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Calidad Del Servicio De Energia Electrica

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  • 1.I CCAALLIIDDAADD DDEELL SSEERRVVIICCIIOO DDEE EENNEERRGGAA EELLCCTTRRIICCAA SSaammuueell RRaammrreezz CCaassttaaoo EEdduuaarrddoo AAnnttoonniioo CCaannoo PPllaattaa UUNNIIVVEERRSSIIDDA MMAANNIIZZAALLEESSADD NNAACCIIOONNAALL DDEE CCOOLLOOMMBBIIAA SSEEDDE PPRRIIMMEERRAA EEDDIICCIINN -- JJUUNNIIOO DDEE 22000033 E

2. III AGRADEC M ENTOAGRADECIIMIIENTO AAll eessttuuddiiaannttee JJuuaann DDaavviidd VVaarrggaass CCaa vvrr aajjaal,l, qquu en rriien eeaa iill zz eell rattrabbaajjoo ddee lleevvaannttaammiie ttoo ddeell tteexxttoo e,, ellaabboorraacciinn ddee attabbllaass yy gg rrffiic eenn mmeeddiioo mmaag enn caass gnnttiiccoo ppaarraa oobbtteenneerr uunnaa eeddiicciinn iinnaall ddee eexxcceelleennttee ccaalliiddaadd..ff 3. IV TTAABBLLAA DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO IN CA EN 1. CA AF 2. CA 3. 3. 3. 3. RESUMEN.....................................................................................................................................................1 AB .STRACT ...................................... ............................................................................................................2 TRODUCCIN.........................................................................................................................................3 PTULO 1: CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE LA CALIDAD DEL SERVICIO DE ERGA ELCTRICA..............................................................................................................................6 1.1. El proyecto integral de energa ............................................................................................................6 c1.2. Procedimientos en la implementa in de los diseos..........................................................................7 1.3. Objetivos, beneficios y rentabilidad.....................................................................................................7 1.4 .. Alcance ..................................................................................... ..........................................................8 5. Definiciones asociadas con el tema de Calidad de Potencia................................................................9 d1.6. Compatibilida electromagntica ......................................................................................................20 .1.7. Normas................................................................. .............................................................................21 13.7.1. Normas Europeas sobre flicker y desbalances de tensin ........................................................22 13.7.2. Aplicacin de las normas europeas sobre armnicos, flicker y desbalances............................23 41.8. Fallas remotas ....................................................................................................................................2 1.9. Soluciones al problema de la calidad del servicio .............................................................................24 11.9.1. Soluciones al lado de la empresa de electricidad......................................................................24 11.9.2. Soluciones al lado del usuario ..................................................................................................25 PTULO 2: POR DNDE EMPEZAR (CABLEADO Y PUESTA A TIERRA INADECUADOS ECTAN LA CALIDAD DE LA POTENCIA).....................................................................................27 2.1. Problemas en el lugar mismo de la instalacin ..................................................................................27 2.2. Seales de problemas........................................................................................................................27 2.3. Causas probables................................................................................................................................28 2.4. Consideraciones de cableado .............................................................................................................30 2.5. Consideraciones de puesta tierra........................................................................................................31 2.6. Investigacin de cargas grandes.........................................................................................................31 7. Consideraciones con respecto a redes de datos..................................................................................31 PTULO 3: DESCRIPCIN GENERAL DE LOS DISTURBIOS MS COMUNES....................34 3.1. Cadas permanentes de tensin (Tensin en estado estacionario)......................................................34 .3.1.1. Tensin de utilizacin y servicio ............... ................................................................................34 3.1.2. Control de tensin en sistemas de distribucin...........................................................................36 .2. Elevaciones permanentes de tensin.................................. ...............................................................38 ......393. Flicker de tensin......................................................................................................................... 4. Cadas momentneas de tensin (Voltage sags) ................................................................................41 3.4.1. Introduccin................................................................................................................................41 3.4.2. Caractersticas de las cadas momentneas de tensin ...............................................................42 3.4.3. Tensin en una planta industrial durante fallas monofsicas lnea a tierra en el sistema de alimentacin..........................................................................................................................................46 3.5. Elevaciones momentneas de tensin (Voltage swells).....................................................................48 3.6 .. Transitorios de tensin......... .............................................................................................................49 3.6.1. Impulsos generados internamente...............................................................................................49 3.6.2. Impulsos por descargas atmosfricas..........................................................................................50 7. Caractersticas de un transitorio.........................................................................................................50 4. V 3.7.1. Transitorio tipo impulso .............................................................................................................51 3.7.2. Transitorio tipo oscilatorio .........................................................................................................51 3.7.3. Transitorio de modo normal .......................................................................................................51 3.7.4. Transitorio de modo comn........................................................................................................52 3. 3. 3. 3.9. C 3. 3. 3.10. 3. 3.11. 3. 3. 75 .......75 CAP TIEMP FRECU 4.1. I 4. 8. Armnicos..........................................................................................................................................52 3.8.1. Causas principales ......................................................................................................................52 3.8.2. Historia .......................................................................................................................................53 3.8.3. Teora..........................................................................................................................................54 3.8.5. Ejemplos de distorsin armnica................................................................................................57 8.6. Sntomas de armnicos...............................................................................................................59 8.7. Influencia sobre el diseo de bancos de capacitores...................................................................60 ampos electromagnticos ................................................................................................................62 3.9.1. Aterrizado vs. no aterrizado........................................................................................................63 3.9.1.1. Proteccin de sobrecorriente ...............................................................................................63 3.9.1.2. Proteccin de sobretensin..................................................................................................63 3.9.1.3. Costos..................................................................................................................................64 3.9.2. Monofsico vs. trifsico..............................................................................................................64 3.9.3. Subterrneo.................................................................................................................................64 9.4. Espaciamiento reducido..............................................................................................................65 9.5. Desbalanceo de fases..................................................................................................................65 Tensiones parsitas (Stray voltage)..................................................................................................66 10.1. Introduccin..............................................................................................................................66 3.10.2.1. Circuitos acoplados ...........................................................................................................66 3.10.2.2. Neutro del sistema elctrico interno..................................................................................66 3.10.2.3. Interconexin de neutros primarios y secundarios de transformadores de distribucin....66 3.10.2.4. Mitigacin de las tensiones parsitas ................................................................................67 Cargas sensibles...............................................................................................................................68 11.1. Electrodomsticos.....................................................................................................................68 11.2. Computadores (La curva CBEMA)..........................................................................................69 3.11.2.1. Usando la curva CBEMA..................................................................................................69 3.11.2.2. Anlisis tpico de transitorios............................................................................................70 3.11.2.3. Anlisis tpico para salidas cortas .....................................................................................71 3.11.2.4. Anlisis tpico para disturbios de larga duracin ..............................................................72 3.11.3. Efecto de los disturbios de potencia sobre la operacin de los computadores .........................72 3.11.3.1. Condiciones de estado estable...........................................................................................72 3.11.3.2. Monitoreo de transitorios ..................................................................................................72 3.11.3.3. Curva envolvente de tolerancia .........................................................................................74 3.11.4. Control de procesos ..................................................................................................................75 3.11.5. Telecomunicaciones ................................................................................................................. 