manual power quality.pdf

portada

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/index.htm [07/05/2001 12:43:43]

portada

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Home/manual.htm [07/05/2001 12:43:44]

portada

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Home/caratula.htm [07/05/2001 12:43:44]

Calidad de la Energa Anexo

Glosario de trminos habituales 1/1

La tecnologa relativa a la Calidad de la Energa (Power Quality) se halla an en desarrollo, por talmotivo los trminos creados para definir los problemas que involucra han tenido interpretacionesdiferentes segn los diversos fabricantes, utilizndose la mayora de ellos en ingles (lengua en la quefueron creados).

El propsito de esta seccin es suministrar definiciones concisas de los trminos ms comunes,segn se las emplea habitualmente en la industria, mencionando tambin aquellos trminos coninterpretaciones ambiguas.

A B C D E F G H I L M N O P R S T U V WTrminos Ambiguos

Active Filter. Dispositivo electrnico para eliminar las distorsiones Armnicas.

Arc furnace: Horno de arco

Arcing: formacin de arco

Amperage: La IEEE desarroll formas de onda tpicas para pruebas. En estas lneas gua, lascorrientes de descarga (surge currents) son de 200A, 5OOA, y 3000A. Estos valores, combinadoscon la forma de onda apropiada para el transitorio, representan la posible actividad de los transitoriosde acuerdo con la ANSI / IEEE C62.4 1 - 1980.

Bonding: unin, vnculo, anclaje

Burning out: quemarse o fundirse (un fusible)

CBEMA Curve Conjunto de curvas que representan la aptitud de los computadores en funcin de lla magnitud y duracin de las perturbaciones de tensin. Fue desarrollada por la Computer BusinessEquipment Manufacturers Association (CBEMA), y se convirti de hecho en el standard para lasmediciones de performance de todo tipo de equipos y sistemas de potencia; comnmente se hacereferencia a ellas por este nombre.

Choke: bobina

Clamping device: dispositivo de enclavamiento

Common Mode Voltage. Ruido de tensin que aparece normalmente en el transporte de corrientedel conductor a tierra.

Coupling. Elemento o elementos de los circuitos o de redes, que se pueden transferir de uno a otro.

Crest Factor. Valor reportado por muchos instrumentos de monitoreo de la calidad de la energa querepresenta la relacin del valor de cresta de la forma de onda medida del valor RMS de lafundamental. Por ejemplo, el factor de cresta de una onda sinusoidal es 1,1414.

Critical Load. Son dispositivos o equipos que pueden continuar operando satisfactoriamente an encasos de fallas, constituyendo un peligro para la seguridad del personal, u ocasionando fallas deprocesos o daos a otros equipos crticos.

Crowbar: descargador

Miscelaneas

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Anexos/franexo2.htm (1 of 8) [07/05/2001 12:43:54]

Current Distortion (distorsin de corriente). Distorsin en las lneas de corriente alterna.

Damped: amortiguado

DC:: tensin o corriente continua

DC Offset: presencia de tensin o de corriente continua en un sistema de potencia con corrientealterna.

Differential Mode Voltage. Tensin entre dos conductores activos especificados.

Dynamic Test: Prueba realizada aplicando la tensin normal de operacin.

Dip. Ver Sag.

Distortion. Cualquier desviacin de la onda senoidal normal, en un sistema de corriente alterna.

Disturbance: perturbacin

Drop Out. Prdida de operacin en los equipos (seales de datos discretas) debidas a ruidos, sags,o interrupciones.

Drop Out Voltage. Tensin a la cual el dispositivo pasa a la posicin de desenergizado (a los efectosdel presente trabajo es la tensin a la cual el dispositivo produce una falla de operacin).

Eddy: Corrientes parsitas.

Electric welders: soldadoras elctricas

Electromagnetic Compatibility. Habilidad de un dispositivo, equipo o sistema para funcionarsatisfactoriamente en su ambiente electromagntico, sin introducir perturbaciones electromagnticasintolerables a otros equipos de su entorno.

Energy: Mxima energa admisible para un impulso simple de 10/1000 ps de forma de onda decorriente. Es un indicador de la mxima cantidad de energa que un supresor puede disipar. Estaenerga es transitoria y dependiente de tres variables: 1. tensin, 2. corriente y 3. tiempo. Cualquiervariacin de las mismas afecta este parmetro.

Equipment Grounding Conductor. Conductor empleado para conectar las partes quehabitualmente no conducen corriente al conductor de tierra y al electrodo de tierra del tableroprincipal o al secundario de un sistema separado de derivacin (ej. transformador de aislamiento).

Failure Mode: Efecto que se observa en las fallas

Fast Tripping. Se refiere a una prctica comn de relaying en las protecciones de las distribuidoras,en la cual las protecciones o los reconectadores de lnea operan con mayor rapidez de lo que unfusible e puede fundir. Tambin se llama protector de fusibles. Es efectivo para superar fallas detransitorios sin interrupciones sostenidas, pero algunas veces es controvertido debido a que lascargas industriales estn sujetas a interrupciones momentneas o temporarias.

Fault. Generalmente se refiere a un cortocircuito en el sistema de potencia.

Fault, Transient. Es un cortocircuito en el sistema de potencia generalmente inducido por descargasatmosfricas, ramas de rboles, o animales que pueden ocasionar interrupciones momentneas decorriente.

Filter Frequency Range: Rango de frecuencias en los que opera un filtro. Generalmente se sita en3db por debajo y por encima de los extremos de la escala de frecuencias.

Flicker. Impresin de parpadeo inducida por un estmulo de luz cuya luminancia o distribucinespectral flucta con el tiempo.

Frequency Deviation. Incremento o decremento en la frecuencia de potencia. La duracin de unadesviacin de frecuencia puede durar desde algunos ciclos hasta varias horas.

Miscelaneas


Frequency (Noise) Attenuation: Rango de atenuacin para un rango de frecuencias determinado.Un nmero grande de signo negativo indica una gran atenuacin.

Frequency Response. En la terminologa de calidad de la energa, generalmente se refiere a lavariacin de impedancia del sistema, o a la medicin de transductancia, como funcin de lafrecuencia.

Fundamental (Component). Componente de orden 1 (50 o 60 Hz) de la serie de Fourier de unacantidad peridica.

Gap: brecha

Ground. Conductor de conexin, tanto intencional como accidental, a travs del cual un circuitoelctrico se conecta a tierra, o a un elemento conductor relativamente grande que puede actuar comotierra en lugar de esta.

Ground Electrode (electrodo de tierra). Conductor o grupo de conductores en contacto ntimo con latierra con el propsito de proveer una conexin con tierra.

Ground Grid (grilla de tierra). Sistema de barras conductoras interconectadas dispuestas en formade cuadrcula sobre un rea determinada, colocada debajo de la superficie de la tierra. Su propsitofundamental es proveer seguridad a las personas limitando las diferencias de potencial a los lmitesde seguridad permitidos en el caso de que altas corrientes puedan fluir por el circuito mientras seest trabajando, debido a su energizacin por cualquier razn o por estar en adyacencias de uncircuito energizado por una condicin de falla. No es necesariamente la misma que la Grilla deReferencia de Seales.

Ground Loop. Situacin potencialmente peligrosa que se presenta cuando dos o mas puntos en unsistema elctrico, que est nominalmente al potencial de tierra, se conectan por un camino conductortal que uno o ambos puntos no estn al mismo potencial de tierra.

Ground Window. Se emplea habitualmente en sistemas de comunicaciones donde el sistema detierra del edificio se conecta a un rea que de otra manera no tiene conexin a tierra.

Harmful: daino

Harmonic (component). Componente de orden mayor a uno en la serie de Fourier de una cantidadperidica.

Harmonic Content: Es la cantidad obtenida de sustraer la componente fundamental de una cantidadalternativa.

Harmonic Distortion. Distorsin peridica de la onda senoidal. Ver Distortion y Total HarmonicDistortion (THD).

Harmonic Filter. En sistemas de potencia, dispositivo para filtrado de una o mas harmnicas de unsistema de potencia. Muchos son combinaciones de inductancias, capacitancias y resistencias. Lastecnologas ms modernas incluyen filtros activos que pueden requerir energa reactiva.

Harmonic Number. Nmero entero dado por la relacin entre la frecuencia de la harmnica y lafrecuencia fundamental.

Harmonic Resonance. Condicin en la que el sistema de potencia est en resonancia cerca de unade las mayores harmnicas producidas por un elemento no lineal en el sistema, exacerbando laDistorsin Armnica.

Impulse. Pulso que, para una aplicacin determinada, se aproxima a un pulso unitario o a la funcinde Dirac. Cuando se emplea en relacin al monitoreo de la calidad de la energa, es convenienteemplear el trmino transitorio impulsivo en vez de impulso.

Impulsive transient. Cambio repentino en la condicin de estado instantneo de tensin o corrienteque es unidireccional en polaridad (positiva o negativa).

Miscelaneas


Input Power Frequency: Rango de frecuencias en que opera un supresor sin causar daos alsupresor o al equipo y sin interferir con las seales de potencia. Se aplica en circuitos de corrientealterna.

Instantaneous. Cuando se usa para cuantificar una variacin de corta duracin, se refiere al rangode tiempo entre medio ciclo y 30 ciclos, a la frecuencia de potencia.

Instantaneous Reclosing. Trmino comnmente aplicado al reconectado de los interruptores de lasDistribuidoras tan rpido como sea posible despus de interrumpir la corriente de falla. Tiempostpicos son entre 18-30 ciclos.

Interharmonic (component). Inter Armnicas. Tensiones o corrientes que tienen componentes defrecuencias de una cantidad peridica que no es mltiplo entero de la frecuencia a la que fuediseada para operar el sistema (50 Hz o 60 Hz).

Interruptions, temporary Ocurren cuando la tensin de alimentacin o las corrientes de cargadisminuyen a valores inferiores a 0.1 del nominal, por perodos de tiempo que no exceden de 1minuto.

Interruption, Momentary: Interrupcin de duracin limitada al periodo requerido para restablecer elservicio por sistemas de control automtico o por sistemas manuales donde el operador est siempredisponible. El tiempo de reconexionado no debe exceder de 5 minutos.

