PROYECTO DENORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 CONTENIDO Página 1. OBJETO .......................................................................................................................1 2. DEFINICIONES.............................................................................................................1 3. CARACTERÍSTICAS DE LA FRECUENCIA ...............................................................2 4. CARACTERÍSTICAS DE LA TENSIÓN .......................................................................2 BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................4 ANEXOS ANEXO A (Informativo) TENSIONES NO NORMALIZADAS EN USO POR ALGUNOS OPERADORES DE RED EN COLOMBIA..........................................................................................................5 ANEXO B (Informativo) IMPACTO DE LA CONEXIÓN DE LOS TRANSFORMADORES EN LA CONDUCCIÓN DE PERTURBACIONES DE CALIDAD DE POTENCIA .........................................................7 TABLAS Tabla 1. Frecuencia aceptable...............................................................................................2 Tabla 2. Clasificación, denominación y valores de la tensión nominal ............................3 subtransmisión. se establecen las siguientes definiciones.2 Esta norma es aplicable a sistemas de transmisión. Los equipos utilizados deben ser aptos para operar en tales sistemas 1. tales como condiciones climáticas excepcionales y otras catástrofes naturales.).) para tensiones con valor nominal mayor o igual a 25 V y menor o igual a 500 kV de corriente alterna (c. TENSIONES Y FRECUENCIA NOMINALES EN SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN REDES DE SERVICIO PÚBLICO 1. interrupciones debidas a causas externas. 2. A tensiones que representen o transmitan señales de medida o control. distribución y a la utilización de energía eléctrica de corriente alterna (c. . se considera como tal la tensión entre fases. instalación o equipo y para el cual ha sido previsto su funcionamiento y aislamiento. decisiones gubernamentales.a. .3 Esta norma no es aplicable en los siguientes casos: . 1 de 12 . con frecuencia de servicio nominal inferior a 1 000 Hz. Para el caso de sistemas trifásicos.1 Tensión nominal. Suministro que sigue a una falla o en condiciones provisionales de alimentación. Valor convencional de la tensión eficaz con el cual se designa un sistema. Condiciones excepcionales. o para limitar la extensión y la duración de una interrupción de alimentación.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 ELECTROTECNIA.1 Esta norma establece los valores que caracterizan la tensión de alimentación suministrada en cuanto a amplitud y frecuencia. OBJETO 1.a. NOTA Las características de la tensión dadas en esta norma no están destinadas a ser utilizadas como niveles de compatibilidad electromagnética. 1. 2. hechos provenientes de terceros. previstas para mantener el suministro a los clientes durante trabajos de mantenimiento o de construcción en la red. así como a tensiones normalizadas de componentes y partes usadas dentro de dispositivos eléctricos. fuerza mayor. no controlables por el distribuidor. DEFINICIONES Para los propósitos de este documento normativo. se encuentre dentro de los rangos permisibles de la Tabla 1. CARACTERÍSTICAS DE LA FRECUENCIA La frecuencia nominal de la tensión suministrada debe ser 60 Hz.2 Tensiones máximas y mínimas de un sistema a) Tensión máxima de un sistema: valor eficaz máximo de tensión que ocurre bajo condiciones de operación normal en cualquier momento y punto del sistema. no es usado para la detección y medición de perturbaciones como eventos de tensión (sags o swells). Los valores de frecuencia tomados cada 10 min se agruparán para un período de una semana. 3.2 Hz hasta 63 Hz Redes sin conexión síncrona a un sistema Desde 58.estacionarias. 