57518336 CFE Calidad de Energia Electrica

1er. Seminario de Ahorro de Energa Elctrica

Campeche, Campeche

20 y 21 de Abril de 2009

CALIDAD DEENERGIA ELECTRICA

Ponente: Ing. Cecilia Hernndez Hdez

DivisiDivisinPeninsularnPeninsularZonaCampecheZonaCampeche

SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA

INTRODUCCION

z Las cargas cada da son ms sensibles a las variaciones de ciertos parmetros, ya que hacen un uso intensivo de controles basados en microprocesadores y electrnica de potencia.

z Implementacin de mayor eficienciamayor eficiencia a travs de variadores de velocidad, lmparas eficientes, capacitores, etc., que incrementan la distorsin armnica.

z Estos equipos que generan distorsin armnica y bajo ciertas condiciones pueden deteriorar la magnitud y la forma de onda del voltaje suministrado a tal grado, que sea inadecuado de utilizar por la mayora de los usuarios que comparten la misma fuente de suministro.


INTRODUCCION

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

z El principal factor que se encuentra detrs de los conceptos de la calidad de energa elctrica es el incremento en la productividad para los usuarios.


Calidad de la Energa.

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

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

z CALIDAD DE VOLTAJE Magnitud, Forma de Onda y Frecuencia

z CALIDAD DE LA CORRIENTE Magnitud, Forma de Onda y Frecuencia

z CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA Combinacin de calidad de voltaje y de corriente

z CALIDAD DEL SUMINISTRO Confiabilidad + Calidad de Voltaje

z CALIDAD DEL SERVICIO Calidad de Suministro + Relacin con consumidores

z CALIDAD DEL CONSUMO Confiabilidad Suministro + Calidad de Energa + Relacin

con Consumidores


CALIDAD DEL SERVICIO(Georgia Power)

PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIAVISTA DESDE EL USUARIO

USUARIO12%

VECINOS8%

OTROS3%

FENOMENOS NATURALES

60%SUMINISTRADOR17%


CALIDAD DEL SERVICIO(Georgia Power)

PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIAVISTA DESDE EL SUMINISTRADOR

FENOMENOS NATURALES

66%

USUARIOS25%

VECINOS8%

SUMINISTRADOR1%



CUBO DE CALIDAD DE LA ENERGA

El acondicionamiento de las redes elctricas es extenso y complicado, en cuanto a la eliminacin y prevencin de disturbios de la forma de onda senoidal de C.A., los problemas pueden presentarse, desde la generacin hasta las cargas.

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


CUBO DE CALIDAD DE LA ENERGA

El cubo de calidad de la energa es una analoga que enfatiza el acondicionamiento de cada rea las cuales requieren mtodos y soluciones tecnolgicas independientes.

Las reas de regulacin, aislamiento y supresin, las otras caras del cubo representan el aterrizamiento de la red elctrica, las armnicas y el ruido.


Fuente: Seminario de Power Quality, Eaton Electrical.


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


Naturales.

z Descargas atmosfricasz Lluviaz Vientoz Polvoz Nievez Granizadaz Terremotoz Huracnz Humedadz Salinidad.

z Cargas No lineales.z Corto circuito.z Perdida de fase.z Sobrecarga.z Bajo Factor de Potencia.z Correccin del F.P.z Apertura de interruptores.z Falla de transformadores.z Suspensin del servicio.z Conexin y desconexin de

cargas.

Elctricos.


Principales Disturbios.

Interrupciones (Interruption ).

Completa perdida de voltaje por un periodo de tiempo.

Depreciaciones de voltaje (sags/dips).

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



Elevaciones de voltaje (swell ).

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

Transiente-Oscilatorio (Transient).

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



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

Ranuras ( Notch).

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



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

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



Distorsin Armnica (harmonic distortion).Representacin matemtica de la distorsin de una forma de onda pura senoidal.

