equipos que corrigen el sag

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Instituto Tecnolgico Superior de Coatzacoalcos

Agosto 2015 Diciembre 2015

Nombre del Alumno:_____ Arias _____________ Ramrez________ Javier. Apellido Paterno Apellido MaternoNombre(s)

No. Control: 10080475 Semestre: 9 SEMESTRE Grupo: AE

Nombre del Docente: BARRIENTOS MORALES RODOLFO_____________ Apellido Paterno Apellido MaternoNombre(s)PRESENTACIN

IntroduccinLas interrupciones clsicos presentes en la red de distribucin y el interior de las plantas industriales, la llegada de las computadoras digitales y otros tipos de controles electrnicos utilizados por las industrias para lograr la mxima productividad, el aumento del poder basado en las energas renovables y la reduccin de la redundancia en las lneas y subestaciones, tiene un impacto negativo sobre la calidad de la tensin de distribucin de media y baja potencia de la red, as como en las instalaciones de los clientes industriales.Para mejorar la calidad de la energa en los dos niveles de tensin, por lo menos para aquellos clientes que trabajan con procesos susceptibles a huecos de tensin e interrupciones breves, el mercado ofrece en la actualidad una amplia gama de productos, basada en la mejora de la tecnologa tradicional o en el uso de tcnicas de conversin con semiconductores de potencia. Sin embargo, en el futuro, soluciones econmicamente ms atractivas tendrn que hacer frente a un mercado elctrico competitivo y no reglamentada.

DefinicinUn hueco de tensin (Figura 1) es una reduccin de corta duracin en el voltaje rms causada por fallas en el sistema de alimentacin y el arranque de grandes cargas, tales como motores.

Figura 1: Huecos de tensin.Se dice que un hueco de tensin se ha producido en un punto de la red elctrica cuando la tensin en una o ms fases cae de repente debajo de un lmite establecido (generalmente un 90% de la tensin normal), y se recupera despus de un corto perodo de tiempo (por lo general entre 10 ms y algunos segundos).

Figura 2: Breve interrupcin.El lmite mximo de este perodo es probablemente el tema ms controvertido sobre la definicin de hueco de tensin: algunos autores consideran que existe un hueco de tensin, cuando su duracin alcanza 1 minutos, o incluso 3 minutos. El nmero esperado de eventos durante un ao puede oscilar entre diez y mil.Interrupciones cortas (Figura 2) causar una prdida completa de la tensin y son un resultado comn de las acciones tomadas por utilidades para borrar los fallos transitorios en sus sistemas; es decir, cuando la tensin en los puntos de suministro no excede de la 10% de la tensin normal. El nmero esperado de eventos durante un ao puede oscilar entre diez y cientos algunas. Fuentes de huecos e interrupciones brevesSistemas avanzados tienen impedancias distintos de cero, por lo que cada aumento de la corriente provoca una reduccin correspondiente en el voltaje. En general, estas reducciones son tan pequeas que la tensin se mantiene dentro de las tolerancias normales. Pero cuando hay un gran aumento de corriente, o cuando la impedancia del sistema es alto, el voltaje puede reducirse significativamente. Por lo tanto conceptualmente, hay dos fuentes de huecos de tensin:1. Los grandes aumentos en la corriente.2. El aumento de la impedancia del sistema.Como una cuestin prctica, hunde ms tensin son causados por el aumento de corriente.Es posible pensar en el sistema de potencia como un rbol, con la carga sensible del cliente conectado a una de las ramas. Cualquier cada de voltaje en el tronco del rbol, o en una rama que sale al cliente ramita, causar una cada de voltaje a su carga. Sin embargo, una salida de corto circuito en una rama distante puede causar la tensin del tronco para disminuir, por lo que incluso los fallos en una parte distante del rbol puede producir una bajada de tensin a carga del cliente.La causa de la mayora de los huecos de tensin es una falla de corto circuito o que se produzca dentro de la instalacin industrial en estudio o en el sistema de utilidad. La magnitud de la cada de tensin est determinado principalmente por la impedancia entre el bus de fallo y la carga, y por el mtodo de conexin de los devanados del transformador. El hueco de tensin dura slo el tiempo que tarda el dispositivo de proteccin para eliminar la condicin de sobrecorriente (tpicamente hasta 10 ciclos), por lo tanto la duracin del hueco est determinado por el tiempo de despeje de fallas de ese sistema de proteccin adoptado. Por otra parte, si reenganche automtico es utilizado por la utilidad, la condicin de cada de voltaje puede ocurrir varias veces en el caso de un fallo permanente. Finalmente, dependiendo de su magnitud y duracin, el hundimiento puede causar un viaje de equipo, convirtindose as en un problema de calidad de la energa.Las causas ms comunes de origen centro-huecos de tensin son:1. Inicio de una gran carga, tal como un motor o un calentador resistivo.2. Alambrado suelto o defectuoso, tales como insuficientemente apretados tornillos de la caja de conductores de energa.3. Los fallos o cortocircuitos en otras partes de la instalacin (rboles, animales, condiciones meteorolgicas adversas como el viento o rayos).Huecos de tensin tambin puede originarse en el sistema de suministro de energa elctrica. Los tipos ms comunes de origen utilidad huecos de tensin son:1. Los fallos en los circuitos distantes, que causan una reduccin correspondiente de voltaje en el circuito.2. Fallos de tensin del regulador (mucho menos comunes). Principios Fundamentales de proteccinVarias cosas se puede hacer por la utilidad, cliente y el fabricante de equipo para reducir el nmero y gravedad de las cadas de tensin y reducir la sensibilidad del equipo a huecos de tensin. Figura 3 ilustra cuatro soluciones alternativas. En este grfico indica, por lo general es menos costoso para abordar el problema en su nivel ms bajo, cerca de la carga, porque las soluciones tales como especificaciones de los equipos mejorados cuestan unos pocos dlares ya que las piezas sensibles tienen corrientes nominales muy bajos. Como soluciones a altos niveles de potencia disponible se entretienen, las soluciones a menudo se vuelven ms caros.

