5TO CONGRESO NACIONAL DE NORMALIZACION DE INSTALACIONES ELECTRICAS

Presentación del tema: "5TO CONGRESO NACIONAL DE NORMALIZACION DE INSTALACIONES ELECTRICAS"— Transcripción de la presentación:

1 5TO CONGRESO NACIONAL DE NORMALIZACION DE INSTALACIONES ELECTRICAS

2 Normatividad Normas – Estándares – Recomendaciones
Nacionales: NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas (Utilización). NOM-022-STPS-2008, Electricidad Estática en los Centros de Trabajo. NMX-J-549-ANCE-2005, Sistema de Protección vs. Tormentas Eléctricas Especificaciones, Materiales y Métodos de Medición. Internacionales: NFPA 780, Standard for the Installation of Lightning Protection Systems. EIA/TIA 607, Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications. EIA/TIA 942, Telecomunication Infrastructure Standard for Data Centers. IEEE 142, Grounding of Industrial and Comercial Power Systems. IEEE 1100, Powering and Grounding Electronic Equipment. NOM es Obligatoria, NMX es Voluntaria

3 Problemática Vivimos en un mundo cada día más inmerso en la tecnología, donde computadoras, equipos de comunicaciones, donde el avance en el mundo de la tecnología hace que busquemos menores tamaños, mayores capacidades, mejor desempeño y nuevos materiales, lo que nos da como resultado que los equipos se hagan más susceptibles a las perturbaciones de la energía que los alimenta. Pensando en esta tecnología y el proteger tanto a estos equipos como a sus usuarios, TOTAL GROUND desarrolla soluciones de calidad de energía, ofreciendo sistemas y soluciones integrales.

4 Productos UPS Somos Fabricantes de las siguientes marcas TOTAL GROUND
Sistemas de Tierra Física. Sistemas Pararrayos. Accesorios de conexión para sistemas de puesta a tierra y pararrayos. SUPRECTOR Y SUPRECTOR TELCO Y SOHO Supresores de Transientes Clases ‘C‘, Clases 'B' y Clase ‘A' . Supresores de transientes para interfaces RJ45. Supresores de transientes clase “A” para pequeñas oficinas o residencial H2OHM Acondicionador de Suelo (Intensificador de Tierras). TOTAL TOWER Estructuras y Accesorio para Torres Arriostradas. UPS Standby, Doble conversión , on line BANCOS DE CAPACITORES Automáticos y Manuales TELEMETRÍA

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6 ¿Por qué es importante la protección?
Conmutador, switches equipo especializado de telecomunicaciones Equipo sofisticado Voltaje estable, Frecuencia constante, mínimas perturbaciones Buena calidad de energía Equipo para el mejoramiento de la calidad de energía Pararrayos, supresores, reguladores, filtros de armónicos, UPS Sistemas de tierra física Buena infraestructura para el funcionamiento ideal

7 Problemática General Proporciona una trayectoria de conducción de las corrientes que se deben drenar a tierra. Descarga Atmosférica Falla Electricidad Estática Sobre-corriente Transitoria

8 Objetivos Fundamentales
Proporcionar Seguridad a las Personas. Proteger Infraestructura. Equipos. Garantiza la operación de protecciones. Estabiliza el Voltaje al establecer un potencial de referencia. Disipa la corriente del rayo. Limita sobretensiones transitorias. Drena cargas estáticas.