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


Resumiendo.

z 1.-Los problemas ms frecuentes que representan un 68% de las fallas, lo representan los sags. Los sags tienen origen principalmente en condiciones de falla como corto circuito, descargas atmosfricas y en algunos casos arranque de motores.

z 2.-Los impulsos representan un significativo 21% de los problemas de calidad de la energa. Estos tienen su origen en la conexin y desconexin de cargas y en ciertas ocasiones por descargas atmosfricas, descargas estticas y arqueo entre contactos.

z 3.-Las interrupciones representan un 11% de los problemas de calidad de la energa y sus fuentes son mltiples como pueden ser fallas de corto circuito, descargas atmosfricas, fallas en los equipos, accidentes automovilsticos.

z Las normas ms importantes que tratan sobre medida y caracterizacin de eventos en la tensin de suministro de energa elctrica (y en general de la calidad de la energa elctrica) son:

z Norma Europea EN-50160 (Caractersticas de la Tensin Suministrada por las Redes Generales de Distribucin)

z Estndar IEC 61000-4-30z IEEE Standard 1159-1995.

NORMATIVIDAD

NORMATIVIDAD

3% Continuo en AT

NEMA MG-1, Sec. 12.45

NO6%, 5 min en BT

Desbalanceo de Voltaje

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

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

Contenido de Armnicas Corriente

IEEE Std-519CFE L000045

Menor a 5% THDContenido de Armnicas

Tensin

ANSI C84.1+/- 5% Vn

CFE / LUZ Y FUERZA

+/- 10% VnVariacin del Voltaje

(regulacin)

SICFE / LUZ Y

FUERZA59.9 a 60.1 ciclos/segFrecuencia de Suministro

INTERNACIONALNACIONAL

NORMATIVIDADLIMITES ESTABLECIDOSPARAMETRO

NORMATIVIDAD

mximo 5%Desequilibrio de Corriente

mximo 2%Desequilibrio de Tensin

SICFE / LUZ Y FUERZA

minimo 90%Factor de Potencia Mnimo

SI

NO (*84 min en 2007, sin afectaciones al

usuario CFE)

150 min cliente/aoConfiabilidad del Suministro

Curva de Aceptabilidad (CBEMA-ITIC)

El nivel de susceptibilidad a los disturbios en el voltaje de alimentacin en los equipos de cmputo es difcil de medir. La experiencia dio como resultado la publicacin de la Curva de la Asociacin de Fabricantes de Equipos Informticos y Empresariales (CBEMA).

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


aceptabilidad


Frecuencia de variaciones de voltaje.


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


Analizadores de Redes Elctricas

PP4300

Algodue.

3100 PQNodeEPRI PQPager

ION 7550, 7650


Forma de Onda


Captura de disturbios.


Espectro de armnicas.


Direccin de las armnicas.

SOURCELOAD

SOURCE


Monitoreo en tiempo real.


Software.Software.


B

I

B

L

I

O

G

R

A

F

I

A


Cuales son los Problemas ?EQUIPOS PARA MEJORAR LA

CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA

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

CALIDAD DE ENERGIA CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICAELECTRICA


POWER QUALITY:Equipo de Cmputo

Dao probableVariacin de voltaje (sag)

Impulso 2x Nominal

Impulso 4x Nominal Interrupcin

Voltaje del Neutro a Tierra

Disturbio Repetitivo Sobrevoltaje

Falla de tarjetas electrnicas Si Si Si

Errores miscelneaos de

software Si Si Si Si Si Si

Cada del disco duro Si Si

Congelamiento del sistema Si Si Si

Errores de paridad Si Si Si Si

Falla de las fuentes de poder Si Si Si Si

Reiniciar / Resetear Si Si Si

Prdida de voltaje de AC Si Si Si

Tabla de disturbios y daos causados por Calidad de Energa Deficiente


Supresores de Transitorios.

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

Cabe agregar que algunos de los mejores dispositivos pueden tambin proporcionar una atenuacin de ruido significativa.


8.4.2.5 Recomendaciones para la proteccin de transitorios.

La proteccin de transitorios se debe aplicar desde la entrada del servicio elctrico, tableros de protecciones y tableros de distribucin y en los tableros de distribucin secundarios o derivados que alimenten a equipo telefnico, de telecomunicaciones, televisin u otros equipos electrnicos, estas protecciones pueden ser instaladas externamente internamente en el tablero de protecciones o de distribucin.

Los tableros de distribucin deben contener la proteccin montado ntegramente para minimizar los efectos de los transitorios en los conductores optimizando de esta manera su efectividad.

STD-1100-1999 (Emerald Book).


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

EL PROBLEMA EN LA ERA DE LA ELECTRONICA!

Los Transitorios son algo nuevo?

