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Aplicaciones Avanzadas de Monitoreo de Calidad de Potencia

Ing. CIP Percy Orlando Vargas Asparrin

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Temas a tratar

Características de un Sistema de Monitoreo de Calidad de Potencia Benchmarking de Calidad de Potencia y Evaluación de cumplimiento

Características de Estado Estable de Calidad de Potencia Cumplimiento acorde a estándares Voltaje Sags e interrupciones IEC 61000-4-30

Usando Sistemas de Monitoreo para ubicación de Fallas Identificando transiciones Cálculos de Arcos de voltaje

Otras aplicaciones avanzadas, Sistemas Expertos Integración de Equipos de Monitoreo Desarrollando la siguiente Generación de Sistema de Generación

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Por qué monitorear la Calidad de Potencia? Benchmark niveles de cumplimientos

—Entender calidad de potencia puede ser anticipado—Evaluar cumplimientos con respectos a estandares—Facilitar lineabase de servicios

Reportes confiables—Confiabilidad basado en impactos del consumidor— Indice de Calidad de Servicio

Mejorar operaciones y confiabilidad• Por ejemplo Localización de Fallas

Identificar y resolver problemas• Diagnosticos de Equipos

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Ejemplo de Sistema de Monitoreo de Calidad de Potencia

UP-2210R, Calidad de Potencia/Energía y

Registrador de Fallas

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Important Characteristics of a Monitoring System

Open architectureSystems should allow integration of different

technologies within utility and customer networks Standard Data Formats for exchanging data

Power Quality Data Interchange Format (PQDIF)COMTRADE

Web-based access to the information Automated reporting functions Ability to integrate intelligent applications

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Example of Typical Configuration that allows integration and advanced applications

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Standard methods of monitoring

Steady State Parameters Power frequency Magnitude of the supply

voltage Flicker Supply voltage unbalance Voltage harmonics Voltage interharmonics Mains signalling voltage on

the supply voltage

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About IEC 61000-4-30

Distinction between class A and class B Class A: precise measurements

contractual applications compliance with standards resolving disputes

Class B: less precise measurements statistical surveys troubleshooting applications

Future Class S: statistical surveys

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Using Monitoring System

• Verifica que el disparo de protección este en la situación correcta de falla.

• Mide el retraso de protección.

• Mida sobre corriente.

• Exporta a Comtrade

-5

0

-2

0

2

-2

0

2

-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

MAIN CB OFF - 1CB1 OFF - 2CB2 OFF - 3CB3 OFF - 4

SEPAM TRIP I>> - 5SEPAM TRIP V< - 6

FEEDER TRIP - 7

Grekland: RecordingsRecording #13701 at 2006-04-04 09:21:26.04

Unipower PQSecure

I1[A

]I2

[A]

I3[A

]

Duration [s]

Registrador de fallas– monitoreo de las protecciones

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Examples of Faults from Progress Energy Monitoring System

Phase To Ground Fault Phase To Phase Fault

Three Phase Fault Multiple Fault

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Automatic Recognition of Fault versus Inrush

-100

-50

0

50

100

-4

-2

0

2

-0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Ground Fault

EPRI/Electrotek PQView®

Vol

tage

(%

)C

urre

nt (

kA)

Time (s)

Va Vb Vc Ia Ib Ic

-100

-50

0

50

100

0.0

0.5

1.0

-0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Inrush

EPRI/Electrotek PQView®

Vol

tage

(%

)C

urre

nt (

kA)

Time (s)

Va Vb Vc Ia Ib Ic

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CT Saturation

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Arc Voltage

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Changing Events & Distortion

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Transformer Tap Changer failure

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Trends of Unbalance Identify Transformer Problem

Changes in unbalance can indicate a problem with transformer winding.

May provide indication before catastrophic failure.

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Capacitor switching transients can cause surge suppressor failures, tripping of adjustable speed drives, fuse blowing, and other problems.

-600

-400

-200

0

200

400

600

0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040

Example Capacitor Switching Transient

Volta

ge (

V)

Time ( s)

Va Vb Vc

Capacitor Switching Transients

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Monitoreo de sincronización de interruptores

• Actuación del Condensador

• Sincronización de generador

Tiempo de medición entre el dispositivo de sincronización/protección y desplazamiento actual del interruptor

Ajuste para el retraso del interruptor

-10000

0

10000

-10000

0

10000

-10000

0

10000

-0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6MAIN CB OFF - 1

CB1 OFF - 2CB2 OFF - 3CB3 OFF - 4

SEPAM TRIP I>> - 5SEPAM TRIP V< - 6

FEEDER TRIP - 7

X1 X2

Generator: RecordingsRecording #13701 at 2006-04-04 09:21:26.04

Unipower PQSecure X1 = 0 , X2 = 0,04 , (X2 - X1) = 0,0447

U1

[V]

U2

[V]

U3

[V]

Duration [s]

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VOLTAJE SUMA (Usum)y CORRIENTE SUMA (Isum)

• Usum suma los tres voltajes de las fases. Si el voltaje contiene desbalance en fase o amplitud Usum será mayor que 0

• Isum es el resultado de la suma de corrientes de las tres fases y la corriente del neutro

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Cambios Rápido de frecuencia, df/dt• Cambio de frecuencia

provocan pérdidas de producción de los clientes.

• Cambios de frecuencia causa disparo de protección df/dt.

• Supervise el cambio de frecuencia para ayudar resolver los problemas del cliente.

• Supervise el df/dt máximo para verificar la performance de la red y las configuraciones de protección.

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Revisión automática de parámetros–La falla de un filtro causa THD de voltaje

3550

3600

3650

1

2

3

4

Sat 15Dec 2007

Sat 22

Ev ents

Between 2007-12-14 03:00:00 and 2007-12-30 04:00:00

Unipower PQSecure

[V],

[V],

[V]

[%],

[%],

[%]

LKAB Kiruna CA40 U1Avg [V] LKAB Kiruna CA40 U2Avg [V]LKAB Kiruna CA40 U3Avg [V]

LKAB Kiruna CA40 THDF_U1 Avg [%]LKAB Kiruna CA40 THDF_U2 Avg [%]LKAB Kiruna CA40 THDF_U3 Avg [%]

1. Envío automático de email THD>2%

2. Filtro desconectado encontrado

3. Filtro reconectado

4. Nivel de armónico normal

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Conclusions

Performance benchmarking is very important but difficult to justify economically (unless you are required to do it)

Power system monitoring can have benefits in improving operational reliability and efficiency – these benefits can easily justify the monitoring system Reduce time to locate and repair faults Identify equipment problems (possibly avoiding outages and

improving reliability) More efficient scheduling

Plan ahead – build the system so that it can take advantage of new technologies and applications (detailed waveform recording, communication systems, open architecture, etc.)

Should be web-based for interfacing, ease of use, and ongoing support

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Reporte de Calidad de Energía hecho por más de 5 años

Reporte de cinco años

Descripción:

Reporte periodo: 2002-01-07 - 2007-01-01Configuración de Límites

Valor del Limite

Error del Voltaje Absoluto 10,0%

Desbalance de Voltaje 10 min 1,0%

PLT 1,0%

PST 1,0%

THD 5,0%

Banda de Interarmónicos: 1 - 100 Hz 5,0%

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Reporte automático de correo electrónico