presentacion arteche

8/18/2019 Presentacion Arteche

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Curso: TALLER DE MEDIDORESDM9200 DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Arteche Medición y Tecnología

Presentado por Alonso Aguirre G.


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Teoría de la Mediciónq Conceptos básicos de metrologíaq Definiciones de potencia y energía

q Medición de potencia activa

q Medición de potencia reactiva, potencia aparente y

factor de potenciaImágenes.

q Transformadores de Instrumento.

q Armónicas.

Calidad de Energía

q Conceptos de calidad de la energíaq Parámetros para la determinación de la calidad de la

energía

q Curvas de tolerancia a las variaciones de tensión.

q Distorsión de la forma de onda

q Armónicas

q Definición de Parámetros PQ

Índice de contenidos [ 1 / 3 ]


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Operación

Medidor DM9200

q

Descripción física del equipo.q Navegación por botonera.

Software DSCOM

q Iniciando DSCOMq Operaciones

q Ver q Opcionesq Ventanaq Seleccionar Medidor



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Comunicacionesq Medios Físicos y Protocolos Soportados.q Convertidores.q Configuración General de Comunicaciones.q

Configuración de los puertos de comunicación.q Ethernet (TCP/IP Básicos ).q Opción sobre sincronía (IRIG-B, DNP, Propietario, MODBUS).Sistema de Lectura Automatizada de Medidores (smART-LAM).

q smART-LAM Editor.

q smART-LAM Lector.

q smART-LAM Planficador.q Modulo de Calidad de Energía (PQ).q Comunicaciones.q Lectura Automatizada de Medidores.q Actualización de Firmware de Medidor.q Pruebas RollOver contadores DNP.


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Metrología es la ciencia de las mediciones y medir es comparar con algo

(unidad patrón), que se toma como base de comparación.

Un patrón es una representación confiable de la unidad, bajo ciertas

circunstancias o condiciones (humedad, temperatura, presión atmosférica, etc).

Conceptos básicos de Metrología [ 1/5 ]

La palabra metrología deriva del griego: Metros : Medida yLogos : tratado, concepto que podemos asumir antiguo porlos usos, tengo algo , no tengo ninguna . Las anterioresexpresiones las podemos valorar como primitivas, pero son

fundamentales como comparativas.


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Existen múltiples patrones ejemplos Patrones Primarios (Mayor grado de

exactitud), Secundarios (Basado por comparación en primarios), de referencia(generalmente de la más alta calidad disponibles en organizaciones), de trabajo

(utilizados para controlar aparatos de medición o materiales de referencia), y

por ultimo de transferencia (empleado como intermediario para comprar

patrones entre sí).


Patrón: Medida materializada, aparato de medición,material de referencia o sistema de medición, destinado adefinir, realizar, conservar o reproducir unidades y valoresde magnitud para servir de referencia. Los patrones pueden

ser internacionales o nacionales.


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Medición: Es el conjunto de acciones que tienen por objeto determinar el valorde una magnitud particular.

Procedimiento de Medición: Es la secuencia especifica de operaciones utilizadaspara medir determinada magnitud particular, siguiendo un principio establecido y

de acuerdo a un método dado.

Instrumento de medición: Aparato destinado a obtener medidas directas quepermiten estimar los valores de diversas magnitudes particulares.

Calibración: Conjunto de operaciones que establecen bajo condicionesespecificas, la relación entre los valores indicados por un instrumento de

medición, o los valores representados por una medida materializada (patrón) y el

valor convencionalmente verdadero de la magnitud a medir.

Ajuste: Operación destinada a llevar un aparato de medición a unfuncionamiento de exactitud conveniente para su utilización.

Conceptos básicos de Metrología [ 3/5 ].


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Resolución: Expresión cuantitativa de la capacidad deun dispositivo indicador, para permitir distinguir entrelos valores inmediatamente adyacentes a la cantidadindicada (la resolución de una bascula es de 1 g.).

Exactitud: Es el grado de concordancia entre elresultado de una medida y el valor verdadero de lamagnitud medida (concepto cualitativo).

Nota: Se debe evitar el uso del termino precisión en elsentido de Exactitud .

Error de Medición: Resultado de una medición menosun valor verdadero del mensurando.Desviación: Valor medido menos su valor dereferencia.


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Precisión de un instrumento de medición: Es lacualidad en un instrumento de medición, caracterizadapor repetibilidad, esto es la actitud para dar indicaciones idénticas, en una serie de mediciones de

un mismo valor de una magnitud.Error e Incertidumbre: Siempre al medir un mesuradose obtiene sólo una aproximación a su valor verdaderode la magnitud medida. Las razones de esto puedentener origen en errores de ajuste, cuando el valor

entregado difiere de una referencia conocida, tambiénpor la histéresis (diferencia entre valores obtenidos almedir de forma ascendente o descendente).


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Sistema Internacional de unidades [1/2]

Desde 1889, las definiciones de las unidades sonestablecidas por una Organización Internacionalllamada Conferencia General de Pesas y

Medidas, que cuenta con representantes de lamayoría de los países del mundo.

El sistema de unidades definido por estaorganización, basado en el Sistema Métrico

Decimal, se conoce oficialmente desde 1960como Sistema Internacional de Unidades - SI


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Sistema Internacional de unidades [2/2]

El lenguaje universal de las mediciones es el SistemaInternacional de Unidades - SI

El SI sirve ahora como la norma estándar para loscálculos de Ingeniería en la mayor parte del mundo.

Se entiende por Sistema de Unidades el conjuntosistemático y organizado de unidades adoptado porconvención.

Es un sistema coherente ya que el producto o elcociente de dos o más de sus magnitudes da comoresultado la unidad derivada correspondiente.


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Definiciones de potencia y energía

v Medición de potencia activa

v Medición de potencia reactiva, potenciaaparente y factor de potenciaI

v Transformadores de Instrumento.

v Armónicas.


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Definiciones de potencia y energía [ 1/8 ]

ü Energía Eléctrica: Capacidad que tiene un dispositivoeléctrico cualquiera para realizar un trabajo.

ü La energía util izada para realizar un trabajo cualquiera, semide en Joules (J).

ü Potencia Eléctrica: Es la energía generada, consumida otransportada cada segundo, y es igual al producto deintensidad de corr iente por voltaje. Se mide enJoules/segundo 1 J/Seg equivale a 1 watt de energía

eléctrica (W).

ü La unidad de medida de la potencia eléctrica “ P” es el“ watt” , y se representa con la letra “ W” .


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POTENCIA ACTIVA (Resistivas): Es la potencia capaz detransformar la energía eléctrica en trabajo. Los diferentesdispositivos eléctricos existentes convierten la energíaeléctrica en otras formas de energía.