Interruption, Sustained:. Variacin de larga duracin o prdida completa de tensin.

Isolation (aislacin). Separacin de una seccin de un sistema de la influencia no deseada de otrassecciones.

Lightning arrester: protector de descargas atmosfricas

Lightning stroke: Descarga atmosfrica

Listings: Listado de laboratorios independientes para ensayos de seguridad y / o performance.

Linear Load: Carga elctrica de un dispositivo que, en el estado instantneo de operacin, presentauna impedancia de carga esencialmente constante a la fuente de potencia a travs de ciclo detensin aplicado.

Log: registro

Long Duration Variation. Variacin del valor nominal de la tensin RMS por un perodo superior aun minuto. Generalmente se describe mejor indicando como se modifica la magnitud de tensin (ej.Bajo Tensin, sobre Tensin o Interrupcin de Tensin).

Low-Side Surges. Trmino acuado por los fabricantes de transformadores para describir el pico decorriente que se inyecta en los terminales del secundario de un transformador debido a una descargaatmosfrica a tierra en el vecindario.

Maximum Operating Voltage: Mxima tensin sinusoidal RMS admisible a 50 hz.Si el supresor estexpuesto a tensiones continuas superiores a la especificada, el supresor puede sufrir daos.

Measured Limiting (Let-Through) Voltage: Magnitud mxima de tensin medida a travs de losterminales de un SPD durante la aplicacin de impulsos de forma de onda y amplitud determinada.

Mistaken: errneo

Momentary: Cuando se usa para cuantificar la duracin de una variacin, se refiere al rango detiempo (a la frecuencia de potencia) que oscila entre 30 ciclos y 3 segundos.

Noise: seal elctrica desconocida con contenido espectral menor de 200 kHz sobreimpuesta sobrela tensin o corriente del sistema de potencia en los conductores de fase, en el conductor neutro o enlas lneas de seales.

Miscelaneas


Nominal Voltage. (Vn). Valor nominal asignado a un circuito o sistema con el fin de disearcorrectamente su clase de tensin (ej. 208/120, 480/277, 600).

Nonlinear Load. Carga elctrica que dibuja una onda de corriente discontinua o cuya impedanciavaria a travs del ciclo, en una lnea alimentada con tensin alterna (ac).

Normal Mode Voltage. Tensin que aparece entre o a travs de los conductores de un circuitoactivo.

Notching: Perturbacin peridica de la tensin causada por la operacin normal de dispositivoselectrnicos cuando la corriente es conmutada de una fase a otra. Es un efecto de percepcin de laspersonas en la variacin del brillo de las lmparas.

On - load tap chargers: variadores de tensin bajo carga

Oscillatory Transient: Cambio repentino en la condicin instantnea de tensin o corriente, queincluye valores de polaridad positiva y negativa.

Outage: salida de servicio en una red de energa (de una Distribuidora)

Overvoltage: Incremento en la tensin RMS de corriente alterna por encima del 110 porciento delvalor nominal, a la frecuencia de alimentacin, con duraciones superiores a 1 minuto.

Passive Filter: Combinacin de inductores, capacitores y resistores diseados para eliminar una omas harmnicas. El tipo mas comn es simplemente un inductor en serie con un capacitor shunt, quecortocircuita los mayores componentes harmnicos del sistema.

Phase Angle: Es el punto de la onda senoidal donde ocurre un transitorio. Es importante paradeterminar el dispositivo supresor de perturbaciones responda a los transitorios a varios ngulos defase.

Phase Shift: Es el desplazamiento en tiempo de una forma de onda de tensin en relacin a otraforma de onda de tensin.

Physical Dimensions: Longitud, ancho y peso del dispositivo supresor de perturbaciones. Cuandoexisten consideraciones de espacio en cualquier aplicacin, esta especificacin representa lacondicin de aceptabilidad.

Peak Surge Current: Corriente mxima permitida para un transitorio impulsivo 8x20,s con tensincontinua.

Plot: representacin grfica.

Positive of Negative Polarity: Indica la direccin en que ocurre la perturbacin.

Power Factor, Displacement: El factor de potencia del componente de frecuencia fundamental de laforma de onda de tensin y corriente.

Power Factor (True): Relacin entre la potencia activa (watts) y la potencia aparente (voltamperes).

Power Frequency Variations: Variacin de la frecuencia fundamental del sistema de potenciarespecto del valor nominal especificado.

Protection Modes: Indica la habilidad del supresor para proteger diferentes caminos de actividad detransitorios. El modo normal es de "lnea a tierra" y / o "neutro a tierra".

Pulse. Variacin abrupta y de corta duracin de una cantidad fsica seguida de un rpido retorno alvalor inicial.

Reclosing: Prctica comn en las distribuidoras con lneas sobrecalentadas, consistente enreconectar las lneas poco tiempo despus de desaparecida la falla, teniendo en cuenta de quemuchas de las fallas son transitorias o temporarias.

Recovery Time. Intervalo de tiempo necesario para que la tensin o corriente de salida retorne a un

Miscelaneas


valor que est dentro de los especificados luego de agregarse una carga o producirse un cambio enla lnea. Tambin indica el intervalo de tiempo en que entra en operacin una alimentacin auxiliarluego de producida una interrupcin en la alimentacin.

Recovery Voltage. Tensin existente entre los terminales de un polo o dispositivo interruptor de uncircuito durante la interrupcin de corriente.

Regardless: Indiferente.

Response Time: Tiempo en que un dispositivo supresor de transitorios responde al transitorio.

Rise times: cantidad de veces de incremento

Safety Ground. Ver: Equipment Grounding Conductor.

Sags (dips): Disminucin de entre 0.1 y 0.9 pu en la tensin o corriente RMS, a la frecuencia dealimentacin, con duraciones de entre 0.5 ciclos a 1 minuto.

Sharp: puntiagudo

Shield: Blindaje. Se aplica normalmente a los cables de instrumentacin para referirse a la capaconductora (generalmente metlica) aplicada sobre la aislacin de uno o varios conductores, con elpropsito de reducir el acoplamiento entre el conductor blindado y los otros conductores que puedenser susceptibles a, o que pueden generar campos electrostticos o electromagnticos desconocidos(ruidos).

Shielding (of utility lines). Construccin de un conductor de tierra o de una torre sobre las lneaspara interceptar las descargas atmosfricas, de forma de mantener las corrientes de las descargasfuera del sistema de potencia.

Short Duration Variation. Variacin del valor RMS de tensin desde su valor nominal por un tiempomayor de medio ciclo a la frecuencia de potencia, con una duracin menor o igual que un minuto.Generalmente se describe mejor indicando como se modifica la magnitud de tensin (ej. Sag, Swell,o Interrupcin) e indicando la duracin de la variacin (ej. Instantnea, Momentnea o Temporaria).

Shutdown: suspensin, interrupcin.

Signal Reference Grid (or Plane). Sistema de caminos conductivos entre equipos interconectados,que reduce el nivel de ruidos inducidos a niveles que permiten una operacin adecuada. Lasconfiguraciones ms comunes incluyen grillas y planos.

Sympton: sntoma

Smoothed: Uniforme

Sustained (sostenido): Cuando se emplea para cuantificar la duracin de una interrupcin detensin, se refiere a una duracin prolongada de dicha variacin (ej. mayor de un minuto).

Static Test: Ensayo realizado aplicando tensiones diferentes de la normal de operacin.

Steady: firme, seguro.

Stray: extraviada.

Strike: golpear

Swell. Incremento temporario del valor RMS de tensin de mas del 10% del nominal, a la frecuenciade potencia, con duracin de 0.5 ciclos hasta un minuto.

Switching Mode: modo conmutado

Synchronous Closing. Generalmente se emplea en referencia a la colocacin de los tres polos delconmutador de un capacitor en sincronismo con el sistema de potencia, a efectos de minimizar lostransitorios.

Miscelaneas


Temporary. Cuando se emplea para cuantificar la duracin de una variacin de corta duracin, serefiere a rangos de tiempo entre 3 segundos y 1 minuto.

Threshold: tolerancia

Total Demand Distortion (TDD). Es la relacin entre la raz cuadrtica media de las corrientesharmnicas a la raz cuadrtica media de la demanda mxima de corriente fundamental, expresadacomo porcentaje.

Total Disturbance Level Es el nivel de perturbacin electromagntica causada por la superposicinde la emisin de todas las piezas de equipo en un determinado sistema.

Total Harmonic Distortion (THD). Es la relacin entre la raz cuadrtica media del contenidoharmnico a la raz cuadrtica media del valor fundamental, expresado como porcentaje de lafundamental.

Transient. (Transitorio) Define fenmenos en los que una magnitud determinada vara entre dosvalores de estado consecutivos durante un breve intervalo de tiempo comparado con la escala detiempos en que se maneja el sistema. Los transitorios pueden ser impulsos unidireccionales decualquier polaridad o bien ondas oscilatorias amortiguadas con el primer pico ocurriendo en cualquierpolaridad.

Trench: Surco, trinchera

Triggering: gatillo, disparador

Triplen Harmonics. Trmino frecuentemente empleado para referirse a los mltiplos superiores de latercera Armnica, sobre los que se debe prestar especial atencin debido a los perjuicios queocasiona.

True RMS: valor eficaz verdadero (se refiere a tensin o corriente)

Undervoltage: Cuando se usa para describir un tipo especfico de variacin de larga duracin, serefiere a una disminucin del valor RMS de tensin por debajo del 90 porciento, a la frecuencianominal, por una duracin superior a un minuto.

Voltage: Es el pico de tensin que se aplica a una unidad bajo ensayo. De acuerdo a la ANSI / IEEEC62.41 1980, seccin 4.1:es valor es de 6 kV, por lo tanto, puede ser seleccionado como un valortpico de corte para la ocurrencia de picos de tensin en sistemas interiores de potencia.

Voltage Change: Variacin sostenida del valor RMS o del valor pico de tensin entre dos nivelesconsecutivos, pero de duracin no especificada.

Voltage Dip. Ver Sag.