Figura 3: Soluciones a diferentes niveles y costos involucrados. Mtodos para la Mitigacin de Impacto Sag Toque Cambiar TransformersGrifo electrnico cambiante se logra mediante el uso de backto-back tiristores (SCR) con un grifo cambiando transformador. Tiene un tiempo de respuesta razonable (1 ciclo) y es muy popular para aplicaciones de potencia media (>3kVA). Sin embargo, control de alta resolucin requiere gran nmero de SCRs (60 SCR para +/-3% regulacin con +10/-20% rango de entrada); el control para una respuesta rpida se vuelve bastante complejo. Otro inconveniente de este sistema es su susceptibilidad a la corriente transitoria de altura con cargas de motor a los cambios de tap y su rechazo pobres transitorios de tensin. Reguladores del reactor saturableEste rgimen controla la tensin de salida mediante la variacin de la impedancia de un reactor saturable: es simple y tiene una buena lnea rechazo transitorio. Los inconvenientes de esta tcnica incluyen la lenta respuesta (10 ciclos), alta impedancia de salida que da a la distorsin de altura con cargas no lineales sensibles a la carga del factor de potencia, no se encargar de corrientes transitorias como motor de arranque y no suprimir transitorios generados dentro de la planta..

Motorizado variacsMotor variacs accionados son accionados para mantener la regulacin de tensin de salida. Este esquema puede manejar corrientes fuertes picos de uso frecuente en el entorno industrial debido a la capacidad de sobretensiones de alta. Por otra parte, que tiene una respuesta lenta (30 V / s) y no es adecuado para equipos sensibles. Adems, cuenta con requisitos de fondo de mantenimiento y de supresin de pobres transitorios. Su respuesta lenta limita su eficacia. Fase Reguladores ControladosEsta tcnica utiliza tiristores fase controlada con filtro LC para controlar la tensin de salida. Tiene una lenta respuesta, distorsin alto, especialmente con cargas no lineales, a travs de filtros de tamao, armnicos de entrada muy pobre de lnea y no se encargar de corrientes transitorias como motor de partida. Este esquema tiene supresin transitoria lnea buena, pero no va a suprimir los transitorios generados en el interior de la planta. Reguladores electrnicos de tensinSe trata de una nueva clase de reguladores de voltaje automticos basados en la frecuencia de conmutacin de alta tecnologa del inversor. Puede proporcionar una respuesta rpida (1-2 ms), voltajes sinusoidales, y diseo compacto. Esta categora de reguladores de voltaje potencialmente ofrece la solucin de mayor rendimiento. Sin embargo, el diseo de la capacidad de sobrecarga adecuada puede hacer que el costo total inaceptablemente alto. A fin de lograr una respuesta rpida y un regulador electrnico de tensin de alto rendimiento con el menor costo de los regmenes ms convencionales, una configuracin hbrida utilizando componentes activos y pasivos.