9 Electrodos Tipos Varilla Rehilete Químico Tubular triangular

10 Electrodo Magnetoactivo Mayor superficie de contacto.
3 Tubos de cobre electrolítico altamente conductivo resistente a la corrosión. Se garantizan hasta por 10 años de libre mantenimiento. Se debe acompañar de H2Ohm como parte de la disminución de la resistencia de contacto

11 Aplicaciones de TF Podemos clasificar el sistema de tierra física en 4 aplicaciones para su fácil proyección: Tierra de Potencia Tierra de Masas Cero Lógico Tierra para Protección Atmosférica

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14 Estructura del Sistema
ANSI-J-STD-607-A

15 Estructura del Sistema
ANSI-J-STD-607-A

16 Estructura del Sistema
Conductores ANSI-J-STD-607-A TBB: Troncal de Unión a Tierra Conductor aislado GE: Ecualizador de Tierra Conductor aislado igual a TBB. CBN: Red de Unión Común Malla de Referencia, calibre mínimo 6AWG

17 Origen de los Transitorios
Descargas atmosféricas Los niveles de corriente promedio son menor de 35 KA , 5% son mayores de 100 kA Dispositivos hechos por el hombre Cargas inductivas: Motores de elevadores Driver de velocidad variable Equipos de aire acondicionado Accidentes: Choques entre fases y neutro “corto circuitos”.

18 Porcentaje de generación de disturbios eléctricos

19 EFECTOS DE LAS SOBRETENSIONES
Problemas informáticas Pérdidas de memoria y de datos Degradación y destrucción del material electrónico Destrucción de equipamiento importante Cortes intempestivos y destrucción de la red Pérdidas de operación 19

20 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
Aplicación de Supresores NMX-J-549-ANCE

21 Operación de un supresor
Func. normal Equip. Red Sobretensión "sobre corriente" Equip. Red 21

22 Tipos de protección Clase C:
Instalación exterior y acometida. Circuitos que van del medidor al panel principal. Clase C: Alimentadores y circuitos derivados cortos, tableros de distribución. Tomacorrientes para aparatos grandes con cableados cercanos a la acometida Clase B: Clase A: Tomacorrientes y circuitos derivados largos.

23 Proyección Selección

24 Instalación

25 Factor de Potencia en una red eléctrica
El factor de potencia (FP) es un número indicador que tiene valores de 0 (cero) a 1 (uno) y que refleja el porcentaje (%) de desperdicio, entre la energía eléctrica total que entrega CFE y la energía realmente utilizada por el usuario. Porqué se presenta el desperdicio de energía en una red eléctrica Este desperdicio no se debe al mal empleo ó al empleo innecesario de la energía eléctrica; sino a la naturaleza eléctrica propia de las máquinas, dispositivos o cargas eléctricas que son necesarias en la operación de un inmueble, centro comercial, planta productiva, etcétera y que emplean un campo electromagnético para hacer su trabajo; tales como motores, refrigeradores, aires acondicionados, ventiladores, transformadores, bombas y en general todos aquellos artefactos o equipos que empleen campos magnéticos para su funcionamiento. En síntesis es por su naturaleza eléctrica. Este no aprovechamiento de energía eléctrica se podría ilustrar con el ejemplo análogo de una cerveza que se sirve en un tarro; al servirla, un porcentaje se convierte en espuma que no se aprovecha; sin embargo la cerveza se cobra completa. La totalidad de la cerveza sería la energía Real o realmente entregada El líquido de la cerveza sería la energía Activa o aprovechada La espuma de la cerveza sería la energía Reactiva o No aprovechada como energía útil

26 Cómo eliminar el desperdicio de energía eléctrica por FP
Carga inductiva Փ V - voltaje I - corriente I -Corriente Carga capacitiva Փ = 0 I -corriente Carga resistiva Las cargas inductivas (transformadores, motores de inducción, balastros de lámparas fluorescentes, compresores, bombas, hornos, etc.) generan potencia reactiva; es decir, provocan un desfasamiento entre las señales de voltaje (V) y corriente (I) . La señal de corriente (I) se atrasa con respecto a V. En luminarias fluorescentes y equipos electromecánicos (motores, compresores, transformadores, aire acondicionado) sólo una parte de la energía se transforma en frío, luz o movimiento del eje de los motores Energía Activa (P); el resto es requerido por el equipo para su propio funcionamiento (Energía Reactiva (Q) para que generen los campos magnéticos de los motores y balastros de iluminación. En síntesis: a mayor consumo de Energía Reactiva (Q) en una instalación, más pobre es el aprovechamiento de la energía Si se corrige completamente dicho desfasamiento inyectando energía reactiva pero de naturaleza eléctrica opuesta ( energía capacitiva) entonces la energía reactiva resultante será cero (Q =0) lo que significaría que no hay desperdicio porque las señales de voltaje (V) y corriente (I) están alineadas ó en fase.

