escuela de supervisores osinergmin - sioc · individuales/control de lectura. 3. trabajo grupal,...

13/02/2015

1

CURSO: Armónicos y Factor de potencia

CURSO: Armónicos y Factor de potencia

PROFESOR: Leonidas Sayas Poma, Phd ©, MBA, MRS, Msc. Ing. [email protected]

Celular: 996963438 / RPM: #485075

ESCUELA DE SUPERVISORESOsinergmin

13/02/2015

2

Objetivos

Identificar Cargas lineales y no lineales en un SED Conocer el origen y los efectos de los armónicos y plantear

soluciones practicas de mitigación. Conocer los Principios básicos de modelamiento de flujo de

armónicos Aplicar programa computacional para analizar el efecto de los

armónicos y los filtros de mitigación. Seleccionar equipos de medición de armónicos Analizar el aterramiento de sistemas eléctricos frente a las

perturbaciones. Conceptualizar el factor de potencia en un instalación

eléctrica Identificar cargas lineales y no lineales que consumen

potencia reactiva Adquirir criterios para compensar el bajo factor de potencia

en un sistema eléctrico Aplicar software para la compensación de subestaciones de

distribución Aplicar software especializado para evaluar transitorio

electromagnéticos en sistemas de distribución.

Temario

1. Introducción,2. Conceptos básicos3. Origen de los armónicos,4. Efecto de Armónicos, Mitigación de armónicos5. Filtros de armónico6. Aplicaciones computacionales de filtros7. Aterramiento eléctrico8. Primer examen9. Factor de potencia , concepto básicos10. Tipos de compensación, control de la demanda11. Ventajas de Compensación del FP12. Aplicaciones, taller de aplicación13. Perturbaciones eléctricas14. Transitorios de maniobra15. Transitorios atmosféricos16. Segundo examen.

13/02/2015

3

L.Sayas P.

Bibliografía

1. Power Systems Harmonics J.Arriaga, 2da ed.

2. Power Systems Harmonics andPassive Filter Designs J. Das, 1raed.

3. Harmonics And Power Systems F.La Rosa

4. Electric Power Quality S. Sengupta

5. Transientets in Electrical systemsJ.C. Das

6. Electrical Transients in PowerSystems Allan Greenwood.

Estándares de referencia

13/02/2015

4

L.Sayas P.

Metodología del curso

1. Expositiva y participativa

2. 4 practicas calificadas/Trabajosindividuales/control de lectura.

3. Trabajo grupal, proyecto decoordinación del aislamiento de unsistema eléctrico de distribución.(presentación, exposición).

4. 02 exámenes ( parcial y final)

5. NF=0.2*PPC+0.5*PEX+0.3*(PP+EP)/2

6. Nota mínima aprobatoria 14( sistemavigesimal).

L.Sayas P.

Introducción

1. Generalidades

2. El sistema de distribución

3. Perturbaciones

4. Normas de referencia

5. Software de simulación

13/02/2015

5

L.Sayas P.

1. El sistema de distribución

Perturbaciones eléctricas en instalaciones

13/02/2015

6

13/02/2015 11

• Disturbios en el sistema eléctrico

• Tipos de disturbios• Estándares• Normas de referencia

Contenido

13/02/2015 12

• La energía eléctrica que reciben losclientes debe cumplir condeterminados requisitos que posibiliteel correcto empleo de los medios quehacen uso de dicha energía ygarantice la seguridad de personasasí como la vida útil de equipos ymateriales involucrados.

Calidad De La Energía Eléctrica

Introducción

13/02/2015

7

13/02/2015 13

• La calidad de la energía eléctrica se establece porcumplimiento de los limites indicados en las normaspor parte de todo los actores; generadores,transmisores, distribuidores, clientes e incluso porfabricantes de equipos y es responsabilidad de losreguladores dar una señal adecuada vía tarifa para quemejore la calidad de energía eléctrica.

• La capacidad de un aparato, equipo o sistema parafuncionar correctamente en su entornoelectromagnético, sin introducir perturbacionesintolerables a ningún otro receptor en su entorno, sedenomina, Compatibilidad Electromagnética (CEM).