Voltage Distortion. Distorsin en la onda de tensin en corriente alterna. Ver Distortion.

Voltage Fluctuation: Es una variacin sistemtica en el sentido de la tensin o una serie de cambiosal azar en la tensin; el rango que no debe ser superado por la tensin est especificado en la normaANSI C84.1-1982 de 0.9 a 1.1 pu.

Voltage Imbalance (Unbalance). Condicin en la cual la tensin de las tres fases difiere en amplitudo est desplazada de la normal en 120 grados. Generalmente se expresa como una relacin entre elpromedio de los valores mximos de desvo de tensin o corriente de las tres fases, dividido por elpromedio de tensin o corriente de las tres fases, expresado en %.

Voltage Interruption. Desaparicin de la tensin de alimentacin en una o mas de las fases.Generalmente se califica con un trmino adicional que indica la duracin de la interrupcin (ej.Momentnea, Temporaria o Sostenida)

Voltage Regulation. Grado de control o estabilidad de la tensin RMS de la carga. Algunos loespecifican en relacin a otros parmetros, tales como los cambios en la tensin de entrada, cambiosen las cargas o cambios de temperatura.

Miscelaneas


Voltage Magnification. Es la amplificacin de un transitorio oscilatorio de tensin producido por laconmutacin de un capacitor.

Waveform Distortion (distorsin de la forma de onda): Desviacin en el estado instantneo de laonda ideal (senoidal) a la frecuencia fundamental, caracterizada por el contenido espectral de ladesviacin.

Weight: Peso del dispositivo supresor. til para verificar los requerimientos de instalacin.

Winding: bobinado

W + G - Descripcin del tipo de conexin para una aplicacin, ej. 2W + G significa 2 cables + tierra.

- Configuracin Delta (tringulo).

Y - Configuracin en estrella (Wye).

Trminos ambiguos

La historia reciente de la Calidad de la Energa estuvo condicionada por los desarrollos de un grannmero de fabricantes de equipos que luchaban por imponer sus productos en el mercado. De estaforma crearon trminos y frases destinadas a convencer a sus potenciales compradores.Desafortunadamente, muchos de los trminos que emplearon son ambiguos y no se pueden emplearpara una definicin tcnica.

Los trminos siguientes han tenido usos diversos, y algunos tienen definiciones especficas paraotras aplicaciones. El empleo de estas palabras para describir fenmenos de Calidad de la Energadebe ser acompaado en la mayora de los casos por otros textos descriptivos del fenmeno.

Blackout BlinkBrownoutBump Clean GroundClean PowerDirty GroundDirty PowerGlitchInterruptionOutagePower SurgeRaw Power SpikeSurgeWinkReferencia utilizadas para las definiciones anteriores:

ANSI/IEEE C62.4 1-1980

UL Segunda Edicin 1449

Diccionario de Electrnica

Miscelaneas


Calidad de la Energa

Generalidades sobre Calidad de la Energa

Cambios sufridos por las instalaciones

Origen de los problemas de Calidad de la Energa

Categoras de problemas de Calidad de la Energa

Mecanismos para interpretar los problemas

Normativas sobre Calidad de la Energa

Normativas en la Argentina

Disposiciones del ENRE para las Distribuidoras

Disposiciones del ENRE para los usuarios

Miscelaneas

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/cap1/Frcap1.htm [07/05/2001 12:43:54]

Puestas a Tierra

Generalidades sobre puestas a Tierra y proteccin a las personas

Exigencias de los Reglamentos

Tipos de Puestas a Tierra

Puesta a Tierra de servicio

Sistemas de Puesta a Tierra

Electrodos para Puestas a tierra

Sistemas de resistencias

Resistencias reducidas

Circulacin de Corriente por Tierra

Circulacin de corriente en el neutro

Proteccin de edificios - Pararrayos

Recomendaciones sobre los Sistemas de Puesta a Tierra enedificios residenciales

Problemas en las Puestas a Tierra en edificios residenciales

Separacin de los circuitos de alimentacin

Puestas a Tierra de Alta Frecuencia

Teoria General

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap2/Frcap2.htm [07/05/2001 12:43:56]

Transitorios

Generalidades sobre los Transitorios

Tipos de Transitorios de acuerdo a su origen

Tipos de Transitorios de acuerdo a su ocurrencia

Forma de Onda de Transitorios

Proteccin contra Transitorios

Variaciones de Tensin

Baja Tensiones

Sobre Tensiones

Interrupciones

Desbalance de Tensiones

Fluctuaciones de Tensin

Variaciones de Frecuencia

Teoria General


Distorsiones en la Forma de Onda

Efectos de las cargas no lineales

Distorsiones en la forma de onda

Insercin de corriente continua

Armnicas

Inter - Armnicas

Notching

Ruido elctrico

Fuentes de Armnicas

Efectos de las Armnicas sobre las cargas

Las Armnicas y el factor de potencia

Resonancia Armnica

El problema del neutro recalentado

Mtodos para reducir la presencia de Armnicas

Comparacin entre los distintos tipos de filtros

Soluciones para sistemas de distribucin de potencia

Teoria General


Monitoreo y Anlisis de la Calidad de la Energa

Generalidades

Anlisis de los datos

Instrumentos de monitoreo

Multmetros

Osciloscopios

Perturbgrafos

Analizadores de harmnicas

Instrumentos combinados

Aplicaciones SCADA

Auditoria de la calidad de la energa

Seguridad durante las mediciones

La norma IEC 1010

Accidentes mas comunes con el empleo de multmetros

Eleccin de Instrumentos Seguros

Teoria General


Acondicionamiento de lneas

Tcnicas de Acondicionamiento de Lneas

Sobredimensionamiento de la Instalacin

Tcnicas de Cableado

Reguladores de Tensin

Filtros de Ruidos

Supresores de Transitorios

Transformadores con Blindaje de Aislacin

Sintetizadores Magnticos

Fuentes de Energa Ininterrumpible (UPS)

Conmutadores de Estado Slido

Acondicionadores de Lneas

Criterios de Evaluacin y Proteccin

Estrategias de Proteccin de Edificios

Teoria General



Tcnicas de acondicionamiento de lneas 1/15

Actualmente, se dispone de una amplia variedad de dispositivos para obtener una correctaCalidad de la Energa en todos los equipos atendidos. La seleccin de los equipos necesariosrequiere analizar previamente si el equipamiento a proteger es crtico y, en ese caso, los tiemposque puede tolerar.

Las tcnicas de acondicionamiento se han incrementado, tanto en su variedad como ensu complejidad; las ms comunes que se suelen emplear son:

Sobredimensionamiento de la instalacin.l

Tcnicas de Cableado:

Aumento en la seccin del neutrom

Separacin de Fasesm

l

Agregado de dispositivos:l Reguladores de tensinl Supresores de Transitoriosl Transformadores con blindaje de aislamientol Sintetizadores magnticosl UPS estticasl UPS rotativasl Conmutadores de estado slidol Acondicionadores de lneal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 1

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/Frtema1.htm [07/05/2001 12:43:59]


Tcnicas de Acondicionamiento de Lneas

Sobredimensionamiento de la Instalacin

Tcnicas de Cableado

Reguladores de Tensin

Filtros de Ruidos

Supresores de Transitorios

Transformadores con Blindaje de Aislacin

Sintetizadores Magnticos

Fuentes de Energa Ininterrumpible (UPS)

Conmutadores de Estado Slido

Acondicionadores de Lneas

Criterios de Evaluacin y Proteccin

Estrategias de Proteccin de Edificios

material Cap5 indice

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/indice6.htm [07/05/2001 12:44:00]


Sobredimensionamiento 2/13

Es una tcnica muy importante en instalaciones con presencia de armnicos. An en casos detransformadores que operen al 75% de su potencia nominal si existen cargas deformantes se puedenpresentar sntomas relevantes, como ser vibraciones, ruidos, sobrecalentamientos y disparosaccidentales de las protecciones.

Estos fenmenos afectan la calidad de la energa provocando una tasa de distorsin de tensinelevada.

Con fuentes de mayor potencia y pletinas y cables de mayor seccin de consigue que el efecto de losarmnicos tenga menor incidencia. Al tener mayor potencia la fuente la distorsin ser menor, ya quela relacin de la potencia armnica respecto de la potencia de la fuente ser menor.

Si los Armnicos tienen una seccin mayor de cable o de pletina por donde circular, el efecto piel opelicular tendr menor incidencia provocando un menor calentamiento de los conductores y de lasprotecciones.

Es decir que al sobredimensionar la instalacin disminuye su impedancia total, evitando queaumenten las prdidas por efecto Joule ocasionadas por los armnicos.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 2



Tcnicas de acondicionamiento de lneas 1/15

Actualmente, se dispone de una amplia variedad de dispositivos para obtener una correctaCalidad de la Energa en todos los equipos atendidos. La seleccin de los equipos necesariosrequiere analizar previamente si el equipamiento a proteger es crtico y, en ese caso, los tiemposque puede tolerar.

Las tcnicas de acondicionamiento se han incrementado, tanto en su variedad como ensu complejidad; las ms comunes que se suelen emplear son:

Sobredimensionamiento de la instalacin.l

Tcnicas de Cableado:

Aumento en la seccin del neutrom

Separacin de Fasesm

l

Agregado de dispositivos:l Reguladores de tensinl Supresores de Transitoriosl Transformadores con blindaje de aislamientol Sintetizadores magnticosl UPS estticasl UPS rotativasl Conmutadores de estado slidol Acondicionadores de lneal

Sistemas modulares para instalaciones elctricas de embutir

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/Cap619.htm [07/05/2001 12:44:00]


Sobredimensionamiento 2/13

Es una tcnica muy importante en instalaciones con presencia de armnicos. An en casos detransformadores que operen al 75% de su potencia nominal si existen cargas deformantes se puedenpresentar sntomas relevantes, como ser vibraciones, ruidos, sobrecalentamientos y disparosaccidentales de las protecciones.

Estos fenmenos afectan la calidad de la energa provocando una tasa de distorsin de tensinelevada.