3.11.6. Alumbrado de arco elctrico.............................................................................................. 3.11.7. Convertidores de velocidad variable ASD................................................................................76 3.11..8. Otros equipos sensibles............................................................................................................76 TULO 4: INTRODUCCIN A LA TEORA DEL ATP (ANLISIS EN EL DOMINO DEL O) Y PLANTEAMIENTO DE ECUACIONES NODALES EN EL DOMINIO DE LA ENCIA (MATLAB) .......................................................................................................................77 ntroduccin al ATP...........................................................................................................................77 1.1. Inclusin la regla de integracin trapezoidal en el ATP [1-2]....................................................78 4.1.1.1. Elementos lineales...............................................................................................................78 4.1.1.2. Elementos no lineales..........................................................................................................79 4.1.1.3. Lneas de Transmisin.........................................................................................................81 4.1.1.4. Modelos ms elaborados .....................................................................................................83 5. VI 4.1.1.5. Solucin del sistema............................................................................................................83 4.1.1.6. Reduccin del orden de sistemas de ecuaciones .................................................................84 4.1.2 Errores en el ATP ........................................................................................................................84 4.1.3. Amortiguamiento de oscilaciones numricas .............................................................................89 4.2.1. Barrido de Frecuencia.................................................................................................................93 CAP RE 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5.8. E 5. 5. CAP 6. 6. 6. 6.2. O 6. 4.2.2. Clculos por el mtodo de inyeccin de corrientes ....................................................................93 4.2.3. Mtodos de flujo de armnicos...................................................................................................93 TULO 5: MODELADO DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIN Y OTROS ELEMENTOS DE D PARA EL ANLISIS ARMNICO ................................................................................................95 5.1. Series de Fourier y armnicos en sistemas de potencia .....................................................................95 5.1.1. Serie de Fourier ..........................................................................................................................95 5.1.2. Fuentes de armnicos .................................................................................................................97 2. ndices de Distorsin..........................................................................................................................97 3. Armnicos en sistemas balanceados y desbalanceados .....................................................................97 4. Problemas causados por los armnicos..............................................................................................98 4.1. En bancos de condensadores ......................................................................................................98 5.4.2. En mquinas rotantes..................................................................................................................98 5.4.3. En transformadores.....................................................................................................................98 5.4.4. En sistemas de potencia..............................................................................................................98 5.4.5. En sistemas de medida ...........................................................................................................99 5.4.6. Componente continua.................................................................................................................99 5. Bancos de condensadores en presencia de armnicos .......................................................................99 6. Modelado de elementos para el anlisis armnico.............................................................................99 5.6.1. Lneas de transmisin ...............................................................................................................100 5.6.2. Mquinas sincrnicas................................................................................................................100 5.6.3. Bancos de condensadores y filtros pasivos...............................................................................100 5.6.4. Transformadores.......................................................................................................................100 5.6.5. Cargas lineales variables con la frecuencia ..............................................................................100 5.6.6. Sistema externo.........................................................................................................................101 7. Tcnicas usadas para el anlisis armnico.......................................................................................101 5.7.1. Anlisis en el dominio del tiempo ............................................................................................101 5.7.2. Anlisis en el dominio de la frecuencia....................................................................................101 jemplo de anlisis en un sistema de dos barras (tomado de [w.xv.web page])............................102 5.8.1. Discusin ..................................................................................................................................103 8.2. Estudio del flujo de carga .........................................................................................................103 8.3. Anlisis en el dominio de la frecuencia....................................................................................104 3.8.3.1. Mtodo de clculo .............................................................................................................107 5.8.4. Modelado en el dominio del tiempo EMTP-ATP.....................................................................108 5.8.4.1. Clculo de la Inductancia y la Capacitancia......................................................................109 5.8.4.2. Modelado de las fuentes....................................................................................................110 TULO 6: MODELADO DE FUENTES DE DISTORSIN ARMNICA ................................113 1. Lo que hace de la electrnica de potencia una fuente de perturbacin............................................113 6.1.1.Convertidores de Conmutacin natural .....................................................................................113 6.1.2. Convertidores por modulacin de ancho de pulso (PWM).......................................................114 1.3. Cicloconvertidores....................................................................................................................114 1.4. Compensacin esttica de reactivos Static VAR Compensator (SVC).................................114 tros Dispositivos de la electrnica de potencia .............................................................................114 2.1. Variadores de velocidad ASD ..................................................................................................115 6.2.1.1. ASD CD monofsicos .......................................................................................................116 6.2.1.2. ASD CD trifsicos.............................................................................................................117 6.2.2. ASD para motores de induccin...........................................................................................118 6. VII 6.2.2.1. Control de la tensin de estator .........................................................................................119 6.2.2.2. Control de la tensin del rotor...........................................................................................119 6.2.2.3. Control de frecuencia ........................................................................................................119 6.2.2.4. Control de frecuencia y tensin.........................................................................................120 6.2.2.5. Control de corriente...........................................................................................................120 6. 6. 6.5. L 6.6. H Pi 6. 6. 6. 6. .........................132 CAP TRA 7. 7. 7. 7. 7. 7. 