2 . respectivamente. Frecuencia aceptable Frecuencia aceptable Frecuencia aceptable durante Tipo de red durante el 95 % de una el 100 % de una semana semana Redes acopladas por enlaces síncronos a Desde 59. El 100 % de los valores registrados en la semana deberán estar en el intervalo definido por las columnas de tensión máxima y tensión mínima indicados en la Tabla 2. interrupciones o transitorios. denominación y valores de la tensión nominal se establecen en la Tabla 2. el valor medio de la frecuencia fundamental medida durante 10 s en redes de distribución debe estar de acuerdo con lo establecido en la Tabla 1.8 Hz Desde 57.5 Hz un sistema interconectado hasta 60. NOTA Sin embargo. b) Tensión mínima de un sistema: valor eficaz mínimo de tensión que ocurre bajo condiciones de operación normal en cualquier momento y punto del sistema. En condiciones normales de suministro. NOTA El método de evaluación es específicamente para señales de tensión cuasi . se pueden presentar desviaciones del valor eficaz de la tensión fuera del rango de los valores de referencia con una duración mayor a un (1) minuto que no se reflejan en el valor obtenido en el período de agregación de diez (10) minutos. el periodo de medida deberá ser una semana con un periodo de agregación de diez (10) minutos. En condiciones normales de suministro. CARACTERÍSTICAS DE LA TENSIÓN La clasificación.2 Hz hasta 69 Hz regiones no interconectada e islas) NOTA 1 Estos niveles corresponden a la regulación CREG 025/95 o la resolución que la modifique o sustituya 4. Tabla 1. El intervalo de medida debe ser de una semana.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 2.8 Hz Desde 51 Hz interconectado (redes de distribución en hasta 61. de tal forma que el 95 % y el 100 % de éstos. +5 -5 Extra Alta Tensión 500 000 - 230 kV < Vn NOTA La clasificación por niveles es de tipo informativo y corresponden con la regulación CREG 082/2002 o la resolución que la modifique o sustituya.5 kV ≤ Vn 66 000 - 57.5 kV 13 800 - Nivel 3 34 500 30 kV ≤ Vn < 57. 3 .5 kV ≤ Vn < 220 kV ≤ 230 kV 115 000 - . 120 120/208 - . 230 000 .5 kV 44 000 57 500 - Nivel 4 Alta Tensión 57. denominación y valores de la tensión nominal Tensión Nominal (V) Tensión máxima Tensión mínima Clasificación Nivel Sistemas Sistemas (% de la (% de la Trifásico de 3 ó 4 Monofásico de 3 nominal) nominal) conductores ó 4 conductores .PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 Tabla 2. Clasificación. 120/240 Baja Tensión Nivel 1 127/220 - Vn < 1 kV Vn < 1kV 220 - 277/480 - 480 - 4 160 . +5 -10 . 7 620 Nivel 2 1 kV ≤ Vn 11 400 - Media Tensión < 30 kV 1 kV ≤ Vn 13 200 - < 57. 22 p. 2002. Geneve: IEC. Compatibilidad electromagnética. AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. Bogotá: ICONTEC. 21. Parte 1: Generalidades.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 BIBLIOGRAFÍA Las siguientes normas pueden ser consultadas por el lector de esta norma como información adicional sobre el tema. (ANSI C 84. London: BSI. Washington: ANSI. 4 . Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Systems. Sección 1: Aplicación e interpretación de definiciones y términos fundamentales. Voltage Ratings (60 HZ). 2000. BRITISH STANDARDS INSTITUTE. 34p. 2002. (IEC 60038:2002). (BS EN 50160). 2000. objeto de esta norma. IEC Standard Voltages. p. Electric Power Systems and Equipment. 23 p. INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMISIÓN. (NTC-IEC 61000-1-1).1). INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. área o subterránea.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 ANEXO A (Informativo) TENSIONES NO NORMALIZADAS EN USO POR ALGUNOS OPERADORES DE RED EN COLOMBIA Niveles de tensión Ciudad Empresa Comentarios empleados Monofásico. 3 conductores 23 0000 Red primaria 5 . aérea o subterránea.rural . 3 conductores 44 000 Red primaria.urbana 214/123. aérea o subterránea. rural o urbana Trifásico. 