Con fuentes de mayor potencia y pletinas y cables de mayor seccin de consigue que el efecto de losarmnicos tenga menor incidencia. Al tener mayor potencia la fuente la distorsin ser menor, ya quela relacin de la potencia armnica respecto de la potencia de la fuente ser menor.

Si los Armnicos tienen una seccin mayor de cable o de pletina por donde circular, el efecto piel opelicular tendr menor incidencia provocando un menor calentamiento de los conductores y de lasprotecciones.

Es decir que al sobredimensionar la instalacin disminuye su impedancia total, evitando queaumenten las prdidas por efecto Joule ocasionadas por los armnicos.

Sobredimensionamiento

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/cap710.htm [07/05/2001 12:44:00]


Tcnicas de cableado 3/13

Ya se discutieron los serios problemas ocasionados por la presencia de Armnicas. La forma massencilla de evitar estos inconvenientes es colocar un neutro de seccin doble o, alternativamente, sepuede utilizar un neutro separado para cada fase. El costo adicional suele estar plenamentejustificado considerando los problemas que se evitan.

La tcnica de separacin de las fases consiste en la separacin de las cargas sensibles de lasfuentes de ruido dentro del sistema. Cada circuito debe alimentar a cargas de un mismo tipo(sensibles o no sensibles) y, de ser posible, los tableros deben ser diferentes.

Circuitos separados para cargas sensibles significa que tanto las fases como el neutro deben serdiferentes.

En las oficinas suele ser una buena idea colocar lneas dedicadas para las computadoras o bientener un subsistema de alimentacin para las mismas.

Interruptores y dimmers



Reguladores de tensin 4/13

Los problemas de tensin generados por la conexin y desconexin de grandes cargas, arranquesde motores, o las condiciones de bajotensin de las distribuidoras de electricidad durante las horaspico del verano, normalmente pueden controlarse con reguladores de tensin. La funcin de losmismos es la de mantener constante la tensin a una carga determinada, bajo condicionesanormales en la tensin de alimentacin.

Empleando ms de un regulador en el mismo sistema elctrico (en serie) pueden ocurrir problemasde inestabilidad. Estos problemas dependen del tiempo de respuesta y de la sensibilidad delregulador.

La alimentacin de los equipos basados en microprocesadores dispone de un valor lmite pararegular la capacidad de las cargas; regulaciones adicionales pueden o no ser necesarias.

Los circuitos empleados en los reguladores de tensin son vulnerables a los daos producidos porpicos de tensin, por lo que deben estar adecuadamente protegidos por supresores de transitorios.

Antes de seleccionar el dispositivo de regulacin de tensin, es imperativo que los ingenierosconozcan la configuracin del sistema elctrico, la naturaleza de los problemas a corregir, lastolerancias admisibles, as como los pasos en los cambios de tensin a considerar.

Los Reguladores mantienen constante la tensin de salida a las cargas an con variacionesimportantes en la tensin de entrada. Existen varios tipos, cada uno con ventajas y desventajas en suoperacin, los principales son:

Los Transformadores Ferroresonantes, que pueden separar las tensiones de entrada y saliday permiten tanto la transformacin de tensiones como el aislamiento de ruidos. Tienenexcelente regulacin, pero admiten una capacidad de sobrecarga limitada, tienen unaeficiencia pobre a cargas bajas y pueden interactuar con formas de onda no lineales.

l

Los Reguladores Magnticos de Tensin, que constituyen un tipo especial deautotransformador.

l

Interruptores y dimmers

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/Cap638.htm [07/05/2001 12:44:00]


Filtros de ruidos 5/13

Son unidades que se conectan a las redes de computadoras. Permiten el pasaje de la frecuencia dealimentacin, pero presentan una elevada impedancia que bloquea o atena los ruidos o sealesdesconocidas, usualmente de alta frecuencia.

Algunos filtros pueden eliminar todas las tensiones en un rango de +/- 2V de la tensin instantneaen cualquier punto de la onda sinusoidal. los filtros suelen estar combinados con supresores detransitorios o con otros dispositivos de acondicionamiento de lneas

Tomacorrientes



Supresores de transitorios 6/13

Los Supresores de Tansitorios, denominados tambin Dispositivos de Proteccin contraPerturbaciones (Surge Protective Device), son equipos de gran importancia teniendo en cuenta laproteccin que brindan.

Existen algunos conceptos que se debe conocer para una adecuada seleccin de estos equipos,estos son:

Corriente Mxima de descarga (Imax): es la corriente mxima que se requiere que el protectorpueda descargar una vez en su vida til, correspondiendo a condiciones excepcionales. Lascorrientes transitorias son generalmente representadas como formas de onda 8 / 20. Donde el8 representa el tiempo de crecimiento y el 20 el de cada hasta la mitad de su amplitud. Ambostiempos expresados en microsegundos.

l

Nivel de proteccin (Up): es el nivel de proteccin de tensin compatible con la sensibilidad delos equipos a proteger, donde:

l

Up = 2,5 kV para equipamiento electrotcnico, controles elctricos, interruptores, etc.Up = 1,8 kV para equipamiento electrotcnico que contenga circuitos electrnicossensibles, como TV, audio, lavarropas, etc.Up = 1,5 kV para equipamiento electrotcnico sensible, como ser computadoras, mquinasregistradoras, etc.

En captulos anteriores se mencionaba las dos tecnologas bsicas utilizadas para los Supresores deTransitorios (TSN o ATN), siendo esta ltima fundamental cuando es necesario proteger circuitoselectrnicos sensibles, donde se debe utilizar un dispositivos que puedan suprimir efectivamente lostransitorios antes que alcancen el pico de la onda senoidal.

Dentro de la categora de Supresores de Transitorios existen varios tipos de dispositivos, entre ellospodemos mencionar::

1. Dispositivos de Descarga

En esta categora se incluyen dispositivos tales como Descargadores Gaseosos, Protectores deRayos y Dispositivos de Comando.

Los Dispositivos de Descarga son relativamente lentos, tomando varios microsegundos para operar,por lo que someten a los dispositivos a proteger a elevados crecimientos iniciales de tensin, quepueden llegar a varios miles de Volt por microsegundo. Por tal motivo aguas abajo debe colocarseuna proteccin adicional contra picos.

Los dispositivos mas comunes para proteccin de computadoras y otros equipos sensibles son losTubos de Descarga de gas (GDT's). Consisten en dos o tres electrodos con sales en un tubo devidrio lleno con una mezcla de gases a baja presin. Tienen una vida relativamente prolongada yhabilidad para transportar cantidades importantes de corriente.

2. Dispositivos de Enclavamiento de Tensiones

Estos dispositivos, tales como Varistores (resistores no-lineales),Varistores metal-xido (MOV's),Diodos Zener (avalanchas) y Rectificadores de Selenio, son conductores unidireccionales hasta quese alcanza un nivel de tensin determinado; a partir de ese momento conducen en sentido contrario.

Normalmente estn conectados en los circuitos en el sentido de no-conduccin, presentando unaimpedancia muy elevada; cuando se alcanza la mxima tensin permitida la impedancia caerpidamente. Es decir que la elevacin de corriente trae aparejada la baja de la impedancia,impidiendo el paso del transitorio a las cargas.

Los Dispositivos de Enclavamiento operan en el rango de nanosegundos, miles de veces ms rpidoque los descargadores, pero generalmente son capaces de disipar mucho menos energa de los

Otros tipos de mdulos

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/cap618.htm (1 of 3) [07/05/2001 12:44:01]

transitorios. Son efectivos para empalmar las tensiones pico de mximo nivel.

Los de tipo MOV estn disponibles para un amplio rango de tensiones y corrientes, desde 4 V. paralneas de datos hasta varios miles de volt para redes de potencia; para pulsos pico desde unos pocoshasta 10000 Ampere, y para la disipacin de energa desde 1 hasta 10000 Joule. Son de bajo costo,compactos y fciles de aplicar, por lo que son los de mayor uso para la proteccin de transitorios.

Una caracterstica de los MOV es que se deterioran con la repeticin de los transitorios, aunque ellose ha mejorado en los equipos mas modernos.

Los Diodos de Zener tambin se emplean para el enclavamiento de tensiones. Se trata dedispositivos de avalancha que mantienen impedancias elevadas hasta la tensin de ruptura, dondeesta cae rpidamente hasta permitir la accin de enclavamiento. Los diodos de Zener empleadospara enclavamiento de tensin son de caractersticas diferentes a los utilizados como reguladores detensin.

Bajo condiciones de avalancha, cuando el diodo tiene Sobre Tensiones, flujos sustanciales decorriente pueden atravesar la junta semiconductora. La habilidad para disipar el calor en la juntura limita la mxima energa que puede manejar.

Los Varistores de Carburo de Silicio tienen elevada capacidad de manejo de potencia y se empleanpara transitorios de alta tensin, como los supresores para descargas atmosfricas. Tienden amanejar corrientes importantes en el estado normal, por lo que normalmente se emplean en serie condispositivos que mantienen abierto el circuito hasta que ocurre algn transitorio. Esta propiedad losvuelve insatisfactorios para operaciones de enclavamiento a bajas tensiones.

Tambin se suelen utilizar los Supresores de Transitorios de Celdas de Selenio, que manejansatisfactoriamente transitorios repetidos de alta energa, pero que tienen un pobre desempeo comoenclavadores de tensin.

3. Dispositivos de AtenuacinEstos dispositivos estn insertos en un circuito para permitir el pasaje de potencia a frecuencia delnea, mientras atenan los transitorios con frecuencias en el rango de KHz o MHz, varios ordenes demagnitud superiores que los de la potencia de 50 Hz.

Los Filtros de Paso Bajo (low-pass) consisten en una combinacin de capacitores en paralelo einductancias en serie. Sus componentes deben estar capacitados para resistir las altas tensiones delos transitorios, mientras que las inductancias en serie deben permitir circular las muchas vecesimportantes corrientes de carga.

Los filtros deben estar dimensionados para el tipo de transitorio a atenuar. Por lo tanto, suimpedancia debe estar de acuerdo a la impedancia de entrada y salida; de lo contrario, con lasvariaciones los filtros pueden asumir compromisos perjudiciales.

