sicel 2009 presentación estudio decalidad de energía sicel 2009

8/16/2019 Sicel 2009 Presentación Estudio Decalidad de Energía Sicel 2009

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA UNI- PERUUNI- PERUFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nicaFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nica

EDICIÓN Y ANÁLSIS DEL EFECTO AR ÓNICO ENEDICIÓN Y ANÁLSIS DEL EFECTO AR ÓNICO ENLOS BANCOS DE CO PENSACIÓN REACTIVA ENOS BANCOS DE CO PENSACIÓN REACTIVA EN

UNA PLANTA CE ENTERANA PLANTA CE ENTERA

AU"ORAU"ORO#car $ulian Pe%a &uaringaO#car $ulian Pe%a &uaringa

'(()'(()


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA UNI -PERUUNI -PERUFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nicaFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nica

Este articulo muestra los resultados del estudio y la simulación delEste articulo muestra los resultados del estudio y la simulación delefecto de los armónicos en los bancos de compensación reactiva enefecto de los armónicos en los bancos de compensación reactiva enuna planta cementera, teniendo como base el registro de medicionesuna planta cementera, teniendo como base el registro de medicionesde calidad de energía y parámetros eléctricos en bancos dede calidad de energía y parámetros eléctricos en bancos decapacitores, transformadores y cargas asociadas. Las mediciones secapacitores, transformadores y cargas asociadas. Las mediciones serealizaron tanto en media como en baja tensión. Se analiza además larealizaron tanto en media como en baja tensión. Se analiza además lacompensación individual ue presenta la planta en sus motores encompensación individual ue presenta la planta en sus motores enmedia tensión considerando la verificación del dimensionamiento, elmedia tensión considerando la verificación del dimensionamiento, elgrado de contaminación armónica, la probabilidad de resonancia y elgrado de contaminación armónica, la probabilidad de resonancia y eltransitorio originado por la energización del banco, utilizando para ellotransitorio originado por la energización del banco, utilizando para elloel soft!are "S#$%&E'(%#. Se realiza un análisis similar para losel soft!are "S#$%&E'(%#. Se realiza un análisis similar para losbancos en baja tensión considerando la multiplicidad de frecuencias debancos en baja tensión considerando la multiplicidad de frecuencias deresonancia debido a la entrada de los pasos. (ambién se danresonancia debido a la entrada de los pasos. (ambién se danrecomendaciones para la protección de los bancos de compensaciónrecomendaciones para la protección de los bancos de compensación

reactiva y minimización del contenido armónico en este tipo dereactiva y minimización del contenido armónico en este tipo desistemas.sistemas.

IN"RODUCCI*NIN"RODUCCI*N


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nicaFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nica

)) $nalizar el comportamiento de los bancos de compensación $nalizar el comportamiento de los bancos de compensaciónreactiva en presencia de armónicos.reactiva en presencia de armónicos.

O+$E"IVOSO+$E"IVOS

)) $nalizar el comportamiento transitorio en la energización de los $nalizar el comportamiento transitorio en la energización de losbancos de media tensión.bancos de media tensión.

UNI -PERUUNI -PERU

)) $nalizar el sistema eléctrico a partir de las mediciones realizadas $nalizar el sistema eléctrico a partir de las mediciones realizadas

)) %ar las recomendaciones para la solución al problema%ar las recomendaciones para la solución al problema

contaminación armónica en redes ue tengan sistemas decontaminación armónica en redes ue tengan sistemas decompensación reactiva e*istentes.compensación reactiva e*istentes.


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DESCRIPCI*N DEL SIS"E,AS EL C"RICODESCRIPCI*N DEL SIS"E,AS EL C"RICO

UNI -PERUUNI -PERU


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La planta cementera trabaja por línea de producción, tiene un procesoLa planta cementera trabaja por línea de producción, tiene un procesocontinuado, es decir si alguna parte del proceso dejara de trabajar,continuado, es decir si alguna parte del proceso dejara de trabajar,entonces se para la producción. En tal sentido la continuidad delentonces se para la producción. En tal sentido la continuidad delservicio es un factor ue influye directamente sobre los ingresos de laservicio es un factor ue influye directamente sobre los ingresos de laempresa.empresa.