3. Modelos de los convertidores para el anlisis armnico..................................................................120 6.3.1. Modelo de inyeccin de corriente.............................................................................................121 6.3.2. Mtodo de compensacin .........................................................................................................121 6.3.3. Modelo de la Matriz de acoplamiento armnico ......................................................................122 6.3.4. Modelo del convertidor en el dominio del tiempo o de la frecuencia usando la red en el dominio de la frecuencia...................................................................................................................................122 6.3.5. Modelo en el Dominio del Tiempo...........................................................................................122 4. El arco elctrico ...............................................................................................................................122 6.4.1. Modelo de Ayrton.....................................................................................................................123 6.4.2. Simplificaciones con la caracterstica v-i .................................................................................124 6.4.3. Modelo de Mayr .......................................................................................................................124 6.4.4. Modelo de Acha........................................................................................................................125 mparas eficientes..........................................................................................................................126 ornos de arco (apartado tomado de la tesis Calidad del servicio de energa elctrica, Ancizar edrahita Agudelo, Universidad de los Andes 1993) ............................................................................127 6.6.1. Caractersticas de un horno de arco..........................................................................................127 6.6.1.1. Etapa de fundicin.............................................................................................................129 6.6.1.2. Etapa de refinado...............................................................................................................129 6.2. Factor de potencia del horno de arco........................................................................................129 6.3. Compensacin en hornos de arco .............................................................................................130 6.4. Armnicos producidos por hornos de arco...............................................................................131 6.5. Fluctuaciones de tensin y desbalances de carga .....................................................................132 6.6.5.1. Desbalances de carga.........................................................................................................132 6.6.5.2. Fluctuaciones de tensin ...................................................................................................132 6.6.5.3. Flicker....................................................................................................... 6.6.5.4. Lmites para las fluctuaciones de tensin..........................................................................133 6.7. Simulacin de hornos de arco con el ATP.......................................................................................134 6.7.1. Modelo en estado estacionario..................................................................................................134 TULO 7: SATURACIN MAGNTICA DE NCLEOS Y ELECCIN DE NSFORMADORES EN PRESENCIA DE DISTORSIN ...........................................................135 1. Introduccin .....................................................................................................................................135 2. Ejemplos de saturacin magntica del ncleo .................................................................................135 7.2.1. Excitacin normal del transformador .......................................................................................135 7.2.2. Sobreexcitacin ........................................................................................................................136 7.2.3. Convertidor como carga del transformador..............................................................................136 7.2.4. Corrientes geomtricamente inducidas (GIC) ..........................................................................136 3. Modelado de la saturacin magntica del ncleo ............................................................................138 7.3.1. Modelo matricial.......................................................................................................................138 7.3.2. Modelo T...............................................................................................................................138 7.3.3. Modelos duales.........................................................................................................................139 7.3.4. Modelos de saturacin por GIC................................................................................................139 4. Transformador desde el punto de vista de la red..............................................................................140 5. Potencia activa y reactiva con componentes armnicos ..................................................................141 6. El factor K de los transformadores ..................................................................................................142 7.6.1. El misterioso fenmeno............................................................................................................142 7.6.2. El problemtico tercer armnico ..............................................................................................142 7. VIII 7.6.3. El tamao del conductor neutro................................................................................................143 7.6.4. El incremento del tamao del transformador solucionara el problema? .................................143 7.6.5. El factor K, como solucin al problema (Alternativa 3)...........................................................144 7. 7. CAP 8. 8. 8. CAPT 9.1. I 9.2. Con 9.2.1 9. ............... ........... 9. CAP 10 7. Cmo seleccionar el factor K (Eleccin de transformadores en presencia de distorsin armnica)145 8. Ejemplos en una planta industrial para la eleccin del transformador [1].......................................147 TULO 8: DISEO DE FILTROS PASIVOS................................................................................150 8.1. Definiciones bsicas concernientes a la evaluacin de la calidad....................................................150 8.1.1. Armnicos en sistemas de potencia..........................................................................................150 8.1.2. Cantidades elctricas en presencia de distorsin ......................................................................151 8.1.3. La Secuencia de la fase de los armnicos.................................................................................152 2. ndices de distorsin armnica.........................................................................................................153 8.2.1. Distorsin armnica total (Factor de distorsin) ......................................................................153 8.2.2. Demanda de distorsin total .....................................................................................................153 8.2.3. Factor de influencia al telfono ................................................................................................153 8.2.4. Producto VT eI T....................................................................................................................154 8.2.5. ndice ponderado C-Message ...................................................................................................154 8.2.6. El Factor K del Transformador.................................................................................................154 8.2.7. Factor de distorsin...................................................................................................................155 3. Resonancia .......................................................................................................................................155 8.3.1. Resonancia Serie.......................................................................................................................156 8.3.2. Resonancia Paralelo..................................................................................................................157 8.3.3. Resonancia en sistemas industriales .........................................................................................157 8.3.4. Resistencias durante la resonancia............................................................................................159 8.4. Filtros pasivos ..................................................................................................................................159 5. Ejemplo de armnicos en una planta industrial [1].........................................................................162 ULO 9: FILTROS ACTIVOS......................................................................................................169 ntroduccin .....................................................................................................................................169 sideraciones matemticas en los filtros activos.........................................................................169 . Definiciones de potencia bajo condiciones no senoidales........................................................169 2.1.1. Definiciones de potencia segn Fryze...............................................................................170 9.2.1.2. Potencia elctrica en sistemas trifsicos............. ................................................171 0. 9.2.1.2.1. Potencia aparente en sistemas trifsicos ....................................................................171 9.2.1.2.2. Potencia activa instantnea trifsica...........................................................................171 9.2.1.2.3. Potencia reactiva instantnea trifsica .......................................................................172 9.2.1.3. Potencia instantnea en el marco de referencia ...................................172 9.3. Relaciones entre las definiciones de potencia..................................................................................173 9.3.1. Introduccin..............................................................................................................................173 9.3.2. Sistema bajo consideracin.......................................................................................................174 9.3.3. Interpretacin fsica de la potencia instantnea en el marco 0 ..................................177 4. Algoritmo de compensacin ............................................................................................................177 9.4.1. Ejemplo introductorio...............................................................................................................178 9.4.2. Algoritmo de compensacin para un filtro serie.......................................................................178 9.4.3. Descripcin general de un filtro activo en paralelo ..................................................................179 9.4.4. Circuito de potencia del filtro activo ........................................................................................180 9.4.5. Estrategia de control a potencia constante................................................................................180 TULO 10: NORMA IEEE 519 .......................................................................................................185 .1. Introduccin ...................................................................................................................................185 10.2. Lmites permitidos .........................................................................................................................185 10.3. Limites de armnicas en la red ......................................................................................................190 10.3.1. Lmites de estado estacionario (Resolucin ENRE 0099/97).................................................190 10.3.2. Procedimiento recomendado por la recomendacin practica IEEE 519................................190 8. IX 10 CAP 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11.4. 