Filtro Activo SINAF 3.0 REDUCCIÓN DE ARMÓNICOS Y CONSUMO

ARMÓNICOS ¿Qué son?

Onda Ideal

Armónicos Estas corrientes están formadas por una frecuencia de 50 ó 60 Hz, más una serie de corrientes superpuestas de frecuencias, múltiplos de la fundamental, que denominamos ARMÓNICOS ELÉCTRICOS, que generan costes técnicos y económicos importantes. X(t) = X1+X5+X7

Armónicos Características Secuencia Positiva Negativa Homopolar Frecuencia 1 50 Hz 2 100 Hz 3 150 Hz 4 200 Hz 5 250 Hz 6 300 Hz 7 350 Hz 8 400 Hz 9 450 Hz 10 500 Hz 11 550 Hz 12 600 Hz 13 650 Hz 14 700 Hz 15 750 Hz 16 800 Hz 17 850 Hz 18 900 Hz 19 950 Hz 20 1000 Hz 21 1050 Hz 22 1100 Hz 23 1150 Hz 24 1200 Hz

Múltiples de 3 (Homopolares) Armónicos Múltiples de 3 (Homopolares)

Múltiples de 3 (Homopolares) Armónicos Múltiples de 3 (Homopolares) Corriente excesiva en el neutro, principalmente por los armónicos Homopolares.

Mediante el espectro, se muestra la cantidad de armónicos que hay. Dominio del tiempo Dominio de la frecuencia (ESPECTRO) Cuanto más elevada es la frecuencia, más pequeña es la amplitud. Así, los armónicos más importantes son los primeros (3, 5, 7, 9…)

Armónicos Valores de referencia  

¿Cómo se generan los Armónicos?

Tipo de Cargas Carga Lineal: Carga no lineal o deformante: Corriente absorbida en forma de onda senoidal. Carga no lineal o deformante: Corriente absorbida en forma de onda no senoidal. (Conversión de AC-DC)

¿Qué efectos producen los Armónicos?

Efectos de los Armónicos Calentamiento Sobrecarga conductores Resonancia paralelo Bajo factor de potencia

Efecto de los Armónicos CONDUCTORES RMS ↑↑↑ Circulará una mayor corriente eficaz.

Efecto de los Armónicos Efecto Pelicular (Skin effect) CONDUCTORES Sección transversal de un conductor con el área disponible para conducir corriente continua. Sección transversal del mismo conductor con el área disponible para conducir corriente alterna de baja frecuencia. Sección transversal del mismo conductor con el área disponible para conducir corriente alterna de alta frecuencia.

Efecto de los Armónicos Conductor de Neutro Sobrecalentamiento del conductor neutro debido a las corrientes homopolares (armónicos 3K)

Efecto de los Armónicos Baterías de condensadores Z ZC = f (1/f) Frecuencia

Distorsión armónica total en corriente THDI Efecto de los Armónicos Onda de corriente Distorsión armónica total en corriente THDI 0 % 33 % 39 % 44 % Pico 100 % 133 % 168 % 204 % RMS 100 % 105 % 108% 110 % Incremento del valor eficaz (RMS) de la forma de onda. Modificación del valor de pico de la forma de onda.

Efecto de los Armónicos Motores ɳ Pérdida de Rendimiento y Par motor.

Factor de potencia no es igual a cos phi Con armónicos: Sin armónicos: j Q D g S1 ST P S Q' Cos j P Cos j ≠ PF

Equipos de Medida y Control ELEMENTO PROBLEMA EFECTO Conductor Aumento de la corriente. Aumento de perdidas térmicas (efecto Joule).‏ Calentamiento cables (deterioro).‏ Disparo de protecciones. Conductor de Neutro Circulación armónicos múltiplos de 3. Retorno por el conductor de neutro. Sobreintensidad por el neutro. Calentamiento del neutro. Degradación prematura. Disparo de protecciones. Condensador Resonancia paralelo con el sistema. Amplificación de los armónicos. Calentamiento condensadores. Envejecimiento prematuro de condensadores. Destrucción de condensadores. Máquinas Eléctricas Circulación de corrientes armónicos por los devanados y tensiones armónicos en bornes. Sobrecalentamiento y perdida de aislamiento térmico (efecto Joule)‏. Aumento perdidas magnéticas (por Histéresis y Foucault)‏. Desclasificación (Transformador)‏. Vibraciones en el eje, desgaste mecánico en rodamientos y excentricidades (motores)‏. Equipos de Medida y Control Medidas no válidas. Errores en procesos de control. Valores de magnitudes incorrectas. Interferencias con sistemas de comunicación y control. Error en los instantes de disparo de tiristores.

¿Dónde se miden?