27 Cómo eliminar el desperdicio de energía eléctrica por FP
Si el ángulo es cero; no existe desfasamiento; ése es el aspecto central de la corrección del desperdicio: corregir el ángulo de desfasamiento. Lo cual se logra inyectando energía capacitiva; la que se contrapone eléctricamente o compensa la energía inductiva. Factor de potencia ideal Փ = 0 V - voltaje I - corriente En la práctica, los circuitos no son puramente resistivos ni reactivos y por ello se generan siempre desfases entre las formas de onda de la corriente y el voltaje, lo que deriva en el mismo desfase entre las Potencias Activa (P) y Aparente (S); siendo éste el efecto que se observa en el triángulo de potencias.

28 Cómo eliminar el desperdicio de energía eléctrica por FP
Kwh (energía activa) Φ1 Kvah (energía aparente) si Φ1 es 45 o ; el cos Φ1= Situación inicial FP corregido Kvarh (energía reactiva) final Energía capacitiva agregada para compensar la inductiva Φ2 si Φ2 es 18 o ; el cos Φ1= 0.95 Cómo eliminar el desperdicio de energía eléctrica por FP

29 Cómo identificar el desperdicio de energía en el recibo de CFE
Leyenda explícita 1. Revise su recibo de energía eléctrica. Si su empresa esta pagando recargos por bajo factor de potencia, se le indica explícitamente. Observe el siguiente recibo de CFE. 2. La leyenda Cargo Por Factor de Potencia significa que su empresa esta pagando ese importe por el desperdicio de energía inherente a cierto tipo de equipos. 3. Valores penalizados de factor de potencia. En México, como en muchos otros países, si el usuario de energía eléctrica presenta un factor de potencia menor a o 90%, entonces el usuario es penalizado

30 Tipo de tarifa Factor k ( multiplicador) Número de servicio Periodo de consumo Demanda facturable Consumos de energía activa en Kwh Factor de carga Consumos de energía activa en Kwh Factor de potencia (FP) 2. Cargo por demanda 3. Cargo por FP 1. Cargo por energía

31 Aspectos técnicos a evaluar en la oferta de capacitores
Una óptica de los diferentes aspectos que los especialistas deben tomar en cuenta, al momento de tomar una decisión con respecto a los equipos de capacitores para resolver el problema del bajo factor de potencia, se centra en lo siguiente: I. Manufactura y seguridad. Los aspectos técnicos inherentes a la fabricación de capacitores y a la seguridad de estos dispositivos, sujetos de evaluación son los siguientes: 1.- Tecnología de manufactura de los capacitores. 2.- Material de su carcasa envolvente. 3.- Necesidad de que su carcasa sea puesta a tierra. 4- Aislamiento del recubrimiento de los carretes o bobinados. 5.- Sistema anti-explosión del capacitor - operación contra la sobrepresión. 6.- Riesgo ambiental. 7.- Conexión entre carretes de capacitores. 8.- Temperatura máxima admisible. 9.- Temperatura de diseño (promedio en 24 horas). 10.- Comportamiento contra agentes ambientales. 11.- Voltaje máximo admisible. 12.- Duración con sobre-voltaje máximo admitido. 13.- Sobre-corrientes máximas admitidas. 14.- Rechazo de armónicas. 15.- Niveles de protección. 16.- Ausencia de partes vivas. II. Versatilidad. Las facilidades de su performance para el crecimiento y mantenimiento, se debe sujetar a la evaluación los siguientes aspectos: 18.- Versatilidad para el crecimiento de cada paso. 19.- Versatilidad para el crecimiento en potencia. 20.- Versatilidad para la programación remota. 21.- Facilidad para el mantenimiento. 22.- Facilidad para incorporarle accesorios. 23- Versatilidad en la gama de capacitores que se ofrece.