11.5. 11 11 11 .............227 CA PR .4. Normas sobre calidad del servicio de energa elctrica .................................................................195 TULO 11: SOLUCIONES PARA MEJORAR LA CALIDAD DEL SERVICIO .....................197 11.1. Soluciones del lado del sistema de la empresa de energa.............................................................197 11.1.1. Medidas de diseo y operacin para minimizar la frecuencia de las salidas..........................197 11.1.2. Medidas de diseo y operacin para minimizar la duracin de las salidas.............................197 11.1.3. Medidas ms comunes del lado del sistema distribucin .......................................................198 .2. Soluciones del lado del usuario......................................................................................................199 11.2.1. Actividades previas (por dnde empezar) ..............................................................................199 .2.2. Chequeo del cableado de las instalaciones del usuario...........................................................199 .2.3. Chequeo del sistema de puesta a tierra...................................................................................199 .2.4. Cambios en la operacin del equipo.......................................................................................199 .2.5. Acondicionadores de potencia................................................................................................200 11.2.5.1. Supresores de transitorios................................................................................................200 .2.5.2. Filtros de ruido ................................................................................................................202 .2.5.3. Transformadores de aislamiento .....................................................................................202 .2.5.4. Reactores de lnea de baja tensin (Inductores) ..............................................................203 .2.5.5. Reguladores de tensin de lnea ......................................................................................203 11.2.5.5.1. Reguladores de respuesta normal.............................................................................203 11.5.5.5.2. Reguladores ferroresonantes....................................................................................203 11.2.5.5.3. Reguladores de respuesta rpida para cambiador de derivaciones ..........................205 11.2.5.5.4. Reguladores de respuesta rpida tipo modulacin de fase.......................................205 11.2.5.6. Motogeneradores.............................................................................................................207 11.2.5.7. Alimentadores duales con transferencia esttica.............................................................208 11.2.5.8. Fuentes de potencia ininterrumpida UPS ........................................................................209 11.2.5.9. UPS y grupo Motor-generador........................................................................................212 11.2.5.10. Corrector de factor de potencia y de distorsin de lnea (PFLDC) ...............................213 11.2.6. Soluciones a las distorsiones de forma de onda inducidas por la carga..................................213 .3. Puestas a tierra ...............................................................................................................................213 11.3.1. Definiciones iniciales..............................................................................................................214 11.3.2. Distribucin de masas en equipos electrnicos ......................................................................215 11.3.3. Tierra aislada ..........................................................................................................................217 11.3.4. Sistema de puesta a tierra centralizada ...................................................................................218 11.3.5. Consideraciones adicionales respecto a la puesta a tierra.......................................................220 Descargas atmosfricas en sistemas de distribucin......................................................................221 Corrientes impulsivas en el lado de baja tensin ...........................................................................222 .5.1. Efecto sobre los transformadores de distribucin...................................................................224 .5.2. Parmetros que afectan las sobretensiones en baja tensin ....................................................224 11.5.2.1. Efectos del diseo del transformador .............................................................................224 11.5.2.2. Efecto del pararrayos en baja tensin..............................................................................225 11.5..2.3. Efecto de la carga ...........................................................................................................225 11.5.2.4. Efectos de la longitud del cable secundario ....................................................................226 11.5.2.5. Tipo de cable ...................................................................................................................226 11.5.2.6. Varios usuarios................................................................................................................226 11.5.2.7. Resistencias de puesta a tierra.........................................................................................226 .6. Sobretensiones en los equipos del usuario.....................................................................................226 11.6.1. Medidas para la proteccin de los equipos del usuario.............................................. 11.6.1.1. Supresores de transitorios................................................................................................227 11.6.1.2. Coordinacin de elementos en cascada...........................................................................228 11.6.2. Aumento del potencial de tierra..............................................................................................229 PTULO 12: CONFIABILIDAD DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIN - ASPECTOS ELIMINARES......................................................................................................................................231 9. X 12 12 12 12 12 12 12.6. 12 12 12 12 12 12.8. 12 12 12 12 12 12 12 .1. Introduccin ...................................................................................................................................231 .2. Planeamiento para la confiabilidad [73], [88]................................................................................231 .3. Informacin bsica para el reporte de las salidas de equipos [88].................................................233 .4. Clasificacin de causas de salidas genricas y especificas. [84], [88]...........................................234 12.4.1. Por estado del tiempo..............................................................................................................234 12.4.2. Miscelneas ............................................................................................................................234 12.4.3. Componentes del sistema .......................................................................................................234 12.4.4. Operacin del sistema.............................................................................................................234 .5. La construccin de modelos de confiabilidad [73] ........................................................................235 12.5.1. Composicin del sistema ........................................................................................................235 12.5.2. Criterio de falla del sistema ....................................................................................................235 12.5.3. Suposiciones en el modelado..................................................................................................236 12.5.4. Seleccin del mtodo analtico ...............................................................................................236 .5.5. Construccin del modelo........................................................................................................236 Modelamiento de la confiabilidad en contexto .............................................................................236 .6.1. El alcance de la ingeniera de confiabilidad [73]....................................................................236 .6.2. Recoleccin de datos [73].......................................................................................................237 12.6.2.1. Datos de falla de los componentes ..................................................................................237 12.6.2.2. Fallas de modo comn.....................................................................................................238 12.6.2.3. Mal funcionamiento de sistemas de proteccin...............................................................238 12.6.2.4. Errores humanos..............................................................................................................238 12.6.3. La verificacin de resultados [73] ..........................................................................................239 12.6.4. El costo y el valor de la confiabilidad [73].............................................................................240 .7. Conceptos bsicos del control de calidad [78]...............................................................................242 12.7.1. Estudio de mercado.................................................................................................................243 12.7.2. Ingeniera del proyecto ...........................................................................................................243 12.7.3. Compras..................................................................................................................................243 12.7.4. Instalacin...............................................................................................................................243 12.7.5. Operacin................................................................................................................................243 .7.6. Mantenimiento preventivo......................................................................................................243 .7.7. Mantenimiento correctivo.......................................................................................................243 Definicin de grados de continuidad de acuerdo con el tipo de consumidor atendido [78] ..........244 .8.1. Escala de prioridades para consumidores en situaciones de emergencia ...............................244 12.8.1.1. Consumidores con prioridad A........................................................................................245 12.8.1.2. Consumidores con prioridad B........................................................................................245 12.8.1.3. Consumidores con prioridad C........................................................................................245 12.8.1.4. Consumidores con prioridad D........................................................................................245 .9. ndices de confiabilidad para sistemas de distribucin..................................................................248 .9.1. Definicin de consumidor para los ndices de confiabilidad [82] ..........................................248 .9.2. Conceptos [79]........................................................................................................................248 .9.3. ndices primarios (Parmetros Bsicos) [16], [16], [21].........................................................249 .9.4. ndices orientados al consumidor [79], [81], [84], [90]..........................................................249 12.9.4.1. ndice de frecuencia de interrupcin promedio del sistema (SAIFI)...............................249 12.9.4.2. ndice de frecuencia de interrupcin promedio del consumidor (CAIFI) .......................249 12.9.4.3. ndice de duracin de interrupcin promedio del sistema (SAIDI).................................249 12.9.4.4. ndice de duracin de interrupcin promedio del consumidor (CAIDI) .........................250 12.9.4.5. ndice de disponibilidad promedio de servicio (ASAI)...................................................250 12.9.4.6. ndice de indisponibilidad promedio del servicio (ASUI)...............................................250 12.9.4.7. Tiempo promedio hasta la restauracin del servicio (ATPII) .........................................250 12.9.4.8. Minutos de consumidor por interrupcin (CMPII) .........................................................251 .9.5. ndices basados en la carga [79], [84], [90]............................................................................251 10. XI 12.9.5.1. ndice de duracin de interrupcin promedio del sistema (ASIDI).................................251 12.9.5.2. ndice de frecuencia de interrupcin promedio del sistema (ASIFI)...............................251 12.9.5.3. ndice de duracin de interrupcin promedio del circuito (ACIDI)............................. 12.9.5.4 ...251 ........254 12 6 CA RAD 13 13 13 .......266 13 13.4. 13 13 13 . ndice de frecuencia de interrupcin promedio del circuito (ACIFI)..............................251 12.9.6. ndices orientados a la carga y energa [79].......................................................................251 12.9.6.1. ndice de energa no suministrada (ENS)........................................................................252 12.9.6.2. .Energa promedio no suministrada (AENS) o ndice de corte promedio del sistema (ASCI)............................................................................................................................................252 12.9.6.3. ndice de corte promedio al consumidor (ACCI)............................................................252 12.9.7. Otros ndices...........................................................................................................................253 12.9.7.1. ndices de comportamiento de alimentadores [82]..........................................................253 12.9.7.2. ndices que tienen en cuenta interrupciones momentneas y tormentas .........................253 12.9.8. Resultados de un estudio [84]......................................................................................... .10. Desempeo del sistema [79] ........................................................................................................255 12.11. Costos de interrupcin al consumidor (CIC) [82]........................................................................25 12.11.1. Metodologa VBDRA [82] ...................................................................................................257 12.11.2. Asignacin y evaluacin de los costos de interrupcin usando las distribuciones de probabilidad de los ndices de confiabilidad [89]...............................................................................258 PTULO 13: EVALUACIN DE LA CONFIABILIDAD DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIN IALES ................................................................................................................................................262 .1. Introduccin [79], [80]...................................................................................................................262 .2. Tcnica convencional de evaluacin [79], [80] .............................................................................263 .3. Aplicaciones de las tcnicas convencionales de evaluacin a sistemas radiales [79], [80] ..........265 13.3.1. Caso 1: Circuito con enlaces slidos ............................................................................... 13.3.2. Caso 2: Efectos de la proteccin de ramales laterales ............................................................267 13.3.3. Caso 3: Efecto de los seccionadores de lnea .........................................................................267 13.3.4. Caso 4: Efecto de las fallas de las protecciones......................................................................267 13.3.5. Caso 5: Efecto de las transferencias de carga sin restricciones en la cantidad de carga transferida...........................................................................................................................................269 .3.6. Caso 6: Efecto de las restricciones en la transferencia de carga.............................................269 Tcnica de zonas y ramas [73], [86], [88]......................................................................................277 13.4.1. Descripcin general ................................................................................................................277 .4.2. Sistemas radiales con suicheo perfecto...................................................................................277 13.4.2.1. Confiabilidad del punto de carga.....................................................................................277 13.4.2.2. Confiabilidad del sistema ................................................................................................278 13.4.3. Sistemas radiales con suicheo imperfecto ..............................................................................282 13.4.3.1. Operaciones falsas del interruptor...................................................................................282 13.4.3.2. Fallas de operacin del interruptor - Modelos del sistema..............................................282 13.4.3.3. Fallas de operacin del interruptor - ndices del punto de carga.....................................284 13.5. Un sistema en anillo abierto [73] ...................................................................................................287 13.5.1. Caso a .....................................................................................................................................288 13.5.2. Caso b .....................................................................................................................................288 13.5.3. Caso c .....................................................................................................................................288 .6. Confiabilidad de redes de distribucin subterrneas [78], [84] ......................................................289 13.6.1. Estructuras para sistemas subterrneos [78]...........................................................................290 13.6.2. ndice de costo - confiabilidad [78]........................................................................................295 13.6.3. Salidas de alimentadores.........................................................................................................295 13.6.4. Duracin de las interrupciones ...............................................................................................295 13.6.5. Rata de fallas [78], [84] ..........................................................................................................296 13.6.6. Optimizacin del rea de carga [84].......................................................................................297 .7. Factores que afectan la confiabilidad [84], [87].............................................................................297 11. XII 13 13 13 13 05 CAP PAR 14 14 14 14 14 14 7 CA LINE EN EL .7.1. Tensiones de diseo ms altas ................................................................................................297 .7.2. Diseo del sistema..................................................................................................................299 .7.3. Automatizacin.......................................................................................................................299 .7.4. Modificaciones del sistema.....................................................................................................300 13.7.4.1. Pararrayos........................................................................................................................300 13.7.4.2. Fusibles............................................................................................................................301 13.7.4.3. Seccionadores..................................................................................................................301 13.7.4.4. Suicheo automtico vs. suicheo manual..........................................................................301 13.7.5. Rels selectivos de fallas de alimentador (FSR).....................................................................303 13.7.6. Bloqueo de disparo instantneo..............................................................................................303 13.8. Distribuciones de probabilidad de los ndices de confiabilidad [73], [83].....................................3 13.8.1. Conceptos ...............................................................................................................................305 13.8.2. Rata de Fallas..........................................................................................................................305 13.8.3. Tiempos de restauracin.........................................................................................................307 TULO 14: EVALUACIN DE LA CONFIABILIDAD DE CIRCUITOS ENMALLADOS Y ALELOS ............................................................................................................................................308 .1. Introduccin [79]............................................................................................................................308 .2.Tcnicas bsicas de evaluacin[79], [80]........................................................................................308 14.2.1. Diagramas de