Soft Acondicionadores Cambio de lneaEstos acondicionadores de lnea combinar la respuesta rpida y de alto rendimiento de los acondicionadores de lnea activos con el menor coste de las soluciones ms convencionales. El corazn del acondicionador de lnea de potencia es un IGBT basada en conmutacin suave tecnologa inverter, tales como el inversor resonante enlace dc, un inversor de alta eficiencia y alto rendimiento. Industriales reguladores automticos de tensin de grado nominal de hasta 1 MVA se puede realizar utilizando el enfoque de conmutacin suave. Estas unidades tambin se basan en una configuracin hbrida utilizando componentes activos y pasivos para obtener una solucin rentable. Se puede mantener la tensin de salida dentro de 1% de valor nominal con una amplia variacin en la tensin de entrada. Respuesta a la entrada o fluctuaciones de carga se puede considerar casi instantnea de las cargas industriales servidas. En caso de cargas no lineales y cargas sensibles que requieren una rpida respuesta transitoria, reguladores electrnicos de tensin pueden ofrecer una solucin rentable. Adems, caractersticas avanzadas tales como filtrado activo puede tambin lograrse mediante estos esquemas. Regulador de voltaje esttico (SVR)Este dispositivo, mediante el uso de cambiadores de tomas estticas, simplemente regula la tensin a niveles de equipamiento operacionales. A diferencia de los cambiadores de tomas en carga, que estn equipados con un conmutador de tomas con retardo de tiempo mecnico, cambiadores de tomas estticas estn diseados para responder instantneamente mediante la seleccin de la toma de tensin apropiado, sobre una base sub-ciclo, sin la necesidad de pasar a travs de una serie de tomas de tensin inferiores.

Figura 4: Regulador de voltaje esttico.La SVR no requiere el uso de almacenamiento de energa, y que tiene una huella relativamente pequea para la cantidad de carga que puede proteger. Tambin, que est diseado para ser instalado en el exterior por lo que no interfiere en el espacio de fabricacin. La SVR es capaz de corregir las condiciones de tensin de pandeo (un 55% de la profundidad mxima tensin normal de) en un cuarto de un ciclos (4 ms), para permitir que incluso el equipo de fabricacin ms sensibles a las condiciones de viaje a travs de huecos de tensin causados por fallas en la distribucin de servicios pblicos o los sistemas de transmisin. Ferroresonante Transformers (CVT)Ferroresonante transformadores, tambin llamado de tensin constante transformadores (CVT), puede manejar la mayora de las condiciones de huecos de tensin (siempre bajo 20 kVA). De hecho, que son especialmente atractivos para la constante, cargas de baja potencia. Cargas variables, especialmente con altas corrientes de cierre, presentar ms problemas para CVT porque del circuito sintonizado en la salida. La estructura de ncleo de transformador ferroresonante est diseado de modo que el secundario funciona en flujo de saturacin y el devanado secundario resuena con el condensador en un circuito sintonizado. Como resultado de este modo de funcionamiento saturada, cambiando la tensin primaria o lnea puede cambiar la corriente, pero no van a variar el flujo o la tensin inducida secundaria. Las formas de onda de salida no son sinusoidales (onda cuadrada con un alto contenido en armnicos) especialmente con cargas no lineales. Un arrollamiento adecuadamente seleccionados neutralizantes anula la mayor parte del contenido armnico de la tensin de salida y se obtiene un satisfactorio de baja distorsin de onda sinusoidal.

Figura 5: Ferroresonante transformador de tensin constante.La operacin del transformador puede ser sensible a la capacitancia del circuito y las desviaciones de frecuencia, y pueden colapsar bajo cargas pesadas. Esta tcnica ofrece supresin transitoria lnea buena, pero no va a suprimir los transitorios generados en el interior de la planta.El regulador ferroresonante tiene un tiempo de respuesta de alrededor 25 o ms 1.5 ciclos, buena fiabilidad, requerimientos mnimos de mantenimiento, costo razonable, bien de modo normal impulso atenuacin, y una buena regulacin. Debido al circuito sintonizado en la salida, que es sensible a las variaciones de frecuencia (1% cambio de frecuencia provoca 1.5% cambio de voltaje de salida), pero esto no es mucho de un problema con el control de frecuencia ajustado utilidad de red. Ms importantes son su alta impedancia de salida (de nuevo hasta 30% de impedancia de carga), sensibilidad tanto principales y menos factores de carga de energa, y baja eficiencia a cargas parciales. En resumen, el regulador ferroresonante es til en sistemas pequeos que no contienen grandes motores. Sintetizadores magnticosSintetizadores magnticos se utilizan generalmente para cargas grandes (50 kVA o incluso ms). Se utilizan para grandes ordenadores y otro equipo electrnico que es sensible al voltaje. Se trata de un dispositivo electromagntico que toma el poder entrante y regenera un lugar limpio, trifsico de corriente alterna de onda de salida con una distorsin armnica poco, independientemente de la calidad de potencia de entrada. El dispositivo, alimentacin de la utilidad de lnea de corriente alterna, no utiliza partes mecnicas mviles en el proceso de generacin, y no utiliza elementos semiconductores en el trayecto de potencia. La forma de onda de salida est completamente aislado e independiente de la entrada en todos los parmetros excepto dos: la rotacin de fase y la frecuencia. La rotacin de fase de salida del dispositivo est regido por la direccin de la rotacin de fase de entrada, mientras que la frecuencia de salida es precisamente la forma adecuada para la frecuencia de lnea de entrada. No hay conexin elctrica entre la entrada y la salida del dispositivo. Se compone nicamente de saturables reactores con ncleo de hierro y transformadores, junto con condensadores, y emplea los principios de ferrorresonancia para su operacin.