Se designa con la letra P y se mide en vatios -watt- (W) okilovatios -kilowatt- (kW). De acuerdo con su expresión,la ley de Ohm y el triángulo de impedancias:

Resultado que indica que la potencia activa se debe alos elementos resistivos.


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POTENCIA REACTIVAS (Inductivas): Esta potencia nose consume ni se genera en el sentido estricto (el uso delos términos "potencia reactiva generada" es unaconvención) y en circuitos lineales sólo aparece cuandoexisten bobinas o condensadores. La potencia reactiva

tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo yse dice que es una potencia desvatada (no producevatios), se mide en voltamperios reactivos (var) y sedesigna con la letra Q.

Lo que reafirma en que esta potencia se debe únicamentea los elementos reactivos.


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POTENCIA APARENTE (Compleja): Esta potencia no esrealmente "útil", salvo cuando el factor de potencia es launidad (cos φ=1), y señala que la red de alimentación deun circuito no sólo ha de satisfacer la energía consumida

por los elementos resistivos, sino que también ha decontarse con la que van a "almacenar" las bobinas ycondensadores. Se mide en voltamperios (VA, KVA óKaveas) y se designa con la letra S.

o


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¿Qué es el factor de potencia?

Es un término utilizado paradescribir la cantidad de energíaeléctrica que se ha convertidoen trabajo. Se define el factorde potencia como:


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Transformadores de Instrumentos: Los aparatos demedida y protección no pueden soportar, por lo general,ni elevadas tensiones ni elevadas corrientes. Por otraparte es conveniente evitar la presencia de elevadastensiones en aquellos disposit ivos que van a estar al

alcance de las personas (Capaces de aumentar odisminuir tensión o corriente sin modificar la potencia).

Se dispone de dos tipos fundamentales detransformadores de medida y protección:

Ø Transformadores de tensión (100,110,100/3,110/3 V).

Ø Transformadores de corriente (5 ó 1 A ).


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ARMÓNICOS: Los armónicos son distorsiones de lasondas sinusoidales de tensión y/o corriente de lossistemas eléctricos, debido al uso de cargas conimpedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y engeneral al uso de equipos que necesiten realizar

conmutaciones en su operación normal.

Los armónicos se definen en términos de su:

Ø Amplitud: hace referencia al valor de la tensión ointensidad del armónico,

Ø Orden: hace referencia al valor de su frecuenciareferido a la fundamental (60 Hz 2rd Orden 120 Hz).


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La aparición de corrientes y/o tensiones armónicas en elsistema eléctrico crea problemas tales como:

q Aumento de pérdidas de potencia activa.

q Sobretensiones en los condensadores.

q Errores de medición.qMal funcionamiento de protecciones.

q Daño en los aislamientos.

q Deterioro de dieléctricos

q Disminución de la vida útil de los equipos, entre otros.

En general, cualquier tipo de carga no lineal conectada alsistema eléctrico causará distorsión armónica.


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Calidad de Energía

Conceptos de calidad de la energía

Parámetros para la determinación de la calidad de laenergía

Curvas de tolerancia a las variaciones de tensión.Distorsión de la forma de onda

Armónicas

Definición de Parámetros PQ

Filtrado de armónicasNormas nacionales


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Calidad de Energía [ 1/5 ]

El requisito fundamental que ha de cumplir todo sistema desuministro eléctrico es lograr la fiabilidad de dicho suministrocon los parámetros de calidad de la energía, correspondientes alas normativas existentes.

Uno de los aspectos de mas actualidad e importancia en el temade la cal idad de la energía lo constituye la crecientecontaminación de la red eléctrica por fuentes distorsionantes delas ondas de voltaje y corr iente.

El continuado incremento de la presencia de dispositivos deestado sólido en los sistemas de potencia es el principal

responsable de dicha contaminación. armónica.


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Índices de la calidad del suminist roCorrientemente, la calidad del suministro eléctrico se evalúa apartir de dos aspectos fundamentales:

- La continuidad del servicio.

- La calidad de la onda de voltaje.

Continuidad del servicio

Teóricamente, la continuidad del servicio debe ser máxima, esdecir, suministro ininterrumpido. Sin embargo, en la realidadexisten interrupciones del suministro. Por el lo se hanestablecido una serie de índices de continuidad que miden lacalidad con respecto a la potencia y energía dejadas de servir, elnúmero de interrupciones por año y la duración promedio deestas interrupciones.


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El término calidad del servicio se ha uti lizado con frecuenciapara describir los disturbios que pueden conducir a una malaoperación del equipo.

La calidad del servicio puede tener distintas definiciones paradistinta gente. Para los usuarios con equipo electrónicosensible, la preocupación principal es la distorsión de la formade onda de la tensión.

Para los usuarios industriales con el equipo insensible, lapreocupación pr incipal es la continuidad del servicio.


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Una amplia definición de la calidad del servicio tambiéninclu iría el desequil ibrio de la tensión en redes poli fásicas, y laselección del dieléctrico del equipo.

Con la nueva era de la desregulación, las metas de la calidad

del servicio también están ampliando la definición deconfiabilidad.

La mala operación del equipo se puede originar por un amplioespectro de disturbios en el sistema de energía. La tarea dedetectar y de identificar estos disturbios no es fácil. Losdisturbios en el suministro de la energía eléctrica puedentener un efecto muy nocivo en el equipo del cliente; muchosde estos efectos son bien sabidos y documentados.


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Categorías de Variaciones en la Calidad de la Energía

Parámetros para la determinación de lacalidad de la energía [2/2]


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Curvas de tolerancia a las variaciones detensión [1/9].

La forma recomendada de representar la relación entre lascaracterísticas de funcionamiento de un equipo frente a lasvariaciones en la tensión de suministro de energía eléctrica, esla uti lización de las que se conocen como curvas de tolerancia.

Estas curvas, que también se conocen como “ power

acceptability curves” , representan la variación de la tensión enuna línea, expresada en tanto por ciento de tensión, frente altiempo de duración de esa variación, normalmente expresadoen segundos o en ciclos de la componente fundamental y enescala logarítmica.

Estas curvas div iden el plano desviación de tensión - duración

de la desviación en dos regiones denominadas: potenciaaceptable y potencia no aceptable.


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En la descripción del comportamiento de un equipo por medio de lascurvas de tolerancia se hace implícitamente una suposición fundamental,y es que una variación de tensión, hueco o sobretensión, se puedecaracterizar únicamente por medio de su magnitud y de su duración.

Así, desde el punto de vista del equipo en estudio, si dos huecos (o dos

sobretensiones) tienen la misma magnitud y la misma duración, ambosproducirán el mismo efecto sobre el equipo, esto es, o se produce ladesconexión del equipo en ambos casos o esta desconexión no seproduce en ningún caso.

