Calidad de la Energía Eléctrica en la Industria y sus Soluciones

Una empresa de consultoría profesional en proyectos de ingeniería Eléctrica

Salvador Chávez Negrete Ing, M.C.Salvador Chávez Negrete Ing, M.C.

Guadalajara, MéxicoGuadalajara, México

01 Junio 201001 Junio 2010

CALIDAD DE ENERGIA EN LA INDUSTRIA CALIDAD DE ENERGIA EN LA INDUSTRIA Y SUS SOLUCIONESY SUS SOLUCIONES

WEBINARLeonardo Energy en Español

1 junio 2010 – 9h00 México – 16h00 España


I. La calidad de energía

Problemas de calidad de energía Disturbios de Calidad de Energía Equipos eléctricos afectados Diferentes normativas y criterios de aceptación internacionales

II. Procedimiento para el análisis de un problema de calidad de energía

Investigación del problema existente Mediciones de calidad de energía Mediciones eléctricas en campo

TemarioTemario


III. Soluciones de Calidad de Energía

Circuitos dedicados Supresores de Transitorios Transformadores de Aislamiento Acondicionadores de Línea UPS (Uninterruptible Power Supply) Filtros de Armónicas

TemarioTemario


I. La Calidad de EnergíaI. La Calidad de Energía

Generación

Transmisión y distribución

Industria pesada Industria sensible


Problemas de calidad de energíaProblemas de calidad de energía

Definición de calidad de la energía eléctrica

• Conjunto de parámetros y/o propiedades del voltaje entregado al usuario, el cual esta ausente de problemas de estabilidad, continuidad y deterioro de la forma de onda

Causas de una mala calidad de la energía eléctrica

• Operación natural de la red eléctrica• Descargas atmosféricas• Fallas en las redes de transmisión y distribución• Fallas en alimentadores• Recierre de interruptores del sistema de protección• Energización de bancos capacitores, motores• Equipo de electrónica de potencia


OscilacionesImpulsos Notches Interrupciones

Sags/dips ArmónicasSwells Ruido

Principales DisturbiosPrincipales Disturbios


Efectos de una mala calidad de la energía eléctrica

– Operación incorrecta de equipo sensible– Daños a equipos– Pérdidas de información en centros de computo– Operación incorrecta de controladores lógicos

programables– Paro de líneas de producción

Por qué la preocupación de una buena calidad de la energía eléctrica?

– La principal razón es un impacto económico en: el suministrador, los usuarios y los equipos

– Gran mayoría de equipos utilizados para eficientar la producción son susceptibles a problemas de calidad de energía

Equipos eléctricos afectadosEquipos eléctricos afectados


• Equipo de computo

• Equipo de telecomunicaciones

• Controles de procesos

• Controladores de velocidad para motores

• Fuentes de poder para equipo electrónico

• Motores eléctricos

• Transformadores

• Rectificadores

• Tarjetas electrónicas

Equipos eléctricos afectadosEquipos eléctricos afectados


Diferentes normativas y criterios Diferentes normativas y criterios de aceptación internacionalesde aceptación internacionales

• IEEE std 1159: Recommended practice for monitoring electric power quality

• IEEE std 1100: Recommended practice for powering and grounding sensitive electronic equipment

• IEEE std 519: Recommended practices and requirements for harmonic control in electric power systems

• IEC “International Electrotechnical Commission” Capítulo 161 Compatibilidad Electromagnética

• El IEC ha publicado también el estándar técnico IEC 1000-2-1 “Description of Environment - Electromagnetic Environment for Low frequency Conducted Disturbances and Signaling in Public Power Supply Systems, (EMC)”

• CENELEC “European Committee for Electrotechnical Standarization”, EN 50160: 1999 “Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Systems”


Diferentes normativas y criterios Diferentes normativas y criterios de aceptación internacionalesde aceptación internacionales

Regulación de la calidad de la energía

CALIDAD DEL SERVICIO

CONFIABILIDAD

CALIDAD DE ENERGIA

CALIDAD COMERCIAL

Quality of Service Defined by CEER (Council of European Energy Regulators)


– Cual es el costo de NO contar con una buena calidad de la energía?

– Cual es el costo de contar con una buena calidad de la energía?