NO, Los transitorios siempre han existido,

Son el resultado natural de la ActividadElctrica.


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

EL PROBLEMA EN LA ERA DE LA ELECTRONICA!

Existe una amplia difusin en el uso de equiposelectrnicos, tales como:

z Computadoras personalesz Sistemas de telefonaz Lneas de produccin automatizadasz Equipos de diagnstico mdicoz Maquinas y herramientas industrialesz Bombas electrnicas de gasesz Controles automticos de riego


Que es un Transitorio?Transitorio: Es un cambio en la forma de onda, de por lo menos dos veces el valor RMS de la Tensin.

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

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


T r a n s i t o r i o

z Pico de Voltaje

z Duracin de

Microsegundos ( s)Nanosegundos (n s)

z 20 kV

z 20 kA

z Bipolar

z Aparicin Aleatoria

60 Hz


Transitorios Externos

Aparecen un 20 % de la veces, Causan DESTRUCCION

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

Ejemplo:Operacin de redes

DescargasAccidentes

RayosTormentas

Viento


MAPA DE ISODENSIDAD DE RAYOS A TIERRA

1983-1993


Transitorios Internos

z Switcheo de Motoresz Aire Acondicionadoz Dispositivos de Switcheoz Ventilacinz Calefaccinz Compresores

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


Qu tan Rpido es un Transitorio?

Cual es la Frecuencia del Sistema?

Cuanto tiempo dura un Ciclo?

En cuantos ciclos abre un interruptor ante un cortocircuito?

Cuanto representa la duracin de un transitorio con respecto a la duracin de un ciclo?

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

R = 60 Hz

R = 16 ms

R = 1 Ciclo

R = 1 milsima parte

R = nanosegundos


Efectos de un Transitorio

Destruccin de elementosDisipacin de energaInterrupcin de Procesos

Dao de circuitos impresosPerdida de memoria y datosBloqueo de sistemas


Sntomas de un Transitorio

Alto nivel de Equipo Daado

Tarjetas Electrnicas y Monitores Quemados

Cadas de Enlaces de Comunicacin

Discos Duros Aterrizados o Corrompido

Equipo Digital Operando Errneamente Sin Razn Aparente (atribuido a fallas de software)

Reemplazo Constante de Fusibles

Falla de Sobretensin enVariadores de Velocidad


Quin los ocasiona ?

Cargas con continuos arranques y paros.

Soldadoras, Punteadoras, Hornos.

Descargas Atmosfricas en la Red.

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

Switcheo en las Lneas de CFE LFC

Equipos de Comunicacin con antenas o hilos areos. Routers, enlaces satelital, etc.

Elevadores, Balastras, Bombas, etc.


Comportamiento de la Cermica MOV

LneaCondicin

Normal

Vn

ZI fuga

Condicin

Transitoria

VtZ

It

ZnO = 97%

Pb

Mg

Mn = 3%

Bi

...

mA kA


Varistores de Oxidos Metlicos MOV

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

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

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

z Se conectan en paralelo entre s.


OPERACIONModo: Linea - TierraLL TT

Filtros dejan pasar la Frecuencia Nominal y Atenuan altas frec,

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

99 % Plata,

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

99 % Plata,99 % Plata,

Clamping VoltageClamping Voltage

NN


Modos de Proteccin

10 modos de proteccin, Simplemente:EL TRANSITORIO NO PASA

Fase A

Fase B

Neutro

L-TL-T

L-T

L-N L-N

L-N

Fase CN-T

Tierra

L-L

L-L

L-L


IEEE C62.41 1991

Nivel CSubestaciones

Nivel BDistribucin

Nivel AAlumbrado

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

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

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

EMA,

I-Line

EBA,

I-Line

HWA, LC

SDSA, QO


Guia de Rpida de Aplicacin

Nivel de Capacidad de Ambiente EquiposExposicin Supresin SURGELOGIC

Alto 480kA y 320kA Acometidas de gran potencia EMAZonas de alto nivel isocerunico QD Logic

Vecino de zonas industriales I-Line

Industria en ambientes rurales

Alto a 240kA y 160kA Zonas de bajo nivel isocerunico EMA, EBA, I-LineMedio Acometida a tableros panel y autosoportados NQOD / NF / CCM