espacio-estado..................................................................................................308 14.2.2. Mtodos aproximados.............................................................................................................309 14.2.3. Mtodo de reduccin del circuito ...........................................................................................311 14.2.4. Modos de falla y anlisis de efectos .......................................................................................312 .3. Inclusin de las fallas en barras [79], [80] ....................................................................................313 .4. Inclusin del mantenimiento programado [79], [80] .....................................................................315 14.4.1. Conceptos generales ...............................................................................................................315 14.4.2. Tcnicas de evaluacin...........................................................................................................315 14.4.3. Mantenimiento descoordinado y coordinado.........................................................................316 14.4.4. Ejemplo numrico...................................................................................................................317 14.5. Fallas temporales y transitorias [79], [80]......................................................................................319 14.5.1. Conceptos ...............................................................................................................................319 14.5.2. Tcnicas de evaluacin...........................................................................................................319 14.5.3. Ejemplo numrico...................................................................................................................321 .6. Inclusin de fallas de interruptores [79], [80]................................................................................322 14.6.1. Modelo ms simple de interruptor..........................................................................................322 14.6.2. Modos de falla de un interruptor ............................................................................................323 14.6.3. Suposiciones del modelado.....................................................................................................323 14.6.4. Modelos simplificados del interruptor....................................................................................324 14.6.5. Ejemplo numrico...................................................................................................................325 .7. Inclusin de efectos del estado del tiempo [79], [80] ....................................................................326 14.7.1. Conceptos ...............................................................................................................................326 14.7.2. Modelamiento del estado del tiempo atmosfrico ..................................................................326 14.7.3. Ratas de fallas en un modelo de dos estados de tiempo .........................................................327 14.7.4. Mtodos de evaluacin ...........................................................................................................329 14.7.5. Salidas forzadas sobrepuestas.................................................................................................329 14.7.6. Ejemplos numricos................................................................................................................332 14.7.7. Salida forzada sobrepuesta al mantenimiento.........................................................................33 14.7.8. Ejemplos numricos................................................................................................................338 14.7.9. Aplicacin a sistemas complejos............................................................................................340 PTULO 15...........................................................................................................................................342 AMIENTOS GENERALES PARA LA REGULACIN DE LA CALIDAD DEL SERVICIO SECTOR ELCTRICO COLOMBIANO [102] .......................................................................342 12. R XIII 15.1. 15.2. 15 15 15 15.2. 15 15 ... 50 15.3. 15.3. 15.3. ... 15 15 .359 15.3. 15.3.4.2. Clculo y recomendacin de los precios de compensacin (CR)....................................361 15.3.4.2.1. Desagregacin de los estndares de confiabilidad del servicio en sus factores de frecuencia y duracin.................................................................................................................362 EFERENCIAS .................................................................................................................................364 Introduccin ...................................................................................................................................342 Indicadores de seguimiento de la calidad.......................................................................................343 .2.1. Calidad la potencia suministrada............................................................................................343 15.2.1.1. Frecuencia .......................................................................................................................343 15.2.1.2. Tensin............................................................................................................................343 15.2.1.3. Armnicos .......................................................................................................................344 15.2.1.4. Flicker..............................................................................................................................344 15.2.1.5. Factor de potencia ...........................................................................................................344 15.2.1.6. Transitorios electromagnticos........................................................................................344 .2.2. Calidad del servicio prestado..................................................................................................345 15.2.2.1. Los ndices.......................................................................................................................345 15.2.2.2. Las metas de calidad........................................................................................................347 15.2.2.3. Compensaciones a los usuarios .......................................................................................347 15.2.2.4. Periodo de verificacin de los indicadores......................................................................348 15.2.2.5. Participacin del usuario .................................................................................................348 .2.3. Evaluacin del marco regulatorio existente............................................................................348 15.2.3.1. Calidad de la potencia suministrada................................................................................349 4. Recomendacin de enfoques ..................................................................................................349 .2.4.1. Enfoques regulatorios......................................................................................................349 .2.4.2. Componentes bsicas de los planes de incentivos a la calidad de prestacin del servicio .....................................................................................................................................................3 15.2.4.2.1. Indicadores de la calidad de prestacin del servicio del OR....................................350 15.2.4.2.2. Patrones de referencia de calidad de prestacin del servicio ...................................351 15.2.4.2.3. Medios para evaluar la calidad del servicio .............................................................351 15.2.4.2.4. Mecanismos para determinar las cargas en funcin de la calidad de prestacin del servicio.......................................................................................................................................351 Anlisis de los niveles de gestin de calidad .................................................................................352 1. Cuantificacin de la disponibilidad a pagar de los consumidores por la calidad del servicio352 2. Cuantificacin de los indicadores de gestin del suministro elctrico y de servicio al cliente .........................................................................................................................................................353 15.3.2.1. Recopilacin y anlisis de la informacin sobre empresas distribuidoras ......................353 15.3.2.1.1. Encuesta de procedimientos.....................................................................................353 15.3.2.1.2. Informacin reportada a la SSPD.............................................................................355 15.3.2.2. Mediciones de campo de la calidad de potencia suministrada........................................356 15.3.2.3. Diagnstico de niveles de calidad del servicio................................................................357 15.3.2.4. Relaciones entre DESc y FESc reportados y la densidad de usuarios.............................357 .3.3. Determinacin de los niveles de calidad exigibles .................................................................359 15.3.3.1. Acciones prcticas para mejorar la calidad del servicio, DES y FES .............................359 .3.3.2. Metodologa para determinar la calidad exigible ........................................................... 