calidad de potencia

7/26/2019 Calidad de Potencia

1/9

POTENCIA ELECTRICA Y CALIDAD DE LOS SISTEMAS DE POTENCIAJONATHAN GARCES CARREO

JUAN DAVID CAMACHOSERGIO LARA PUPO

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESARVALLEDUPAR CESAR

2012

INTRODUCCION

La potencia elctricaes la relacinde paso de energa de un flujo porunidad de tiempo; es decir, lacantidad de energaentregada oabsorbida por un elemento en untiempo determinado.

Unsistemadepotenciasedicequeestfuncionandoenunestado"estable" si:

-ermanecefuncionandoenunestadooperati!ode rgimenaceptable#las!ariableselctricasdelsistema#tensin, corriente, etc.$semantienenconstantesalpasareltiempo%dentrod

e unrangode !aloresaceptables$ o

-&uandoesperturbadodesdeunestadooperati!odergimenaceptablees capa'deretornarenuntiempoaceptableaunestadooperati!ode rgimenaceptable

Calidad de Potencia (CP)

(etermina las caractersticas fsicasde las se)ales de tensin % corrientepara un tiempo % espaciodeterminados, con el fin de minimi'ar

las fallas de alimentacin elctrica,aumentando la confiabilidad %optimi'ando la producti!idad de lasempresas.

La deficiente calidad en el suministrode energa produce una operacinineficiente e inadecuada de losequipos elctricos % electrnicos,incidiendo directamente en la !ida *tilde estos, afectando los procesosindustriales e incrementando loscostos de operacin.

La prueba de calidad de potenciapermite monitorear % !erificar losparmetros de la energa elctricasuministrada a los equipos #!oltajes,corrientes, asimetra de cargas,fluctuaciones de tensin, distorsionesde onda entre otros$; con los
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


2/9




2012resultados obtenidos es posible tomar

decisiones a tiempo e implementarmecanismos que permitan mejorarlas condiciones de la operacin de losequipos % aumentar la confiablidad %continuidad del ser!icio.

+l anlisis de &alidad de otenciapermite determinar problemaselctricos tales como:

actor de potencia (istorsin armnica luctuaciones de tensin ransitorios de !oltaje %

corriente, entre otros

Factor de potencia

e define factor de potencia, f.d.p., deun circuito de corriente alterna, comola relacin entre la potencia acti!a, ,% la potencia aparente, ./ (a unamedida de la capacidad de una cargade absorber potencia acti!a. or estara'n, f.d.p 0 / en cargas puramenteresisti!as % en elementos inducti!os %capaciti!os ideales sin resistenciaf.d.p 0 1.2mportancia del factor depotencia

ara comprender la importancia delfactor de potencia se !an aconsiderar dos receptores con lamisma potencia, /1113, conectadosa la misma tensin de 4516, pero elprimero con un f.d.p.

alto % el segundo

con uno bajo .

rimer receptor

egundo receptor

&otejando ambos resultados, seobtienen las siguientes conclusiones:

Un f.d.p. bajo comparado con

otro alto, origina, para unamisma potencia, una ma%ordemanda de corriente, lo queimplica la necesidad deutili'arcablesde ma%or seccin.

La potencia aparentees tanto

ma%or cuanto ms bajo sea elf.d.p., lo que origina una ma%ordimensin de los generadores.

7mbas conclusiones nos lle!an a unma%or coste de la instalacinalimentadora. +sto no resulta prctico

para las compa)as elctricas, puestoque el gasto es ma%or para un f.d.p.bajo. +s por ello que las compa)assuministradoras penali'an lae8istencia de un f.d.p. bajo, obligandoa su mejora o imponiendo costesadicionales.
http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_activahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_aparentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_activahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica#Potencia_aparentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico


3/9




2012

Mejora del factor de potencia

7 menudo es posible ajustar el factorde potencia de un sistema a un !alormu% pr8imo a la unidad./

+sta prctica es conocida comomejora o correccin del factor depotencia % se reali'a mediante lacone8in a tra!s de conmutadores,en general automticos, de bancosde condensadores o de inductancias,

seg*n sea el caso el tipo de cargasque tenga la instalacin. or ejemplo,el efecto inducti!o de las cargas demotores puede ser corregidolocalmente mediante la cone8in decondensadores. +n determinadasocasiones pueden instalarse motoressncronos con los que se puedein%ectar potencia capaciti!a o reacti!acon tan solo !ariar la corriente dee8citacin del motor.