32 Elección del equipo adecuado
Selección Para determinar el tipo y características de las baterías o bancos de capacitores, es necesario tomar en cuenta los siguientes aspectos: 1.1. La tecnología de manufactura de los capacitores. 1.2. Su ubicación en la red eléctrica del usuario. 1.3. El tipo de operación que se les brindará a los capacitores. 1.4. La presencia de corrientes armónicas que provoquen una distorsión superior a la aceptable. 1.5. El Retorno de la Inversión (ROI) proyectada, ahorros y beneficios adicionales. Tecnología de manufactura de los capacitores. Aunque es raro, todavía se encuentran en el mercado mundial, capacitores de potencia que contienen dieléctricos de tipo líquido, como aceite y compuestos que contienen PCB´s o askareles, los cuales quedaron prohibidos por sus efectos radioactivos que atentaban contra la salud del ser humano. A los que no presentan ningún dieléctrico líquido, se les identifica comúnmente como de tipo seco o simplemente secos sin ningún liquido de impregnación o de aislamiento. Estos últimos están fabricados a base de dos films de polipropileno metalizados al zinc, sobre una cara; la metalización la constituye el electrodo y el film de polipropileno constituye el aislante. La tecnología mas reciente es la fabricación de capacitores al alto vacío, que brinda grandes ventajas puesto que elimina los riesgos de oxidación, corrosión, sobrecalentamientos, desaprietes y la acción nociva de los agentes ambientales, sobretodo en atmósferas corrosivas.

33 Elección del equipo adecuado
Ubicación Existen diversas opciones para dimensionar y seleccionar el punto de conexión mas adecuado de un capacitor, ya que deberá tomarse en cuenta la naturaleza de la operación, costo y arquitectura de la red eléctrica: 1. Conexión individual a la carga. El equipo de capacitores se conecta en paralelo directamente a la carga. 2. Conexión en grupo. Cuando se tienen varias cargas como motores o equipos de alumbrado, de igual capacidad y periodo de trabajo, a éstas se les puede incorporar un Banco de capacitores, en un punto único, como puede ser un tablero o centro de carga. 3. Conexión central. A un número de cargas de distintas capacidades y diferentes periodos de operación, se les puede conectar un equipo de capacitores, en un punto común o central, el cual es usualmente el tablero principal o interruptor general de la red eléctrica que proviene del transformador que la alimenta . 4. Conexión mixta. En redes eléctricas donde operan grandes motores y otras cargas inductivas, es conveniente combinar las dos o tras opciones: las grandes cargas inductivas, se compensan individualmente y el resto, en grupo o en un punto central. Tipo de operación de los capacitores. Existe la posibilidad de tener a) Operación manual (fijos o permanentemente conectados). b) Operación automatizada, a través de un controlador digital de potencia reactiva que sensa y conecta la cantidad de potencia reactiva capacitiva (KVAR capacitivos) que debe conectarse a la red eléctrica, conforme a los requerimientos cambiantes de la propia red eléctrica. La presencia o ausencia de corrientes armónicas. El grado de contaminacion o distorsión provocada por corrientes armónicas (THDI ) en la red, determinará el tipo de protección con la que deberán contar los capacitores, se recomienda que en instalaciones donde existen dispositivos de automatización y control; tales como PLC´s , controladores, motores de velocidad variable, etc. se efectúen mediciones del grado de distorsión en corriente. Existen muchos instrumentos de medición que pueden efectuar esta función. Una recomendación aceptable a nivel internacional es que el THDI de la red eléctrica, no sobrepase el 15% de la corriente nominal.

