Calidad de energa

Calidad de energa

El concepto de calidad es relativo en muchas aplicaciones.

En el caso de servicios elctricos la calidad esta ligada al

cumplimiento de estndares o tolerancias predefinidas.

Las especificaciones estn dadas mediante la Norma Tcnica

de Calidad de los Servicios Elctricos (NTCSE)

Segn NTCSE, la calidad del servicio elctrico se relaciona con: a) Calidad de Producto: Tensin; Frecuencia; Perturbaciones (Flcker y Tensiones Armnicas). b) Calidad de Suministro: Interrupciones.

Segn NTCSE, la calidad del servicio elctrico se relaciona con: c) Calidad de Servicio Comercial: Trato al Cliente; Medios de Atencin; Precisin de Medida. d) Calidad de Alumbrado Pblico:

Nuestro estudio se enfocar hacia la Calidad de Producto

asociado con valores de Tensin; Frecuencia;

Perturbaciones (Flcker y Tensiones Armnicas).

De todo ello, se revisar lo relacionado con

Perturbaciones (Flcker y Tensiones Armnicas).

Perturbaciones elctricas:

Son variaciones de las ondas de tensin y corriente en el

suministro de energa respecto de su onda fundamental

(senoidal).

De acuerdo a NTCSE, se controla el Flcker y las Tensiones

Armnicas.

Perturbaciones

Perturbaciones

Perturbaciones elctricas:

El Flcker y las Armnicas se miden en el voltaje de:

- Puntos de Acoplamiento Comn (PAC) del

sistema,

- Puntos indicados explcitamente en la Norma.

- Otros que especifique la Autoridad(OSINERGMIN)

en su oportunidad.

Perturbaciones elctricas:

Indicadores De Calidad.-

a) FLCKER:

ndice de Severidad por Flcker de corta duracin (Pst)

(Normas IEC).

b) ARMNICAS:

Tensiones Armnicas Individuales (Vi)

Factor de Distorsin Total por Armnicas (THD).

Perturbaciones elctricas:

Tolerancias para Flcker :

El ndice de Severidad por Flcker (Pst )

no debe superar la unidad (Pst 1) en

Muy Alta, Alta, Media ni Baja Tensin.

Perturbaciones elctricas:

Tolerancias para armnicas:

Los valores eficaces (RMS) de las Tensiones Armnicas

Individuales (Vi) y los THD, expresado como porcentaje de la

tensin nominal del punto de medicin respectivo, no deben

superar los valores lmite (Vi y THD)..ver tabla

Pert

urb

acio

nes e

lctr

icas:

ORDEN (n) DE LA ARMNICA THD

TOLERANCIA Vi THD

(Armnicas Impares no mltiplos de 3) V> 60 kV V

Registro de datos:

El proveedor de energa esta obligado a:

- Adquirir equipos de medicin y registro necesarios.

- Disear procedimientos de medicin.

- Entregar programa de medicin (1 semana antes)

- Tomar datos segn NTCSE

- Llevar data histrica (5aos)

- Calcular indicadores de calidad y compensaciones.

PERTURBACIONES

Niveles de Flicker producido por un horno de arco

SAGS y SWELL

Voltaje Notching generado por un variador de velocidad

Fluctuaciones de voltaje

Anlisis de armnicos

Conceptos bsicos:

Onda fundamental.

A: amplitud. T: Periodo : desplazamiento

= ( + )

= = 2

= 2 t

f: frecuencia fundamental.

Los armnicos son distorsiones de las ondas senoidales de tensin y/o corriente de los sistemas elctricos

Son ondas cuya frecuencia son un mltiplo entero de la frecuencia fundamental.

Los inter-armnicos son mltiplos no enteros de la frecuencia fundamental. Segn IEC, se denotan por m

Armnicos:

Los sub-armnicos son inter-armnicos cuya frecuencia es menor que la frecuencia fundamental.

Las ondas NO senoidales de tensin o de corriente se pueden descomponer en su onda fundamental y sus ondas de armnicos (FOURIER)

La magnitud de los armnicos suele expresarse en porcentaje con respecto a la fundamental.

Los armnicos crean problemas tales como: El aumento de prdidas de potencia activa. sobretensiones en los condensadores. Errores de medicin.

Mal funcionamiento de protecciones.

Dao en los aislamientos.

Deterioro de dielctricos, disminucin de la vida til de los

equipos.

Uso de cargas con impedancia no lineales

Uso de materiales ferromagnticos.

Uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operacin normal.

Origen de armnicos

Clasificacin de armnicos:

Se clasifican por su frecuencia, orden y secuencia.

Orden: Pares (cuando hay asimetra en la seal debido a la

componente continua. Generalmente no se consideran)

Impares (actividades industriales y comerciales) Secuencia: Positiva (provocan aceleracin de motores) Negativa (frenan a los motores) Cero (producen intensidad en el neutro)

Importante!!!:

Los armnicos mltiplos de 3 son muy comunes y tienen efectos considerables. En las instalaciones industriales es comn detectar armnicos de orden 3 y 5 y tambin 7 y 9. Ejm. Los armnicos de orden 3 y 9 son los mas comunes en instalaciones industriales. Pueden ocasionar sobrecarga de corrientes en el neutro (2 veces).

Distorsin armnica ( THD):

Es un indicador del grado de distorsin que sufre la onda de tensin o de corriente debido a la presencia de armnicos:

h1 : tensin o corriente fundamental. h2, h3,..., hn: armnica de tensin o corriente presente en la seal medida.

Solucin a problemas de armnicos:

Se necesita una caracterizacin de carga exhaustiva para la carga perturbadora, anlisis cuidadoso de armnicos de tensin y corriente, comprender a qu frecuencia se producen y debido al funcionamiento de qu equipo en particular. Se puede usar: Elementos absorbentes de armnicas (filtros, bancos de

condensadores). Cancelacin de armnicas (desfase de transformadores).

Medicin de armnicos:

Se realiza mediante equipos que identifican la seal y muestran un espectro de los rdenes detectados.

Medicin en presencia de armnicos:

Se requieren instrumentos tipo True RMS para medir con exactitud sistemas en donde hay corrientes armnicos presentes. Los instrumentos de respuesta estndares manejarn mediciones errneas hasta un 25 a 40% menores al valor real cuando una distorsin armnica est presente.

Medicin en presencia de armnicos:

El equipo de medicin debe contar con las siguientes caractersticas (IEEE-519 de 1992 [26]): Medir como mnimo la armnica 50 (3000 Hz) Mostrar la magnitud y ngulo de las armnicas Mostrar valores RMS y THD como mnimo. Contar con transductores de corriente y potencial adecuados para frecuencias de hasta 3000 Hz.

Analizador de redes

Ayudan a detectar problemas en la red elctrica. Facilitan la solucin de disparos intempestivos, fugas diferenciales, calentamiento de cables, resonancias, armnicos, perturbaciones, flicker, desequilibrios de fases, etc. Permiten disear los tamaos adecuados para los filtros activos o pasivos de armnicos y filtros para variadores, etc.

Gracias