Como ya hemos visto anteriormente, tanto la magnitud como la duraciónde este tipo de variaciones de corta duración no tienen una definición

única. Además, los saltos de fase que normalmente acompañan a estostipos de perturbaciones y los desequilibrios en el caso de sistemastrifásicos pueden influir significativamente en el comportamiento de losequipos.


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La primera curva de tolerancia, conocida como la curva CBEMA,fue introducida por la Computer Business EquipmentManufacturers Association, representada en la siguiente figura, sepuede emplear para evaluar la calidad de la tensión de suministroen relación a los interrupciones, huecos y bajadas de tensión y

las sobretensiones.Esta curva se aplicó inicialmente como una guía para ayudar a losmiembros de la CBEMA a diseñar las fuentes de alimentación desus computadores y equipos electrónicos.


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La curva CBEMA muestra la magnitud y duración de lasvariaciones de tensión en el sistema eléctrico. La línearepresentada por DV = 0 representa el caso de tensión al valor nominal, mientras que los semiplanos correspondientes a DV< 0 y DV > 0 corresponden a las regiones de tensión inferior ysuperior respectivamente al valor nominal. La región entre losdos lados de la curva representa la región de tolerancia dentrode la que se espera que los equipos electrónicos funcionencorrectamente.

Las sobretensiones y las bajadas de tensión de muy cortaduración se consideran aceptables, en el sentido de que no

producen la desconexión o el mal funcionamiento de losequipos. Esta curva de tolerancia es parte importante del IEEEStd 1346-1998.


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La curva CBEMA se construyó a partir de datos experimentalesy de datos históricos obtenidos de grandes computadores.Estudios posteriores sobre la calidad de la energía eléctricapusieron de manifiesto que había un gran número de eventosen la tensión de alimentación (huecos de tensión

fundamentalmente) que no estaban inclu idos dentro de la zonaaceptable definida por la curva CBEMA

Esto llevó a una revisión de la curva CBEMA que incluyó unosrequerimientos mas estrictos para def ini r la zona deaceptabilidad. Esta curva CBEMA revisada ha sido adoptadapor el Information Technology Industry Council (ITIC), seconoce como la curva ITIC y se representa en la siguientefigura.


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La curva ITIC describe la envolvente (el rango) de la tensión desuministro de corriente alterna que normalmente puedentolerar, es decir, que no interrumpen su funcionamiento, unamayoría de equipos de electrónicos denominados comoequipos de la tecnología de la información.

La curva es aplicable solamente para tensiones monofásicas de120 voltios nominales de valor eficaz y 60 Hz y no está definidapara servir como especificación en el diseño de equipos o desistemas de distribución de corriente alterna. La curva definetanto condiciones estacionarias como transitorias y su

uti lización para otras tensiones nominales y para otrasfrecuencias no está específicamente considerada.


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Fuera de esta región de tolerancia se definen dos regionesdesfavorables. La región de funcionamiento sin deterioro,incluye huecos e interrupciones de tensión más severas que lasespecificadas anteriormente y que aplican tensiones inferiores allímite mínimo de la tolerancia en el estado estacionario.

En esta región no se espera que los equipos funcionencorrectamente, pero, en cambio, no es de esperar ningún dañosobre ellos. En la región restante, denominada región prohibida,incluye sobretensiones que superan el límite superior de lacurva y es una región a evitar, ya que si se somete a los equiposa tensiones con estas condiciones se puede esperar que se

produzca su avería.


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Distorsión de Forma de Onda [1/17].

Las señales de voltaje y corriente de los sistemaseléctricos de potencia son por lo general periódicas y, encondiciones ideales, son sinusoidales, sin embargo, en lamayoría de los casos están distorsionadas debido a :

Offset de corr iente directa

Armónicas

Interarmónicas

Ruidos


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Offset de corriente directa

Causado principalmente por:

Presencia de corriente o voltaje de CD

Rectif icación de media onda

Consecuencias:

Provoca detrimento en núcleos de lostransformadores (saturación en operación normal)

Calentamiento adicional y reducción en la vida deltransformador


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Armónicas

Un sistema eléctrico ideal debe proporcionar un voltaje con las

siguientes características:

- Amplitud constante

- Forma de onda sinusoidal

- Frecuencia constante

- Simetría en el caso de red trifásica

Bajo estas condiciones, las máquinas y equipos eléctricosconectados a este sistema no debieran presentar un

comportamiento anormal y deberían funcionar tal como se esperaen su diseño.

Sin embargo, un sistema eléctrico real no cumple con lascaracterísticas ideales mencionadas anteriormente.


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Distorsión de Forma de Onda [4/17]. Armónicas

El origen del problema está en la presencia de cargas nolineales dentro del sistema eléctrico, tal como se observa enla siguiente figura.


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Efectos de las cargas no lineales en una instalación


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La presencia de armónicos en las redes de potencia sedebe fundamentalmente a la existencia de cargas no-lineales en el sistema.

Un receptor o carga se dice que es lineal cuando latensión aplicada a sus terminales y la corriente que

circula por el se relacionan por un factor constante (realo complejo).

R

V

V

I

0 1 2 3 4 5 6-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100


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Un receptor o carga es no-lineal cuando su relación tensión-corr iente no es constante.

0 1 2 3 4 5 6-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

V

V

I


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Las cargas no-lineales conectadas a la red absorbencorrientes no sinusoidales, las que producen caídas detensión y por lo tanto distorsionan el voltaje en losdistintos nodos de la red.

De esta manera, la existencia de voltajes distorsionadosen otros puntos, provoca la circulación de corrientes dearmónicos en las restantes cargas lineales y se producede esta manera la propagación de los armónicosproducidos por las cargas no-lineales a toda la red y suscargas.


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Como ejemplos más típicos de cargas no-lineales sepueden citar:

v Convertidores estáticos (rectificadores, variadores develocidad, arrancadores, etc.).v Equipos electrónicos monofásicos de corriente directa(TV, PC, impresoras, etc.).v Hornos de arco eléctrico y equipos de soldadura.v Transformadores y reactancias de núcleo de hierro.v Instalaciones de iluminación con lámparas de descarga.


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El incremento del uso de cargascargas nono linealeslineales en lossistemas eléctricos, debido principalmente al auge de laelectrónica de potencia, ha permitido un uso más eficientede la energía eléctrica, haciendo más productivos losprocesos industriales.

Sin embargo, también se ha provocado una situaciónproblemática, a veces grave, donde laslas corrientescorrientesarmónicasarmónicas generadas por los propios equipos electrónicosdistorsionan la onda de corriente sinusoidal original yperturban la operación de estos mismos equiposprovocando, además, calentamiento excesivo y pérdidas

de energía en máquinas eléctricas, conductores y ademásequipos del sistema eléctrico.


