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13/02/2015
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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
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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.
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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
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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
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1. El sistema de distribución
Perturbaciones eléctricas en instalaciones
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• Disturbios en el sistema eléctrico
• Tipos de disturbios• Estándares• Normas de referencia
Contenido
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• 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
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• 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
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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)
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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.
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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%
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Tipos de disturbios en la tensión
Depresiones de tensiónElevaciones de tensión
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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
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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.
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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
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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
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Variaciones Largas De Tensión
t
<10st
U
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Sobretensiones Tipo Impulso
tt
U
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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.
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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)
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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.
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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
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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.
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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
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9 1
7:4
5
9/2
3/1
99
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2:4
5
9/2
4/1
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9 3
:45
9/2
4/1
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:45
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4/1
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3:4
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4/1
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9 1
8:4
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4/1
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3:4
5
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5/1
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:45
9/2
5/1
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9 9
:45
9/2
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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
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Parpadeo (Flicker)
Variación de frecuencia (Frequency variation)
Otras perturbaciones
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Perturbaciones propias de la red
•Corrientes y tensiones armónicas
•Sobre tensiones de maniobra
•Corrientes grandes de falla
Calidad del producto = Calidad de la energía
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¿Qué es calidad de energía?
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¿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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
I = 1,798 AI = 1,798 A I = 2,446 AI = 2,446 A I = 0,952 AI = 0,952 A I = 0,965 AI = 0,965 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
A SAB 1759 A SAB 2643 A SAB 3782 A SAB 3518
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
A SAB 1759 A SAB 2643 A SAB 3782 A SAB 3518
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
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
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
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 = 0,090 AI = 0,090 A I = 0,696 AI = 0,696 A I = 0,199 AI = 0,199 A I = 0,461 AI = 0,461 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 = 0,244 AI = 0,244 A I = 1,886 AI = 1,886 A I = 0,541 AI = 0,541 A I = 1,252 AI = 1,252 A
I = 2,704 A
I = 15,968 A
Falla monofásica a tierra en sistema de distribución
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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
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- 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
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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
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• 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
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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
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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
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• 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.
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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)
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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
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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
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TOLERANCIA DE LA NTCSE- ARMÓNICAS
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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
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