Introducción

13/02/2015 14

Disturbios en el sistema eléctrico

IntroducciónIdealmente: la tensión de suministro debeser una onda senoidal perfecta con un valoreficaz de 220V y una frecuencia firme de 60Hz

En la practica: La tensión es sujeto afluctuaciones que dependen de :

• La impedancia del sistema , la cantidad yclase de carga conectada al sistemaeléctrico.

• La explotación del sistema eléctrico(Conexión desconexión de grandes bloquesde carga)

13/02/2015

8

13/02/2015 15

Curva de tolerancias en baja tensión según CBEMA(Asociación industrial de negocio de equipos de computación);

Nota:Estos limites fueron definidos tomando en cuenta la sensibilidad de equipos eléctricos de oficina.

13/02/2015 16

Daños Por Variaciones De Tensión

Ten

sión

en

% d

e la

nom

inal

, Val

or e

ficaz

Límites estáticos

Perturbaciones Tipo IIIPerturbaciones Tipo IIPerturbaciones Tipo I

+200%

+100%

Area desusceptibilidad

Tipo I

Area de susceptibilidad Tipo II

Límite desobretensióndel computador

Límites de subtensión

Tiempo.01

100u0.11m

0.58.33m

1.0

0.1

10

0.5

100

2

100

Segundos

Ciclos

-13%

+6%

+30%

Tensión nominal

-70% -42% -30%

13/02/2015

9

13/02/2015 17

Tipos de disturbios en la tensión

Depresiones de tensiónElevaciones de tensión

13/02/2015 18

Depresiones De Tensión(VOLTAGE SAGS)

•Definición:Reducciones de voltaje por períodos entre 0.5 a 60 seg..

•Origen:Circulación de corrientes de falla o arranque de equipos grandes.

•Consecuencias:- Bloqueos en los controladores electrónicos de procesos equipados con circuitos de detección de fallas.- Congelamiento o mal funcionamiento de sistemas computacionalesAfectan a todo usuario de los circuitos fallados y paralelos

13/02/2015

10

13/02/2015 20

Elevaciones De Tensión(Voltaje swells)

•Definición:Breves incrementos del valor eficaz (RMS) de voltaje.

•Origen:Aparecen en las fases no falladas de un circuito trifásico que ha sufrido una falla de fase a tierra.

•Consecuencias:Mal funcionamiento de controles eléctricos y de reguladores de velocidad de motores que fallan debido a sus circuitos de protección internos;Fatigas en componentes electrónicos delicados de computadoras hasta el punto de producir fallas prematuras.

13/02/2015

11

13/02/2015 22

Sub y Sobretensiones•DefiniciónElevación o disminución de larga duración: minutos a horas. La magnitud rara veces supera los Swells o Sags

•OrigenReducción deliberada para aliviar carga durante periodos de punta; o uso equivocado de taps en transformadores.

•Consecuencias- Fatigan computadoras, controladores electrónicos, motores y otras cargas.- Subtensiones ,disminuyen la salida de capacitores instalados para mantener niveles de voltaje o minimizar pérdidas- Sobretensiones, reducen vida útil de los equipos del sistema de potencia y motores que necesitan mayores corrientes

13/02/2015

12

13/02/2015 23

Variaciones Cortas De Tensión

U

t

t <10s

Variaciones largas > 10 sCausas

• Mal diseño de la red

• Mala operación de la red

• Líneas de distribución muy cargadas

13/02/2015

13

13/02/2015 25

Variaciones Largas De Tensión

t

<10st

U

13/02/2015

14

13/02/2015 27

Sobretensiones Tipo Impulso

tt

U

13/02/2015

15

13/02/2015 30

Wave Notching (Ruido)•Definición:Es el ruido superpuesto en las ondas de tensión.

•Origen:Es producido por la operación normal de dispositivos electrónicos de potencia, al obtener corriente d.c. Continuamente a partir de un suministro trifásico.

•Consecuencias:La onda de voltaje cruza el cero más de las 2 veces por ciclo que esperan los diseñadores de componentes electrónicos. Los relojes corren más rápido cerca de una carga que la produce.

13/02/2015

16

13/02/2015

17

13/02/2015 33

Ruido (Wave Notching)

t

U

Graph 1

(V) : t(s) (1)pa1.455 1.46 1.465 1.47 1.475 1.48 1.485 1.49 1.495 1.5 1.505 t(s)

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200(V)

13/02/2015 34

Desbalance•Definición:Situación en la que las tensiones de una porción de la red trifásica no son idénticas en magnitud o la diferencia de fases no es de 120° eléctricos o ambos.