El +orno es giratorio y para su funcionamiento cuenta con un variadorEl +orno es giratorio y para su funcionamiento cuenta con un variadorde velocidad ue acciona un motor de . - '/, para el control de lade velocidad ue acciona un motor de . - '/, para el control de latemperatura e*terna del +orno se re uiere del uso de ventiladorestemperatura e*terna del +orno se re uiere del uso de ventiladoresaccionados por variadores cuya potencia es de .01'/. %entro de losaccionados por variadores cuya potencia es de .01'/. %entro de losprocesos internos de la planta se utilizan variadores 2en su mayoría deprocesos internos de la planta se utilizan variadores 2en su mayoría de

- y 30 pulsos4 tanto para las ensacadoras, fajas transportadoras y- y 30 pulsos4 tanto para las ensacadoras, fajas transportadoras yau*iliares de línea. "or lo tanto la principal carga generadora deau*iliares de línea. "or lo tanto la principal carga generadora dearmónicos son los variadores de velocidad. 5tro aspecto a considerararmónicos son los variadores de velocidad. 5tro aspecto a considerares ue los transformadores asociados a los variadores de velocidades ue los transformadores asociados a los variadores de velocidad

ue operan sobre los motores de gran potencia son convencionales, esue operan sobre los motores de gran potencia son convencionales, esdecir no se consideró factores de derrateo ni el efecto dedecir no se consideró factores de derrateo ni el efecto desobrecalentamiento en el devanado delta de los mismos.sobrecalentamiento en el devanado delta de los mismos.


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,EDICI*N DE PARA,E"ROS EL C"RICOS,EDICI*N DE PARA,E"ROS EL C"RICOS


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CA,PA.A DE ,EDICIONESCA,PA.A DE ,EDICIONES


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,EDICI*N DE CALIDAD DE ENERGÍA,EDICI*N DE CALIDAD DE ENERGÍA


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CA,PA.A DE ,EDICIONESCA,PA.A DE ,EDICIONES


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A/ "en#i!nA/ "en#i!n En ninguno de los casos el nivel de tensión e*cede los límitesEn ninguno de los casos el nivel de tensión e*cede los límitesrecomendados por el estándar 6EEE 3783770 90:.recomendados por el estándar 6EEE 3783770 90:.

ANALISIS DE CALIDAD DE ENERGÍAANALISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA

+/ C0rriente+/ C0rriente La potencia de cortocircuito en la barra de ;;n lo calculado paraSeg>n lo calculado para

armónicas menores a la 33t+ elarmónicas menores a la 33t+ ellímite es ?@ y el límite del (A%ilímite es ?@ y el límite del (A%ies [email protected] 1@.

50/20 ≤≤ L

I Isc

C/ Flic1er C/ Flic1er El límite establecido para el flic


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A/ Veri2icaci!n del ni3el de c045en#aci!n reacti3a re6uerid0A/ Veri2icaci!n del ni3el de c045en#aci!n reacti3a re6uerid0ANALISIS DE LA CO,PENSACI*N INDIVIDUALANALISIS DE LA CO,PENSACI*N INDIVIDUAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nicaFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nica UNI -PERUUNI -PERU

C045arand0 e#t0# re#ultad0# c0n l0# 3al0re# n04inale# delC045arand0 e#t0# re#ultad0# c0n l0# 3al0re# n04inale# del#i#te4a7 08#er3a40# 6ue el 8anc0 de c045en#aci!n reacti3a#i#te4a7 08#er3a40# 6ue el 8anc0 de c045en#aci!n reacti3ac0l0cad0 5ara c045en#ar al 40t0r de 9:(1; e# 0/

De igual 4anera 5ara l0# 40t0re# de :?(1; '?((1; n0# 4ue#tranDe igual 4anera 5ara l0# 40t0re# de :?(1; '?((1; n0# 4ue#tran2act0re# de 50tencia de (/)@ (/)) re#5ecti3a4ente2act0re# de 50tencia de (/)@ (/)) re#5ecti3a4ente