4. Anlisis del nivel ptimo de calidad.......................................................................................359 15.3.4.1. Anlisis de optimalidad del CR actual y el CR recomendado.........................................361 13. XIV LLIISSTTAA DDEE FFIIGGUURRAASS ...42 Figura 1.1. Distorsin armnica en la forma de onda de tensin..................................................................11 Figura 1.2. Ejemplo de una onda afectada por hendiduras............................................................................12 Figura 1.3. Onda de tensin con ruido. .........................................................................................................12 Figura 1.4. Onda de tensin afectada con sag. ..............................................................................................13 Figura 1.5. Onda de tensin con swell. .........................................................................................................13 Figura 1.6. Onda de tensin afectada por un transitorio................................................................................14 Figura 1.7. Interrupcin tpica de una onda de tensin. ................................................................................14 Figura 1.8. Onda de tensin con impulso......................................................................................................15 Figura 1.9. Cada permanente de tensin. .....................................................................................................15 Figura 2.1. Niveles de ruido entre neutro y tierra en una red de datos..........................................................29 Figura 2.2. Tensin del tercer armnico debido a corriente circulante. ........................................................29 Figura 2.3. Eliminacin del ruido mediante la instalacin de una interfaz. ..................................................30 Figura 2.4. Ruido en la tierra durante la transmisin de datos puede causar error de datos. ........................32 Figura 2.5. Efecto de una tierra elevada en una red. .....................................................................................32 Figura 3.1. Perfil de tensiones en un sistema de distribucin........................................................................34 Figura 3.2. Rangos de tensin segn ANSI C84.1-1989...............................................................................35 Figura 3.3. Valores RMS esperados se ajustan a una distribucin normal. ..................................................36 Figura 3.4. Perfiles tpicos de tensin para cargas pesadas y livianas...........................................................37 Figura 3.5. Ubicacin de reguladores de tensin en un alimentador.............................................................37 Figura 3.6. Mejoramiento de los perfiles de tensin mediante bancos de capacitores en un alimentador. ...38 Figura 3.7. Elevacin permanente de tensin................................................................................................39 Figura 3.8. Efecto de la instalacin de un banco de capacitores grande en un sistema de baja carga (2700 kVAR distribuidos). ......................................................................................................................................39 Figura 3.9. Circuito simplificado para demostrar el problema de los Flickers..............................................40 Figura 3.10. Los Flickers y su forma de onda...............................................................................................40 Figura 3.11. Cadas admisibles de tensin u (en porcentaje de la tensin nominal), en funcin del nmero n de variaciones de tensin por unidad de tiempo.........................................................................................41 Figura 3.12. Sag causado por falla de transformador................................................................................. Figura 3.13. Sag causado por falla en el sistema de subtransmisin.............................................................42 Figura 3.14. Ejemplo de sistema de potencia................................................................................................43 Figura 3.15. Ejemplo de sag durante una falla en un circuito paralelo (variacin de la tensin RMS de las fases C-A)......................................................................................................................................................43 Figura 3.16. Tensin de barra fase-fase (%) en funcin de la localizacin de la falla en un alimentador paralelo..........................................................................................................................................................44 Figura 3.17. Magnitudes de sags en porcentaje por debajo de la tensin nominal en una planta industrial. 44 Figura 3.18. Secuencia tpica de operacin de un reconectador (Recloser)..................................................45 Figura 3.19. Sag de tensin en el punto de alimentacin del usuario............................................................45 Figura 3.20. Falla simple lnea-tierra cerca de la subestacin.......................................................................46 Figura 3.21. Cargas trifsicas y monofsicas tpicas.....................................................................................46 Figura 3.22. Elevaciones momentneas de tensin.......................................................................................48 Figura 3.23. Descarga inducida por un rayo..................................................................................................49 Figura 3.24. Efectos del suicheo de capacitores............................................................................................50 14. XV Figura 3.25. Tipos de transitorios..................................................................................................................51 Figura 3.26. Tipos de transitorios en un circuito ramal monofsico. ............................................................52 Figura 3.27. Seal con tercer armnico.........................................................................................................55 Figura 3.28. Relacin entre los componentes armnicos y el THD..............................................................56 Figura 3.29. Relacin entre los componentes armnicos y la definicin alternativa de distorsin...............56 Figura 3.30. Forma de onda de corriente producida por un rectificador.......................................................58 Figura 3.31. Tensin aplicada vs. corriente de excitacin de un transformador. ..........................................58 Figura 3.32. Corriente de excitacin no senoidal de un transformador.........................................................58 Figura 3.33. Otros ejemplos de distorsin de fuentes comunes. ...................................................................59 Figura 3.34. Ondas de corriente y de tensin distorsionadas por un horno de arco......................................60 ...67 0 s Figura 3.35. Circuito del ejemplo 3.1............................................................................................................61 Figura 3.35. Ilustracin de los stray voltage............................................................................................... Figura 3.36. Rango de mal funcionamiento de algunos equipos electrodomsticos.....................................68 Figura 3.37. Curva CBEMA..........................................................................................................................69 Figura 3.38. Versin simplificada de la curva CBEMA que muestra la zona aceptable y la zona de peligro. .......................................................................................................................................................................7 Figura 3.39. Transitorios de corta duracin aceptables (punto A). Otros causan alteraciones y son m largos (puntoB)..............................................................................................................................................71 Figura 3.40. Tiempos de operacin de interruptores de estado slido y de un interruptor convencional. ....71 Figura 3.41. Anomalas de potencia de lnea tipo II (figura tomada de [103]). ............................................73 Figura 3.42. Pruebas de susceptibilidad, estudios de potencia de computador y entradas para computador gua para diseadores de computadores y que ayudan en el diagnstico de fallas relacionadas con la potencia (figura tomada de [103]).................................................................................................................74 Figura 4.1. Representacin de la inductancia................................................................................................78 Figura 4.2. Representacin nodal..................................................................................................................79 Figura 4.3. Curva de saturacin de un inductor no lineal..............................................................................79 Figura 4.4. Aplicacin del teorema de compensacin...................................................................................81 Figura 4.5. Representacin de la lnea de transmisin. .................................................................................81 Figura 4.6. Modelo obtenido de la lnea........................................................................................................83 Figura 4.8. Circuito RC para estudio del transitorio de energizacin. ..........................................................85 Figura 4.9. Resultados para un paso de integracin. .....................................................................................86 Figura 4.10. Representacin para la funcin de transferencia de un componente sencillo...........................86 Figura 4.12. Resultados de tensiones para el componente simple (figura tomada de [2]). ...........................88 Figura 4.11. Resultados para el componente simple (figura tomada de [1])................................................88 Figura 4.13. Incorporacin de resistencias de amortiguamiento...................................................................90 Figura 5.1. Espectro armnico (amplitud).....................................................................................................96 Figura 5.2. Sntesis de una forma de onda por 5 y 7. ....................................................................................96 Figura 5.3. Diagrama unifilar del problema 5.8. .........................................................................................103 Figura 5.4. Diagrama de impedancias del sistema. .....................................................................................104 Figura 5.5. Impedancia armnica del sistema. ............................................................................................108 Figura 5.6. Armnicos de tensin ...............................................................................................................108 Figura 5.7. Modelo del problema ATP (simulacin monofsica). ..............................................................109 Figura 5.8. Forma de onda de la tensin. ....................................................................................................111 Figura 5.9. Contenido armnico de la tensin del sistema..........................................................................112 Figura 6.1. Convertidor de seis pulsos ........................................................................................................113 Figura 6.2. Control continuo de motores CD. ............................................................................................115 Figura 6.3. Control mediante electrnica de potencia.................................................................................116 Figura 6.4. Caracterstica de control para el motor CD...............................................................................117 Figura 6.5. Adicin de inductor Lm para suavizar la corriente en CD........................................................117 Figura 6.6. Arreglo para regular torque y velocidad. ..................................................................................118 Figura 6.7. Diagrama unifilar del modelo. ..................................................................................................122 15. XVI Figura 6.8. Modelo para representar cargas no lineales. .............................................................................124 