3 conductores Red primaria. Trifásico.rural .urbana 13 200/7 621 Trifásico. 3 conductores 33 000 Red primaria.urbana 208/120 Trifásico. 13 200 Red Trifásica 3 conductores .5 Trifásico. 2 y 3 conductores 120/240 Red secundaria . Red primaria. rural o urbano CHEC EXCEPTUANDO PEREIRA 13 200/7 620 Red monofásica 2 ó 3 conductores. 3 ó 4 conductores Red secundaria . ANTIOQUIA EEPPM Trifásico. 3 conductores 11 5000 Red primaria.rural . rural o urbana. 3 ó 4 conductores Red secundaria – rural . 3 conductores 115 000 Red primaria Monofásico.urbana 4 160 Red primaria CALDAS Y RISARALDA. rural o urbana Trifásico. 2 conductores 120/240 Red secundaria . aérea rural o urbana Trifásico. Red primaria. aérea o subterránea. A.A. red monofásica 2 hilos. Niveles de tensión Ciudad Empresa Comentarios empleados 120/240 Monofásico.. P. entre otros. 3 o 4 conductores Red secundaria . Centrales Eléctricas del Norte de Santander S. 11 400/6 581 Trifásico. 6 .PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 (Final) Continúa. aérea o subterránea. EPM. 3 conductores Red primaria. 2 conductores Red secundaria . E. red bifásica 3 hilos. aérea o subterránea.urbana 13 200/7 621 Trifásico.S. de: Codensa S.rural . rural o urbana 34 500 Trifásico. 5 del Sur del Cesar y 1 34 500/13 200 Media tensión.urbana 208/120 Trifásico. rural o urbana 115 000 Trifásico.rural .A. del Sur de Bolívar E. E. aérea o subterránea.S.. 230 000 Trifásico.P. rural o urbana. 3 conductores Red primaria.P. 3 conductores Red primaria Centrales Eléctricas 230 000/115 000 Alta tensión Cúcuta y 40 Municipios del Norte de del Norte de Santander. red trifásica en la mayoría de los casos Santander S.S. 3 conductores BOGOTA CODENSA Red primaria. 3 conductores Red primaria. 220/110 Baja tensión.. o trifásica 4 hilos Versión Preliminar de la Norma 1340 Información recopilada. Va = V Tipo A 1 1 Vb = − V − jV 3 2 2 1 1 Vc = − V + jV 3 2 2 1 La definición exacta de hundimiento de tensión se encuentra en el documento Norma Técnica Colombiana NTC 5000. Estos eventos ocasionan hundimientos de la tensión observada en otro punto del sistema. lo cual puede afectar de una u otra manera las cargas vulnerables que los usuarios tienen conectadas a la red. Definiciones y términos fundamentales. 2 Understanding Power Quality Problems. Bollen. P(190-196) 7 . 1 Los hundimientos de tensión son caracterizados por la magnitud de la tensión. En este tipo de evento se puede observar sobre cargas con conexión delta o estrella. Tipo A Es un hundimiento en donde la tensión de cada una de las tres fases se reduce hasta cierto valor debido a la ocurrencia de una falla trifásica en el sistema. La tensión residual de las fases depende de la distancia entre la ubicación de la falla y de la ubicación donde se este observando el hundimiento. Para evaluar el impacto de las conexiones de los transformadores en la propagación de los hundimientos. IEEE Press NJ. INFLUENCIA DE LAS CONEXIONES SOBRE LOS HUNDIMIENTOS (SAGS) En los sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica pueden ocurrir eventos tales como variación de grandes cargas de los usuarios o fallas en las redes. Calidad de la potencia. D) o 3 tipos secundarios (E. este se puede clasificar en 4 tipos básicos (A. Voltage Sags and Interruptions. Sin embargo para sistemas trifásicos. El impacto de estas conexiones se puede observar claramente en la propagación de perturbaciones como hundimientos (sags) y armónicos entre otros. Según la falla que ocasione el hundimiento. F. y por la duración del evento. C. es necesario saber que tipos de hundimientos existen y luego observar como estos varían al pasar a través de un transformador con una conexión determinada. los hundimientos pueden tener distintas características dependiendo de la variación de tensión y ángulo en cada una de las fases. G)2: . Math H.