•Origen:Cargas monofásicas conectadas caóticamente en redes trifásicas.

•Consecuencias:Puede causar daños por recalentamiento; o torques pulsantes en motores u otros dispositivos que dependen de una fuente bien balanceada.

13/02/2015

18

a+

b+

c+

a

c

ba0

b0

c0

a+ a

-

a0

a

b+

b-

b0

c+

c-

c0 c

b

U

U

U

UU

U

U

U

U

U

U

U

U

U U U U

U

U

U

U

Sistema directo

Sistema inverso

Sistema homopolar

Componente secuencia inversaGrado de asimet ría

Componente secuencia directaasU

UU

-

+= = =

Desbalance de tensiones

13/02/2015 36

Caídas De Tensión

• Definición:Reducción permanente de la tensión de alimentación o por ciclos diarios coincidentes con las horas de máxima demanda.

• Origen:Diseño o implementación defectuosos de las redes.Obsolescencia / deterioro de instalaciones.Falta de monitoreo y reforzamiento frecuente, acorde con el crecimiento de la demanda.Deficiencias en la operación de las instalaciones.

• Consecuencias:Mal funcionamiento de artefactos, disminución del poder lumínico de lámparas, recalentamiento de conductores y motores.

13/02/2015

19

13/02/2015 37

Variaciones Diarias De Tensión

TENSION MAXIMA (L1,L2,L3) EMAPE_220V

195

200

205

210

215

220

225

230

235

9/1

8/1

99

9 1

7:4

5

9/1

8/1

99

9 2

2:4

5

9/1

9/1

99

9 3

:45

9/1

9/1

99

9 8

:45

9/1

9/1

99

9 1

3:4

5

9/1

9/1

99

9 1

8:4

5

9/1

9/1

99

9 2

3:4

5

9/2

0/1

99

9 4

:45

9/2

0/1

99

9 9

:45

9/2

0/1

99

9 1

4:4

5

9/2

0/1

99

9 1

9:4

5

9/2

1/1

99

9 0

:45

9/2

1/1

99

9 5

:45

9/2

1/1

99

9 1

0:4

5

9/2

1/1

99

9 1

5:4

5

9/2

1/1

99

9 2

0:4

5

9/2

2/1

99

9 1

:45

9/2

2/1

99

9 6

:45

9/2

2/1

99

9 1

1:4

5

9/2

2/1

99

9 1

6:4

5

9/2

2/1

99

9 2

1:4

5

9/2

3/1

99

9 2

:45

9/2

3/1

99

9 7

:45

9/2

3/1

99

9 1

2:4

5

9/2

3/1

99

9 1

7:4

5

9/2

3/1

99

9 2

2:4

5

9/2

4/1

99

9 3

:45

9/2

4/1

99

9 8

:45

9/2

4/1

99

9 1

3:4

5

9/2

4/1

99

9 1

8:4

5

9/2

4/1

99

9 2

3:4

5

9/2

5/1

99

9 4

:45

9/2

5/1

99

9 9

:45

9/2

5/1

99

9 1

4:4

5

Tiempo

Vo

ltio

s

TENSION MAXIMA (L1,L2,L3)

TOLERANCIA MAXIMA

TENSION DE CONTRATO

TOLERANCIA MINIMA

Variaciones breves - Causas

13/02/2015

20

Parpadeo (Flicker)

Variación de frecuencia (Frequency variation)

Otras perturbaciones

13/02/2015

21

13/02/2015

22

13/02/2015 43

Perturbaciones propias de la red

•Corrientes y tensiones armónicas

•Sobre tensiones de maniobra

•Corrientes grandes de falla

Calidad del producto = Calidad de la energía

13/02/2015

23

¿Qué es calidad de energía?

13/02/2015

24

¿Porque debe controlarse la calidad de la energía?

• La micro-miniaturización de componentes ha dado como

resultado un incremento en la sensibilidad del equipo.

• Más de 60%de la carga total de las empresas distribuidoras de energía son no-lineales.

• Se ha expandido el uso de equipos generadores de perturbaciones.

• Las perturbaciones de energía tienen un impacto negativo en el uso del equipo y la productividad.

