the metal, such as doors and windows. 3.3 Grounding considerations 3.3.1 Grounding for safety A lot has been written on grounding for industrial and commercial power systems. Proper grounding is essential to safe and satisfactory performance of a power system. There are gen-erally three requirements for such grounding: a) Providing a low-impedance path for the return of fault currents, so that an overcurrent protection device can act

quickly to clear the circuit; b) Maintaining a low potential difference between exposed metal parts to avoid personnel hazards; c) Overvoltage control. A very comprehensive discussion of these considerations, applicable to any installation, can be found in other books in the IEEE Color Book Series: IEEE Std 141-1993, IEEE Std 142-1991, and IEEE Std 446-1995.


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3.3.2 Referencing for performance This aspect of grounding is much less well defined than the safety grounding practice. Electronic equipment and systems vary greatly with respect to noise and transient immunity. Some electronic processing system configurations are very difficult to adequately ground in a typical factory or office building installation. Three particular system installation scenarios tend to experience more grounding- or refer-encing- related upsets, surge damage, and undesired processing performance than others. When these difficult installation scenarios are encountered then special attention to ground-ing details is likely to be required. A summary of what to look for is given in Table 3-3. 3.3.4 Difficult installation —A single electronic component has con-nections to more than one external utility system In this arrangement the trouble is that one electronic component (such as a modem or PC) is referenced to more than one external system, and may experience transient voltages and cur-rents between these systems. Typical external system connections include electric power, telephone, cable TV, and local area networks. These separate utility systems are difficult to maintain at the same voltage level, especially if they are grounded at different locations and enter the building or equipment area from different sides. This condition invites exposure to upsetting or damaging transient voltage problems. Transient upset or damage problems also can occur when a data modem is connected to the local telephone and power systems. The telephone jack input to the modem becomes the point where the two utility systems come together. This interface may experience a large volt-age difference between the two utility systems when a surge current is induced in one of the utility systems and not in the other. Such transient potential differences can be equalized by referencing all external conductors to the same ground window.


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4.5 Load and power source interactions Interactions of interest between electronic load equipment and their power sources (and sometimes their grounding systems) primarily result in transient disturbances or nearly con-tinuous distortions to the system voltage waveform. Under the heading of “Voltage parameter affecting loads,” Table 4-3 summarizes these sources of voltage waveform disturbances, dis-tortions, and their general characteristics (see The Dranetz Field Handbook [B54] and McEachern [B40]). When ameliorating these variances, it is often helpful to know their related current waveforms. For example, certain source/load interactions (e.g., switching) result in short first-transition-time voltage transients (surges). The reader is referred to 4.6 for a discussion of surges.


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Specification and selection of equipment and materials 7.1 General discussion This describes the many types of power correction devices that accept electrical power in whatever form it is available, and modify the power to improve the quality or reli-ability required for sensitive electronic ac equipment. These devices perform functions such as the elimination of noise, change, or stabilization of voltage, frequency, and waveform. The power handling and performance requirements vary depending upon each application. A wide variety of power correction products are available that utilize a range of technologies and provide different degrees of protection to the connected load. The requirements of the application need to be understood, and then a cost-effective solution applied using one or more of the available products. The job of selecting the appropriate power correction device is fairly straightforward when it powers a single load. The requirements of only one load need to be considered. For larger systems that support many loads, the requirements of all loads need to be considered, as well as the potential interactions between them, to decide the appropriate enhancement equipment and system construction. Prior to addressing the selection of power-enhancement equipment, the following should be considered: a) Is power quality really a problem? Poor power quality is only one of many reasons for operational problems with

critical loads. Examples of other problems that could interfere with proper operation of a critical load include software and hardware troubles within the system, temperature and humidity beyond the limits of the critical load, electrostatic discharge, improper wiring and grounding, and operator errors.

b) What type of power disturbances are occurring? To determine what type of conditioning is required, refer to Chapter 6

for guidelines on site power analysis. In addition to the present power quality profile, some anticipation of the future needs of quality and reliability of the power supply should be considered.


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c) What level of expenditure is justified to eliminate or mitigate the power-related problems? Some estimate should be made of the costs associated with power distur-bances. This includes the value of the loss of profits, hardware damage, lost data, lost productivity, and processing errors.

Figure 7-1—Summary of performance features for various types of power conditioning equipment

7.2 Commonly used power correction devices Table 7-1 gives a summary description of the most commonly used power correction devices, and Figure 7-1 shows a summary of performance features of the various types of power conditioning equipment. Sumary of performance features for various types of power conditioning equipment.