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 ANEXO B (Informativo) IMPACTO DE LA CONEXIÓN DE LOS TRANSFORMADORES EN LA CONDUCCIÓN DE PERTURBACIONES DE CALIDAD DE POTENCIA La conexión de los transformadores en las redes de distribución y transmisión de energía eléctrica afectan la conducción y las características de las perturbaciones de calidad de potencia. donde las características propias de la perturbación varían de acuerdo a la conexión del transformador. B. PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 . Este evento se puede observar en cargas conectadas en Delta. Va = V Tipo B 1 1 Vb = − − j 3 2 2 1 1 Vc = − + j 3 2 2 . Además de la reducción de tensión. los vectores de las fases afectadas cambian su posición haciendo que la diferencia angular difiera de los 120° entre fases. Además de la reducción de tensión. los vectores de las fases afectadas cambian su posición haciendo que la diferencia angular difiera de los 120° entre fases. Tipo B Es un hundimiento en donde la tensión de solo una de las fases con respecto al neutro se reduce hasta cierto valor debido a la ocurrencia de una falla monofásica en el sistema. Va = 1 Tipo C 1 1 Vb = − − jV 3 2 2 1 1 Vc = − + jV 3 2 2 . Tipo D Es un hundimiento en donde la tensión de cada una de las tres fases se reduce a valores distintos debido a la ocurrencia de una falla bifásica en el sistema. Tipo C Es un hundimiento en donde la tensión de dos fases se reduce hasta cierto valor debido a la ocurrencia de una falla monofásica o bifásica en el sistema. Este evento se puede observar en cargas conectadas en Delta si la falla fue monofásica o en cargas conectadas en estrella si la falla fue bifásica. Va = V Tipo D 1 1 Vb = − V− j 3 2 2 1 1 Vc = − V + j 3 2 2 8 . Este evento se puede observar en cargas conectadas en estrella. Este tipo de hundimiento se observa en el devanado de baja tensión. cuando ocurre un hundimiento tipo E en el devanado de alta si el transformador tiene conexiones Dy. 2 1 Va = + V Tipo G 3 3 1 1 1 Vb = − − V − Vj 3 3 6 2 1 1 1 Vc = − − V + Vj 3 3 6 2 9 . Tipo F Es un hundimiento en donde la tensión de cada una de las tres fases se reduce a valores distintos debido a la ocurrencia de una falla bifásica en el sistema. Además de la reducción de tensión. Este evento se puede observar en cargas conectadas en estrella y sus características están ligadas a las condiciones de puesta a tierra de la carga. Tipo E Es un hundimiento en donde la tensión de dos fases se reduce hasta cierto valor debido a la ocurrencia de una falla bifásica a tierra en el sistema.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 . Tipo G Es un hundimiento en donde la tensión de las tres fases se reduce hasta cierto valor debido a la ocurrencia de una falla bifásica a tierra en el sistema. Dd o Dz. cuando ocurre un hundimiento tipo E en el devanado de alta si el transformador tiene conexiones Yy. Va = V Tipo F 1 1 1 Vb = − j 3 − V − Vj 3 3 2 6 1 1 1 Vc = + j 3 − V + Vj 3 3 2 6 . los vectores de las fases afectadas cambian su posición haciendo que la diferencia angular difiera de los 120° entre fases. Yd o Yz. los vectores de las fases afectadas cambian su posición haciendo que la diferencia angular difiera de los 120° entre fases. Además de la reducción de tensión. Este tipo de hundimiento se observa en el devanado de baja tensión. Va = 1 Tipo E 1 1 Vb = − V − jV 3 2 2 1 1 Vc = − V + jV 3 2 2 . La diferencia entre el evento Tipo F y el evento Tipo D radica en el cálculo de las tensiones de cada fase. Dy. Dd.