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Sc


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ANALISIS DE LA CO,PENSACI*N INDIVIDUALANALISIS DE LA CO,PENSACI*N INDIVIDUAL


D/ E3aluaci!n del e2ect0 tran#it0ri0 5r0ducid0 50r el 8anc0D/ E3aluaci!n del e2ect0 tran#it0ri0 5r0ducid0 50r el 8anc0

QcScc

x I i nC 2

=

CxLcc f

π 2

1=

Sc

C i

n I

Lcc

C

C0rriente cre#ta de energi aci!n del 8anc0C0rriente cre#ta de energi aci!n del 8anc0

C0rriente n04inal del 8anc0C0rriente n04inal del 8anc0 Inductancia e6ui3alente de la redInductancia e6ui3alente de la red

Ca5acitancia del 8anc0Ca5acitancia del 8anc0

La c0rriente de cre#ta de energi aci!n en l0# 8anc0# de =:=7


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A/ Veri2icaci!n del ni3el de c045en#aci!n reacti3a re6uerid0A/ Veri2icaci!n del ni3el de c045en#aci!n reacti3a re6uerid0ANALISIS DE LA CO,PENSACI*N LOCALANALISIS DE LA CO,PENSACI*N LOCAL


El 8anc0 de ')(1VAr entrega c040 4 i40El 8anc0 de ')(1VAr entrega c040 4 i40 @B/@1VAr @B/@1VAr 7 #in e48arg07 #in e48arg0

la interacci!n del 8anc0 el c0n>unt0 de carga# 6ue c045en#a danla interacci!n del 8anc0 el c0n>unt0 de carga# 6ue c045en#a danc040 re#ultad0 un 2act0r de 50tencia #u5eri0r ac040 re#ultad0 un 2act0r de 50tencia #u5eri0r a (/)B(/)B / L0 4i#40/ L0 4i#40#ucede 5ara el 8anc0 de =:=1VAr d0nde c040 4 i40 entrega#ucede 5ara el 8anc0 de =:=1VAr d0nde c040 4 i40 entrega9):1VAr 9):1VAr de #u interacci!n c0n la# carga# #e 08tiene un 2act0r de de #u interacci!n c0n la# carga# #e 08tiene un 2act0r de50tencia #u5eri0r a50tencia #u5eri0r a (/):(/):

El 8anc0 de 9?=1VAr e#te entrega c040 4 i40El 8anc0 de 9?=1VAr e#te entrega c040 4 i40


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ANALISIS DE LA CO,PENSACI*N LOCALANALISIS DE LA CO,PENSACI*N LOCAL+/ E3aluaci!n del grad0 de c0nta4inaci!n ar4!nica+/ E3aluaci!n del grad0 de c0nta4inaci!n ar4!nica


C040 regla general #e tiene 6ue en in#talaci0ne# d0nde el "&D 3C040 regla general #e tiene 6ue en in#talaci0ne# d0nde el "&D 3#u5ere el @ n0 #e de8en in#talar 8anc0# de c045en#aci!n#u5ere el @ n0 #e de8en in#talar 8anc0# de c045en#aci!nreacti3areacti3a 7 en e#te ca#0 el "&D 3 n0 #u5era e#te 3al0r/7 en e#te ca#0 el "&D 3 n0 #u5era e#te 3al0r/

Sc


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ANALISIS DE LA CO,PENSACI*N INDIVIDUALANALISIS DE LA CO,PENSACI*N INDIVIDUALC/ E3aluaci!n de la 5r08a8ilidad de re#0nanciaC/ E3aluaci!n de la 5r08a8ilidad de re#0nancia


Sc

Scchr =

Sc


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)) Los bancos de compensación reactiva no son generadores deLos bancos de compensación reactiva no son generadores dearmónicos pero por presentar baja impedancia a mayores frecuencias yarmónicos pero por presentar baja impedancia a mayores frecuencias ypueden amplificarlos originando resonancia en el sistema.pueden amplificarlos originando resonancia en el sistema.