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Table 7-1—Summary of power-enhancement devices Device and principal functions General description Isolation transformers. Attenuates common-mode disturbances on the power supply conductors. Provides a local ground reference point. With taps, allows com-pensation of steady-state voltage drop in feeders.

Transformer with physically different winding for primary and secondary. Often has single or multiple electrostatic shields to further reduce common-mode noise.

Noise filters. Common or transverse-mode noise reduction with attenuation and bandwidth varying with fil-ter design.

Series inductors with parallel capacitors. Good for low-energy, high-frequency noise.

Harmonic filters. Reduction in input current harmonics of nonlin-ear loads, which can cause heating of power conductors, transformers, motors, etc.

Series inductors with harmonic trap to prevent harmonics from being fed back to line.

Surge suppressors. Divert or clamp surges.

Various types of surge suppressors are available to limit circuit voltages. Devices vary by clamp-ing, voltage, and energy-handling ability. Typical devices are “crowbar” types like air gaps and gas discharge tubes; and nonlinear resistive types like thyrite valves, avalanche diodes, and metal oxide varistors. Also available are active suppressors that are able to clamp, or limit, surges regardless of where on the power sinewave the surges occur. These devices do not significantly affect energy consumption.

Voltage regulators. Provide a relatively constant steady-state output voltage level for a range of input voltages.

A variety of voltage regulation techniques are utilized. Common techniques include ferroresonant transformers, electronic tap


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switching transformers, and saturable reactor regulators.

Power line conditioners. Most often a product providing both regulation and noise reduction. Some products provide multiple noise-reduction methods, e.g., transformer and filter, but usually no voltage regulation.

Shielded ferroresonant transformers (including voltage regulation) or shielded transformers with tap changers (including surge suppressors and filters).

Magnetic synthesizer. Voltage regulation, common- and transverse-mode noise and surge attenuation and correction of voltage distortion.

Three-phase, ferroresonant-based device that generates an output voltage by combining pulses of multiple saturating transformers to form a stepped waveform.

Motor generators. Voltage regulation, noise/surge elimination, and waveform correction for voltage distortion.

Most often two separate devices, a motor and an alternator (generator), interconnected by a shaft or other mechanical means.

Standby power systems (battery-inverter type). Inverter and battery backup, operating as an uninterruptible power supply (UPS), when nor-mal power fails. In standby mode, the load is fed directly from the utility.

An inverter to which the load is switched after utility failure. There is some break in power when the transfer to and from utility power occurs. Usually comprised of a solid-state inverter, battery, and small battery charger.

Uninterruptible power supplies (UPS). Maintain supply of regulated voltage, wave-shaping, and noise/surge violation for a period of time after power failure.

Line interactive or rectifier/inverter technologies are most common. A battery supplies the power to the inverter during loss of input power.


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7.2.4 Surge suppressors Surge suppressors encompass a broad category from large devices, such as lightning-surge arrestors, to small suppressors used to protect plug-connected devices. Effective surge protection requires the coordinated use of large-capacity current-diverting devices at the service entrance followed by progressively lower voltage-clamping devices. The service entrance devices are intended to lower the energy level of a very large surge to that which can be handled by other devices closer to the loads. If improperly coordinated, excess energy can destroy the downstream suppressors and damage the connected load equipment. The smaller surge suppressors are generally simple, and relatively low-cost, devices. They usually contain metal oxide varistors, avalanche diodes, or other voltage-clamping devices that are connected across the power line or from one phase-voltage lead to another or to ground. Suppressors absorb or divert energy from surges that exceed their voltage threshold (typically 100% above the nominal line voltage). Because of their small size and low cost as compared with the equipment they serve and the cost of determining if such surges exist at a given installation (or even if this feature is already built into the computer itself), they are often routinely used as low-cost insurance against the chance of severe surges. Many of the higher quality line conditioners include suppressors. They can even be added to a distribution panel-board if not included elsewhere. Surge suppression devices are packaged into various assemblies that often include power receptacles for several loads. These units are most commonly sold for use with small, single-phase loads and are available from a variety of manufacturers. The better units include fusing, agency listing, and surge capability in the form of clamping voltages and energy ratings. Most of the lower-cost units have limited ability to survive and to protect the load against large surges. The protective device may fail without any indication that the unit is unable to function.