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 Los diagramas vectoriales para cada tipo de hundimiento se muestran en la siguiente figura. Tal variación de las características del hundimiento depende directamente del tipo de conexión del transformador. conexión del Hundimiento en el lado Primario transformador Tipo A Tipo B Tipo C Tipo D Tipo E Tipo F Tipo G YNyn A B C D E F G Yy.Transformación del tipo de hundimiento en el devanado secundario del transformador. Tipo de falla Carga conectada en Estrella Carga conectada en Delta falla trifásica Tipo A Tipo A Bifásica a tierra Tipo E Tipo F Bifásica Tipo C Tipo D Monofásica Tipo B Tipo C Cada hundimiento que se propaga por la red. Tipo A Tipo B Tipo C Tipo D Tipo E Tipo F Tipo G Figura 1.1. cambia de un tipo a otro cuando pasa del devanado primario de un transformador al secundario de este. Dz A D C D G F G Yd. según el grupo de conexión.2. puede ocasionar diferentes tipos de hundimientos tal como se indica en la siguiente tabla. Tabla B. Tabla B. Diagrama fasorial de los diferentes tipos de hundimientos trifásicos De acuerdo a lo anterior. En la Tabla 2 se observa como un hundimiento de tensión en el devanado primario se transforma en otro en el devanado secundario. cada tipo de falla que ocurre en el sistema y dependiendo de la conexión de la carga. Yz A C D C F G F 10 . Tipos de hundimiento según la falla y la conexión de la carga. 12. en la Tabla 4 se muestra la conducción de armónicos de tercer orden dependiendo la conexión.. 11 . 9.3.. . 8. puesto que no tienen diferencia de fase El anterior patrón es generalizado para los demás armónicos. Dependiendo del tipo de conexión del transformador. . 6. uno de los más empleados es la transformada de Fourier. se tiene que los armónicos de oren mayor tienen las características siguientes: . que tiene una frecuencia que es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental. son sistemas trifásicos de secuencia positiva. 15. para el armónico fundamental.. son armónicos de secuencia cero.. . .. se han desarrollados diferentes métodos matemáticos. Secuencia de fase de los armónicos Armónico Frecuencia (Hz) Secuencia 1 60 + 2 120 - 3 180 0 4 240 + 5 300 - 6 360 0 7 420 + 8 480 - 9 540 0 . Para un circuito trifásico. Con el objetivo de analizar señales que presentan varios componentes armónicos. los armónicos triples 3. 7. 13. es una componente sinusoidal de una onda periódica. . tal y como se muestra en la Tabla 3. con una diferencia de fase entre sus componentes de 4π / 3 están los armónicos 2. es decir.. 10... 11. . 14.PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 Influencia de las conexiones sobre los armónicos La definición de un armónico de una señal de corriente o tensión... asumiendo una secuencia positiva (abc). Con una diferencia de fase entre su componentes de 2π / 3 están los armónicos 1. o sea sistemas trifásicos de secuencia negativa. Tabla B. 4. pueden distinguirse ciertas características principales sobre la conducción de armónicos.. 5.. . PROYECTO DE NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 1340 (Tercera actualización) DE 230/07 Tabla B. Math Bollen. CRC Press. Understanding the Facts. Universidad Nacional de Colombia.arterizada si Delta si Estrella Estrella si Estrella . 2000. Bingham.4. Voltage Sags and Interruptions.arterizada si Delta si Estrella . Electric Power Distribution Handbook. 12 . 519-1992 Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems. 2004. Harmonics. Department of Electrical & Computer Engineering University of Texas at Austin. Short. IEEE Std. Mack Grady. Facultad de Ingeniería. Características de la conducción de armónicos según del tipo de conexión del transformador Conexión Supresión de corrientes de línea primarias armónicas de Primario Secundario tercer orden Delta si Delta Estrella si Estrella . Parra L. 1978.arterizada no Delta si Estrella Zig-zag si Estrella . RAMÍREZ rrc.arterizada Estrella no Estrella .105 Guide for Application of Transformer Connections in Three-Phase Distribution Systems. Richard P.dranetz-bmi. IEEE C57. Tom A.arterizada no BIBLIOGRAFÍA DEL ANEXO B Understanding Power Quality Problems. PREPARADO POR: ____________________________ FRANCY M. www. June 2006.com. Estrella E. Análisis de Armónicos en Sistemas de Distribución. 2004. Wiley Interscience. Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Understanding Power System Harmonics.