División Peninsular Zona Campeche1er. Seminario de Ahorro de Energía Eléctrica Campeche, Campeche CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA Ponente: Ing. Cecilia Hernández Hdez 20 y 21 de Abril de 2009 INTRODUCCION Las cargas cada día son más sensibles a las variaciones de ciertos parámetros, ya que hacen un uso intensivo de controles basados en microprocesadores y electrónica de potencia. Implementación de “mayor eficiencia” a través de variadores de velocidad, lámparas eficientes, capacitores, etc., que incrementan la distorsión armónica. Estos equipos que generan distorsión armónica y bajo ciertas condiciones pueden deteriorar la magnitud y la forma de onda del voltaje suministrado a tal grado, que sea inadecuado de utilizar por la mayoría de los usuarios que comparten la misma fuente de suministro. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA INTRODUCCION Mayor atención de los usuarios finales a la calidad del suministro de energía (interrupciones, transitorios, etc.) ya que pueden significar cuantiosas perdidas. El principal factor que se encuentra detrás de los conceptos de la calidad de energía eléctrica es el incremento en la productividad para los usuarios. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA Cualquier problema que se presente en el suministro manifestada por desviaciones en la magnitud y forma de onda en el voltaje. corriente o frecuencia que puede ocasionar falla u operación inadecuada en el equipo del usuario. El estándar IEEE-1159-1995 define un alto nivel de calidad de la energía cuando tenemos un bajo nivel de disturbios.Calidad de la Energía. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . entendiéndose por disturbio como cualquier anormalidad en la forma de onda de voltaje o de corriente. CALIDAD DE VOLTAJE Magnitud, Forma de Onda y Frecuencia CALIDAD DE LA CORRIENTE Magnitud, Forma de Onda y Frecuencia CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA Combinación de calidad de voltaje y de corriente CALIDAD DEL SUMINISTRO Confiabilidad + Calidad de Voltaje CALIDAD DEL SERVICIO Calidad de Suministro + Relación con consumidores CALIDAD DEL CONSUMO Confiabilidad Suministro + Calidad de Energía + Relación con Consumidores SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA CALIDAD DEL SERVICIO (Georgia Power) PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIA VISTA DESDE EL USUARIO VECINOS 8% USUARIO 12% OTROS 3% SUMINISTRADOR 17% FENOMENOS NATURALES 60% SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA CALIDAD DEL SERVICIO (Georgia Power) PROBLEMAS DE CALIDAD DE ENERGIA VISTA DESDE EL SUMINISTRADOR SUMINISTRADOR 1% USUARIOS 25% VECINOS 8% FENOMENOS NATURALES 66% SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA los problemas de calidad de la energía pueden ser agrupados en varias categorías distintas. los problemas pueden presentarse.. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . desde la generación hasta las cargas. en cuanto a la eliminación y prevención de disturbios de la forma de onda senoidal de C.CUBO DE CALIDAD DE LA ENERGÍA El acondicionamiento de las redes eléctricas es extenso y complicado.A. Sin embargo a pesar de su variedad y complejidad. aislamiento y supresión. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . las armónicas y el ruido.CUBO DE CALIDAD DE LA ENERGÍA El cubo de calidad de la energía es una analogía que enfatiza el acondicionamiento de cada área las cuales requieren métodos y soluciones tecnológicas independientes. Las áreas de regulación. las otras caras del cubo representan el aterrizamiento de la red eléctrica. Eaton Electrical. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Fuente: Seminario de Power Quality. CUAL ES EL ORIGEN DEL PROBLEMA? SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Descargas atmosféricas Lluvia Viento Polvo Nieve Granizada Terremoto Huracán Humedad Salinidad. Cargas No lineales. Corto circuito. Perdida de fase. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Apertura de interruptores. Eléctricos. Conexión y desconexión de cargas. Falla de transformadores. Suspensión del servicio.Naturales. Bajo Factor de Potencia. Corrección del F. Sobrecarga.P. Depreciaciones de voltaje (sags/dips). Interrupciones (Interruption ). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Principales Disturbios. Completa perdida de voltaje por un periodo de tiempo. con una duración de medio ciclo a 2. Reducción en el voltaje nominal rms a la frecuencia de trabajo. (150 ciclos ).5 seg. con una duración de medio ciclo a 2. Incremento en el voltaje nominal rms.Principales Disturbios. Transiente-Oscilatorio (Transient). (150 ciclos). Elevaciones de voltaje (swell ). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .3 a 5 milisegundos. con duración desde 0.u. de valor hasta 8 veces el voltaje p.5 seg. a la frecuencia de trabajo. Son bidireccionales. Pulso unidireccional con duración a dos milisegundos. Transiente-Impulso (Transient). producidas por la conmutación en la conducción de la corriente de diodos y tiristores. Ranuras de las formas de onda de voltaje .Principales Disturbios. Ranuras ( Notch). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Reducción en el voltaje nominal rms a la frecuencia de trabajo.Principales Disturbios. con una duración mayor a 2. Aumento en el voltaje rms. Alto voltaje (overvoltage). Bajo voltaje (Undervoltage). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .5 seg. a la frecuencia de trabajo por un periodo de tiempo mayor a 2.5 seg. Parpadeos luminosos perceptibles que son molestos para el ojo humano.Principales Disturbios. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Representación matemática de la distorsión de una forma de onda pura senoidal. Flicker (Subarmónicas). Distorsión Armónica (harmonic distortion). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . lo representan los sags. fallas en los equipos. Estos tienen su origen en la conexión y desconexión de cargas y en ciertas ocasiones por descargas atmosféricas. 2.-Los impulsos representan un significativo 21% de los problemas de calidad de la energía.Resumiendo. descargas atmosféricas.-Las interrupciones representan un 11% de los problemas de calidad de la energía y sus fuentes son múltiples como pueden ser fallas de corto circuito. 3.-Los problemas más frecuentes que representan un 68% de las fallas. descargas atmosféricas y en algunos casos arranque de motores. descargas estáticas y arqueo entre contactos. 1. accidentes automovilísticos. Los sags tienen origen principalmente en condiciones de falla como corto circuito. NORMATIVIDAD Las normas más importantes que tratan sobre medida y caracterización de eventos en la tensión de suministro de energía eléctrica (y en general de la calidad de la energía eléctrica) son: Norma Europea EN-50160 (Características de la Tensión Suministrada por las Redes Generales de Distribución) Estándar IEC 61000-4-30 IEEE Standard 1159-1995. . 45 NO .NORMATIVIDAD PARAMETRO LIMITES ESTABLECIDOS NORMATIVIDAD NACIONAL INTERNACIONAL Frecuencia de Suministro Variación del Voltaje (regulación) Contenido de Armónicas Tensión Contenido de Armónicas Corriente Diferencia de Potencial entre Neutro y Tierra Desbalanceo de Voltaje 59.9 a 60.10% Vn CFE / LUZ Y FUERZA CFE / LUZ Y FUERZA SI +/.1 IEEE Std-519 IEEE Std-519 NO NEC 1990 NEMA MG-1. 12.1 ciclos/seg +/. Sec.5% Vn Menor a 5% THD (Depende del Nivel de Tensión y IL/Icc) 3-5 V 6%. 5 min en BT 3% Continuo en AT CFE L000045 CFE L000045 ANSI C84. NORMATIVIDAD PARAMETRO LIMITES ESTABLECIDOS NORMATIVIDAD NACIONAL INTERNACIONAL Sobretensiones transitorias por maniobra Depreciaciones de Voltaje 2 x Vsum 80-90% Vsim. 20 veces/mes <85%. 