En circuitos de baja potencia un transitorio puede hacerlo entrar en oscilacin, y la salida en filtros depobre desempeo puede contener ms tensiones y frecuencias espurias que la entrada.

Un dispositivo especial de ajuste activo (active tracking) censa la tensin sinusoidal instantnea acualquier punto en el ciclo y otros dispositivos limitan la tensin mxima. Ello limita la desviacin de latensin sinusoidal instantnea verdadera, en cualquier punto de la onda sinusoidal, a +/- 2V. Cuandose censa una desviacin de tensin, la unidad provee un filtro integral en menos de 5 nanosegundos.

4. Dispositivos hbridos

Son supresores de transitorios que combinan dos o mas tecnologas para proveer supresiones detransitorios en un amplio rango de tensiones, tasas de crecimiento, etc., que un solo dispositivo nopodra proveer.

Como ejemplo de ello podemos encontrar los productos de la firma INNOVATIVE TECHNOLOGYque incorporan una variedad de componentes como la indicada en la Tabla 6.1:

Componentes Ventaja aprovechada



Varistor de xido - metalGran capacidad de manejo.l Tiempo de respuesta en nseg.l

DiodoExcelente confiabilidad.l Tiempo de respuesta en nseg.l

Descargador GaseosoBuen manejo de sobrecorrientes.l Tamao pequeo.l

Capacitor

Sin umbral de operacin.l Filtra transitorios de Onda Amortiguada.l Filtra interferencias electromagnticas yde Radiofrecuencia.

l

Tabla 6.1




Transformadores de Aislacin 7/13

Las funcin bsica de los transformadores es la de cambiar o ajustar los niveles de tensin.

Actualmente se les ha asignado otras dos funciones que consisten en:Proporcionar un separador para la fuente de potencial Permitir el aislamiento de las terceras Armnicas,l

Los transformadores con Blindaje de Aislacin no proveen proteccin contra anomalas de tensincomo Baja-tensiones o Sobre-tensiones. En efecto, debido a las caractersticas de estostransformadores, las variaciones de tensin ocurridas en el arrollamiento primario inducen corrientesen el arrollamiento secundario del transformador.

Adicionalmente, por la naturaleza propia de los transformadores se pueden generar transitorios. Porello, los transformadores con Blindaje de Aislacin de alta calidad vienen acompaados desupresores de transitorios de tensin, que pueden superar ciertos tipos de anomalas en laalimentacin. La resolucin de problemas creados por mltiples caminos de corrientes en el circuitode tierra son ejemplos del uso efectivo de esta combinacin.

Transformadores estrella - tringulo:

Permiten retener en ese punto de la instalacin los Armnicos 3, 9 y mltiplos de tres, los que solopueden circular desde la carga hasta el transformador, pero no aguas arriba.

Tambin permiten liberar al neutro de la fuente de las corrientes armnicas, que pueden ser muyimportantes, evitando el recalentamiento del mismo.

Transformadores de doble secundario:

Cuando las cargas generadoras de Armnicos son trifsicas, predominan principalmente losarmnicos 5to. y 7mo., por lo que la solucin anterior no es vlida y debe recurrirse a otra tcnica queconsiste en realizar un desfasaje angular de 30 entre las dos salidas. El mismo efecto podraobtenerse si se utilizaran dos transformadores con distinto acoplamiento.

En esta aplicacin las cargas se reparten en dos salidas separadas que se conectan a ambossecundarios.

Debido al desfasaje entre secundarios las corrientes Armnicas de ambos secundarios estndesfasadas y aguas arriba se suman, obtenindose como resultado una disminucin en la tasa dedistorsin de corrientes y en particular en los armnicos de grado 5 y 7 ya que dichos armnicos deuno de los devanados est en oposicin de fase con los equivalentes del otro devanado.

No obstante, para que este procedimiento pueda dar resultado se deben conectar solamente cargastrifsicas en ambos secundarios y las cargas deformantes han de tener caractersticas similares (elmismo espectro Armnico) en las dos distribuciones para que se anulen por su signo opuesto.

Elementos de maniobra y proteccin - Fusibles



Sintetizadores magnticos 8/13

Emplean ferroresonantes magnticos (transformadores e inductores) y capacitores para sintetizaruna salida trifsica de alta calidad, empleando la entrada slo como fuente de energa.

Permiten mantener una salida trifsica de capacidad reducida an si se pierde una de las fases,aunque el ngulo entre fases no ser de 120.

Los sintetizadores magnticos carecen de partes mviles y de dispositivos semiconductores, exceptoen los controles. Sus capacitores almacenan suficiente energa para superar cortes en laalimentacin de hasta un ciclo.

Cuando se cuenta con una fuente alternativa confiable en la alimentacin, como ser una segundalnea desde la distribuidora, los sintetizadores magnticos se combinan con switch estticos detransferencia que alternan la fuente en 1/4 de ciclo, proveyendo energa ininterrumpida a las cargassensitivas y eliminando la necesidad de una UPS.

Estos equipos protegen contra transitorios oscilatorios, Sobre y Baja Tensiones pero no son deutilidad contra cortes totales de tensin; en estos casos deben complementarse con bateras.

Sus caractersticas principales son:

operan con rangos de tensin de alimentacin de +/- 40% del nominall

la Distorsin Armnica Total es menor al 4%l

la eficiencia es del orden del 94% a plena cargal

requieren un mnimo mantenimiento, en particular una inspeccin anual a los capacitores parareemplazar los que hallan fallado.

l

Los sintetizadores magnticos, como cualquier otro sistema que alimente cargas crticas, debe contarcon sistemas de by-pass para tareas de mantenimiento del sintetizador.

Aplicaciones de los Fusibles



Fuentes de Energa Ininterrumpible (UPS estticas) 9/13

Constituyen uno de los equipos ms populares en las instalaciones actuales; su funcin es mantenerconstante la alimentacin de energa a una carga determinada, o a un grupo de cargas a la vez. Enlos casos donde son esperables los cortes de energa, las UPS combinadas con equipos deproteccin de Sobre Tensiones suelen ser la solucin ms efectiva al menor costo.

No solo proveen el filtro y acondicionamiento necesario para asegurar la calidad de la energarequerida por los equipos electrnicos sensitivos sino que sirven de fuente de alimentacin en casode salidas de servicio en la alimentacin principal.

Partes componentes:

Constan de las siguientes partes:Rectificador de Corriente Alterna en Continua.l Un bus de corriente continua con una batera flotante continuamente conectadal Un inversor de Corriente Continua a Alterna yl un switch de by-pass de estado slido.l

Las UPS estticas vienen en rangos amplios, desde unos pocos cientos de VA para la proteccin decargas individuales hasta 750 k VA (o ms) para proteger instalaciones enteras. Cargas mayores seatienden mediante el empleo de unidades en paralelo.

Los sistemas de UPS estticas estn disponibles en tres configuraciones tpicas:

UPS "On Line":

Son el tipo ms comn en las instalaciones para cargas crticas. En estas configuraciones las cargasson continuamente alimentadas por las salidas del inversor. En caso de fallas la alimentacin setransfiere a la fuente de backup, generalmente la lnea de alimentacin de la distribuidora.

La fuente alternativa de potencia sirve para un segundo propsito: provee corriente para limpiar lasfallas, una funcin importante, debido a que muchos inversores no pueden generar las corrientesnecesarias para fundir un fusible o abrir un interruptor de una carga crtica. El by pass estticoretransfiere la carga a la salida de la UPS cuando el dispositivo de proteccin limpia la falla.

Una ventaja de las UPS "on-line" es que las cargas crticas continan recibiendo potenciaacondicionada y nunca se quedan sin alimentacin. Un requerimiento importante de estos equipos esque deben ser adecuadamente dimensionados para alimentar las cargas y para mantener en carga alas bateras.UPS "Off Line":

Son diferentes a las anteriores en la medida que en condiciones normales proveen potencia sinacondicionar. El switch de transferencia solo direcciona al inversor de AC cuando censa unafluctuacin o interrupcin de la corriente normal.

Esta configuracin se suele aplicar para cargas pequeas y no requiere de otros equipos deacondicionamiento de lnea. El tiempo de transferencia de la fuente normal a la alternativa, viaby-pass esttico, es del orden de 4 milisegundos.UPS de Lnea Interactiva:

La potencia no se convierte en corriente continua (DC) y se enva directamente a las cargas crticasmediante un inductor o transformador. La regulacin y alimentacin continua a las cargas crticas seobtiene a travs de switchers de inversin en combinacin con inversores magnticos comoinductores, transformadores de lnea o transformadores ferroresonantes.

Elementos de maniobra y proteccin - Protectores automticos


Para especificar una UPS se debe considerar:Redundancia o no de los sistemas: se debe analizar factores tales como confiabilidadrequerida, costo y disponibilidad de espacio. La estrategia usual consiste en implementarsistemas con redundancia en paralelo, con todos los mdulos on-line alimentando a las cargascrticas en paralelo.

l

Switch de by-pass: La transferencia de las cargas desde las UPS a los sistemas de lasdistribuidoras, que ocurren en las fallas de las UPS, deben permitir su mantenimiento sin estarenergizados.

l

Seleccin de bateras: las ms comunes son las de plomo - cido debido a su simplicidad ybajo costo, siendo convenientes las denominadas "sin mantenimiento"; no obstante, existennuevos tipos de bateras que conviene evaluar por su performance.

l

Factor de potencia de la alimentacin: El factor de potencia en la alimentacin de estosequipos suele ser de slo el 80%, por lo que para llevarlo a los valores deseados (cercanos al95%) se debe recurrir a capacitores.

l

Corrientes Armnicas: Las UPS estticas generan Armnicas tanto en la lnea de alimentacincomo en la de salida (del orden del 12 y 5% respectivamente), debido a los rectificadores desilicio. Ello puede ocasionar inconvenientes en los sistemas de control y sobrecalentamientosen el neutro, por lo que se requiere colocar filtros que limiten la presencia de Armnicas.

l

Elementos de maniobra y proteccin - Protectores automticos



Conmutadores de estado slido 10/13

Las fallas elctricas son comunes a todos los equipos, ms an desde que se introdujeron losdispositivos de estado slido. Las soluciones primitivas incluan el empleo de equipos rotativos yconmutadores para derivar la alimentacin de la fuente "primaria" a la "alternativa"; estos switcheseran bsicamente electromecnicos.