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

)) Es importante el cálculo de la potencia de cortocircuito en losEs importante el cálculo de la potencia de cortocircuito en lossistemas eléctricos ya ue nos permite obtener los límites parasistemas eléctricos ya ue nos permite obtener los límites paraarmónicos de corriente y la frecuencia de resonancia en los puntosarmónicos de corriente y la frecuencia de resonancia en los puntosdonde se re uiera colocar un banco de compensación reactiva, siendodonde se re uiera colocar un banco de compensación reactiva, siendo>til para el dimensionando adecuado de los e uipos de protección.>til para el dimensionando adecuado de los e uipos de protección.

)) La compensación reactiva individual es recomendable cuando seLa compensación reactiva individual es recomendable cuando setienen motores de gran potencia, sin embargo compensartienen motores de gran potencia, sin embargo compensarindividualmente varios motores asociados a una misma barra puede serindividualmente varios motores asociados a una misma barra puede serperjudicial para el sistema ya ue en la energización de los bancos seperjudicial para el sistema ya ue en la energización de los bancos seproducen transitorios del tipo oscilante.producen transitorios del tipo oscilante.

UNI -PERUUNI -PERU


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)) En una planta cementera la principal fuente de armónicos son losEn una planta cementera la principal fuente de armónicos son losvariadores de velocidad siendo los predominantes la t+, ?t+, 33t+ yvariadores de velocidad siendo los predominantes la t+, ?t+, 33t+ y3;t+ en este tipo de sistema.3;t+ en este tipo de sistema.

)) El sobre dimensionamiento de los transformadores en las plantas traeEl sobre dimensionamiento de los transformadores en las plantas traeconsigo un e*ceso en el consumo de potencia reactiva de maneraconsigo un e*ceso en el consumo de potencia reactiva de manerapermanente.permanente.

)) El uso de cargas no lineales aumenta día a día, tratar de diseCarlasEl uso de cargas no lineales aumenta día a día, tratar de diseCarlasde manera ue no contaminen la red no resulta rentable, lo ue sede manera ue no contaminen la red no resulta rentable, lo ue se+ace entonces es minimizar sus efectos sobre el sistema.+ace entonces es minimizar sus efectos sobre el sistema.

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"ara la protección de los bancos de compensación reactiva y"ara la protección de los bancos de compensación reactiva yminimización del contenido armónico en este tipo de sistemas seminimización del contenido armónico en este tipo de sistemas serecomiendaDrecomiendaD

) so de inductancias antiresonantes) so de inductancias antiresonantes) 6mplementación de filtros activos en el sistema.) 6mplementación de filtros activos en el sistema.) tilización de inductancia de c+o ue o filtros L#L en los =F%. Estas) tilización de inductancia de c+o ue o filtros L#L en los =F%. Estasreducen el contenido armónico 2alrededor del B @ del valor inicial4. Sureducen el contenido armónico 2alrededor del B @ del valor inicial4. Suvalor está comprendido entre un ; y ?@ del valor de la impedancia delvalor está comprendido entre un ; y ?@ del valor de la impedancia delmotor. $lgunos fabricantes incluyen esta inductancia de c+o ue en elmotor. $lgunos fabricantes incluyen esta inductancia de c+o ue en elenlace %# del =F%.enlace %# del =F%.) tilización de transformadores con factor G) tilización de transformadores con factor G) Evitar la proliferación de marcas de variadores de velocidad en la) Evitar la proliferación de marcas de variadores de velocidad en laplanta.planta.

RECO,ENDACIONESRECO,ENDACIONES

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA CID- FIEE-UNICID- FIEE-UNIFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nicaFacultad de Ingeniería Eléctrica Electr!nica

CONSUL"ASCONSUL"AS0#car5ena Hg4ail/c040#car5ena Hg4ail/c04

V I S I T P R UI S IT P R U

V I S I T P R UI S IT P R U

GRACIAS POR SU ATENCIÓNRACIAS POR SU ATENCIÓN

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