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Armónicas Armónicas

Señales de frecuencia y amplitud diferentes a las deoperación del sistema (60 ó 50 Hz),

Esas componentes de frecuencia son conocidas comoarmónicas y sus frecuencias son múltiplos y submúltiplos

enteros de la frecuencia de operación del sistema eléctr ico.


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Onda senoidal a la frecuencia fundamental y armónicas


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Componentes de Frecuencia de una señal distorsionada.


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0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

Distorsión por Armónicos

Tiempo (s)

V o l t a j e ( % )

Resultante

Fundamental

3ero5to


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InterarmónicasInterarmónicas

Son Señales de frecuencia y amplitud diferentes a las deoperación del sistema (60 ó 50 Hz) y no son un múltiplosentero de la misma, esas componentes de frecuencia son

conocidas como Interarmónicas IEC 610000/2/1.

Fuentes:

v Cargas productoras de arco eléctrico.

v Disposit ivos de accionamiento electrónico de carga

variable.v Convertidores estáticos, en particular los convertidores de

frecuencia directos o indirectos.

vControles de modulación.


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Efectos de la presencia de InterarmónicasEfectos de la presencia de Interarmónicas

v Efectos térmicos.

v Oscilaciones de baja frecuencia en sistemas mecánicos.

v Convertidores estáticos, en particular los convertidores de

frecuencia directos o indirectos.v Perturbaciones en el funcionamiento de equipos

electrónicos y lámparas fluorescentes.


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Ruido

Señal eléctrica indeseable con contenido espectral menorde 200 kHz superpuesta sobre el voltaje del sistema depotencia o sobre las corrientes en los conductores de

fase o neutro.

Causas:

Disposit ivos electrónicos

Circuitos de controlEquipos que producen arcos

Cargas con rectificadores de estado sólido


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Armónicas [1/16].

Carga

lineal

Carga no

lineal

Potencia

armónica

Fuente

Flujo de potencia armónica producida por una carga no lineal


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Armónicas [2/16].

La distorsión armónica en sistemas eléctricos de potenciapuede tener diversas causas, una de las cuales son lascargas no lineales (equipos electrónicos, rectificador deseñales, generador de señales cuadradas, etc.).

Generalmente la carga consume la potencia generada afrecuencia fundamental, sin embargo cuando se trata decargas no lineales, pasa a ser el generador de armónicas,distorsionando las señales del sistema.


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Armónicas [3/16].

Fuentes emisoras de corrientes armónicas en plantas industriales

sistema.

La norma IEEE 519 –1992, relativa a “ prácticas recomendadas yrequerimientos para el control de armónicas en sistemas eléctricosde potencia agrupa a las fuentes emisoras de corrientes armónicas entres categorías diferentes:

1. Dispositivos electrónicos de potencia (convertidores CA-CD,variadores de velocidad, rectificadores, etc.).

2. Dispositivos productores de arcos eléctricos (hornos de arco, luzfluorescente, máquinas soldadoras, etc.).

3. Dispositivos ferromagnéticos (transformadores, etc.).

A estas tres categorías podemos agregar una cuarta

4. Motores eléctricos que mueven cargas de par torsor bruscamentevariable (molinos de laminación, trituradores, etc.).


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Armónicas [4/16].

Fuentes emisoras de corrientes armónicas mascomunes en plantas industr iales:

a) Motores de corriente directa.

b) Convertidores de frecuencia (variadores).

c) Tractor rectificadores (en procesos químicos).d) Reactores controlados por tiristores(compensadores estáticos).

e) Interruptores gobernador por t iristores.

f) Hornos de arco.


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Armónicas [5/16].

Fuentes emisoras de corrientes armónicas mascomunes en plantas industr iales:

g) Equipo de soldadura.

h) Transformadores sobreexcitados.

i) Molinos de laminación. j) Molinos trituradores.

k) En general, cargas no linealescargas no lineales


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Armónicas [6/16].

Fuentes emisoras de corrientes armónicas mas comunes

en plantas industriales:

Grandes convertidores de potencia (MW+)

- Utilizados en la industria de fundición de metales y en sistemas de

transmisión de HVDC.- En convertidores de potencia de k pulsos de rectificación:

Existen armónicas de orden 6k±1 para valores enteros de "k".Las armónicas de orden 6k+l son de secuencia positiva.Las armónicas de orden 6k-1 son de secuencia negativa

La amplitud teórica de las corrientes armónicas se puede expresarcomo: Ih= I1 /h, donde I1 es la corriente de frecuencia fundamental y hel orden de la armónica.


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Armónicas [7/16].

Armónicas individuales generadas por un rectificador de 6pulsos

Orden armónico

5, 711, 13

17, 19

23, 25

1m pnh ´=

161 m´=h162 m´=h163 m´=h164 m´=h


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Armónicas [8/16].

Fuentes futuras de Armónicas

a) Autos eléctr icos.

- Carga de baterías

b) Dispositivos de la conversión directa de energía

- Baterías de almacenamiento y celdas de combustible

c) Cicloconvertidores.

-Utilizados para máquinas de baja velocidad y alto par

d) Fuentes no convencionales de potencia

- Eólica, solar, etc


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Armónicas [9/16].

Otras clases de Armónicas

- Inter-armónicas

Son las frecuencias armónicas que no son múltiplos integralesde la frecuencia fundamental (una fuente principal de inter-armónicas son los cicloconvertidores)

- Subarmónicas

Son de frecuencias menores de la fundamental (el parpadeodel alumbrado es una indicación de la presencia deSubarmónicas, también los hornos de arco son fuentes deesta clase de armónicas).


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Armónicas [10/16].

Problemas producidos por los armónicosØ Problemas causados por corrientes armónicas.

Ø Sobre carga de los conductores neutros.

Ø Sobre calentamiento de los trasformadores.

Ø Disparos intempestivos de los interruptoresautomáticos.Ø Sobrecarga de los condensadores de corrección deFp.

Ø Problemas causados por tensiones armónicas.Ø Distorsión de tensión.

Ø Ruido de paso por cero.


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Armónicas [11/16].

Problemas producidos por los armónicos (Resonancia)Las condiciones resonantes son los factores másimportantes que afectan los niveles armónicos en elsistema de potencia. Fundamentalmente, lainteracción de los capacitores de corrección de F.P.

con los elementos inductivos de la red.

Este fenómeno puede dar lugar a:

- Daños a bancos de capacitores

- Operación frecuente de fusibles de los bancos- Daño al dieléctrico de los cables

-


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Armónicas [12/16].

Compensación individual en transformador. Resonancia

La frecuencia resonante se puede calcular con la siguiente fórmula :

f fpP s c

P c=

f = frecuencia resonantefp = frecuencia de la red

Psc = potencia de cortocircuito del transformador (kVA)Pc = potencia del capacitor (kVAR)

Si la frecuencia obtenida está muy cercana a una del armónicasdañinas, la capacidad del banco de capacitores debe ser modificada.