Su principio de funcionamiento consista en que una reduccin de tensin en el relay, por debajo deun cierto valor, produca su desenergizacin, desconectando el contactor de la lnea preferida yenergizando el contactor alternativo.

La fuente preferida deba estar completamente desconectada cuando entre en operacin lasecundaria, a efectos de evitar cortocircuitos. Para alimentar equipamientos de estado slido ello noes posible por las siguientes razones:

las interrupciones de potencia son prolongadas,l los arcos producidos durante las transferencias son una fuente intensa de radiaciones y deruidos elctricos,

l

la conmutacin descontrolada puede producir importantes transitorios de corriente, yl los conmutadores electromecnicos no pueden alcanzar altas velocidades de switcheo.l

Por tal motivo, para conmutaciones en Corriente Alterna con tiempos de switcheo de variosmicrosegundos se introdujeron los rectificadores de estado slido en base a silicio (SCR) . Loscontroladores ms modernos tienen dispositivos incorporados que no se ven afectados porcondiciones de tensin cero menores a 8 ms.

Los conmutadores de estado slido que se aplican a cargas sensitivas incluyen censores de fallas enla fuente preferida de alimentacin que permiten la transferencia a la fuente alternativa manteniendolas relaciones de fases, restableciendo la tensin rpidamente para evitar malfuncionamientos. Latransferencia se efecta sin producir arcos.

Los PLC's son los dispositivos que ms se benefician con este tipo de equipos. Los PLC's sonsistemas lgicos que constan de un procesador y tarjetas de entrada - salida alimentadas por una omas fuentes de corriente continua. Estas tarjetas tienen tiempos tpicos de respuesta de 10 a 25 ms,por lo que no se ven afectados por ausencias de tensin de 6 ms.

Generalmente, las tarjetas analgicas de entrada estn conectadas a sensores o transductoresalimentados desde fuentes de corriente continua protegidas contra disturbios.

La lgica de las tarjetas de salida tambin suele estar alimentada en corriente continua, que no se veafectada por perturbaciones. Existen tarjetas de salida que conmutan corriente alterna y querequieren estudios mas profundos.

Adicionalmente, el empleo de reguladores ferroresonantes limita la corriente en caso decortocircuitos, proveyendo una proteccin adicional.

Criterios de seleccin de interruptores termomagnticos



Acondicionadores de lneas 11/13

Como respuesta a los deseos de los consumidores de contar con una solucin completa para todoslos problemas de Calidad de la Energa compactadas en un solo equipo, en los ltimos aos sedesarroll el concepto de "Acondicionadores de Lnea" o "Acondicionadores de Potencia". Losmismos incluyen el tablero de distribucin y los elementos de diagnstico.

El objetivo de los Acondicionadores de Lnea es modularizar o combinar varias funciones deacondicionamiento del potencia tales como aislamiento, regulacin de tensin y distribucin a travsde un tablero del tablero correspondiente.

Los tipos ms comunes incluyen Transformadores con Blindaje de Aislacin, especiales paraacondicionamiento de lneas. Estos equipos cuentan con reguladores de tensin ferroresonantescon un rango de regulacin +10% / -20% y tableros de distribucin, incorporados o en gruposexteriores.

Otros desarrollos pueden incluir Filtros de Ruidos y simples Supresores de Perturbaciones. LosSupresores de Transitorios de Tensin estn incluidos en la salida de los Acondicionadores de Lneaque atienden cargas mltiples.

Modelos usuales de interruptores termomagnticos



Criterios de evaluacin y seleccin 12/13

Consiste en determinar el mtodo ms eficiente para acondicionar el sistema de potencia, para ellose considera en primera instancia los requerimientos de potencia limpia de las computadoras y otrosequipos as como las caractersticas de los problemas posibles (severidad y extensin de losmismos).

Posteriormente se considera la efectividad de cada tipo de acondicionador de potencia para resolverlos problemas examinados y, finalmente se analiza el costo y la efectividad de cada tecnologadisponible.

Los requerimientos de los equipos electrnicos sensibles, en trminos de alimentacin de energalimpia, se pueden obtener de los fabricantes de dichos equipos. En general, estos requerimientos seajustan a las normativas CBEMA, aunque algunos equipos permiten mayores tolerancias que otrosen el control de potencia. Asimismo, se debe evaluar la gravedad de ocurrencia de posibles errores ycrash del sistema de computacin.

La calidad de la alimentacin se puede determinar en base a la experiencia previa de monitoreo de lapotencia en los locales con computadoras, empleando instrumentos capaces de registrar transitoriosy variaciones de voltaje.

Combinando las necesidades de potencia, de garantizar la continuidad de operacin de los equipos ylas imperfecciones admisibles en el suministro, se puede definir los requerimientos del sistema deacondicionamiento de potencia.

El estudio mencionado revela la frecuencia de ocurrencia de varios tipos de fallas, analizando laefectividad de los acondicionadores sobre cada una de ellas

La comparacin de efectividad es solo uno de los pasos para elegir la tecnologa de equipo msadecuada. Se debe considerar el costo de las mismos, tanto en su valor propiamente dicho como enel costo anual de mantenimiento y el costo de la energa resultante, considerando las prdidas queocurren con cargas parciales. Todo ello permite una comparacin realista entre las diferentes marcasy tecnologas.

Si slo se considera la performance, la eleccin suele recaer en una UPS; si slo se considera elcosto la eleccin recae en un supresor de transitorios de pico, pero este equipo solo resuelve unospocos problemas por lo que raramente se emplea en forma aislada.

Si se considera la relacin costo - beneficio un transformador con blindaje de aislacin suele ser lamejor eleccin.

La nica tecnologa totalmente efectiva es la combinacin de una UPS con un generador quesuministre energa antes que las bateras se agoten.

Si el costo de salida de servicio de los equipos productivos es elevado y los equipos electrnicos soncrticos para su operacin, la UPS es la nica solucin aceptable.

Si se cuenta con alimentacin desde dos vas (por ej, desde dos distribuidoras diferentes) se puedeemplear un sintetizador magntico (de baja eficiencia a cargas parciales) combinado con undesconectador en paralelo, como una alternativa efectiva a las UPS.

En sntesis, la decisin consiste en emplear el sistema ms efectivo al menor costo, pero el problemase complica debido a que no existen dos instalaciones con similares requerimientos.

Interruptores diferenciales



Estrategias de proteccin de edificios 13/13

La gran mayora de los problemas de energa se originan dentro de las instalaciones. Las mquinas yequipos de oficina ocasionan un sinnmero de anormalidades que actan como un arma mortal paralos equipos electrnicos sensitivos.

Los cables de corriente alterna no son los nicos culpables, las lneas de comunicacin -- telfono,video, redes de computadoras, etc. -- tambin son rutas de transmisin.

La instalaciones son vulnerables en un gran nmero de frentes, lo que hace necesaria una estrategiacoordinada para garantizar la calidad de la energa, que incluye:

Primer Paso: El principal nfasis se debe poner en las lneas comunes del edificio, tanto de potenciacomo de telecomunicaciones; es all donde las instalaciones estn ms expuestas a potencialesproblemas -- descargas atmosfricas, fallas de las distribuidoras, etc. Por este motivo, debeninstalarse dispositivos de proteccin de transitorios en todos los servicios de entrada del edificio.

Segundo Paso: Cada piso o apartamento debe contar con elementos de proteccin para eliminarcualquier disturbio remanente que haya pasado por las protecciones de los servicios de entrada.

Tercer Paso: Los componentes sensitivos (computadoras, equipos de control de procesos, etc.)deben contar con sus propias medidas de proteccin.

Se debe tener presente que si se instala un dispositivo de proteccin en un componente (como seren una red de PC), se debe instalar protecciones en todos los equipos del mismo sistema. De otromodo, las variaciones en el potencial de tierra pueden daar los componentes que no tenganproteccin.

Coordinacin de las protecciones



Tcnicas de cableado 3/13

Ya se discutieron los serios problemas ocasionados por la presencia de Armnicas. La forma massencilla de evitar estos inconvenientes es colocar un neutro de seccin doble o, alternativamente, sepuede utilizar un neutro separado para cada fase. El costo adicional suele estar plenamentejustificado considerando los problemas que se evitan.

La tcnica de separacin de las fases consiste en la separacin de las cargas sensibles de lasfuentes de ruido dentro del sistema. Cada circuito debe alimentar a cargas de un mismo tipo(sensibles o no sensibles) y, de ser posible, los tableros deben ser diferentes.

Circuitos separados para cargas sensibles significa que tanto las fases como el neutro deben serdiferentes.

En las oficinas suele ser una buena idea colocar lneas dedicadas para las computadoras o bientener un subsistema de alimentacin para las mismas.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 3



Reguladores de tensin 4/13

Los problemas de tensin generados por la conexin y desconexin de grandes cargas, arranquesde motores, o las condiciones de bajotensin de las distribuidoras de electricidad durante las horaspico del verano, normalmente pueden controlarse con reguladores de tensin. La funcin de losmismos es la de mantener constante la tensin a una carga determinada, bajo condicionesanormales en la tensin de alimentacin.

Empleando ms de un regulador en el mismo sistema elctrico (en serie) pueden ocurrir problemasde inestabilidad. Estos problemas dependen del tiempo de respuesta y de la sensibilidad delregulador.

La alimentacin de los equipos basados en microprocesadores dispone de un valor lmite pararegular la capacidad de las cargas; regulaciones adicionales pueden o no ser necesarias.

Los circuitos empleados en los reguladores de tensin son vulnerables a los daos producidos porpicos de tensin, por lo que deben estar adecuadamente protegidos por supresores de transitorios.

Antes de seleccionar el dispositivo de regulacin de tensin, es imperativo que los ingenierosconozcan la configuracin del sistema elctrico, la naturaleza de los problemas a corregir, lastolerancias admisibles, as como los pasos en los cambios de tensin a considerar.