• Por los beneficios económicos al implementar soluciones de calidad de energía:– Las compañías de manufactura, comercio y servicios de USA

tienen la oportunidad de recuperar gran parte de los US$25* y US$13* billones, respectivamente, por tiempo perdido y gastos debidos a perturbaciones del sistema.

– Por cada US$1.00 de ventas, el costo incurrido por estas perturbaciones es de 1.5 a 3.0%.

*Fuente: J. Clemmensen, Collective Intelligence

13/02/2015

25

Porque es importante la calidad de la energía?

• Impacto en el Silicon Valley

–Un ciclo de interrupción hace que un dispositivo de silicon pierda valor

–Cinco minutos de paralización de una planta de fabricación de un chip origina el retardo de un día por semana

–Un segundo de paralización de la energía origina pérdidas del comercio eléctrónico en estos lugares en el orden de millones de dólares en estos negocios.

• Las pérdidas en dólares del PQ : $20 billion/year (Frost & Sullivan)

Industria Pérdidas por caída de tensión

Fabricación de papel $30,000

Industria Química $50,000

Industria de Automoviles $75,000

Fabricación de Equipos $100,000

Procesamiento de tarjetas de crédito $250,000

Industria de Semiconductores $2.5 million

13/02/2015

26

Perturbaciones de tensión en computadoras

• Si las compañías suministradoras fueran incapaces decontrolar los niveles crecientes de distorsión en sus redes,creadas principalmente por efectos acumulativos de la grancantidad de pequeñas cargas con corriente nominal menor oigual a 16 A por fase, sería inevitable el deterioro de lacalidad de tensión provista a todos los usuarios(consumidores).

• Es claro que sin acciones correctivas, las compañíassuministradoras y usuarios experimentarán un númerocreciente de fallas en sus sistemas y equipos, con losproblemas subsecuentes, como pérdida de producción ycompetitividad.

POSIBLES CONSECUENCIAS DE MALA CALIDAD

13/02/2015

27

Las compañías suministradoras enfrentan grandes retos en elabastecimiento de energía eléctrica de manera eficiente y con altacalidad, con un equilibrio en las necesidades de los usuarios ymantener un nivel adecuado de compatibilidad electromagnética quepermita un funcionamiento apropiado de los equipos y sistemas.

RETOS PARA ENFRENTAR LA CALIDAD

IMPACTO

En consecuencia, el concepto "calidad de energía" (power quality.PQ) es cada vez más común y necesario adquiriendo mayorimportancia debido a la proliferación de equipo electrónico cada vezmás sofisticado en todos los procesos de producción y uso domestico,siendo este ultimo el que tiende a impactar considerablemente lascaracterísticas principales del suministro deenergía eléctrica.

Características de PQ

La calidad de la energía eléctrica depende en al menos una docena de características clave de las fuentes de electricidad, incluyendo la frecuencia, tensión y variaciones de tensión, pero las características más criticas son el contenido armónico y los transitorios por sobretensión, a continuación se enlistan los mas importantes:

•� Variaciones de frecuencia y tensión•� Cambios rápidos de tensión•� Severidad de parpadeos (Flicker)•� Huecos de tensión (Dips)•� Interrupciones cortas y prolongadas de tensión•� Transitorios por sobretensión•� Desequilibrio de tensión•� Tensiones armónicas

13/02/2015

28

L.Sayas P.

A pesar que los sistemas eléctricos operan en régimenpermanente la mayor parte del tiempo, estos deben serdiseñados para soportar las peores condiciones a quepueden ser sometidos.

Estas condiciones anormales extremas son normalmenteproducidas durante situaciones transitorias del sistema.Por lo tanto, un proyecto de sistema eléctrico esdeterminado más por las condiciones transitorias que porsu comportamiento en régimen permanente.

1. Generalidades

Introducción

• Transitórios electromagnéticos sonprovocados por variaciones súbitas de tensión o de corriente

– Descargas atmosféricas

– Fallas de aislamiento

– Operación de interruptores

13/02/2015

29

13/02/2015

30

Introducción

• ¿Cual es lá diferencia entre transitório electromecanico y electromagnetico?

Electromagnético: Cuando es necesario analizar lainteracción entre los elementos de almacenamiento de energíaelectromagnética (L,C).