Frecuencias armónicas más comúnes, 3rd, 5th, 7th, etc...


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Armónicas [13/16].

Distribución de las corrientes armónicas en las redes eléctricasCuando existen en una red eléctrica fuentes emisoras decorrientes armónicas de potenciapotencia significativasignificativa, se llegan aproducir grandes flujos de este tipo de corrientes a través de lamisma, que en primera instancia, ocasionan los mismos

inconvenientes y perjuicios de las corrientes reactivas afrecuencia fundamental responsables del bajo factor de potencia.Adicionalmente, pueden producir otra serie de problemas graves.

El análisis de estos flujos de corriente se efectúa aplicando lasLeyes de Kirchhoff para cada componente armónica existente en

la red y tomando en cuenta la variación de impedancia adiferentes frecuencias de los elementos componentes de lamisma.


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Armónicas [14/16].

Efecto de las Armónicas

Problemas de funcionamiento en dispositivos electrónicosde regulación, tanto de potencia como de control.

Mal funcionamiento en dispositivos electrónicos deprotección y medición.

Interferencias en sistemas de telecomunicación ytelemando.

Provocan pares de rotación inversa en motores eléctricos.

Quema de tarjetas en dispositivos electrónicos.

Sobrecalentamiento de los equipos eléctricos (motores,

transformadores, generadores, etc.) y el cableado depotencia con la disminución consecuente de vida media enlos mismos e incremento considerable de pérdidas deenergía en forma de calor.


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Armónicas [15/16].

Efecto de las ArmónicasFallo de capacitores de potencia.

Efectos de resonancia que amplif ican los problemasmencionados anteriormente y pueden provocar incidenteseléctricos, mal funcionamiento y fallos destructivos deequipos de potencia.

Problemas de funcionamiento en dispositivos electrónicostanto de potencia como de control

i(t)

t

Existen muchos s istemaselectrónicos de medición, de

protección y de control encuya operación es esencial ladetección


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Armónicas [16/16].

Efecto de las Armónicas

- Sobrecorr ientes en los capacitores de potencia.

Los capacitores de potencia conectados a una red conteniendocorrientes armónicas tienden a tomar sobrecorrientes signif icativas,debido a la baja impedancia que muestra un capacitor al ser alimentado con ondas de tensión de alta frecuencia

- Además el flujo de corrientes armónicas en los sistemas eléctricospueden provocar

Falla de fusibles.Disparos, sin causa aparente, de interruptores termomagnéticos.Bloqueo de PLC’s, robots y equipo electrónico sensible.

Quema de tarjetas electrónicas en drives.Interferencias y ruido en equipos de comunicación y telemando


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Definición de Parámetros PQ [1/30].

Transitorios: Evento indeseable de naturaleza momentánea.Transitorios impulsivos: Cambios súbitos de la señal sincambios de frecuencia y con una sola polaridad. Sonelevaciones brusca con decaimiento en el tiempo. Puedenexcitar la frecuencia natural de los circuitos del sistema de

potencia y provocar transitorios oscilatorios.Transitorios oscilatorios: Cambios súbitos sin cambios defrecuencia de la señal y con cambios de polaridad.Frecuencia alta: Mayor de 500 kHz y duración demicrosegundos.Frecuencia media: Entre 5-500 kHz y duración demicrosegundos.Baja frecuencia: Menor de 5 kHz duración entre 0.3 - 50milisegundos.


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Las depresiones de voltaje (SAGs) son disminuciones deamplitud en la señal de voltaje.

La detección de los SAGs incluye el nivel de variación de la

amplitud y los tiempos mínimo y máximo entre los cualesdebe mantenerse la amplitud del voltaje por debajo del nivelde variación para que se considere que ha ocurrido un SAG.


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0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

Hueco de Tensión

Tiempo

V o l t a j e

Duración del hueco

(10 ms - 60 s)

Profundidad del hueco (1-90%)


74/140


Represen tación de SAGs

90

95

100

105

110

115

120

125

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Tiempo en segs

V a r i a c i ó n

d e l v o l t a j e ( V )

CausasFallas.

Arranque de motores grandes.

Conexión de cargas.

Impedancia de distr ibución alta en el punto de util ización.


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Los SAG/s en las normas internacionales se considera que haocurrido un SAG cuando la variación de la amplitud del voltajeestá en el rango del 10 al 90 % del valor nominal (IEEE Std 1159-1995).

La norma internacional IEEE STd 1159-1995 clasifica a los

eventos de SAGs según su duración en:

- Instantáneos: Entre 0.5 y 30 ciclos.

- Momentáneos : Entre 30 ciclos y 3 segundos.

- Temporales: Entre 3 segundos y 1 minuto.


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Las fluctuaciones de tensión consisten en variaciones rápidas dela tensión entre dos niveles contiguos que se mantienen por unperíodo de tiempo superior a 30 ms.

La duración de la fluctuación está entre 30 ms y 10 seg, y el valor de la variación de la tensión se mantiene generalmente entre el ±10% del valor nominal, recomendándose un límite permisible de un± 5%.

Las fluctuaciones de tensión son provocadas por variacionesperiódicas o serie de cambios bruscos de la carga (arranque yparada de motores, motores con carga discontinua, chornos dearco eléctrico, etc).

Las mismas pueden aparecer de manera aleatoria o cíclica, siendo

un caso particular las que provocan el fenómeno de flicker oparpadeo de las luces.


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0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200Fluctuac ión cíclica de la Tensión

Tiempo (s)

V o l t a j e ( %

)

f = 10 Hz

(Vmax-Vmin)/V%


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Las interrupciones del suministro se producen cuando la tensióncae bruscamente por debajo del 1% del voltaje nominal. Seclasifican como breves las interrupciones de duración entre 10 msy 1 min, y de las mismas el 70% consisten en micro-cortés deduración inferior a un segundo.

El número esperado de interrupciones breves en el año varía de

algunas decenas a varias centenas.


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0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

Interrupción breve de Tensión

Tiempo (s)

V o l t a j e ( % )

Duración de la interrupción

(10 ms - 60 s)

Amplitud (0 - 1%)


80/140


Los incrementos de voltaje (SWELL) son incrementos deamplitud en la señal de voltaje.

La detección de los SWELL incluye el nivel de variación de laamplitud y los tiempos mínimo y máximo entre los cuales debemantenerse la amplitud del voltaje por encima del nivel devariación para que se considere que ha ocurr ido un SWELL.