2 veces al mes NO ANSI/IEEE C60. sin afectaciones al usuario CFE) CFE / LUZ Y FUERZA ANSI/IEEE 446 Confiabilidad del Suministro 150 min cliente/año SI Factor de Potencia Mínimo Desequilibrio de Tensión Desequilibrio de Corriente minimo 90% máximo 2% máximo 5% SI SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .45 NO NO (*84 min en 2007. una versión que ha sido estandarizada por la ANSI como el Std-IEEE-446. Desde entonces esta curva se ha modificado y actualmente se conoce como curva del Consejo Tecnológico de Industrias de Informática (ITIC).Curva de Aceptabilidad (CBEMA-ITIC) El nivel de susceptibilidad a los disturbios en el voltaje de alimentación en los equipos de cómputo es difícil de medir. La experiencia dio como resultado la publicación de la Curva de la Asociación de Fabricantes de Equipos Informáticos y Empresariales (CBEMA). . a c e p t a b i l i d a d SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Frecuencia de variaciones de voltaje. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . HERRAMIENTAS PARA LOS ESTUDIOS DE CALIDAD DE ENERGIA SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Analizadores de Redes Eléctricas PP4300 ION 7550. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . 7650 3100 PQNode® EPRI PQPager® Algodue. Forma de Onda SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Captura de disturbios. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Captura de disturbios. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Captura de disturbios. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Captura de disturbios. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Espectro de armónicas. Dirección de las armónicas. SOURCE SOURCE LOAD SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Monitoreo en tiempo real. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Software. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Software. B I B L I O G R A F I A SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . ¿Cuales son los Problemas ? ¿Cuales son los Problemas ? EQUIPOS PARA MEJORAR LA PARA MEJORAR LA CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA ELECTRICA SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . POWER QUALITY: Equipo de Cómputo Tabla de disturbios y daños causados por Calidad de Energía Deficiente Daño probable Variación de voltaje (sag) Impulso 2x Nominal Impulso 4x Nominal Interrupción Voltaje del Neutro a Tierra Disturbio Repetitivo Sobrevoltaje Falla de tarjetas electrónicas Errores misceláneaos de software Caída del disco duro Congelamiento del sistema Errores de paridad Falla de las fuentes de poder Reiniciar / Resetear Pérdida de voltaje de AC Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Supresores de Transitorios. Las sobretensiones transitorias que entran a las instalaciones comerciales, a través del sistema de distribución son atenuadas por los apartarrayos instalados en las acometidas y los TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) o Supresores de Transitorios que protegen a los equipos sensibles de los usuarios ya que son dispositivos diseñados para manejar altos niveles de energía asociados con la actividad transiente en línea. Cabe agregar que algunos de los mejores dispositivos pueden también proporcionar una atenuación de ruido significativa. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA STD-1100-1999 (Emerald Book). 8.4.2.5 Recomendaciones para la protección de transitorios. La protección de transitorios se debe aplicar desde la entrada del servicio eléctrico, tableros de protecciones y tableros de distribución y en los tableros de distribución secundarios o derivados que alimenten a equipo telefónico, de telecomunicaciones, televisión u otros equipos electrónicos, estas protecciones pueden ser instaladas externamente internamente en el tablero de protecciones o de distribución. Los tableros de distribución deben contener la protección montado íntegramente para minimizar los efectos de los transitorios en los conductores optimizando de esta manera su efectividad. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA Los transitorios siempre han existido.TRANSITORIOS ¡EL PROBLEMA EN LA ERA DE LA ELECTRONICA! Los Transitorios son algo nuevo…? NO. Son el resultado natural de la Actividad Eléctrica. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . tales como: Computadoras personales Sistemas de telefonía Líneas de producción automatizadas Equipos de diagnóstico médico Maquinas y herramientas industriales Bombas electrónicas de gases Controles automáticos de riego SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .TRANSITORIOS ¡EL PROBLEMA EN LA ERA DE LA ELECTRONICA! Existe una amplia difusión en el uso de equipos electrónicos. ¿Que es un Transitorio? Transitorio: Es un cambio en la forma de onda. de por lo menos dos veces el valor RMS de la Tensión. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . de menos de dos veces el valor RMS de la tensión. Ruido: Es un cambio en la forma de onda. El ruido de Alta Frecuencia en sistemas de Baja Tensión. es independiente de la frecuencia fundamental. Transitorio Pico de Voltaje Duración de Microsegundos (μ s) Nanosegundos (n s) 20 kV 20 kA Bipolar Aparición Aleatoria SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA 60 Hz . Causan DESTRUCCION Ejemplo: Operación de redes Descargas Accidentes Rayos Tormentas Viento SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Transitorios Externos Aparecen un 20 % de la veces. MAPA DE ISODENSIDAD DE RAYOS A TIERRA 1983-1993 SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Transitorios Internos Switcheo de Motores Aire Acondicionado Dispositivos de Switcheo Ventilación Calefacción Compresores Aparecen un 80 % de la veces. Causan DEGRADACION SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Qué tan Rápido es un Transitorio? ¿Cual es la Frecuencia del Sistema? ¿Cuanto tiempo dura un Ciclo? R = 60 Hz R = 16 ms ¿En cuantos ciclos abre un interruptor ante un cortocircuito? R = 1 Ciclo ¿Cuanto representa la duración de un transitorio con respecto a la duración de un ciclo? R = 1 milésima parte ¿Que velocidad de respuesta se espera de un equipo que proteje contra transitorios? R = nanosegundos SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Efectos de un Transitorio Destrucción de elementos Disipación de energía Interrupción de Procesos Daño de circuitos impresos Perdida de memoria y datos Bloqueo de sistemas SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Síntomas de un Transitorio Alto nivel de Equipo Dañado Tarjetas Electrónicas y Monitores Quemados Caídas de Enlaces de Comunicación Discos Duros Aterrizados o Corrompido Equipo Digital Operando Erróneamente Sin Razón Aparente (atribuido a fallas de software) Reemplazo Constante de Fusibles Falla de Sobretensión en Variadores de Velocidad SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . etc. Routers. Hornos. Descargas Atmosféricas en la Red. Bombas. Elevadores. enlaces satelital. etc. Soldadoras. Switcheo en las Líneas de CFE ó LFC Equipos de Comunicación con antenas o hilos aéreos. Balastras.¿ Quién los ocasiona ? Cargas con continuos arranques y paros. Punteadoras. Procesos industriales de gran potencia dentro de la empresa o con vecinos. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . . mA kA Condición Transitoria Condición Normal Z I fuga Vt Z = 3% It SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA ..Comportamiento de la Cerámica MOV Línea ZnO = 97% Vn Pb Mg Mn Bi . aparta de la red la energía en exceso y la disipa fuera del sistema Se conectan en paralelo entre sí. de un valor muy alto a un valor muy bajo en tiempo de 1 nanosegundo Al presentarse un rayo.Varistores de Oxidos Metálicos MOV Son conectados en paralelo a la red y activados por el pico de tensión Al exponerlos a la alta energía de un Transitorio modifica su impedancia. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . 200kA. 99 % Plata. 99 % Plata. 