Los Reguladores mantienen constante la tensin de salida a las cargas an con variacionesimportantes en la tensin de entrada. Existen varios tipos, cada uno con ventajas y desventajas en suoperacin, los principales son:

Los Transformadores Ferroresonantes, que pueden separar las tensiones de entrada y saliday permiten tanto la transformacin de tensiones como el aislamiento de ruidos. Tienenexcelente regulacin, pero admiten una capacidad de sobrecarga limitada, tienen unaeficiencia pobre a cargas bajas y pueden interactuar con formas de onda no lineales.

l

Los Reguladores Magnticos de Tensin, que constituyen un tipo especial deautotransformador.

l

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 4



Filtros de ruidos 5/13

Son unidades que se conectan a las redes de computadoras. Permiten el pasaje de la frecuencia dealimentacin, pero presentan una elevada impedancia que bloquea o atena los ruidos o sealesdesconocidas, usualmente de alta frecuencia.

Algunos filtros pueden eliminar todas las tensiones en un rango de +/- 2V de la tensin instantneaen cualquier punto de la onda sinusoidal. los filtros suelen estar combinados con supresores detransitorios o con otros dispositivos de acondicionamiento de lneas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 5



Supresores de transitorios 6/13

Los Supresores de Tansitorios, denominados tambin Dispositivos de Proteccin contraPerturbaciones (Surge Protective Device), son equipos de gran importancia teniendo en cuenta laproteccin que brindan.

Existen algunos conceptos que se debe conocer para una adecuada seleccin de estos equipos,estos son:

Corriente Mxima de descarga (Imax): es la corriente mxima que se requiere que el protectorpueda descargar una vez en su vida til, correspondiendo a condiciones excepcionales. Lascorrientes transitorias son generalmente representadas como formas de onda 8 / 20. Donde el8 representa el tiempo de crecimiento y el 20 el de cada hasta la mitad de su amplitud. Ambostiempos expresados en microsegundos.

l

Nivel de proteccin (Up): es el nivel de proteccin de tensin compatible con la sensibilidad delos equipos a proteger, donde:

l

Up = 2,5 kV para equipamiento electrotcnico, controles elctricos, interruptores, etc.Up = 1,8 kV para equipamiento electrotcnico que contenga circuitos electrnicossensibles, como TV, audio, lavarropas, etc.Up = 1,5 kV para equipamiento electrotcnico sensible, como ser computadoras, mquinasregistradoras, etc.

En captulos anteriores se mencionaba las dos tecnologas bsicas utilizadas para los Supresores deTransitorios (TSN o ATN), siendo esta ltima fundamental cuando es necesario proteger circuitoselectrnicos sensibles, donde se debe utilizar un dispositivos que puedan suprimir efectivamente lostransitorios antes que alcancen el pico de la onda senoidal.

Dentro de la categora de Supresores de Transitorios existen varios tipos de dispositivos, entre ellospodemos mencionar::

1. Dispositivos de Descarga

En esta categora se incluyen dispositivos tales como Descargadores Gaseosos, Protectores deRayos y Dispositivos de Comando.

Los Dispositivos de Descarga son relativamente lentos, tomando varios microsegundos para operar,por lo que someten a los dispositivos a proteger a elevados crecimientos iniciales de tensin, quepueden llegar a varios miles de Volt por microsegundo. Por tal motivo aguas abajo debe colocarseuna proteccin adicional contra picos.

Los dispositivos mas comunes para proteccin de computadoras y otros equipos sensibles son losTubos de Descarga de gas (GDT's). Consisten en dos o tres electrodos con sales en un tubo devidrio lleno con una mezcla de gases a baja presin. Tienen una vida relativamente prolongada yhabilidad para transportar cantidades importantes de corriente.

2. Dispositivos de Enclavamiento de Tensiones

Estos dispositivos, tales como Varistores (resistores no-lineales),Varistores metal-xido (MOV's),Diodos Zener (avalanchas) y Rectificadores de Selenio, son conductores unidireccionales hasta quese alcanza un nivel de tensin determinado; a partir de ese momento conducen en sentido contrario.

Normalmente estn conectados en los circuitos en el sentido de no-conduccin, presentando unaimpedancia muy elevada; cuando se alcanza la mxima tensin permitida la impedancia caerpidamente. Es decir que la elevacin de corriente trae aparejada la baja de la impedancia,impidiendo el paso del transitorio a las cargas.

Los Dispositivos de Enclavamiento operan en el rango de nanosegundos, miles de veces ms rpidoque los descargadores, pero generalmente son capaces de disipar mucho menos energa de lostransitorios. Son efectivos para empalmar las tensiones pico de mximo nivel.

capitulo 5 - tema 6

http://sn00253ar/portal/Manual_pq/Power_q/Cap6/doc/Frtema6.htm (1 of 3) [07/05/2001 12:44:03]

Los de tipo MOV estn disponibles para un amplio rango de tensiones y corrientes, desde 4 V. paralneas de datos hasta varios miles de volt para redes de potencia; para pulsos pico desde unos pocoshasta 10000 Ampere, y para la disipacin de energa desde 1 hasta 10000 Joule. Son de bajo costo,compactos y fciles de aplicar, por lo que son los de mayor uso para la proteccin de transitorios.

Una caracterstica de los MOV es que se deterioran con la repeticin de los transitorios, aunque ellose ha mejorado en los equipos mas modernos.

Los Diodos de Zener tambin se emplean para el enclavamiento de tensiones. Se trata dedispositivos de avalancha que mantienen impedancias elevadas hasta la tensin de ruptura, dondeesta cae rpidamente hasta permitir la accin de enclavamiento. Los diodos de Zener empleadospara enclavamiento de tensin son de caractersticas diferentes a los utilizados como reguladores detensin.

Bajo condiciones de avalancha, cuando el diodo tiene Sobre Tensiones, flujos sustanciales decorriente pueden atravesar la junta semiconductora. La habilidad para disipar el calor en la juntura limita la mxima energa que puede manejar.

Los Varistores de Carburo de Silicio tienen elevada capacidad de manejo de potencia y se empleanpara transitorios de alta tensin, como los supresores para descargas atmosfricas. Tienden amanejar corrientes importantes en el estado normal, por lo que normalmente se emplean en serie condispositivos que mantienen abierto el circuito hasta que ocurre algn transitorio. Esta propiedad losvuelve insatisfactorios para operaciones de enclavamiento a bajas tensiones.

Tambin se suelen utilizar los Supresores de Transitorios de Celdas de Selenio, que manejansatisfactoriamente transitorios repetidos de alta energa, pero que tienen un pobre desempeo comoenclavadores de tensin.

3. Dispositivos de AtenuacinEstos dispositivos estn insertos en un circuito para permitir el pasaje de potencia a frecuencia delnea, mientras atenan los transitorios con frecuencias en el rango de KHz o MHz, varios ordenes demagnitud superiores que los de la potencia de 50 Hz.

Los Filtros de Paso Bajo (low-pass) consisten en una combinacin de capacitores en paralelo einductancias en serie. Sus componentes deben estar capacitados para resistir las altas tensiones delos transitorios, mientras que las inductancias en serie deben permitir circular las muchas vecesimportantes corrientes de carga.

Los filtros deben estar dimensionados para el tipo de transitorio a atenuar. Por lo tanto, suimpedancia debe estar de acuerdo a la impedancia de entrada y salida; de lo contrario, con lasvariaciones los filtros pueden asumir compromisos perjudiciales.

En circuitos de baja potencia un transitorio puede hacerlo entrar en oscilacin, y la salida en filtros depobre desempeo puede contener ms tensiones y frecuencias espurias que la entrada.

Un dispositivo especial de ajuste activo (active tracking) censa la tensin sinusoidal instantnea acualquier punto en el ciclo y otros dispositivos limitan la tensin mxima. Ello limita la desviacin de latensin sinusoidal instantnea verdadera, en cualquier punto de la onda sinusoidal, a +/- 2V. Cuandose censa una desviacin de tensin, la unidad provee un filtro integral en menos de 5 nanosegundos.

4. Dispositivos hbridos

Son supresores de transitorios que combinan dos o mas tecnologas para proveer supresiones detransitorios en un amplio rango de tensiones, tasas de crecimiento, etc., que un solo dispositivo nopodra proveer.

Como ejemplo de ello podemos encontrar los productos de la firma INNOVATIVE TECHNOLOGYque incorporan una variedad de componentes como la indicada en la Tabla 6.1:

Componentes Ventaja aprovechada

Varistor de xido - metalGran capacidad de manejo.l Tiempo de respuesta en nseg.l

capitulo 5 - tema 6


DiodoExcelente confiabilidad.l Tiempo de respuesta en nseg.l

Descargador GaseosoBuen manejo de sobrecorrientes.l Tamao pequeo.l

Capacitor

Sin umbral de operacin.l Filtra transitorios de Onda Amortiguada.l Filtra interferencias electromagnticas yde Radiofrecuencia.

l

Tabla 6.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 6



Transformadores de Aislacin 7/13

Las funcin bsica de los transformadores es la de cambiar o ajustar los niveles de tensin.

Actualmente se les ha asignado otras dos funciones que consisten en:Proporcionar un separador para la fuente de potencial Permitir el aislamiento de las terceras Armnicas,l

Los transformadores con Blindaje de Aislacin no proveen proteccin contra anomalas de tensincomo Baja-tensiones o Sobre-tensiones. En efecto, debido a las caractersticas de estostransformadores, las variaciones de tensin ocurridas en el arrollamiento primario inducen corrientesen el arrollamiento secundario del transformador.

Adicionalmente, por la naturaleza propia de los transformadores se pueden generar transitorios. Porello, los transformadores con Blindaje de Aislacin de alta calidad vienen acompaados desupresores de transitorios de tensin, que pueden superar ciertos tipos de anomalas en laalimentacin. La resolucin de problemas creados por mltiples caminos de corrientes en el circuitode tierra son ejemplos del uso efectivo de esta combinacin.