34 Componentes de un banco automático de capacitores
Tapa superior del gabinete (acometible) Kit de ventilación forzada Tapas terminales de los capacitores Controlador de potencia Celdas capacitivas trifásicas Puerta con abatimiento adaptable izq./der. Contactores electromagnéticos Rack Fusibles de acción rápida gG Porta-fusibles Interruptor termo-magnético ( no disponible en la fotografía) Rejillas de ventilación Auto-transformador de control ( no visible en la fotografía) Zoclo registrable Gabinete de 1,000 mm de altura

35 √ X Instalación - Diagrama de colocación del TC: CORRECTO INCORRECTO
CARGA CARGA MASTER PACK ó Interruptor principal MASTER PACK ó Interruptor principal Interruptor del BAC Interruptor del BAC BAC BAC Cableado de control. Consiste tanto en la colocación correcta del transformador de corriente (TC) como en el tendido y canalización de dos cables de control (cable de cobre calibre 16 awg, tipo THW ) que interconectan las terminales del TC marcadas como P1 y P2 con las clemas del BAC ubicadas en la parte inferior e identificadas como S1 y S2. Ubicación del TC de núcleo partido. Este se debe colocar en la fase 1 del bus de barras donde de pueda sensar toda la carga. Es sumamente importante, porque si no está correctamente colocado el TC, el equipo no funcionará. Cableado de fuerza. Se requiere que la interconexión trifásica sea entre el bus de barras principal y el banco automático de capacitores (BAC). Dicho cableado se efectuará con el cable de cobre tipo THW; o bien, con cable armado tipo Stabiloy. El tendido de fuerza puede ser, básicamente de dos maneras: Cuando los gabinetes son contiguos o adyacentes. Interconectando directamente el cable armado entre el gabinete del interruptor principal o tablero principal y el gabinete del BAC. Cuando los gabinetes están separados. Utilizando charola de aluminio tipo escalerilla para subir hacia la losa; en caso de que exista charola que se pueda utilizar para el tendido horizontal; ésta deberá aprovecharse. NOTA: en el bus de barras del tablero principal, cada uno de los 3 hilos de fuerza se debe conectar con zapatas ponchables y en el equipo la llegada de los cables de fuerza es en las zapatas de opresor (incluidas en el interruptor).

36 Cálculo de la Potencia reactiva capacitiva para corregir el bajo factor de potencia (BFP)
Tipo de tarifa HM No. SERVICIO/MEDIDOR 9TV537 Factor de potencia actual Factor de potencia objetivo Voltaje de operación de la red eléctrica (Volts) 440 Monto del último rercargo por BFP $ 21,530 Voltaje de diseño de los capacitores (Volts) 480 ID Periodo de consumo Factor de potencia actual cos Ø1 FP objetivo cos Ø2 ang cos Ø1 ang cos Ø2 tan Ø1 tan Ø2 Voltaje Diseño Vca Voltaje Operación Vca Demanda en Kwatts Potencia capacitiva kVAr Potencia restituida kVAr Cargo por BFP en M.N. 1 nov-11 0.9500 52.454 18.195 1.301 0.329 70 68.07 81.00 $21,529.57 2 dic-11 52.396 1.298 72 69.82 83.09 3 ene-12 55.806 1.472 65 74.30 88.42 4 feb-12 55.110 1.434 66 72.95 86.82 5 mar-12 53.893 1.371 72.96 86.83 6 abr-12 57.954 1.597 68 86.28 102.68 7 may-12 74 93.89 111.74 8 jun-12 57.731 1.584 76 95.38 113.51 9 jul-12 58.406 1.626 87 112.85 134.30 10 ago-12 58.211 1.613 100 128.48 152.90 11 sep-12 54.465 1.400 95 101.79 121.14 12 oct-12 54.564 1.405 101 108.73 129.40 13 51.866 1.274 95.46 113.60 14 dic-12 52.258 1.292 104 100.18 119.22 PROMEDIO Potencia promedio ( kVAr) 108.90 Potencia Reactiva máxima ( kVAr) Potencia standard sugerida en kVAr 150.00 SUMA RECARGOS $301,413.98 IVA $48,226.24 TOTAL $349,640.22 Nota: En caso de requerirse ractores de rechazo de corrientes armónicas, éstos se cotizarán por separado. 24-abr-13 Elaboró: Lorenia Sanchez