Distorsin armnica

en electricidad

+n sistemas elctricos de corrientealterna los armnicos son, igual queen ac*stica, frecuencias m*ltiplos dela frecuencia fundamental de trabajodel sistema % cu%a amplitud !adecreciendo conforme aumenta el

m*ltiplo. +n el caso de sistemasalimentados por la red de 91 ',pueden aparecer armnicos de /11,/91, 411, etc. '.

&uando se abla de los armnicos enlas instalaciones de energa, son losarmnicos de corriente los mspreocupantes, puesto que son

corrientes que generan efectos

negati!os. +s abitual trabajar*nicamente con !alorescorrespondientes a la distorsinarmnica total #($.

ipos de equipos que generanarmnicos:

uentes de alimentacin defuncionamiento conmutado#


4/9




2012 obrecarga de los

condensadores de correccindel factor de potencia

-/1? de l !alor nominalLas fluctuaciones de tensin se

clasifican en: ipo 7: !ariacionesrectangulares de tensin deperiodo constante.

ipo @: escalones de tensinque se presentan de formairregular en el tiempo % cu%amagnitud !aria tanto ensentido positi!o comonegati!o.

ipo &: cambios de tensin

claramente separados que nosiempre lle!an aparejadosescalones de tensin.

ipo (: serie de fluctuacionesespordicas o repetiti!as

o!re"oltajestransitorios

La definicin de un sobre!oltajetransitorio se refiere a la respuesta delos capacitores o inductores acambios rpidos de !oltaje ocorriente. Un cambio rpido de !oltajea tra!s de un capacitor produceuna amplia sobrecorriente. +l ni!el decorriente depende del tama)o delcapacitor % de la !elocidad delcambio de !oltaje. e utili'a lasiguiente frmula para calcular lascorrientes transitorias asociadas conloscircuitos capaciti!os.2 0 & d!>dt

7 medida que el tiempo #dt$disminu%e, la amplitud de la corriente#2$ incrementa.La misma relacin bsica tambin esaplicable para un inductor. &on este,un cambio rpidode corriente resultaen un sobre!oltaje transitorio mu%amplio, como se puede !er con lasiguiente frmula.-6 0 L di>dt

7l anali'ar los efectos da)inos de lostransitorios, se debe saber en queparte el transitorio fue inducidosobrela onda senoidal de &7. Los !aloresde los !oltajes transitorios se agregana los !oltajes instantneos de la ondasenoidal. Los dispositi!os de carga enel circuito de potencia de &7 sesometen momentneamente a dico!alor total de sobre!oltaje. +nalgunos casos un transitorio inducidosobreel punto de cruce del eje cerono ser perjudicial, mientras que elmismo transitorio inducido sobre elpico de la onda senoidal puede sermu% da)ino. or ejemplo, el !alorpico de una onda senoidal de /416A


5/9




2012inducido sobre el pico de dica ondasenoidal agregar /91 !oltios al !alorpico de la onda senoidal de /BC.BD.or consiguiente, un !oltajetotal de5/C.BD ser pasado al equipo decarga en este ejemplo. Lossobre!oltajes de estos ni!elespueden interrumpir la operacin delequipo sensible. or otro lado, elmismo transitorio de /916p queocurre en el punto de cruce del ejecero de la onda senoidal sujeta a losdispositi!os de carga a un !alorde!oltaje instantneo no da)ino de solo/916, el cual est contenido adentrodel ni!el aceptable de!oltaje de laonda senoidal de &7.Ori#en de los transitorios detensinodemos clasificar los transitorios ene8ternos, causados por fuentesajenas a la instalacin e internos,causados por fuentespropias. Los

transitorios de origen e8terno soncausados normalmente por fenmenos atmosfricos o pormaniobras de la compa)asuministradora de electricidad. Lasdescargas de origen atmosfrico seproducen cuando se establece unadiferencia de potencial entre unanube % las 'onas circundantes,debido a la acumulacin de cargaselctricas de signo contrario.

La diferencia de potencial puedealcan'ar el milln de !oltios % en elmomento de la descarga se producenuno o !arios impulsos de corriente demiles de amperios, que se propagana tra!s de la red elctrica da)andoaquellos equipos o componentes queencuentran a su paso.

La idea bsica del protector desobretensin es e!itar que el impulsode corriente alcance a los equipofacilitndole un camino alternati!o atierra.

$T%&I'ID%D $N UN IT$M%$'CTRICO D$ POT$NCI%

La estabilidad corresponde a lacapacidad de un sistema dedesarrollar fuer'as Aestauradorasiguales o ma%ores a las fuer'asperturbadoras. Un sistema semantiene estable en la medida quesus mquinas son capaces demantenerse en sincronismo.