Compaias de tamao mediano QDLogic, Electroducto

Medio 160kA Tableros subgenerales EMA, EBA, I-LineAlimentadores sin proteccin en la acometida NQOD / NF / CCM

Cargas de potencia en la red QDLogic, Electroducto

Medio 160kA y 120kA Cuartos de cmputo y procesamiento EBA, HWA, I-Linea Bajo Circuitos derivados sin proteccin anerior NQOD / NF / CCM

Equipos robotizados y de control numrico Electroducto

Bajo 120kA a 40kA Circuitos derivados para cargas finales EBA, HWA, LC Cargas finales muy sensibles SDSA, QO

Uso Residencial, Casa Habitacin. SDSB1175C


Supresores de Transitorios


Transformadores de Aislamiento

Los transformadores conectados en delta -estrella (comnmente de distribucin) que suministran cargas no lineales monofsicas como pueden ser fuentes reguladas por conmutacin, las armnicas triplen(mltiplos de 3) circularn por las fases y el neutro del lado de la estrella, pero no aparecern en el lado de la delta (caso balanceado), ya que se quedan atrapadas en sta produciendo sobrecalentamiento de los devanados.


Transformadores Tipo K

Los transformadores tipo K son aprobados por UL (Underwriters Laboratory) para su operacin bajo condiciones de carga no senoidal, puesto que operan con menores prdidas a las frecuencias armnicas. Entre las modificaciones con respecto a los transformadores normales estn:a. El tamao del conductor primario se incrementa para soportar las corrientes armnicas triplen circulantes. Por la misma razn se dobla el conductor neutro.b. Se disea el ncleo magntico con una menor densidad de flujo normal, utilizando acero de mayor grado, yc. Utilizando conductores secundarios aislados de menor calibre, devanados en paralelo y transpuestos para reducir el calentamiento por el efecto piel.



CAPITULO 8. Recomendaciones prcticas para diseo e instalacin.

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

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



z CAPITULO 8. Recomendaciones prcticas para diseo e instalacin.

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

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

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


z 8.4.1.4 Consideraciones de Impedancia para Transformadores tipo Seco

Una prctica recomendada para transformadores de aislamiento de baja tensin tipo seco es tener una impedancia (%Z) en un rango de 35%, calculado a la frecuencia nominal. Esta impedancia no debe exceder 6% en ningun caso. La instalacin de transformadores con baja impedancia ayuda a minimizar la distorsin en la forma de onda del voltaje que generan los equipos electrnicos (cargas no lineales).



8.4.1.7 Transformadores con factor K-factor

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

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

Algunas consideraciones en su diseo son:



8.4.1.7 Transformadores con factor K-factor

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

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

c) Los ncleos (acero de mayor grado) son especialmente diseados para mantener una densidad de flujo menor bajo condiciones de saturacin debido a la distorsin en voltaje o por alto voltaje en la lnea.

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



Transformadores de Aislamiento

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

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

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


Transformadores Tipo K

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

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

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

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

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


Reguladores de voltaje.

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


Acondicionadores de lnea.

z Definimos a un equipo acondicionador de lnea al equipo o dispositivo que contribuya a resolver alguno de los problemas de calidad de la energa que hemos clasificado anteriormente.z A) Supresin.z B) Regulacin.z C) Aislamiento.


UNIDAD ININTERRUMPIBLE DE ENERGIA(Uninterruptible Power Supply, UPS)

z DefinicinIncorrectamente generalizado como No break, es un dispositivoque gracias a sus bateras, puede proporcionar energa elctricatras un apagn a todos los dispositivos que tenga conectados. Otra de las funciones de las UPS es la de mejorar la calidad de la energa elctrica que llega a los aparatos, filtrando subidas y bajadas de tensin y eliminando armnicos de la red en el caso de Corriente Alterna. Las UPS dan energa elctrica a equipos llamados cargas crticas, que pueden ser aparatos mdicos, industriales o informticos, que como se ha dicho antes, requieren tener siempre alimentacin y que sta sea de calidad debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o cadas de tensin).