37 Pasos requeridos de celdas de 25 Kvar:
Tres Pasos Físicos a partir de celdas trifásicas ( 25, 50 y 75 Kvar) Generan una regulación eléctrica de ( 6x 25 Kvar) Paso 1, 25 Kvar Paso 2 , 50 Kvar Paso 3, 75 Kvar o la combinación de paso Kvar Paso 4, 100 Kvar combinación paso Kvar Paso 5 , combinación de los pasos 1,2,3 ( Kvar)

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39 Tema: Mitigación de corrientes armónicas
Bajo factor de potencia (BFP) energía eléctrica desperdiciada … que le cuesta a su empresa

40 Distorsión armónica Distorsión armónica. El concepto teórico es que son tensiones y corrientes cuya frecuencia es un múltiplo entero de frecuencia fundamental del sistema (60 Hz) Si el orden del armónico es 3: la tensión y la corriente viajan a 180 Hz. Si el orden del armónico es 5: la tensión y la corriente viajan a 300 Hz. Si el orden del armónico es 7: la tensión y la corriente viajan a 420 Hz. Si el orden del armónico es 9: la tensión y la corriente viajan a 540 Hz. El concepto práctico es que son un efecto indeseable que originan principalmente las cargas no lineales y algunas cargas lineales ( por ejemplo transformadores saturados) Se puede decir que las armónicas son una contaminación o una perturbación de las instalaciones eléctricas originadas en mayor medida por las nuevas tecnologías ( drivers, inversores, variadores de velocidad, entre ellas)

41 Cargas no lineales Las cargas no lineales son aquellas en donde la forma de onda de la corriente eléctrica en estado estable no sigue la forma de onda de la tensión eléctrica aplicada. Algunos ejemplos de cargas no lineales: Variadores de velocidad Inversores Drivers de CA Drivers de CD Luminarias con balastros electrónicos. Grandes computadoras ( centros de cómputo) PC´s ó computadoras personales Copiadoras PLC´s TV digitales DVD, videojuegos, etc Lavadoras Hornos de Micro ondas. Hornos de arco eléctrico.

42 Total Harmonic Distortion (THD)
Las cargas no lineales originan la distorsión armónica (THDI ) en corriente y la distorsión armónica (THDV) en voltaje Los daños que ocasionan son ( entre otros) Paros de producción indeseados. Quema de fusibles y transformadores. Quema de tarjetas digitales. Quema de PLC´s. Daños en flechas de motores y generadores. Sobrecalentamientos y Desgaste del material aislante de cables y conductores. Daños en capacitores. Corrientes circulando por el hilo del neutro.

43 Fuentes emisoras de corrientes armónicas en plantas industriales.
La norma IEEE relativa a “Prácticas recomendadas y requerimientos para el control de armónicas en sistemas eléctricos de potencia” agrupa a las fuentes emisoras de corrientes armónicas en tres categorías diferentes: A. Dispositivos electrónicos de potencia (convertidores, rectificadores, etc.) B. Dispositivos productores de arcos eléctricos (hornos de arco, luz fluorescente, máquinas soldadoras, etc.) C. Dispositivos ferro-magnéticos ( transformadores, motores eléctricos que mueven cargas de par torsor variables como molinos de laminación, trituradores, etc.) Una lista de las fuentes emisoras de corrientes armónicas encontradas típicamente en plantas industriales, es la siguiente: Motores de corriente directa. Convertidores de frecuencia ( variadores) Trafo-rectificadores ( en procesos químicos) Reactores controlados por tiristores ( compensadores estáticos) Interruptores gobernados por tiristores Hornos de arco. Equipos de soldadura. Transformadores sobre-excitados. Molinos de laminación Molinos trituradores En general, cargas no lineales. q