+l concepto de estabilidad esaplicable a sistemas elctricos decorriente alterna % se estudian trescasos:

+stabilidad en estado transitorio+stabilidad en estado dinmico+stabilidad en estado permanente

$' $TUDIO D$ '% $T%&I'ID%D

(esde /C41 el problema de laestabilidad de los sistemas depotencia a sido objeto de unaintensa in!estigacin.

7lgunos de los mtodos analticosdesarrollados son los siguientes:

/. (iagrama circular #mtodo declarEe$

4. eora de las mquinassncronas

5. +l mtodo de las componentessimtricas


6/9




2012$' PRO&'$M% D$ '%$T%&I'ID%D

&uando los generadores de corrientealterna son accionados por mquinasde !apor alternati!as, uno de losproblemas fundamentales de ser!icioera el de las oscilaciones % las!ariaciones peridicas de !elocidad.

$' $F$CTO D$ '% IN$T%&I'ID%D

ara un sistema de potencia enparticular, se puede decir que lainestabilidad, adems de ocasionarmolestias a los consumidores por unmal ser!icio produce fenmenosindeseables que se pueden resumircomo sigue:

a$ i la inestabilidad se presentacomo consecuencia de una falla, laliberacin de la falla puede norestaurar la estabilidad.

b$ e producen fluctuaciones de!oltaje que contin*a aun despus deque se libere la falla.

c$ La mquina o grupo de mquinasque quedan fuera de paso conrespecto a otras mquinas delsistema pueden !ol!erse a estar enpaso o bien quedar desconectadasdel resto del sistema.

d$ e tiene una operacin incorrectade los rele!adores es decir que losrele!adores pueden operar en falso,de tal forma que los interruptorespueden interrumpir circuitos que noes necesarios interrumpir.

TIPO D$ $T%&I'ID%D

+7@2L2(7( A7F2GA27 +F2+


7/9




2012o mu% cercano$ frente aperturbaciones grandes. +n esteanlisis adquiere una granimportancia la cur!a de ngulo %potencia, que tiene la siguiente forma:

+ : 6oltaje interno del generadorU : 6oltaje de la barra infinitaH/4: Aeactancia de rama

ara el anlisis de estabilidad, seestudia la ecuacin de oscilacin, quees la ecuacin diferencial quedescribe el mo!imiento relati!o deleje del rotor respecto de los ejes delcampo magntico resultante duranteuna perturbacin.

Ista queda e8presada de la siguienteforma, si es que se desprecia elefecto del torque amortiguante:

(onde:J 0 &onstante de 2nercia KsegJ e 0 otencia elctrica KpuJ m 0 otencia mecnica Kpu

J 3s 0 6elocidad angular elctrica de sincronismoKrad>seg

J M 0 7ngulo de carga KradJ t 0 iempo Kseg

'% $T%&I'ID%D D$ R$IM$NP$RM%N$NT$

+n condiciones de equilibrio, elcircuito equi!alente de un sistema dedos mquinas se considera que esuna red simple de dos partes determinales, la tensin del e8tremotrasmisor para las condiciones dergimen permanente, es la tensin dela reactancias sincrnica delgenerador, % la tensin del e8tremoreceptor es la tensin detrs de lareactancia sincrnica del motor.

$*T$NI+N D$' DI%R%M% D$C'%R,$ P%R% CU&RIRCU%'-UI$R R$D D$R$%CT%NCI%

&ualquier red de reactancias a tra!sde la cual se transmite potencia deuna mquina sncrona a otra sepuede reducir a un circuito cu%asreactancias equi!alentes estn enserie.+l procedimiento consiste en reducirla porcin de la red e8terna de lasmquinas sncronas a un circuitoequi!alente, que ser de reactanciaspuras si la red original tambin lo era.


8/9




2012

La simplificacin del circuito anteriorse ace aplicando el teorema de

e!enin acia la i'quierda % a ladereca de la reactancia H/.

+l teorema de e!enin estableceque una red lineal de dos terminalesse puede reempla'ar por una fuentede !oltaje en serie con unareactancia, sin alterar las condicionese8ternas de la red.

La fuente de !oltaje que establece elteorema de e!enin es el !oltaje decircuito abierto en las terminales de lared. ara el generador es el !oltaje atra!s de Hs con H/ desconectada

&GF&LU2GF


9/9




2012e necesitan un suministro elctricofiable % de buena calidad. odas lasoperaciones comerciales % todos losprocesos industriales se controlancon equipos elctricos e informticos.ambin se conclu%o que estas %otras cargas elctricas importantesestn e8puestas a perturbaciones

presentes en la red que afectan a lacalidad.

calidad de potencia

Documents