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


Esquemas de UPS

ON-LINE: la carga siempre esta conectada al UPS y este se alimenta a partir de la lnea principal. En caso de fallo en las lneas las bateras suministran energa al inverso. De manera que no se presenta una interrupcin en las alimentacin de la carga. Cuando la alimentacin se restablece. El inversor se alimenta nuevamente de la lnea principal y las bateras son recargadas.

z Ocupacin de mayor potencia en el transformador.

z Circulacin de corrientes innecesarias en alimentadores

z Perdidas en alimentadoresz Cadas de tensin.z Multa por bajo FP

BANCOS DE CAPACITORES

1122

KWKW

KVAKVA11

KVAKVA22

KVARKVAR11

KVARxKVARx

KVARKVAR22

KVARxKVARx= KVAR= KVAR11--KVARKVAR22

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


Reactores de lnea.

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


Reactores de lnea.


TABLERO PRENSAS AUTOMATICASITM PRINCIPAL, ANTES DE COLOCAR LOS REACTORES

PERFIL DE LA THD EN CORRIENTE POR FASE

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9

DEL MARTES 5 DE ABRIL DE 2005

%

F

U

N

D

A

M

E

N

T

A

L

FASE 1 FASE 2 FASE 3


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

PERFIL DE LA THD EN CORRIENTE POR FASE

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DEL LUNES 26 Y MARTES 27 DE SEPTIEMBRE DE 2005

%

F

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FASE 1 FASE 2 FASE 3


FILTROS DE ARMONICAS

Remueven seales de alta frecuencia, armnicas y otros contaminantes de energa y datos. Estos equipos normalmente incluyen una combinacin de reactores y capacitores.


Filtros de Armnicas


SQUARESQUAREDD


La Conexin a Tierra

z Muchas de las variaciones que ocurren en la calidad de energa del suministro de energa elctrica ocurren dentro de las instalaciones de los propios usuarios y estn relacionadas con problemas de alambrado y conexiones a tierra, por lo que es necesario hacer una revisin de los mismos.


Sistemas de Tierras Fsicas

z El objetivo principal de los sistemas de Tierras Fsicas en un sistema elctrico es proveer un medio SEGURO para proteger a los usuarios durante la operacin normal y/o en caso de falla:z Los sistemas se conectan a tierra para limitar las

sobretensiones elctricas debidas a descargas atmosfricas, transitorios en la red o contacto accidental con lneas de alta tensin y para estabilizar la tensin elctrica a tierra durante su funcionamiento normal.

z Los equipos se conectan a tierra de modo que ofrezcan un camino de baja impedancia para las corrientes elctricas de falla y que faciliten el funcionamiento de los dispositivos de proteccin contra sobrecorriente en caso de falla a tierra.


El Puente de Union Principal

Neutro

TierraTierra

NeutroNeutro

Fase Carga

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

Tablero 3Tablero 2Tablero 1

TierraTierra TierraTierra

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

Red de Tierras


Cuando circula corriente por tierra

NeutroTierra

TierraTierra

Fase DATA WIRE

SIGNAL GROUND

V1 V2RI

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

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

TierraTierra


PC = 0 VPC = 500 kV

10 500 kV

10

0 V 0 V

10

0 V

500 kV0 V 0 V

0 V500 kV

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

50 kAInterconexin de sistemas

0 V500 kV


Conclusiones.

z Es importante que la industria sea cada da ms eficiente, la modernizacin contribuye a convertir ms eficientes los procesos productivos y continuar siendo competitivos en un mercado de libre comercio.

z La aplicacin de estas nuevas tecnologas implica la utilizacin de la electrnica de potencia (cargas no lineales). La utilizacin de estas cargas implica:1.- El suministro de energa elctrica de calidad.2.- Mitigar cualquier disturbio que generan estas cargas.

z El no resolver los problemas de calidad de la energa a tiempo, traern como consecuencia perdida de oportunidades de negocios, bajas en productividad, perdida de produccin, baja en la calidad del producto y costos altos de produccin.

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

LA TECNOLOGIA ES INVERSION Y SIGNIFICA SOLUCIONES


Apuntes del Curso Tutorial Estudio de Armnicas en Sistemas Elctricos, Seccin Mxico IEEE, 2002

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

Apuntes del curso Supresores de TransitoriosSchneider Electric Mxico, 2005

Apuntes del curso UPS y Acondicionadores de LneaSchneider Electric Mxico, 2005

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

BIBLIOGRAFIA


NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones Elctricas.- Utilizacin, Arts. 250, 280 y 285.

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

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

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

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

BIBLIOGRAFIA

57518336 CFE Calidad de Energia Electrica

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