Suministros de energa ininterrumpible (UPS); Almacenamiento de la batera)Estas unidades suelen utilizar bateras para proporcionar un suministro ininterrumpido de electricidad para alimentarse de la subestacin de energa e iniciar los sistemas de energa de reserva. Tambin aumentan la calidad de la potencia y fiabilidad para aplicaciones residenciales, comercial, y los clientes industriales, proporcionando copias de seguridad y paseo por-durante los cortes de energa. La batera estndar usada en aplicaciones de almacenamiento de energa es la batera de plomo-cido. Una reaccin de batera de plomo-cido es reversible, permitiendo que la batera para ser reutilizado.Hay tres tipos de UPS que utilizan bateras para almacenar energa. En un grupo de continuidad on-line, la carga siempre se alimenta a travs de los UPS. La entrada de corriente alterna es rectificada a corriente continua, que carga un banco de bateras. Esta corriente continua se invierte de nuevo en corriente alterna para alimentar la carga. Si la entrada de alimentacin de CA falla, el convertidor se alimenta de las pilas. Este modelo proporciona un aislamiento muy elevado de la carga crtica de todas las perturbaciones elctricas, pero puede ser bastante caro. Con un SAI en espera (tambin conocida como fuera de lnea UPS), la lnea normal se utiliza para alimentar el equipo hasta que se detecta una perturbacin y un interruptor transfiere la carga al inversor con respaldo de batera. Un tiempo de transferencia de 4 ms podra garantizar la continuidad de la operacin para la carga crtica. Finalmente, el hbrido UPS utiliza un regulador de tensin en la salida para proporcionar una regulacin de la carga momentnea y paseo a travs de-cuando la transferencia de la normal a la alimentacin de UPS se hace.K. Volantes y Motor Generador- (M-G) SetsUn volante es un dispositivo electromecnico que las parejas un generador de motor con una masa giratoria de almacenar energa de corta duracin. Volantes convencionales se carga y se descarga a travs de un motor-generador integral. El motorgenerator obtiene la energa proporcionada por la red para hacer girar el rotor del volante de inercia. Durante un corte de energa, hueco de tensin, u otra perturbacin del motor-generador proporciona energa. La energa cintica almacenada en el rotor se transforma en CC de la energa elctrica por el generador, y la energa se entrega a una frecuencia constante y el voltaje a travs de un inversor y un sistema de control. MG conjuntos consisten en un motor que acciona un generador de corriente alterna o el alternador para que la carga est completamente aislada elctricamente de la lnea de alimentacin. Estos conjuntos vienen en una amplia variedad de tamaos y configuraciones.Tradicionales rotores de volante se construyen normalmente de acero y se limitan a una velocidad de giro de unos pocos miles de RPM. Volantes avanzados construidos a partir de materiales de fibra de carbono y cojinetes magnticos pueden girar en vaco a velocidades de hasta 40,000 a 60,000 RPM. El volante de inercia proporciona energa durante el perodo entre la prdida de energa de la red suministrada y, o bien el retorno del suministro elctrico o el comienzo de un sistema de potencia suficiente respaldo. Volantes proporcionar 1-30 s de paseo-a travs del tiempo, y generadores de emergencia son tpicamente en lnea dentro de 5-20 s. Superconductor de almacenamiento de energa magntica (PYMES)Un SMES utiliza un imn superconductor para almacenar la energa de la misma manera un UPS utiliza bateras para almacenar energa]. El sistema almacena la energa en una bobina superconductora (Nb-Ti). El sistema de refrigeracin y el recipiente de helio mantener fro el conductor con el fin de mantener la bobina en el estado superconductor (en 4.2 K). Utilidad de potencia alimenta el sistema de conmutacin de alimentacin y equipos de aire que proporciona energa para cargar la bobina, por lo tanto almacenar energa. Cuando una bajada de tensin o apagn momentneo, las descargas a travs de la bobina de conmutacin y equipos de aire, la alimentacin de energa condicionada a la carga.