Definición puntos de medición % Ucc (Tensión de cortocircuito): V U2 (Tensión Nominal): kVA Sn (Potencia Transformador):

Información a solicitar Datos mínimos pre-estudio armónico Puntos de medida: 1,2,3,4,5,6 ….. In(A) THD (I) THD (V) ∑ THD 13 11 7 5 3 1 Nº ARMONICOS Si existe batería de condensadores: kW P (Instalación)‏ kvar Q (batería)‏ % THD (U)‏ THD (I)‏ CON BATERÍA DESCONECTADA CONECTADA

¿Cómo se miden?

¿Cómo se miden? Periodo de tiempo “Tiene que ser suficientemente largo para considerarlo realista y representativo”.

Frecuencia de la muestra ¿Cómo se miden? Periodo de tiempo < t > Frecuencia de la muestra “Utilizar una muestra lo más pequeña posible para observar más detenidamente las fluctuaciones de carga”.

“El consumo puede variar en función de la época del año”. ¿Cómo se miden? Periodo de tiempo < t > Frecuencia de la muestra Estacionalidad “El consumo puede variar en función de la época del año”.

< t > ¿Cómo se miden? Periodo de tiempo < t > Frecuencia de la muestra Estacionalidad Existencia batería condensadores “La existencia de una batería de condensadores puede alterar los datos adquiridos en la medición y distorsionar el resultado”.

Parámetros Básicos Valor eficaz/RMS: Distorsión individual: Tasa de distorsión armónica:

Ejemplos de medidas fundamentales I1=65A; I3=13A; I5=39A; I7=31A; I9=2A Valor Eficaz: Distorsión Individual: Tasa de Distorsión Armónica:

¿Qué aumento de sueldo prefieres? 50% 5%

Cálculo de un Filtro Activo

Los cálculos se realizarán a través de la medición de un día entero: Ejemplo para calcular Filtros Activos Los cálculos se realizarán a través de la medición de un día entero:

Ejemplo para calcular Filtros Activos Cálculo Ejemplo para calcular Filtros Activos Localizamos el punto donde más corriente se consume y el valor THD(I) en ese momento. - Vemos como en máximos de 180 A en una fase tenemos un 50% en THD(I).

Ejemplo para calcular Filtros Activos Cálculo Ejemplo para calcular Filtros Activos I armónica será la corriente armónica “teórica” que podríamos encontramos en una situación de máximo consumo. A partir de estos datos, empezamos con el cálculo. I armónica = = = 90 A Finalmente, en función del THD(V) que tengamos y de la posible resonancia que pudiera generar, (en este caso 5%) debemos multiplicar la I armónica calculada por un factor de seguridad: SINAF 3.0 = I armónica x 1,5 = 135 A = SINAF de 200 A

Filtro Activo SINAF 3.0 REDUCCIÓN DE ARMÓNICOS Y CONSUMO

Funcionamiento Filtro Activo Carga Red 50/60 Hz ± 5 % SINAF 3.0

Filtro Activo Multifunción SINAF 3.0 Filtro Activo Multifunción Fácil de instalar Puesta en marcha en 3 sencillos pasos: CONECTAR CONFIGURAR ARRANCAR SOLUCIONES Tipo Rack Tipo Mural 100 A 30 A 200 A Para redes de 50/60 Hz ± 5 %. 4 hilos 3P+N: 230…400 V fase-fase ±10 %. 3 hilos 3P: 400 - 440-480 V fase-fase ±10 %.

Filtro Activo Multifunción SINAF 3.0 Filtro Activo Multifunción Los filtros activos SINAF 3.0 son equipos multifunción. Permiten priorizar la función que sea necesaria. 1. Filtrado de Armónicos 3. Equilibrado de Fases 2. Compensación de Reactiva

Filtro Activo Multifunción Gestión energética por comunicaciones SINAF 3.0 Filtro Activo Multifunción Instalación en paralelo ampliable hasta 100 filtros. Datalogger con hasta 2 GB de memoria interna para grabar la curva de carga. Auto-diagnostico del sistema interno para un correcto funcionamiento. Motorización on-line con Web server de parámetros instantáneos. Gestión energética por comunicaciones

Interfaz Hombre-Máquina SINAF 3.0 Interfaz Hombre-Máquina Fácil interacción mediante la pantalla táctil. Puesta en marcha sencilla e intuitiva. Muestra más de 35 parámetros eléctricos y eventos. Incorpora contraseña que bloquea las teclas.

Optimizado de Filtrado SINAF 3.0 Optimizado de Filtrado t Modo Temporal Filtrado de la gama completa de armónicos desde el 2º al 50º. Hz Modo Frecuencial Seleccionable por cada armónico impar desde el 3º al 25º.

Auto-protección contra resonancia SINAF 3.0 Auto-protección contra resonancia Detecta una resonancia con cierto orden armónico que se ha seleccionado. Deshabilita el armónico que produce la resonancia y da una alarma.