Electromecánico: Cuando es necesario analizar la interacciónentre la energía almacenada en los sistemas mecánicos de lasmaquinas rotativas y la energía almacenada en elementospuramente eléctricos

13/02/2015

31

PROBLEMAS EN SIST. ELÉCTRICO INTERCONECTADO

DINÁMICOS TRANSITÓRIOS

OSCILACIONES DE POTENCIA : En Línea de Interconexión Mantaro- SocabayaFalla en L-2004 y Desconexión de la S.E. Chavarría

DIFERENCIAR LOS EFECTOS DINÁMICOS

13/02/2015

32

FALLA DEL 29 AGOSTO DEL 2001

L-2003

L-2004

AREASUR DEL

SEIN

AREA CENTRO – NORTEDEL SEIN

L-2010 L-2011L-246

L-244

L-245

S.E. CHAVARRIA S.E. SANTA ROSA

S.E. COTARUSE

DESCONEXIÓN TOTAL CON 380 MWPOR ACTUACION DEL RELÉ DIFERENCIAL DE BARRAS

FALLA MONOFÁSICAPOR CONTAMINACIÓN

OSCILACIONES DE POTENCIADE BAJA FRECUENCIA

COLAPSO DE TENSIÓN: Ocurrido en Línea L-120 lado de S.E. Pargsha2 – Falla de Banco de Transformadores en la S.E.Oroya Nueva.

DIFERENCIAR LOS EFECTOS DINÁMICOS

13/02/2015

33

L-251

220KV

L-121

S.E. HUANUCO

L-120

S.E. PARAGSHA 2

HUACHO

220KV

S.E. PARAMONGANUEVA

L-252

IN-2408

IN-2404

IN-4060IN-4064

IN-4078

IN-2344

IN-2198

S.E. TINGO MARIA30 MVAR

40MVA

L-255

C.T AGUAYTIA

S.E. ZAPALLAL

L-215

VIZCARRA

L-212

L-253

SVC

ANTAMINA

220 kV

L-213

SISTEMANORTE

CAHUA

SISTEMA CENTROSUR

IN-2224

IN-2388IN-2390

IN-2338

IN-2192IN-2194

IN-2320

IN-2196IN-2200

IN-2402 IN-2400

IN-2406

40 MVAR

IN-2346

IN-2340

IN-2342

IN-4068

IN-2346

IN-4062

220KV

SISTEMAELECTROANDES

138 KV

Inicio dela Falla

L-22478.8 MW

40 MW

FALLA DEL 14 OCTUBRE DEL 2001

COLAPSO DE TENSIÓN

EFECTOS ARMÓNICOS:Efecto por la línea L-121 (Huánuco-Tingo María) de la conexión de la carga en Antamina

IDENTIFICAR LOS FENÓMENOS TRANSITÓRIOS

13/02/2015

34

EFECTOS DE TENSIÓN DE RESTABLECIMIENTO:Efecto visto en la S.E. Huayucachi, celda de la línea L-221 (Zapallal-Huayucachi) durante la desconexión de la línea por descarga atmosférica.

IDENTIFICAR LOS FENÓMENOS TRANSITÓRIOS

L.Sayas P.