200kA. Clamping Voltage Clamping Voltage Filtros dejan pasar la Frecuencia Nominal y Atenuan altas frec.L N T OPERACION Modo: Linea .Tierra El fusible se activa al final El fusible se activa al final de la vida útil. de la vida útil. Simplemente: EL TRANSITORIO NO PASA SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Modos de Protección Fase A L-L Fase B L-N L-N L-L N-T L-L Neutro L-N L-T L-T Fase C L-T Tierra 10 modos de protección. I-Line *Red de Distribución *Transformadores *Tableros Panel *UPS *Hay Cableado HWA. I-Line *Mayor exposición *Acometida *Equipos Robustos *Autosoportados *Poco Cableado EBA.41 1991 Nivel C Subestaciones Nivel B Distribución Nivel A Alumbrado EMA. LC SDSA.IEEE C62. QO *Circuitos Derivados *Equipos sensibles *Tomas eléctricas * Mucho Cableado * Filtrado SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . QO SDSB1175C Alto a Medio Medio 240kA y 160kA 160kA Medio a Bajo Bajo 160kA y 120kA 120kA a 40kA Acometidas de gran potencia Zonas de alto nivel isoceráunico Vecino de zonas industriales Industria en ambientes rurales Zonas de bajo nivel isoceráunico Acometida a tableros panel y autosoportados Compañias de tamaño mediano Tableros subgenerales Alimentadores sin protección en la acometida Cargas de potencia en la red Cuartos de cómputo y procesamiento Circuitos derivados sin protección anerior Equipos robotizados y de control numérico Circuitos derivados para cargas finales Cargas finales muy sensibles Uso Residencial. HWA. Electroducto EMA. LC SDSA. EBA. I-Line NQOD / NF / CCM Electroducto EBA. EBA. I-Line NQOD / NF / CCM QDLogic. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Guia de Rápida de Aplicación Nivel de Exposición Alto Capacidad de Supresión 480kA y 320kA Ambiente Equipos SURGELOGIC EMA QD Logic I-Line EMA. HWA. Casa Habitación. Electroducto EBA. I-Line NQOD / NF / CCM QDLogic. Supresores de Transitorios SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . pero no aparecerán en el lado de la delta (caso balanceado).Transformadores de Aislamiento Los transformadores conectados en delta estrella (comúnmente de distribución) que suministran cargas no lineales monofásicas como pueden ser fuentes reguladas por conmutación. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . ya que se quedan atrapadas en ésta produciendo sobrecalentamiento de los devanados. las armónicas “triplen” (múltiplos de 3) circularán por las fases y el neutro del lado de la estrella. El tamaño del conductor primario se incrementa para soportar las corrientes armónicas “triplen” circulantes.Transformadores Tipo K Los transformadores tipo K son aprobados por UL (Underwriter’s Laboratory) para su operación bajo condiciones de carga no senoidal. puesto que operan con menores pérdidas a las frecuencias armónicas. Se diseña el núcleo magnético con una menor densidad de flujo normal. Entre las modificaciones con respecto a los transformadores normales están: a. y c. devanados en paralelo y transpuestos para reducir el calentamiento por el efecto piel. utilizando acero de mayor grado. Utilizando conductores secundarios aislados de menor calibre. b. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Por la misma razón se dobla el conductor neutro. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Esta característica provee mas estabilidad a la fuente con mejor regulación de voltaje y minimiza la THD cuando se tienen corrientes de cargas no lineales.STD-1100-1999 (Emerald Book). Recomendaciones prácticas para diseño e instalación. CAPITULO 8. Los sistemas eléctricos de distribución que operan a 480 Y/277 V (o 600 Y/347 V) tienen los siguientes beneficios sobre los sistemas que operan a 208Y/120 V: a) Las impedancias de las fuentes 480 Y/277 V son típicamente menores que los sistemas de 208 Y/120 V. resultando en menores perdidas en los alimentadores.STD-1100-1999 (Emerald Book). c) Los sistemas 480 Y/277 V manejan menos corriente. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . b) Los transformadores reductores para 208 Y/120 V ayudan a atenuar los disturbios generados en el sistema de 480 V. d) Los sistemas 480 Y/277 V normalmente tienen menor costo por instalación y material resultando mas económicos. CAPITULO 8. Recomendaciones prácticas para diseño e instalación. Esta impedancia no debe exceder 6% en ningun caso.STD-1100-1999 (Emerald Book). La instalación de transformadores con baja impedancia ayuda a minimizar la distorsión en la forma de onda del voltaje que generan los equipos electrónicos (cargas no lineales). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .1.4. 8.4 Consideraciones de Impedancia para Transformadores tipo Seco Una práctica recomendada para transformadores de aislamiento de baja tensión tipo seco es tener una impedancia (%Z) en un rango de 3–5%. calculado a la frecuencia nominal. 7 Transformadores con factor K-factor UL y los fabricantes de transformadores han establecido el “Factor K” para transformadores de potencia tipo seco. Algunas consideraciones en su diseño son: SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . 8.STD-1100-1999 (Emerald Book).4. para indicar su capacidad para soportar corrientes de carga no sinoidales.1. Típicamente estos transformadores son diseñados especialmente para soportar el incremento de temperatura y las corrientes en el neutro que producen las cargas no lineales. 40 SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .7 Transformadores con factor K-factor a) El rango del neutro es del 200% en el lado secundario a plena carga. Existen múltiples configuraciones. conductores paralelos pueden reducir el efecto piel en las altas frecuencias de las corrientes armónicas y balancear las triples armónicas que circulan en el devanado primario (delta) c) Los núcleos (acero de mayor grado) son especialmente diseñados para mantener una densidad de flujo menor bajo condiciones de saturación debido a la distorsión en voltaje o por alto voltaje en la línea. b) Los conductores del devanado son especialmente configurados y hechos para minimizar el calentamiento debido a las corrientes armónicas.STD-1100-1999 (Emerald Book).1.20 K.4.13 K. 8.30 K. Los valores comerciales de transformadores con factor K: K.9 K. para soportar las corrientes en el neutro principalmente como resultados de las “triplen” armonicas y desbalanceo de fases. La ecuación que lo define es: ( ) Ih pu = corriente armónica en p.40 SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .30 K.9 K. Los valores comerciales de transformadores con factor K: K. tomando como base la corriente Irms.13 K.20 K. Con el valor del factor K de la corriente de la carga.u.Transformadores de Aislamiento El factor K se puede encontrar mediante un análisis armónico de la corriente de la carga o del contenido armónico estimado de la misma. se puede escoger el transformador adecuado. Transformadores Tipo K Donde la corriente de armónicas producida por cierto equipo sea menor al 15%. Donde el 100% de la carga sea equipo electrónico. utilice un transformador estándar de uso general. use un transformador de factor K-13. están generalmente reservados para piezas especificas de equipos donde el espectro de las armónicas de las carga es conocido. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . use un transformador de factor K-4. Donde el equipo electrónico represente mas del 35% de la carga. use un transformador de factor K-20. Donde el equipo electrónico represente mas del 75% de la carga. Otros factores K superiores. a pesar de amplias fluctuaciones en la tensión de suministro. Proporcionan el voltaje nominal requerido en la carga.Reguladores de voltaje. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Definimos a un equipo acondicionador de línea al equipo o dispositivo que contribuya a resolver alguno de los problemas de calidad de la energía que hemos clasificado anteriormente. C) Aislamiento.Acondicionadores de línea. A) Supresión. B) Regulación. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . UNIDAD ININTERRUMPIBLE DE ENERGIA (Uninterruptible Power Supply. es un dispositivo que gracias a sus baterías. industriales o informáticos. requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (picos o caídas de tensión). SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . UPS) Definición Incorrectamente generalizado como No break. que pueden ser aparatos médicos. Otra de las funciones de las UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a los aparatos. Las UPS dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas. puede proporcionar energía eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados. que como se ha dicho antes. filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de Corriente Alterna. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . El inversor esta calculado para alimentar a la carga durante un periodo de tiempo relativamente corto y la duración de las baterías es usualmente de unos pocos minutos.Esquemas de UPS OFF-LINE: la carga esta siempre conectada a la línea principal y el UPS solo funciona cuando hay falla en esta. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . De manera que no se presenta una interrupción en las alimentación de la carga. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . En caso de fallo en las líneas las baterías suministran energía al inverso. El inversor se alimenta nuevamente de la línea principal y las baterías son recargadas.Esquemas de UPS ON-LINE: la carga siempre esta conectada al UPS y este se alimenta a partir de la línea principal. Cuando la alimentación se restablece. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Multa por bajo FP .BANCOS DE CAPACITORES Ocupación de mayor potencia en el transformador. Circulación de corrientes innecesarias en alimentadores Perdidas en alimentadores Caídas de tensión. ϕ1 ϕ2 KVA1 KW KVA2 KVAR2 KVAR1 KVARx= KVAR1-KVAR2 Tg ϕ= KVAR/KW KVAR1 = KW * Tg j1 KVAR2 = KW * Tg j2 KVARx = KW * Tg j1 .Tg j2) KVARx .KW * Tg j2 KVARx = KW *(Tg j1 . Reactores de línea. Los reactores con impedancia del 3% son aplicables para absorber los picos en la línea de potencia y la corriente de descarga de motores. + Reducen el ruido emitido por los motores. + Reducen las corrientes de descarga. + Aumentan la vida de los semiconductores. + Limitan la corriente de corto-circuito. + Reducen la distorsión por armónicas. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . + Reducen la temperatura de operación de los equipos. Los de impedancia del 5% son aplicables para reducir las corrientes y frecuencias armónicas. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .Reactores de línea. ANTES DE COLOCAR LOS REACTORES PERFIL DE LA THD EN CORRIENTE POR FASE SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA 10:34 10:39 10:44 10:49 10:54 10:59 11:04 11:09 11:14 11:19 11:24 11:29 11:34 11:39 11:44 11:49 11:54 11:59 12:04 12:09 12:14 12:19 12:24 12:29 12:34 12:39 12:44 12:49 12:54 12:59 13:04 13:09 13:14 13:19 13:24 13:29 13:34 13:39 13:44 13:49 13:54 13:59 14:04 14:09 14:14 14:19 14:24 14:29 14:34 14:39 14:44 14:49 14:54 14:59 15:04 15:09 15:14 15:19 15:24 15:29 15:34 15:39 15:44 15:49 15:54 15:59 16:04 16:09 .% FUNDAMENTAL 10 20 30 40 50 60 70 0 DEL MARTES 5 DE ABRIL DE 2005 FASE 1 FASE 2 FASE 3 TABLERO PRENSAS AUTOMATICAS ITM PRINCIPAL. % FUNDAMENTAL 10 20 30 40 50 60 70 0 FASE 1 FASE 2 TABLERO PRENSAS AUTOMATICAS ITM PRINCIPAL. DESPUES DE COLOCAR 3 REACTORES DE LINEA PERFIL DE LA THD EN CORRIENTE POR FASE DEL LUNES 26 Y MARTES 27 DE SEPTIEMBRE DE 2005 SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA FASE 3 17:10 17:15 17:20 17:25 17:30 17:35 17:40 17:45 17:50 17:55 18:00 18:05 18:10 18:15 18:20 18:25 18:30 18:35 18:40 18:45 18:50 18:55 19:00 19:05 19:10 19:15 19:20 19:25 19:30 19:35 19:40 19:45 19:50 19:55 20:00 20:05 20:10 20:15 20:20 20:25 20:30 20:35 20:40 20:45 20:50 20:55 21:00 21:05 21:10 21:15 21:20 14:36 14:41 14:46 14:51 14:56 15:01 15:06 15:11 15:16 15:21 15:26 15:31 15:36 15:41 15:46 15:51 15:56 16:01 16:06 16:11 16:16 16:21 16:26 16:31 16:36 16:41 . armónicas y otros contaminantes de energía y datos. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA .FILTROS DE ARMONICAS Remueven señales de alta frecuencia. Estos equipos normalmente incluyen una combinación de reactores y capacitores. Filtros de Armónicas SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SQUARE’D SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . La Conexión a Tierra Muchas de las variaciones que ocurren en la calidad de energía del suministro de energía eléctrica ocurren dentro de las instalaciones de los propios usuarios y están relacionadas con problemas de alambrado y conexiones a tierra. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . por lo que es necesario hacer una revisión de los mismos. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Los equipos se conectan a tierra de modo que ofrezcan un camino de baja impedancia para las corrientes eléctricas de falla y que faciliten el funcionamiento de los dispositivos de protección contra sobrecorriente en caso de falla a tierra.Sistemas de Tierras Físicas El objetivo principal de los sistemas de Tierras Físicas en un sistema eléctrico es proveer un medio SEGURO para proteger a los usuarios durante la operación normal y/o en caso de falla: Los sistemas se conectan a tierra para limitar las sobretensiones eléctricas debidas a descargas atmosféricas. transitorios en la red o contacto accidental con líneas de alta tensión y para estabilizar la tensión eléctrica a tierra durante su funcionamiento normal. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . U. 250-23.P. Tierra Tierra Red de Tierras Tierra P. = Puente de Union Principal NOM-SEDE-001 Art.U.P.El Puente de Union Principal Tablero 1 Tablero 2 Tablero 3 Fase Carga Neutro P. 26 SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Neutro Neutro P.U.P. Cuando circula corriente por tierra Fase Neutro Tierra DATA WIRE SIGNAL GROUND V1 Tierra I R V2 Tierra Cuando circula corriente por el cable de tierra. originando así una diferencia de potencial entre tierras. se produce una caida de tensión por la resistencia del cable. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . y con ello la perdida del sistema equipotencial. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . Interconexión de sistemas 50 kA 500 kV 0 V PC = 500 kV 0 V 500 kV 0 V 10 Ω 0V 500 kV 0 V 10 Ω 0V SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA 500 kV 0 V 10 Ω 0V NOM-SEDE-001 Art. 86 . 250-81. baja en la calidad del producto y costos altos de producción.. perdida de producción. La utilización de estas cargas implica: 1. bajas en productividad.Conclusiones.El suministro de energía eléctrica de calidad.. SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . 2. La aplicación de estas nuevas tecnologías implica la utilización de la electrónica de potencia (cargas no lineales).Mitigar cualquier disturbio que generan estas cargas. la modernización contribuye a convertir más eficientes los procesos productivos y continuar siendo competitivos en un mercado de libre comercio. traerán como consecuencia perdida de oportunidades de negocios. El no resolver los problemas de calidad de la energía a tiempo. Es importante que la industria sea cada día más eficiente. “LA TECNOLOGIA ES INVERSION Y SIGNIFICA SOLUCIONES” ING. ID Nextel: 72*683496*2 Oficina: (55) 5115-8945 Móvil: (044 55) 2899-4627 saycener@prodigy. CECILIA HERNANDEZ HERNANDEZ.mx .net. 2005 Apuntes del curso “Mr. de C.A. Capacitor”. 2000 SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . S. 2003 Apuntes del curso “Supresores de Transitorios” Schneider Electric México. Sección México IEEE. 2005 Apuntes del curso “UPS y Acondicionadores de Línea” Schneider Electric México.BIBLIOGRAFIA Apuntes del Curso Tutorial “Estudio de Armónicas en Sistemas Eléctricos”. 2002 “The Dranetz-BMI Field Handbook for Power Quality Analysis ” Dranetz-BMI.. Inelap.V. . Arts. (Libro Esmeralda) SOLUCIONES EN AHORRO Y CALIDAD DE ENERGIA . IEEE STD-1100-1992. 250.Utilización”.BIBLIOGRAFIA NOM-001-SEDE-2005 “Instalaciones Eléctricas. 280 y 285. “Recommended Practice for Powering and Grounding of Sensitive Electronic Equipment”. 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).