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Todos los tomacorrientes y circuitos derivados a más de 10 m (30 ft) de un categoría B. Todos los tomacorrientes y circuitos derivados a más de 20 m (60 ft) de un categoría C.

Categoría A Categoría B Categoría C

Medidor

Demarcation between location categories B and C is arbitrarily taken to be at the meter or at the mains disconnect (ANSI/NFPA 70-1992 (2), Article 230-70) for low-voltage service, or at the secondary of the service transformer if the service is provided to the user at a higher voltage.

Todos los Tableros de distrubución y buses comunes que alimentan a diferentes áreas que tienen conexión a corta distancia del tablerom principal.

Todos los Tableros de distribución principal que van conectados del lado de baja del transformador. Tablero principal o desconectadir principal del transformador de baja.


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10.3 Premises switching generated surges The majority of ac voltage surges experienced at intermediate-sized and large user sites have been found to originate within the site itself. Switching of reactive loads is the primary cause of such surges. Below are examples of these switching surges. Problem 1: Notching surges on the ac distribution system. After installing a 1000 hp solid-state dc drive, a manufacturing plant began to have operating problems with existing solid-state equipment, connected to the same 480 V, three-phase distribution system. The distribu-tion system supplying the dc drive was an ungrounded system. Operational problems of the nearby electronic equipment were attributed to the line-voltage notching. These notches were caused by the new solid-state dc drive. Line-voltage notching is produced during motor-control commutation. When the current flowing in one phase suddenly stops and this same current suddenly starts to flow in a differ-ent phase, a voltage notch occurs. Since the line has finite inductance, which prevents instan-taneous changes in current flow, a momentary short-circuit occurs between phase and ground during this transition. Actually this is a commutation of one silicon-controlled rectifier (SCR) off by turning on another SCR, resulting in brief short circuit until the SCR commutates off. Solution. A shielded isolation transformer was installed on large dc drives to isolate their commutation-produced ac line voltage notching from other voltage sensitive solid-state equipment. The shielded isolation transformer acted to reduce the commutation. (See IEEE Std 519-1992 [B2].)2 Problem 2: Solid-state ASDs. A manufacturing facility could not keep their ASD motors run-ning. The input fuses on the ASDs were open-circuited on a regular reoccurring basis. A log of the ASD fuse failures was made. This was compared to the utility outages and other exter-nal causes. The result of the comparison indicated numerous unaccounted fuse failures. A digital power disturbance analyzer was installed and used to indicate the power quality at the drives.


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The disturbance analyzer indicated a high concentration of power disturbances. These distur-bances were mostly phase-neutral voltage surges, originating from within the building. Sig-nificant neutral-ground voltages were also observed. The disturbances were being generated primarily by the ASDs themselves, and causing other nearby ASDs to malfunction. Solution. Shielded isolation transformers and transient voltage surge suppressor (TVSS) devices on each ASD solved the problem. 10.4 Electronic loads Electronic loads are generally nonlinear which results in the generation of harmonic currents. These harmonic currents circulate within the ac distribution system, which supplies power to the electronic loads. These harmonic currents contribute to I 2 R heating within the ac distribu-tion system and can cause considerable voltage waveform distortion. Below are case studies that deal with harmonic currents and their impacts on the ac distribution system. For power conditioning purposes, isolation transformers should be equipped with electro- Static (Faraday) shields between the primary and secondary windings as shown in Figure 7-3. An electrostatic shield is a conducting sheet of nonmagnetic material (copper or aluminum) connected to ground that reduces the effect of interwinding capacitive coupling between primary and secondary windings, and improves the isolation transformer’s ability to isolate its load from the common-mode noise present on the input power source. Simple shielding adds little to the cost, size, or weight of the transformer.


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Specialty conditioning transformers, referred to as “super isolation” or “ultra isolation” trans-formers, are equipped with additional shields around each winding to further reduce the capacitive coupling. This type of transformer is claimed to reduce the common-mode noise of certain frequencies by As much as 140 dB or more. However, this is done at the expense of introducing additional transformer reactance with resultant degraded voltage regulation with load change and higher costs than that of the isolation transformers with single electrostatic shields. These transformers generally do not provide decoupling of the transverse-mode disturbances. Isolation transformers do not provide any line voltage regulation and, in fact, may cause some additional degradation of voltage regulation due to their series impedance. As was stated above, shielding tends to adversely affect regulation. Isolation transformers tend to be quite efficient (95–98%) so they generate little heat and are relatively quiet. They can be obtained in enclosures that are suitable for installation in computer rooms. Isolation transformers can be installed separately or with power distribution circuit breakers. Isolation transformers with distribution circuit breakers have the advantage of being able to be located very close to the critical load. This configuration provides for short power cables that limit the amount of noise that can be coupled into them. Added advantages of these units are additional noise and some surge suppression, integral distribution, monitoring, and flexi-ble output cables that provide for simpler rearrangement of the data center. A. La protección contra transientes a la entrada de todas las cargas electrónicas es recomendable, y el UPS electrónico