If = 8,095 A I = 6,633 A I = 1,461 A

I = 0,268 A

I = 0,132 A I = 1,020 A I = 0,292 A I = 0,677 A

I = 1,798 A I = 2,446 A I = 0,952 A I = 0,965 A

If = 7,96122 A

SED 03

A SAB 4291 A SAB 4292

AL - 03ALIM - 02AL - 01

SED 01

SED 02

SED 03

SED 04

A SAB 4523 A SAB 4830 A SAB 4524

A SAB 3775 A SAB 3785

A SAB 3772 A SAB 4405

A SAB 4259 A SAB 4826

A SAB 1759 A SAB 2643 A SAB 3782 A SAB 3518

I = 0,972 A

I = 1,518 A

I = 0,382 AI = 1,454 A I = 3,075 A

I = 1,497 AI = 0,671 A I = 0,269 A

I = 0,570 A I = 0,570 A

I = 6,442 A

If = 8,917 AI = 4,524 A

I = 0,183 A I = 1,226 AI = 0,658 AI = 0,649 A

I = 1,668 A

I = 0,090 A I = 0,696 A I = 0,199 A I = 0,461 A

I = 4,393 A

I = 0,260 A I = 0,992 AI = 0,663A

I = 2,097A

I = 1,021 A

I = 0,458 A I = 0,184 A

I = 0,389 A I = 0,332 A

If = 25,765 A(Rf = 0) I = 2,590 A I = 5,475 A I = 1,731 A

I = 1,196 A I = 2,66 A I = 0,480 A

I = 1,015 A I = 0,867 A

I = 0,496 A I = 3,326 A

I = 12,271 A

I = 1,761 A I = 1,786 A

I = 4,525 A

I = 0,244 A I = 1,886 A I = 0,541 A I = 1,252 A

I = 2,704 A

I = 15,968 A

If = 8,095 AIf = 8,095 A I = 6,633 A I = 1,461 A

I = 0,268 A

I = 0,132 A I = 1,020 A I = 0,292 A I = 0,677 A

I = 1,798 A I = 2,446 A I = 0,952 A I = 0,965 A

I = 6,633 A I = 1,461 A

I = 0,268 AI = 0,268 A

I = 0,132 AI = 0,132 A I = 1,020 AI = 1,020 A I = 0,292 AI = 0,292 A I = 0,677 AI = 0,677 A


If = 7,96122 AIf = 7,96122 A

SED 03

A SAB 4291 A SAB 4292

AL - 03ALIM - 02AL - 01

SED 01

SED 02

SED 03

SED 04

A SAB 4523 A SAB 4830 A SAB 4524

A SAB 3775 A SAB 3785

A SAB 3772 A SAB 4405

A SAB 4259 A SAB 4826


SED 03

A SAB 4291 A SAB 4292

SED 03SED 03

A SAB 4291 A SAB 4292

AL - 03ALIM - 02AL - 01

SED 01

SED 02

SED 03

SED 04

A SAB 4523 A SAB 4830 A SAB 4524

A SAB 3775 A SAB 3785

A SAB 3772 A SAB 4405

A SAB 4259 A SAB 4826


AL - 03ALIM - 02AL - 01

SED 01

SED 02

SED 03

SED 04

A SAB 4523 A SAB 4830 A SAB 4524

A SAB 3775 A SAB 3785

A SAB 3772 A SAB 4405

A SAB 4259 A SAB 4826


ALIM - 02AL - 01

SED 01

SED 02

SED 03

SED 04

A SAB 4523 A SAB 4830 A SAB 4524

A SAB 3775 A SAB 3785

A SAB 3772 A SAB 4405

A SAB 4259 A SAB 4826


I = 0,972 A

I = 1,518 A

I = 0,382 AI = 1,454 A I = 3,075 A

I = 1,497 AI = 0,671 A I = 0,269 A

I = 0,570 A I = 0,570 A

I = 6,442 A

I = 0,972 AI = 0,972 A

I = 1,518 A

I = 0,382 AI = 1,454 A I = 3,075 A

I = 1,497 AI = 0,671 A I = 0,269 A

I = 0,570 A I = 0,570 A

I = 6,442 AI = 1,518 A

I = 0,382 AI = 1,454 A I = 3,075 A

I = 1,497 AI = 0,671 A I = 0,269 A

I = 0,570 A I = 0,570 A

I = 6,442 AI = 1,518 A

I = 0,382 AI = 0,382 AI = 1,454 AI = 1,454 A I = 3,075 AI = 3,075 A

I = 1,497 AI = 1,497 AI = 0,671 AI = 0,671 A I = 0,269 AI = 0,269 A

I = 0,570 AI = 0,570 A I = 0,570 AI = 0,570 A

I = 6,442 AI = 6,442 A

If = 8,917 AIf = 8,917 AI = 4,524 A

I = 0,183 A I = 1,226 AI = 0,658 AI = 0,649 A

I = 1,668 A

I = 0,090 A I = 0,696 A I = 0,199 A I = 0,461 A

I = 4,393 A

I = 0,260 A I = 0,992 AI = 0,663A

I = 2,097A

I = 1,021 A

I = 0,458 A I = 0,184 A

I = 0,389 A I = 0,332 A

I = 4,524 AI = 4,524 A

I = 0,183 AI = 0,183 A I = 1,226 AI = 1,226 AI = 0,658 AI = 0,658 AI = 0,649 AI = 0,649 A

I = 1,668 AI = 1,668 A


I = 4,393 AI = 4,393 A

I = 0,260 AI = 0,260 A I = 0,992 AI = 0,992 AI = 0,663AI = 0,663A

I = 2,097AI = 2,097A

I = 1,021 AI = 1,021 A

I = 0,458 AI = 0,458 A I = 0,184 AI = 0,184 A

I = 0,389 AI = 0,389 A I = 0,332 AI = 0,332 A

If = 25,765 A(Rf = 0)