44 Transformadores sobre-excitados.
Producen básicamente armónicos de orden 3 y 9 en la forma de onda de corriente. Molinos de laminación. Producen espectros armónicos de forma aleatoria en la onda de corriente. Molinos trituradores. También producen un espectro de armónicos de forma aleatoria en la onda de corriente. en general, cargas no lineales. Es importante tomar en cuenta que cualquier carga no lineal produce ondas de corriente distorsionadas con contenido de componentes armónicos, al aplicarle una onda de tensión, aunque esta sea de forma senoidal pura.

45 Fuentes emisoras de corrientes armónicas en oficinas y otros edificios comerciales.
El alumbrado fluorescente moderno y los equipos electrónicos de las telecomunicaciones, controladores de energía, equipos de seguridad, alarmas, computadoras, elevadores controlados con electrónica de estado sólido, etc. Instalados cada vez en mayores proporciones en los edificios modernos, provocan altos niveles de distorsión armónica que es preciso tener en cuenta en la operación, mantenimiento y diseño de las redes eléctricas alimentadoras instaladas en los mismos. En contenido de 3ª, 9ª y 15ª armónica que se viene encontrando en este tipo de instalaciones suele alcanzar niveles tan elevados, que exigen la aplicación de técnicas apropiadas para su manejo y control. Es de preverse que la situación empeore en los años venideros, ya que se espera que el uso de estén tipo de dispositivos electrónicos se quintuplique en los próximos años. Alumbrado fluorescente. Producen niveles de distorsión armónica de hasta 26% en la onda de corriente. La norma ANSI recomienda valores máximos de 32% Los diseños eléctricos actuales presentan una gama muy variada de distorsión armónica en la onda de corriente que oscila entre el 5% y el 30%, según su diseño. En todos los casos el espectro de estas ondas muestra un alto contenido de 3ª, 9ª y 15ª armónicas. Además estos equipos pueden producir un alto grado de emisión magnética, tanto más importante, cuanto más alta es su frecuencia de operación ( la balastras electrónicas operar entre 20 y 40 Kilohertz). Esto puede producir inteferencias en equipos electrónicos PLC´s, lectores de barras, detectores de artículos en almacenes comerciales, relojes, etc.)

46 Diseño de la fuente de poder
Equipos de Telecomunicaciones. Producen niveles de distorsión armónica de hasta 26% en la onda de corriente. Controladores para edificios inteligentes. Producen niveles de distorsión armónica de hasta 58% en la onda de corriente. Grandes computadoras. Producen niveles de distorsión armónica de hasta 81% en la onda de corriente. La distorsión armónica típica provocada por diferentes diseños de fuentes de poder para computadoras se muestra en la siguiente tabla: Para cargas monofásicas Diseño de la fuente de poder THDI Observaciones Fuente de poder con inductancia simple 80 al 150% Muy alto contenido de armónicas de 3ª, 9ª y 15ª armónicas en adición a un alto contenido de 5ª, 7ª y 11ª armónicas. Fuente de poder con resonancia paralelo 40 al 60% Alto contenido de 3ª, 5ª, 7ª, 9ª, 11ª y 15ª armónicas. Fuente de poder con resonancia serie 20 al 40% Mediano contenido de 3ª, 5ª, 7ª, 9ª, 11ª y 15ª armónicas.