no es la excepción. El convertidor de AC/DC, el switch estático del baypas, y el inversor DC/AC, son todos susceptibles a daños por transientes. El circuito de control que constantemente monitorea el estatuas del UPS y las entradas y salidas de la energía alterna es sumamente sensible y muy susceptible a los transientes. Este circuito es utilizado para determinar si el UPS debe de entregar la energía desde su banco de baterías y el convertidor de DC-AC o, si el UPS debe cambiares a baypass y entregar la energía de AC desde la fuente secundaria de energía que generalmente es la compañía de luz. Adicionalmente, cuando el UPS se encuentra en baypass por mantenimiento o hasta que la falla se corrija, las cargas sensitivas deben de protegidas contra disturbios transitorios, degradación y transientes, y daños por transientes que se encuentren en el lado secundario de la fuente de energía alterna.


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El Standard 1100-1992 de la IEEE establece que la protección contra transientes en un sistema de UPS es necesaria y debe de cumplir con las siguientes características.: A. Protección a la entrada de servicio: Sección 9.11 de la IEEE Std. 1100-1992: "... Un apropiado sistema de Supresión

de Picos debe de ser aplicado a cada un o de los paquetes o a cada registro de conductores eléctricos (tierra, potencia, datos y voz) permitiendo acceso a todo el supresor."

B. Protección a los sistemas eléctricos de Para Rayos y Aparta Rayos Sección 9.12 de la IEEE Std. 1100-1992: "... Es

recomendable que un sistema de supresión de picos sea instalado en los contactos eléctricos de los centros de carga si es que alimentan algún equipo eléctrico."

C. Protección de Transientes para UPS: Sección 9.11.3 UPS protección de picos: "Los rayos y otros transientes de

voltaje producen fenómenos generalmente dañinos para la mayoría de los UPS y sus cargas y equipos sensitivos (sistemas de tierras y el camino de un desprotegido baypass a través del switch estático alrededor del UPS). Sin embargo, es recomendable que tanto el rectificador a la entrada del UPS y el baypass de mantenimiento estén protegidos por un supresor de picos clase B como se especifica en la IEEE Std. C62.41-1991..."

D. Supresión de Picos de Voltaje en UPS de Fábrica: Hoy en día, muchos UPS son provistos desde fábrica con una baja

protección contra picos de voltaje. Un UPS típico diseñado para alimentar computadoras puede llegar a pasar las formas de ondas de la Categoría A y/o Categoría B estipulada en la ANSI/IEEE C62.41-1991.

En general, uno puede asumir que el UPS sobre vivirá a estos transientes, tomando en cuenta que pasó la norma ANSI/IEEE C62.41-1991. Sin embargo la mayoría de los problemas eléctricos relacionados con los picos de voltaje como son la amplitud de onda, el número de eventos, el tipo de señal del transientes, etc. no son cubiertos por los sistemas de protección obtenido en fábrica por los UPS.


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Conclusión: Al existir un pico de voltaje de alta intensidad, existe la posibilidad de no ser eliminado en su totalidad, teniendo como consecuencia que entre directamente a su sistema eléctrico, degradando o en su defecto dañando instantáneamente sus equipos electrónicos y equipos críticos, cabe mencionar que el arreglo del tipo de los supresores C, B y A en el sistema electrico logra la eliminación de transitorios entre un circuito y otro. Las unidades EFI protegerán la inversión hecha en todo el sistema eléctrico. Los EFI filtrarán los transientes producidos por la línea durante la operación de maquinaria, protegiendo al equipo conectado contra daños. Con la inversión de un sofisticado sistema el cliente se ha comprometido a mantenerlo trabajando en una forma continua. La inversión de un sistema EFI en comparación es mínimo. La protección es significativa en términos de evitar un evento que pudiera dañar al equipo causando una perdida de línea, que a precios actuales en algunas compañías puede llegar a ser de $78,000 Dólares por hora, de acuerdo a estudios realizados por la publicación Computer Technology Review.


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