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0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200Sobretensión Temporal

Tiempo (s)

V o l t a j e ( %

)

Sobretensión > 10%

Duración (10 ms - 60 s)


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Represe ntación de SWELLs

105

110

115

120

125

130

135

140

145

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Tiempo en segs

V a r i a c i ó n d e l v o l t a j e ( V )

NivelProgramado

Inicio SWELL

Voltaje nominal

Fin SWELL

Inicio SWELL

Fin SWELL


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Según las normas internacionales un SWELL es definido comoun incremento entre 1.1 pu y 1.8 pu del voltaje rms nominal(IEEE Std 1159-1995).

La norma internacional IEEE STd 1159-1995 clasif ica a los

eventos de SWELL según su duración en:

- Instantáneos: Entre 0.5 y 30 ciclos.

- Momentáneos : Entre 30 ciclos y 3 segundos.

- Temporales: Entre 3 segundos y 1 minuto.


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Bajo Voltaje

Magnitud : Menor del 90% del valor nominal

Duración : Mayor de un minuto.

Causas:Circuitos sobrecargados

Entrada de carga

Desconexión de bancos de capacitores.


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Alto Voltaje

Magnitud : Mayor del 90% del valor nominal

Duración : Mayor de un minuto.

Causas:

Desconexión de carga.

Conexión de un banco de capacitores.

Sistemas de regulación o de control de voltaje inadecuados.

Tap de transformadores inadecuado.


86/140


El efecto más importante asociado a los huecos de tensión, lassobretensiones temporales y las interrupciones de la tensión desuministro es la desconexión o el mal funcionamiento de losequipos.

En muchos procesos industriales con cargas críticas,variaciones muy cortas de tensión, incluso instantáneas, pueden

producir la desconexión de los equipos de control que luegonecesitan horas para su reiniciación.

En este tipo de procesos, las variaciones de corta duraciónproducen el mismo efecto perjudicial que las perturbaciones de

larga duración.


87/140


Las interrupciones de tensión, incluso las instantáneas, tambiénpueden producir el mal funcionamiento o la desconexión deequipos electrónicos o de los equipos de iluminación.

Las interrupciones momentáneas o temporales producen casisiempre la parada de los controladores electrónicos, el malfuncionamiento de las fuentes de alimentación, computadores,equipos de control de máquinas eléctricas y pueden producir también la desconexión de contactores en motores de inducción.

Los huecos de tensión también producen numerosos fallos enlos equipos conectados a la red, dependiendo de la magnitud yduración de estos huecos y de la sensibilidad de los equipos alas variaciones de la tensión.

Equipos electrónicos con baterías de emergencia no se venafectados, en general, por este tipo de variaciones de cortaduración.


88/140


Distorsión total armónica (THD): Representa la proporción de lasarmónicas con respecto a la componente de frecuenciafundamental. Para una señal de voltaje se expresa como:

donde:V1 representa el valor eficaz de la componente fundamentaldel voltajeV2, V3, . . ., Vn representan los valores eficaces de las

armónicas segunda, tercera, y hasta la enésima componentedel voltaje.

1

22

3

2

2

V

V V V THD

n+++= L


89/140


Factor de distorsión (Fd): Representa la contribución de lacomponente fundamental en el valor RMS total. Para una señal devoltaje se expresa como:

donde:

V1 representa el valor eficaz de la componente fundamentaldel voltaje

Vrms es el valor rms total del voltaje.

rmsV

V Fd 1=


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Factor de cresta (Fc). El factor de cresta es uti lizado paraproporcionar una idea de que tan cuadrada o puntiaguda puedeestar la forma de onda de una señal. Para una señal de voltaje seexpresa como:

donde:

Vmax es el valor máximo y Vrms es el valor rms total del

voltaje.

rms

maxV

V Fc =


91/140


Definición de Parámetros de Potencias

El valor rms verdadero (o valor eficaz) toma en cuenta lacontribución de todas las componentes armónicas presentes enla señal. Así, los valores rms para voltaje y corriente están dadospor las expresiones:

22

2

2

1 N rms V V V V +++= L

22

2

2

1 nrms I I I I +++= L


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- Potencia aparente

Esta potencia se define como el producto de los valores rms devoltaje y corriente:

- Potencia activa

Es producida por la interacción de componentes de frecuenciadel mismo orden de voltaje y de corriente, afectada por elcoseno del ángulo existente entre ambas componentes:

22

2

2

1

22

2

2

1rms ...* n N rms I I I V V V I V U ++++++== L

nnn I V I V I V P j j j coscoscos 222111 +++= L


93/140


- Potencia reactiva

Es producida por la interacción de componentes de frecuencia delmismo orden de voltaje y de corriente, afectada por el seno delángulo existente entre ambas componentes:

- Potencia fasorial

Fasor que tiene como parte real a la potencia activa y como parteimaginaria a la potencia reactiva:

nnn I V I V I V Q j j j sensensen 222111 +++= L

22S QP +=


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- Potencia de distorsión (D)Cuando existen armónicas de cierto orden en una señal y nose encuentran en la otra, o que la proporción armónica esdiferente en una señal con respecto a la otra, aparece unadiferencia entre las magnitudes de la potencia aparente (U) yla potencia fasorial (S), estableciendo que U > S. Esta

diferencia se conoce como potencia de distorsión (D), y sepuede obtener utilizando la expresión:

( )22222 QPU S U D +-=-=


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Definiciones del Factor de PotenciaEl factor de potencia se define como la relación de potencia activaentre la potencia aparente:

Existen distintas definiciones de la potencia aparente, lo quegenera diferentes variantes de factores de potencia, los cuales seresumen a continuación:

U

PFp =


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Factor de potencia eficaz:

Factor de potencia vectorial:

Factor de potencia fasorial:

E

E U

PFP =

V V U

PFP =

F

F U

PFP =


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En el caso ideal, en que no existen armónicas, las tres

expresiones proporcionan el mismo valor, sin embargo enpresencia de armónicas, para cada fase, se cumple que:

FPE = FPV < FPF

Pero para el caso trifásico:

FPE < FPV < FPF

Por lo que se establece que para tomar en cuenta el efecto de lasarmónicas sobre el factor de potencia hay que utilizar el factor depotencia eficaz.


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Efecto de las Armónicas sobre el Factor de Potencia

Considerando que el voltaje tiene una forma de onda sinusoidepura, y que la corriente está distorsionada, la potencia activa P yla potencia aparente eficaz UE se obtienen como:

Entonces el factor de potencia estaría dado por

111 cos* j I V P = rmsrms E I V U =

11

1

111 coscos**

j j

rmsrms E

E I

I

I V

I V

U

PFP ===


99/140


Sustituyendo se obtiene:

Entonces en presencia de armónicas el factor de potencia nopodrá ser mejorado por valores encima del factor de distorsiónde corr ientes.

Si no se toma en cuenta este límite, cuando se quiera mejorar el factor de potencia por medio de bancos de capacitores, se

pueden provocar problemas de sobrevoltaje en los horarios debaja demanda.