If = 25,765 A(Rf = 0) I = 2,590 A I = 5,475 A I = 1,731 A

I = 1,196 A I = 2,66 A I = 0,480 A

I = 1,015 A I = 0,867 A

I = 0,496 A I = 3,326 A

I = 12,271 A

I = 1,761 A I = 1,786 A

I = 4,525 A

I = 0,244 A I = 1,886 A I = 0,541 A I = 1,252 A

I = 2,704 A

I = 15,968 A

I = 2,590 AI = 2,590 A I = 5,475 AI = 5,475 A I = 1,731 AI = 1,731 A

I = 1,196 AI = 1,196 A I = 2,66 AI = 2,66 A I = 0,480 AI = 0,480 A

I = 1,015 AI = 1,015 A I = 0,867 AI = 0,867 A

I = 0,496 AI = 0,496 A I = 3,326 AI = 3,326 A

I = 12,271 AI = 12,271 A

I = 1,761 AI = 1,761 A I = 1,786 AI = 1,786 A

I = 4,525 AI = 4,525 A


I = 2,704 A

I = 15,968 A

Falla monofásica a tierra en sistema de distribución

13/02/2015

35

L.Sayas P.

Oscilograma corrientes ante falla monofasica

TENSION FASE A TIERRA 10 kV

CORRIENTE DE LINEA

Introducción

• Por qué estudiar los transitorios?

– Características eléctricas de los equipos

– Estudios pre-operativos

– Especificación de equipos de control de transitorios

– Análisis de causas de perturbaciones

– Definición de restricciones operativas

– Verificar comportamiento de equipos

13/02/2015

36

- Las implicancias económicas y ambientales que restringen lasnuevas construcciones del Sector Eléctrico obligan a un máximoaprovechamiento de las instalaciones existentes, por lo quepueden dar origen a problemas transitórios.

- El crecimiento de la demanda exige redes mas complejas y por lotanto se requiere mayor confiablidad y seguridad del servicio,estos al no planificarce adecuadamente originan laparición defenómenos dinámicos y transitórios que afectan la operación,deteriorando el aislamiento de los euipos del SEP.

- Por ello, el previo conocimiento y dominio de los fenómenostransitórios, nos ayudarán a prevenir y dar solución a los mismos.

Por qué estudiar los transitorios?

Introducción

• TransitoriosSobretensiones

Sobrecorrientes

Formas de onda anormales

Introducción

13/02/2015

37

TransitóriasAltas frecuencias y

rápidamente amortiguadas

TemporáriasA frecuencia fundamental ó múltiplos y un poco

Amortiguadas.

SostenidasA frecuencia fundamental ó múltiplos y no son amortiguadas

SOBRECORRIENTES

TRANSITÓRIOS

SOBRETENSIONES

• SOBRETENSIONESSúbitos incrementos de tensión a altas frecuencias ófrecuencia industrial originados por impactos en elsistema.

• SOBRECORRIENTESGran crecimiento de corriente que resulta de fallas enel sistema y que ayuda a la determinación de losesfuerzos mecánicos y térmicos dentro de un equipo.

• ONDAS ANORMALESDistorsiones que aparecen en el sistema duranteciertas condiciones operativas.

Definiciones

13/02/2015

38

• Tipos: basado en el grado de amortiguamiento y el tiempo de duración.