47 Efectos provocados por las corrientes armónicas.
Los efectos nocivos producidos por el flujo de corrientes armónicas son cada día más significativos en los sistemas eléctricos. Dichos efectos dependen de la intensidad relativa de las fuentes emisoras y pueden resumirse en la forma siguiente: Problemas de funcionamiento en dispositivos electrónicos de regulación, tanto de potencia como de control. Mal funcionamiento en dispositivos electrónicos de protección y medición; tales como interruptores termo-magnéticos. Interferencias en sistemas de telecomunicación y telemando. Sobrecalentamiento de los equipos eléctricos, motores, transformadores, generadores, etc y del cableado de potencia con la disminución consecuente de vida media en los mismos e incremento considerable de pérdida de energía en forma en forma de calor. Fallo de capacitores de potencia. Efectos de resonancia que amplifican los problemas mencionados anteriormente y pueden provocar incidentes eléctricos, mal funcionamiento y fallos destructivos de equipos de potencia.

48 Técnicas de mitigación - medidas correctivas

49 Técnicas de mitigación - medidas correctivas.
Las medidas correctivas que se vienen aplicando para resolver o mitigar este tipo de problemas se pueden clasificar en tres tipos: Medidas que tienden a bloquear el paso de las corrientes armónicas hacían equipos especialmente sensibles, quedando éstos protegidos de la influencia de las mismas, aunque estas corrientes armónicas sigan circulando por el resto de la red. b) Medidas que tienden a bloquear y/o absorber las corrientes armónicas confinándolas a circular por zona limitadas de la red, preferentemente circunscritas a los focos emisores de las mismas. c) Medidas tendientes a sobredimensionar; recurriendo incluso hasta diseños especiales. Los equipos y conductores sometidos al flujo de corrientes armónicas, con objeto de minimizar los efectos nocivos provocados en las mismos. Filtros de choque. Estos se forman al conectar en serie con los capacitores un reactor de inductancia L, sintonizado con la capacitancia C del capacitora una frecuencia inferior a la de cualquier armónica significativa existente en el sistema. Por ejemplo para mitigar la 5ª armónica el reactor se sintoniza con el capacitor a la 4ª armónica. Este dispositivo hace posible la resonancia e impide que los capacitores absorban una corriente armónica excesiva. Por consiguiente el uso del filtro de choque permite: Proteger a los capacitores. Evitar resonancias. Corregir el FP a frecuencia fundamental.

50 El uso del filtro de absorción permite: Proteger a los capacitores.
Filtros de absorción. En este caso se instalan reactores en serie con los capacitores pero ahora sintonizados precisamente a las frecuencias armónicas más significativas existentes en el sistema. Naturalmente que el diseño tanto de capacitores como de reactores, debe permitir el paso hacia los mismos de toda la energía que fluye por el sistema para cada armónica, ya que al presentar una impedancia casi nula cada sección del filtro para la armónica a la que se ha sintonizado, dicha sección, se comporta como un sumidero de energía que puede fallar sino se dimensiona correctamente. El uso del filtro de absorción permite: Proteger a los capacitores. Evitar resonancias. Mitigar armónicas en el sistema. Corregir el FP a frecuencia fundamental. Protección de instalaciones de variadores de frecuencia por medio de reactores de choque. Un variador con rectificador de seis pulsos genera típicamente niveles de THDI de 45% en la onda de corriente. Es frecuente encontrar instalaciones con dos o más variadores conectados en paralelo. Para este tipo de casos es recomendable la protección individual de cada motor con reactores de choque que mitiguen las armónicas provenientes de los demás variadores. Los reactores comerciales se ofrecen con caídas de tensión de 3 y 5% Estos reactores pueden amortiguar un poco el THDI hasta niveles del 4% a 6% para el caso de reactores de choque al 3% Un THDI del 8% al 10% para reactores del 5%.

51 M.C Ing. José Ordoñez López
MUCHAS GRACIAS M.C Ing. José Ordoñez López