1cos* j I E Fd FP =


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M did ti l fl j d


101/140

Medidas correctivas para el flujo decorrientes armónicas

Las medidas correctivas que se vienen aplicando con éxito pararesolver o minimizar este tipo de problemas. Son básicamente detres tipos:

Medidas que tienden a bloquear el paso de las corrientesarmónicas hacia equipos especialmente sensibles, quedandoéstos protegidos de la influencia de las mismas, aunque las

armónicas sigan circulando por el resto de la red.Medidas que tienden a bloquear y/o absorber las corrientesarmónicas, conf inándolas a circular por zonas limitadas de lared, preferentemente circunscri tas a los focos emisores de lasmismas.

Medidas tendientes a sobredimensionar, recurriendo incluso adiseño especiales, los equipos y conductores sometidos al flujode corrientes armónicas, con objeto de minimizar los efectosnocivos provocados en los mismos (transformadores tipo K).


102/140


Filtros de rechazo de corrientes armónicas(desintonizados). *

Filtro de absorción (Sintonizados). *

Filtros activos (Electrónicos).

Bloqueo de corrientes armónicas de secuencia cerocon transformadores estrella – delta.

* Se les denomina filtros pasivos.

f


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Bloqueo de corrientes armónicas contransformadores de aislamiento.

Bloqueo con transformadores zig – zag.

Sobredimensionado de la ampacidad del hilo delneutro.

Bloqueo de 5a y 7a armónicas.

Uso de transformadores tipo K, etc.


C fi ió d l fil t d ó i


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Configuración de los fil tros de armónicas(pasivos)

La configuración elemental de los f iltros pasivos estadada por un circuito en serie con una inductancia(Reactor) y con una capacitancia (Capacitor).

L

C

Comportamiento de una InductanciaComportamiento de una Inductancia


105/140

L

RL

Circuito

equivalente

L X L w =

22 L L L X R Z +=

L L L jX R Z +=

Respuesta en frecuencia

w

| Z L |

RL

XL

|ZL|

Comportamiento de una InductanciaComportamiento de una Inductancia

Comportamiento de una CapacitanciaComportamiento de una Capacitancia


106/140

C

RS

Circuito

equivalente

C X C w 1=

22C S C X R Z +=

C S C jX R Z -=


w

| Z C |

RS

XC

|ZC|

Comportamiento de una CapacitanciaComportamiento de una Capacitancia

Circuito resonante serieCircuito resonante serie


107/140

C

Circuito

equivalente

( )22 C L E X X R Z -+=

( )C L E X X j R Z -+= LS E R R R +=

L

RE


w

| Z |

RL

XL

XC

|Z|

Circuito resonante paraleloCircuito resonante paralelo


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C

Circuito

equivalente

( )( )

( )C LS LC S L L

X X j R R

jX R jX R Z

-++

-+=

L

RL

RS


w

| Z |

RL

XL

XC

|Z|

pp

Dispositivos de compensación


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Dispositivos de compensación

Los dispositivos encargados de eliminar o atenuar lascomponentes de corriente cuyo valor de frecuencia esindeseable se denominan filtros de armónicos. Los filtros dearmónicos en dependencia del método que emplean paraatenuar o eliminar las corr ientes armónicas se clasifican en:

Filtros de absorción:: Implementado por un circuito cuyafinalidad es lograr un camino de baja impedancia que permitacanalizar las corrientes armónicas evitando que lleguen alreceptor.

Filtros de rechazo: Implementado por un circuito cuyafinalidad es limitar el paso de las corrientes armónicascreándoles un camino de alta impedancia.

Filtros de absorción


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Estos dispositivos están formados por asociacionesRLC, conectados en paralelo con el receptor a proteger,que entran en resonancia para la frecuencia delarmónico que se desea eliminar, presentando en dichascondiciones una impedancia mínima, prácticamente un

cortocircuito, por donde circulará la corriente armónica,evitándose de esta manera la circulación de la mismapor el receptor.

Estos son mayormente uti lizados en aparatos ymáquinas de gran sensibil idad.



111/140




112/140

En la práctica los filtros de absorción de primer orden seseleccionan para contrarrestar el mayor valor de corrientedel residuo armónico, mientras que los fil tros de segundoorden se utilizan para eliminar el resto de las componentesdel residuo armónico de valor significativo.

Cuando se desea compensar la distorsión en circuitostrifásicos se pueden implementar tres filtros monofásicos(uno por fase) o un circuito de filtrado como el mostradoen la figura siguiente:



113/140

Filtros de Rechazo


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Los filtros de rechazo se utilizan para atenuar corrientes

armónicas en las baterías de condensadores, ubicadaspara mejorar el reactivo en sistemas no l ineales.

La instalación de condensadores en sistemas conperturbaciones armónicas puede ocasionar resonanciaparalelo y eventuales sobretensiones perjudiciales para los

condensadores y los equipos del sistema. Además existeel r iesgo de que circulen corrientes armónicas muygrandes producidas por la disminución de la reactancia delos capacitores al aumentar la frecuencia, pudiendocomportarse como cortocircuitos para frecuencias muy

elevadas.

Filtros de Rechazo

Resonancia en las instalaciones industr iales


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Circuito equivalente de una instalación.

Cargas

perturbadoras

Transformador Banco de

capacitores

Otras

cargas

In XT XCZR


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Obsérvese que para situaciones en que la carga es débil (Zr alta)puede darse una resonancia en paralelo entre el t ransformador, cuyo

comportamiento es inductivo (XT) y el capacitor (XC) a una frecuenciatal que:

Donde Scc es la potencia de corto circuito del transformador y Q lapotencia reactiva del capacitor.

En caso de que wr coincida con algún armónico generado por unequipo perturbador se presentan fuertes sobretensiones en barras deB.T. y sobrecorr ientes en el capacitor y transformador.

Q

S

X

X n CC

T

C ==1

1


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Filtros de rechazo (desintonizados)


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Filtros de rechazo (desintonizados)

Reactores: Anti-resonantes o de choque.Bancos: Anti-armónicos o Filtros Desintonizados.

Protegen a los capacitores.

Evitan resonancias.

Compensan reactivos (f.p.) a 60 Hz.Reducción de corriente fundamental.

Armónica Hz LC

f ar 42402

1 ===p

Aplicación de filtros de rechazo


119/140

Aplicación de filtros de rechazo

L

C

CA

CD

Hasta un 30% del total

de la carga instalada

Resto de

la cargaFiltro de

rechazo

Resultados de aplicación de filtros de rechazo


120/140

El factor de potencia se puede llegar a compensar alvalor que se desee sin provocar efectos deresonancia en los capacitores y sus consecuentesefectos dañinos.

p

Filtros de absorción (Sintonizados)


121/140

( )

Reactores: resonantes.