Sobretensiones temporales

Sobretensiones de maniobra

Sobretensiones por descargas atmosféricas

Introducción

6

5

4

3

2

1

0

10 1010 10 10 10-6 -4 -2 0 2 4

t(s)

V(pu)

Sobretensiones temporarias

Sobretensiones de origen atmosférico

Sobretensiones de maniobra

Umáx=1.0 pu

13/02/2015

39

Introducción

Sobretensiones Temporales

• Caracterización básica• amplitud inferior a 1.5 pu

• oscilaciones a frecuencia industrial

• duración de decenas de milisegundos

• Exemplos• Fallas

• Rechazo de Carga

• Resonancia y Ferro-resonancia

• Efecto Ferranti

13/02/2015

40

Sobretensiones de Maniobra

• Caracterización básica– IEC ===> 250 x 2500 µs

– ANSI ===> 250 + 50 µs x 2500 + 1500 µs

– Amplitude hasta 4.0 pu

• Exemplos• Energización y recierre de líneas

• Maniobras de capacitores y reactores

• Energización de transformadores

• Tensión de restablecimiento de interruptores

Sobretensiones de origen atmosférico

• Caracterización básicaANSI/IEC ===> 1.2 x 50 µs

• Exemplos• Descarga directa en conductores

• Descargas inversa

En torres

En cables de guardia

• Descargas próximas a líneas

13/02/2015

41

• Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos-NTCSE

• Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos-NTCSE

B a s e l e g a l :• Decreto Supremo No 020- 97 -EM del 09.10.1997. • Primera modificación : D. S. N° 009-99-E M del

10.04.1999 .• Segunda modificación: D.S. N° 013-2000-EM del

27.07.2000.• Tercera modificación: D.S. N° 040-2001-EM del

17.07.2001.• Varias modificaciones.

13/02/2015

42

Esquema de la norma

ASPECTOS QUE NORMA

Calidad del Producto

– Tensión

– Peturbaciones

– Frecuencia

Calidad del Suministros

– Frecuencia Interrupciones por Usuario

– Duración Interrupciones por Usuario

Calidad comercial

• Trato al cliente

• Medios de disposición al cliente

• Precisión de la medida de la energía

Calidad del AP

• Nivel de iluminación de las vías

NORMA TECNICA DE CALIDAD DE LOS SERVICIOS ELECTRICOS (NTCSE)

13/02/2015

43

Se Establece los niveles mínimos de calidad de los servicios eléctricos y las obligaciones de empresas y clientes.

En principio normado para aplicarse en los servicios sujetos a regulación de precios y de forma supleatoria en servicios bajo el régimen de libertad de precios.

Tiene actualmente algunas excepción de aplicación.

NORMA TECNICA DE CALIDAD DE LOS SERVICIOS ELECTRICOS (NTCSE)

APLICACIÓN NORMA TÉCNICA CALIDAD PERUANA

Porcentaje Aplicación NTCSE en el Sector ReguladoFuera

NTCSE758 592

Sum.20%

Dentro NTCSE

3 000 957 Sum.80%

Al 30 setiembre 2004

Suspendida su aplicación a:

- Sistemas Aislados Menores

- Sectores de Distribución típicos 3 y 4.( NTCR)

- Localidades de Sectores de Distribución Típicos 2 con máxima demanda de hasta

500 kW.

Suspendidas las compensaciones por emisión de perturbaciones

13/02/2015

44

NORMAS COMPLENTARIAS EMITIDAS POR OSINERG RELACIONADAS CON CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO

Base Metodológica para la aplicación de la Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos.

Procedimiento para la supervisión de la operación de los sistemas eléctricos. RCD N° 074- 2004 -OS/CD.

Directiva para la evaluación de solicitudes de calificación de fuerza mayor para instalaciones de transmisión y distribucion. RCD N°010-2004-OS/CD

Procedimiento para fiscalización de contrastación y/o verificación de medidores de electricidad. RCD N° 005-2004-OS/CD

Procedimiento para la atención de deficiencias y fiscalización del servicio de alumbrado público. RCD N° 192-2003-OS/CD

13/02/2015

45

TOLERANCIA DE LA NTCSE- ARMÓNICAS

13/02/2015

46

Normas de referencia internacionales

1.- EMTP(CANADA) - HERMAN DOMMEL

2.- ATP(U.S.A.)

3.- MICROTRANS(ITALIANO)

4.- PSCAD(CANADA)

4.- Power Factory DigSILENT(ALEMANIA)

4.- MatLab(U.S.A.)

Software para simulaciones

13/02/2015

47

escuela de supervisores osinergmin - sioc · individuales/control de lectura. 3. trabajo grupal,...

Documents