Figura 6.9. Instalacin tpica del horno de arco. .........................................................................................128 Figura 6.10. Simplificacin del circuito del horno de arco. ........................................................................129 Figura 6.11. Triangulo de potencias............................................................................................................130 Figura 7.1. Principio de generacin de armnicos por saturacin magntica. ............................................136 Figura 7.2. Principio de sobreexcitacin....................................................................................................137 Figura 7.3. Cicloconvertidor que alimenta una carga monofsica. ............................................................13 Figura 7.4 7 7 . GIC entrando al devanado del transformado. ..........................................................................137 Figura 7.5. modelo T del transformador.....................................................................................................138 Figura 7.6. Modelos duales para transformadores trifsicos......................................................................139 Figura 7.7. Circuito Magntico equivalente para un transformador monofsico, tipo cscara. .................140 Figura 7.8. Corrientes del tercer armnico de cada fase que se suman en el neutro de un sistema trifsico tetrafilar. ......................................................................................................................................................142 Figura 7.9. Curvas t I para las corrientes inrush de las dos alternativas...................................................144 Figura 8.1. Resonancia Serie......................................................................................................................157 Figura 8.2. Resonancia paralelo. ................................................................................................................157 Figura 8.3. Resonancia distribuida.............................................................................................................157 Figura 8.4. Resonancia en sistemas industriales .........................................................................................158 Figura 8.5. Condicin de resonancia es sistemas externos..........................................................................158 Figura 8.6. Adicin de un reactor al condensador para formar un filtro de frecuencia simple. ..................160 Figura 8.7. Adicin de un reactor de sintona al banco de capacitores. ......................................................160 Figura 8.8. Ejemplo de resonancia al usar bancos de condensadores...........................................................163 Figura 8.9. Sistema antes de instalar el banco de condensadores. ...............................................................163 Figura 8.10. Sistema con el banco de condensadores instalado..................................................................164 Figura 8.11. Sistema con reactor de sintona al sptimo armnico. ............................................................166 Figura 8.12. Sistema con reactor de sintona al quinto armnico................................................................167 Figura 8.13. Respuestas de frecuencia obtenidas con el ATP en la barra de 480V.....................................168 Figura 9.1. Interpretacin fsica de la potencia Instantnea en ..................................................................17 Figura 9.2. Algoritmo de compensacin para un filtro serie.......................................................................179 Figura 9.3. Diagrama de un filtro activo serie y paralelo...........................................................................179 Figura 9.4. (a)Forma de onda ideal del rectificador (ngulo de disparo =30 y ngulo de solapamiento182 Figura 9.5. (a) rectificador trifsico; (b) Circuito de salida equivalente. ...................................................182 Figura 9.6. (a) Tensin de salida del rectificador (ngulo de disparo =30 y ngulo de solapamiento = 0), (b)espectro armnico..............................................................................................................................182 Figura9.7. Corriente del rectificador fase a. ............................................................................................183 Figura 9.8. Fase a de la corriente de compensacin del filtro en paralelo................................................183 Figura 9.9. Corriente de la fase a vista por la fuente. ...............................................................................183 Figura 9.10. Tensin de salida del rectificador. ..........................................................................................183 Figura 9.11. Tensin del filtro activo serie de compensacin.....................................................................183 Figura 9.12. Tensin de la carga lado CD...................................................................................................184 Figura 10.1. Circuito del ejemplo 10.2........................................................................................................189 Figura 10.2. Procedimiento para el estudio de armnicos en una instalacin.............................................191 Figura 10.3. Determinacin de la curva Duracin/Magnitud......................................................................193 Figura 10.4. Relacin de tiempo de ocurrencia-magnitud de la perturbacin.............................................193 Figura 10.5. Lmites para perturbacin individual. .....................................................................................194 Figura 10.6. Distribucin de probabilidad acumulativa. .............................................................................194 Figura 11.1. Unidad de distribucin de potencia PDU................................................................................200 Figura 11.2. Regulador de tensin de respuesta normal..............................................................................204 Figura 11.3. Regulador ferroresonante........................................................................................................204 Figura 11.4. Regulador de respuesta rpida para cambiador de derivaciones.............................................205 Figura 11.5. Regulador tipo modulacin de fase.........................................................................................206 16. XVII Figura 11.6. Respuesta del regulador a un sag de tensin pronunciado......................................................206 Figura 11.7. Motogenerador con volante de inercia....................................................................................207 Figura 11.8. Sistema selectivo secundario. .................................................................................................208 Figura 11.9. Alimentador dual con actuacin de suiche esttico. ...............................................................208 Figura 11.10. Suiche de transferencia esttico............................................................................................209 Figura 11.11. Configuraciones de UPS.......................................................................................................210 Figura 11.12. Falla en lnea de potencia. Sistema inversin preferida........................................................211 Figura 11.13. Falla de inversor. Sistema con inversor preferido.................................................................211 Figura 11.14. Operacin del sistema durante el despeje de fallas...............................................................212 Figura 11.15. Clases de tierras. ...................................................................................................................215 Figura 11.16. Conexin inadecuada de tierras. ...........................................................................................216 Figura 11.17. Distribucin correcta de tierras.............................................................................................217 Figura 11.18. Conexin de computador y perifricos a una tierra aislada. .................................................218 Figura 11.19. Puesta a tierra centralizada....................................................................................................219 Figura 11.20. Conexin de tuberas metlicas de acueducto a la malla de la subestacin..........................220 Figura 11.21. Conexin al punto de tierra centralizado al chasis del computador......................................220 Figura 11.22. Derivacin a tierra de la descarga presentada en la red de distribucin. ..............................223 Figura 11.23.Flujo de corriente de descarga por el neutro del secundario..................................................223 Figura 11.24. Pararrayos puenteando el secundario del transformador. .....................................................225 Figura 11.25. Instalacin de supresores neutro t-tierra y fase-tierra. .............................................. Figura 11.26. Categoras de protecci ............228 8 8 n A y B. ...........................................................................................228 Figura 11.27. Elevacin del potencial de tierra al actuar la proteccin del computador principal.............229 Figura 11.28. Utilizacin de supresores, montaje Ground Window........................................................230 Figura 12.1. Un procedimiento de planeamiento de confiabilidad..............................................................232 Figura 12.2. Relacin entre la confiabilidad del sistema, sus costos y sus valores (Ntese que la confiabilidad no es cero en el origen)..........................................................................................................241 Figura 12.3. Ilustracin de Lp, La, Ed y t....................................................................................................252 Figura 13.1. Sistema Radial Simple con tres puntos de carga.....................................................................263 Figura 13.2. Circuito de distribucin radial tpico. .....................................................................................266 Figura 13.3. Efecto de las fallas de las protecciones sobre los ndices de los puntos de carga...................26 Figura 13.4. Efecto de las restricciones de transferencia sobre los ndices de los puntos de carga. ...........270 Figura 13.5. Designaciones de zona y rama en un sistema de distribucin radial. .....................................277 Figura 13.6. Sistema serie con un elemento paralelo. .................................................................................27 Figura 13.7. Sistema radial del ejemplo 13.3..............................................................................................280 Figura 13.8. Diagramas de espacio-estado para las fallas de ramas en las zonas 1, 2 y 3 de la Figura 13.5. ..............................................................................