Bancos: Armónicas o Filtros Sintonizados.

Protegen a los capacitores.

Evitan resonancias.

Eliminan armónicas del sistema.

Compensan reactivos (f.p.) a 60 Hz.Reducción de corriente fundamental y armónica.

ï

þ

ïý

ü

ï

î

ïí

ì

=

=

==

etc

Armónica Hz

Armónica Hz

LC f a

a

r 7400

5300

2

1&

&

p

Aplicación de filtros de absorción


122/140

p

L

C

CA

CD

Hasta un 40% del total

de la carga instalada

Resto de

la cargaFiltro de

absorción

Resultados de aplicación de filtros de


123/140

Sin filtro Con filtro

pabsorción

Filtros de armónicas


124/140

Potencias no activas


125/140

Potencia de Asimetría.

La falta de simetría es una de las ineficiencias másimportantes que pueden presentar los sistemas eléctricos.

A pesar de ello y hasta el momento presente, estaineficiencia no ha suscitado demasiada preocupación, alconsiderarse que las técnicas de corrección hoy en díautilizadas son suficientes para limitar sus efectos avalores no peligrosos y, en cualquier caso, se consideraque la potencia de la red eléctrica es tan grande que puedesuministrar sin problemas el exceso de potenciaproducido por los desequilibrios



126/140

Desgraciadamente, estas suposiciones no siempre secumplen y los efectos de las asimetrías pueden llegar aser tan graves, en ocasiones, como para dejar fuera deservicio a buena parte de la red eléctrica.

La existencia de una carga desbalanceada ocasiona un

sistema de corrientes de línea desequilibradas, que apartir del teorema de Stokvis y Fortescue se puedendescomponer en un sistema de corrientes balanceadasde secuencia directa asociado a la potencia activa y unsistema de corrientes balanceadas de secuencia inversa

y homopolar asociadas a la potencia de asimetría.

Las magnitudes en las que se descompone el sistemaasimétrico, se denominan componentes simétricas.



127/140

Por tanto, compensar la potencia de asimetría significa lograr un

dispositivo capaz de suministrar las componentes de corriente desecuencia inversa y homopolar a la carga desbalanceada y de estaforma descargar del generador tales componentes, disminuyendola potencia aparente.

Ya que esta potencia de asimetría se añade ortogonalmente a los

demás tipos de potencia y reduce la eficiencia del sistema aldisminuir su capacidad para transmitir potencia útil.

No es este el único efecto negativo de la falta de simetría, tambiénpueden producirse sobretensiones y sobrecargas en los distintoselementos del sistema eléctr ico que reducen su vida úti l y

perjudican su correcto funcionamiento

Potencias no activasPotencias no activas


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Tradicionalmente, se han utilizado dos

procedimientos para limitar los efectos de estasineficiencias:

- Reparto equitativo de las cargas en cada una de las

fases.- Instalación del conductor neutro.

No obstante, desde el momento en que existencargas variables, el primero de ellos es de difícil

aplicación, mientras que el segundo suele agravar losefectos negativos cuando el desequilibrio es muyimportante.

Potencias no activasPotencias no activas


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Una técnica preventiva, con la cual se puedenlimitar los efectos de la asimetría sin queaparezcan los efectos perjudiciales secundariosde las técnicas tradicionales, consiste en uti lizar

filtros de secuencia que, conectados en bornesde la conexión asimétrica, convierten alconjunto en simétrico.

La misión de estos filtros debe ser el suministrode la potencia de asimetría que necesita lainstalación

Normas Nacionales


130/140

Aunque en México no existe una normalización obligatoria

relat iva al contenido de armónicas, mencionaremos laEspecificación de CFE L000-45, denominada PerturbacionesPermisibles en las Formas de Onda de Tensión y Corriente deSuministro de Energía Eléctrica, la cual es provisional y se enencuentra en fase de prueba, pero es seguro que se volveráobligatoria.

Nos referiremos también a la norma IEEE-519-1992, la cual esde carácter obligatorio en Estados Unidos y es la que definelos niveles máximos de armónicos permitidos en unainstalación eléctrica.

A continuación se presentan los valores máximos permitidos,

tanto para corriente como para voltaje y cuyasrecomendaciones se consideran vigentes para problemas dearmónicas.

Normas Nacionales


131/140

Tabla 1. Limites Máximos de Distorsión Armónica Total

en Tensión y de CAIMT en el Punto de AcoplamientoComún (Según Especif icación L0000-45 de CFE)

Normas Nacionales


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Tabla 2.-Valores Limite de Distorsión Armónica en

Corriente (%) Según Norma IEEE-519-1992

Normas Nacionales


133/140

Tabla 3 Valores Limite de Distorsión Armónica

en Voltaje (%) Según Norma IEEE-519-1992

Normas Nacionales


134/140

En lo que respecta a los armónicos en corriente, el porcentaje

máximo permisible, se calcula de acuerdo con la proporciónentre la corriente de corto circuito del sistema donde se conectala acometida del cliente y la corriente de la carga del cliente, esdecir; la corriente que en un momento dado consuma toda suinstalación.

Cabe mencionarse, que en este caso, se cuida que los valoresmáximos de armónicos, no dañen tanto a los equipos del cliente,como a los de los demás usuarios conectados al mismo sistema.

Los armónicos de corriente, generalmente se atenúan, es decir,se pierden en los transformadores, cables, tableros y otrosequipos; además, en caso de existir cantidades grandes, el

primero en detectarlas es el propio usuario que las genera, yaque le provocan problemas como los que se mencionaron con

anterioridad.

Normas Nacionales


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Para el caso de los armónicos en voltaje, el porcentaje

máximo permisible es provocado por el equipo generador dearmónicos y es independiente del tamaño de la carga delcliente, ya que una distorsión considerable en voltaje, afectala estabilidad del sistema, más que a los equipos del propiocliente y por lo tanto, afecta la cal idad de la energíasuministrada a otros usuarios conectados al mismo sistema.

Pero independientemente de lo anterior, para el caso deedificios e industrias típicas, los niveles de distorsión envoltaje siempre son menores al 3% con lo que no se afecta alsistema ni a la estabilidad del mismo, por lo tanto,generalmente se pone más atención a la distorsión en la ondade corriente, que es la que si alcanza en muchos casos,valores considerables.

Medidores Arteche


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Medidores Arteche

Características PQ

- Valores fundamentales de W, VAr, VA, A y Vparámetros de distorsión.

- Hasta 1,600 registros de eventos.

- Captura de forma de onda de manera automáticao manual

- Análisis de Fourier

- Espectro de armónicas

- Identi ficación hasta la 61va. Armónica


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138/140


139/140


140/140

Alonso Aguirre [email protected]

GRACIAS POR SUATENCIÓN

presentacion arteche

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