SINAF 3.0 Optimizado de Filtrado Optimización de instalaciones Evitar pérdidas de información Incrementa la fiabilidad del sistema

Instalación

Requisitos de ventilación SINAF 3.0 Instalación Emplazamiento El equipo debe instalarse en un entorno donde la temperatura esté entre -10ºC y 45ºC, con humedad máxima del 95% sin condensación. No instalar el equipo cerca de una fuente de calor y evitar que esté directamente expuesto a la luz solar. Requisitos de ventilación

SINAF 3.0 Mantenimiento Seguir las siguientes recomendaciones para mantener el equipo en buen estado: Mantener el equipo en un ambiente seco entre -20 ºC y 50 ºC. Evitar la exposición directa a la luz solar. Mantener el equipo dentro de su embalaje original. Dependiendo del periodo de tiempo almacenado del equipo, habrá que aplicar un proceso para regenerar las capas internas dieléctricas de los condensadores. La tabla indica las recomendaciones a seguir para arrancar el equipo en función del periodo de almacenamiento.

SINAF 3.0 Instalación El SINAF 3.0 de 30A dispone de unos agujeros en la parte inferior y superior del equipo para facilitar su transporte e instalación. Los modelos SINAF 3.0 de 100A y 200A son armarios autoportantes con 4 puntos de apoyo en el suelo. Para un correcto funcionamiento: 1. Quitar las anillas de transporte. 2. Sacar el techo de la parte superior del armario. 3. Girar el techo. La parte no ranurada corresponde con la parte frontal del armario. 4. Colocar las anillas de transporte con las arandelas de goma suministradas.

SINAF 3.0 Conexión Usar cables de la sección adecuada según la corriente nominal del filtro y del tipo adecuado, según la normativa del país en que se está instalando. El conductor de tierra debe tener, al menos, la misma sección que los conductores de fase. Si los conductores de fase superan los 16 mm2, el conductor de tierra será, al menos, 16 mm2. Si los conductores de fase superan los 35 mm2, el conductor de tierra puede ser de la mitad de sección que los conductores de fase. Bajo ciertas condiciones, la corriente de fuga puede superar los 3.5 mA. Comprobar que el SINAF 3.0 está correctamente conectado a tierra para evitar el riesgo de descarga eléctrica. ~.

SINAF 3.0 Conexión La conexión correcta de los transformadores de corriente es fundamental para el buen funcionamiento de los filtros SINAF 3.0. Si se permutan en el secundario las fases L1, L2 y L3 el filtro no funcionará correctamente. Instalar un dispositivo de corte de curva C, 40 A y poder de corte acorde al punto de instalación y a la normativa del país de instalación, en las conexiones a red de cada SINAF 3.0. Asegurar que la instalación del equipo en su sistema de distribución eléctrico (TN, TT, IT) cumple con la normativa en vigor. Comprobar que se dispone de neutro en el lugar de conexión del filtro activo trifásico con neutro, SINAF3.0-4W. El filtro activo adquirido debe estar dimensionado según las corrientes de armónicos que debe filtrar y las características eléctricas de la instalación.

SINAF 3.0 Conexión SINAF 3.0 100C y 200C Para la alimentación del armario se debe emplear una sección de cable acorde a la máxima corriente que puede circular por el equipo. A pesar de que el equipo se encuentra formado por módulos de 100A, para facilitar la instalación, los módulos se encuentran ya cableados, y el usuario sólo debe tener en cuenta la capacidad total del equipo. Las secciones mínimas recomendadas son: SINAF 3.0-xxx-100C : 35 mm2 SINAF 3.0-xxx-200C : 70 mm2 Comprobar que el SINAF 3.0 está correctamente conectado a tierra para evitar el riesgo de descarga eléctrica. Para la medida de corriente se recomienda usar transformadores de clase 0.2S de la serie TC o TCH.

SINAF 3.0 Conexión SINAF 3.0 100C y 200C La conexión correcta de los transformadores de corriente es fundamental para el buen funcionamiento de los filtros SINAF 3.0. Si se permutan en el secundario las fases L1, L2 y L3, el filtro no funcionará correctamente. Instalar las protecciones externas necesarias según el tipo de instalación y la normativa en vigor en el lugar de instalación. Asegure que la instalación del equipo en su sistema de distribución eléctrico (TN, TT, IT) cumple con la normativa en vigor. Comprobar que se dispone de neutro en el lugar de conexión del filtro activo trifásico con neutro, SINAF 3.0-4W.

Esquemas de conexionado SINAF 3.0 Esquemas de conexionado Conexión a 4 hilos y medida de corriente en lado red.

Esquemas de conexionado SINAF 3.0 Esquemas de conexionado 2) Conexión a 4 hilos y medida de corriente en lado carga .

Esquemas de conexionado SINAF 3.0 Esquemas de conexionado 3) Conexión a 3 hilos y medida de corriente en lado red .

Esquemas de conexionado SINAF 3.0 Esquemas de conexionado 4) Conexión a 3 hilos y medida de corriente en lado carga .

Tel: (+34) 935 747 017 Info@lifasa.com c/ Vallès, 32, 08130 Santa Perpètua de Mogoda (Barcelona) Spain