II. Procedimientos para el análisis de un problema II. Procedimientos para el análisis de un problema de Calidad de Energíade Calidad de Energía


Los equipos electrónicos en los sistemas eléctricos industriales son las cargas mas sensibles, y el efecto que se tiene puede representarse de diferentes maneras

Elementos eléctricos y electrónicos quemados

Errores en comunicación de datos

Operación incorrecta de dispositivos de control

Paros en procesos de producción

Investigación del problema existenteInvestigación del problema existente


Análisis de calidad de energía:

• Determinar el estado de la instalación eléctrica y el sistema de tierras del área de interés

• Determinar la calidad del voltaje con el que se alimenta el equipo en problemas

• Determinar el origen y el impacto de algún disturbio eléctrico en la operación del equipo

• Con la información anterior determinar la mejor opción de solución al problema identificado




• Cuando comenzó el problema?

• Que tipo de equipos tienen problemas?

• Como se presentan las fallas en los equipos?

• Cuando ocurren los problemas?

• Existen otro evento que coincida con el problema?

• Verificar la existencia de equipos con demanda de corriente altas

• Se han realizado modificaciones o instalación de otros equipos?

• Evaluar si se cuenta con alguna tecnología de protección


Mediciones de Calidad de EnergíaMediciones de Calidad de Energía

Es importante contar con un equipo especializado para realizar mediciones de calidad de energía

• Capacidad de graficar las variables eléctricas respecto al tiempo (trifásico)

• Velocidad para capturar eventos transitorios (256 muestras/ciclo)

• Capturar formas de onda de Voltaje y Corriente al momento de un evento

• Información del evento, en relación a magnitud, duración fecha y hora

• Memoria


Mediciones Eléctricas en campoMediciones Eléctricas en campo

• Tiempo de monitoreo?

• El no encontrar problemas en la medición significa que todo esta bien?


Circuitos Dedicados

Supresores de Transitorios

Transformadores de Aislamiento

Acondicionadores de Línea

Uninterruptible Power Supply (U.P.S.,No- Break)

Filtros de Armónicas

I. Soluciones de Calidad de EnergíaI. Soluciones de Calidad de Energía

*Es importante tener el problema identificado*


1.-Circuitos Dedicados1.-Circuitos Dedicados

Bus Común


Bus Común

Circuitos DedicadosCircuitos Dedicados


Picos de Voltaje Ruido Eléctrico

2.- Supresores de Transitorios


Los equipos utilizados para eliminar o corregir estos problemas son:

• Supresores de picos

• Filtros de ruido

Supresores de Transitorios “TVSS”


A B C

Tomacorrientes y circuitos derivados largos

Categoría A

Alimentadores y circuitos derivados cortos

Categoría B

Instalación exterior y acometida

Categoría C

Medidor

voltajes

corrientes

10 kV o más

10 kA o más

6 kV impulso u oscilatorio6 kV oscilatorio

3 kA impulso 500 A oscilatorio

200 A oscilatorio

Figura B8 de “IEEE Recommended Practice on Surge Voltages in Low-Voltage AC Power Circuits”



Conexión en paralelo del supresor de transitorios



Transformadores de Aislamiento:

(tipo seco menor a 600V, conexión -Y)

Un transformador es un dispositivo utilizado para acoplar voltajes en un sistema eléctrico.

Un transformador de aislamiento es un dispositivo utilizado para resolver problemas de calidad de energía y mejorar las condiciones de operación de las cargas.

3.- Transformadores de Aislamiento


Existen aplicaciones para los transformadores tales como:

a) Acoplamiento de voltajes

b) Filtrado de ruido

c) Soporte de corrientes armónicas

d) Sistema derivado separadamente

e) Aislamiento para cargas críticas (Neutro)

Aplicaciones de los Transformadores


Sobre Voltaje

Swell

Sag

Bajo Voltaje

-200

-100

0

100

200

.000 .040 .080 .120

tiempo (s)vo

ltaje

(V

)

1/2 ciclo a 120 ciclos

-180

-90

0

90

180

0 0.04 0.08 0.12tiempo (s)

volta

je (

V)

1/2 ciclo a 120 ciclos

Problemas de calidad de energía

4.- Acondicionadores de Línea


Estos equipos son utilizados normalmente para proteger los cortes de energía, pero además brindan protección a los equipos.

5.- UPS, No Break´s


Tecnologías de UPS’s

• Off - Line (Stand-By) MONOFASICO

Doble Conversión

• On - Line MONOFASICO Y TRIFASICO

Interactivo

UPS, No Break´s


6.- Filtros de Armónicas

• Filtros de Rechazo, o desintonizados (Pasivos)

• Filtros de absorción y sintonizados (Pasivos)

• Filtros activos


GRACIAS!Salvador Chávez Negrete, MC,IngIngeniería y Consultoría Avanzada en Soluciones de EnergíaGuadalajara Jal, MéxicoTel: 52 (33) 31224886Nextel: 33 11366684 ID: 52*222*[email protected]

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