Transformadores estrella - tringulo:

Permiten retener en ese punto de la instalacin los Armnicos 3, 9 y mltiplos de tres, los que solopueden circular desde la carga hasta el transformador, pero no aguas arriba.

Tambin permiten liberar al neutro de la fuente de las corrientes armnicas, que pueden ser muyimportantes, evitando el recalentamiento del mismo.

Transformadores de doble secundario:

Cuando las cargas generadoras de Armnicos son trifsicas, predominan principalmente losarmnicos 5to. y 7mo., por lo que la solucin anterior no es vlida y debe recurrirse a otra tcnica queconsiste en realizar un desfasaje angular de 30 entre las dos salidas. El mismo efecto podraobtenerse si se utilizaran dos transformadores con distinto acoplamiento.

En esta aplicacin las cargas se reparten en dos salidas separadas que se conectan a ambossecundarios.

Debido al desfasaje entre secundarios las corrientes Armnicas de ambos secundarios estndesfasadas y aguas arriba se suman, obtenindose como resultado una disminucin en la tasa dedistorsin de corrientes y en particular en los armnicos de grado 5 y 7 ya que dichos armnicos deuno de los devanados est en oposicin de fase con los equivalentes del otro devanado.

No obstante, para que este procedimiento pueda dar resultado se deben conectar solamente cargastrifsicas en ambos secundarios y las cargas deformantes han de tener caractersticas similares (elmismo espectro Armnico) en las dos distribuciones para que se anulen por su signo opuesto.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 7



Sintetizadores magnticos 8/13

Emplean ferroresonantes magnticos (transformadores e inductores) y capacitores para sintetizaruna salida trifsica de alta calidad, empleando la entrada slo como fuente de energa.

Permiten mantener una salida trifsica de capacidad reducida an si se pierde una de las fases,aunque el ngulo entre fases no ser de 120.

Los sintetizadores magnticos carecen de partes mviles y de dispositivos semiconductores, exceptoen los controles. Sus capacitores almacenan suficiente energa para superar cortes en laalimentacin de hasta un ciclo.

Cuando se cuenta con una fuente alternativa confiable en la alimentacin, como ser una segundalnea desde la distribuidora, los sintetizadores magnticos se combinan con switch estticos detransferencia que alternan la fuente en 1/4 de ciclo, proveyendo energa ininterrumpida a las cargassensitivas y eliminando la necesidad de una UPS.

Estos equipos protegen contra transitorios oscilatorios, Sobre y Baja Tensiones pero no son deutilidad contra cortes totales de tensin; en estos casos deben complementarse con bateras.

Sus caractersticas principales son:

operan con rangos de tensin de alimentacin de +/- 40% del nominall

la Distorsin Armnica Total es menor al 4%l

la eficiencia es del orden del 94% a plena cargal

requieren un mnimo mantenimiento, en particular una inspeccin anual a los capacitores parareemplazar los que hallan fallado.

l

Los sintetizadores magnticos, como cualquier otro sistema que alimente cargas crticas, debe contarcon sistemas de by-pass para tareas de mantenimiento del sintetizador.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 8



Fuentes de Energa Ininterrumpible (UPS estticas) 9/13

Constituyen uno de los equipos ms populares en las instalaciones actuales; su funcin es mantenerconstante la alimentacin de energa a una carga determinada, o a un grupo de cargas a la vez. Enlos casos donde son esperables los cortes de energa, las UPS combinadas con equipos deproteccin de Sobre Tensiones suelen ser la solucin ms efectiva al menor costo.

No solo proveen el filtro y acondicionamiento necesario para asegurar la calidad de la energarequerida por los equipos electrnicos sensitivos sino que sirven de fuente de alimentacin en casode salidas de servicio en la alimentacin principal.

Partes componentes:

Constan de las siguientes partes:Rectificador de Corriente Alterna en Continua.l Un bus de corriente continua con una batera flotante continuamente conectadal Un inversor de Corriente Continua a Alterna yl un switch de by-pass de estado slido.l

Las UPS estticas vienen en rangos amplios, desde unos pocos cientos de VA para la proteccin decargas individuales hasta 750 k VA (o ms) para proteger instalaciones enteras. Cargas mayores seatienden mediante el empleo de unidades en paralelo.

Los sistemas de UPS estticas estn disponibles en tres configuraciones tpicas:

UPS "On Line":

Son el tipo ms comn en las instalaciones para cargas crticas. En estas configuraciones las cargasson continuamente alimentadas por las salidas del inversor. En caso de fallas la alimentacin setransfiere a la fuente de backup, generalmente la lnea de alimentacin de la distribuidora.

La fuente alternativa de potencia sirve para un segundo propsito: provee corriente para limpiar lasfallas, una funcin importante, debido a que muchos inversores no pueden generar las corrientesnecesarias para fundir un fusible o abrir un interruptor de una carga crtica. El by pass estticoretransfiere la carga a la salida de la UPS cuando el dispositivo de proteccin limpia la falla.

Una ventaja de las UPS "on-line" es que las cargas crticas continan recibiendo potenciaacondicionada y nunca se quedan sin alimentacin. Un requerimiento importante de estos equipos esque deben ser adecuadamente dimensionados para alimentar las cargas y para mantener en carga alas bateras.UPS "Off Line":

Son diferentes a las anteriores en la medida que en condiciones normales proveen potencia sinacondicionar. El switch de transferencia solo direcciona al inversor de AC cuando censa unafluctuacin o interrupcin de la corriente normal.

Esta configuracin se suele aplicar para cargas pequeas y no requiere de otros equipos deacondicionamiento de lnea. El tiempo de transferencia de la fuente normal a la alternativa, viaby-pass esttico, es del orden de 4 milisegundos.UPS de Lnea Interactiva:

La potencia no se convierte en corriente continua (DC) y se enva directamente a las cargas crticasmediante un inductor o transformador. La regulacin y alimentacin continua a las cargas crticas seobtiene a travs de switchers de inversin en combinacin con inversores magnticos comoinductores, transformadores de lnea o transformadores ferroresonantes.

Para especificar una UPS se debe considerar:Redundancia o no de los sistemas: se debe analizar factores tales como confiabilidadl

capitulo 5 - tema 9


requerida, costo y disponibilidad de espacio. La estrategia usual consiste en implementarsistemas con redundancia en paralelo, con todos los mdulos on-line alimentando a las cargascrticas en paralelo.Switch de by-pass: La transferencia de las cargas desde las UPS a los sistemas de lasdistribuidoras, que ocurren en las fallas de las UPS, deben permitir su mantenimiento sin estarenergizados.

l

Seleccin de bateras: las ms comunes son las de plomo - cido debido a su simplicidad ybajo costo, siendo convenientes las denominadas "sin mantenimiento"; no obstante, existennuevos tipos de bateras que conviene evaluar por su performance.

l

Factor de potencia de la alimentacin: El factor de potencia en la alimentacin de estosequipos suele ser de slo el 80%, por lo que para llevarlo a los valores deseados (cercanos al95%) se debe recurrir a capacitores.

l

Corrientes Armnicas: Las UPS estticas generan Armnicas tanto en la lnea de alimentacincomo en la de salida (del orden del 12 y 5% respectivamente), debido a los rectificadores desilicio. Ello puede ocasionar inconvenientes en los sistemas de control y sobrecalentamientosen el neutro, por lo que se requiere colocar filtros que limiten la presencia de Armnicas.

l

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 9



Conmutadores de estado slido 10/13

Las fallas elctricas son comunes a todos los equipos, ms an desde que se introdujeron losdispositivos de estado slido. Las soluciones primitivas incluan el empleo de equipos rotativos yconmutadores para derivar la alimentacin de la fuente "primaria" a la "alternativa"; estos switcheseran bsicamente electromecnicos.

Su principio de funcionamiento consista en que una reduccin de tensin en el relay, por debajo deun cierto valor, produca su desenergizacin, desconectando el contactor de la lnea preferida yenergizando el contactor alternativo.

La fuente preferida deba estar completamente desconectada cuando entre en operacin lasecundaria, a efectos de evitar cortocircuitos. Para alimentar equipamientos de estado slido ello noes posible por las siguientes razones:

las interrupciones de potencia son prolongadas,l los arcos producidos durante las transferencias son una fuente intensa de radiaciones y deruidos elctricos,

l

la conmutacin descontrolada puede producir importantes transitorios de corriente, yl los conmutadores electromecnicos no pueden alcanzar altas velocidades de switcheo.l

Por tal motivo, para conmutaciones en Corriente Alterna con tiempos de switcheo de variosmicrosegundos se introdujeron los rectificadores de estado slido en base a silicio (SCR) . Loscontroladores ms modernos tienen dispositivos incorporados que no se ven afectados porcondiciones de tensin cero menores a 8 ms.

Los conmutadores de estado slido que se aplican a cargas sensitivas incluyen censores de fallas enla fuente preferida de alimentacin que permiten la transferencia a la fuente alternativa manteniendolas relaciones de fases, restableciendo la tensin rpidamente para evitar malfuncionamientos. Latransferencia se efecta sin producir arcos.

Los PLC's son los dispositivos que ms se benefician con este tipo de equipos. Los PLC's sonsistemas lgicos que constan de un procesador y tarjetas de entrada - salida alimentadas por una omas fuentes de corriente continua. Estas tarjetas tienen tiempos tpicos de respuesta de 10 a 25 ms,por lo que no se ven afectados por ausencias de tensin de 6 ms.

Generalmente, las tarjetas analgicas de entrada estn conectadas a sensores o transductoresalimentados desde fuentes de corriente continua protegidas contra disturbios.

La lgica de las tarjetas de salida tambin suele estar alimentada en corriente continua, que no se veafectada por perturbaciones. Existen tarjetas de salida que conmutan corriente alterna y querequieren estudios mas profundos.

Adicionalmente, el empleo de reguladores ferroresonantes limita la corriente en caso decortocircuitos, proveyendo una proteccin adicional.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

capitulo 5 - tema 10



Acondicionadores de lneas 11/13

Como respuesta a los deseos de los consumidores de contar con una solucin completa para todoslos problemas de Calidad de la Energa compactadas en un solo equipo, en los ltimos aos se

manual power quality.pdf

Documents