Figura 6: Basic PYMES sistema esquemtico.

PYMES diseos en la 1 a 5 Rango de MJ se llaman micro-PYMES, para distinguirlos de los tamaos grandes de energa. La principal ventaja de la micro-PYMES es el espacio reducido en gran medida fsica necesaria para el imn en comparacin con las bateras. Menos conexiones elctricas estn involucrados con una micro-PYMES frente a un SAI, por lo que la fiabilidad debe ser mayor y menos requisitos de mantenimiento. Iniciales micropymes diseos estn siendo probados en varios lugares, con resultados favorables.Los sistemas SMES son grandes y se utiliza generalmente de corta duracin, tales como eventos de conmutacin de servicios pblicos. Ellos tambin reducir o eliminar el uso de medio ambiente hostil, llevar los sistemas de cido de la batera y puede repetir los miles de secuencia de carga-descarga de veces sin ningn tipo de degradacin del imn. SMES baja temperatura refrigerados por helio lquido est disponible comercialmente. PYME de alta temperatura (HTS: la bobina alcanza el estado superconductor a -175 C) refrigerado por nitrgeno lquido se encuentra todava en la etapa de desarrollo y puede convertirse en una fuente comercial viable de almacenamiento de energa en el futuro. Almacenamiento de energa utilizando condensadores. SupercondensadoresSupercondensadores son fuentes de corriente continua de energa y debe ser conectado a la red elctrica con un acondicionador de potencia esttico. El supercapacitor proporciona energa durante las interrupciones de corta duracin y cadas de tensin. Mediante la combinacin de un supercondensador con un sistema de bateras a base UPS, la vida de las bateras se puede extender. Las bateras proporcionan energa slo durante las interrupciones ms largas, reducir el uso de ciclado de la batera. Los supercondensadores pequeos estn disponibles comercialmente para extender la vida de la batera en el equipo electrnico, pero los supercondensadores grandes estn todava en desarrollo. Compressed Air Energy Storage (CAES)CAES utiliza aire a presin como medio de almacenamiento de energa. Un motor elctrico del compresor se utiliza para presurizar el depsito de almacenamiento utilizando fuera de pico de energa y el aire se libera desde el depsito a travs de una turbina durante horas onpeak para producir energa. La turbina es esencialmente una turbina modificada que tambin puede ser disparado con gas natural o combustible destilado.Lugares ideales para grandes depsitos de almacenamiento de aire comprimido de energa son los acuferos, minas convencionales del rock duro, minadas hidrulicamente y cavernas de sal. El aire puede ser almacenado en tanques presurizados para pequeos sistemas. Restaurador de Tensin Dinmica (DVR)El DVR detectar y compensar, casi instantneamente, huecos de tensin. En su fabricacin, con una gama de potencias de 3 a 50 MVA en la actualidad, IGCT se utilizan; supone un tiempo de respuesta rpido (< 1 ms), menos de conduccin y las prdidas de conmutacin, as como mejores caractersticas electrnicas. Este sistema puede proporcionar a huecos de capacidad para cerca de la 90% de cada perturbacin en la red elctrica.

Figura 7: Esquema de un DVR.

El DVR se inyecta ac, trifsico, voltaje de magnitud y frecuencia controlable a travs de un transformador de acoplamiento (impulsar). As que el DVR es capaz de mejorar la calidad de la tensin en la carga (teniendo en cuenta la capacidad de la DVR: inyeccin de tensin, capacidad de almacenamiento, y ancho de banda) cuando la calidad de voltaje est fuera de los lmites especificados. Para los grandes huecos de tensin, el DVR pueden suministrar parte de la potencia activa a la carga del sistema de almacenamiento de energa, que se recarga a travs de la red durante las condiciones normales. Este sistema incluye sag, compensacin de oleaje y sobretensin, compensacin de voltaje armnico y equilibrado de la tensin de los sistemas asimtricos. Corrector Dinmico Sag (DySC)El sistema DySC es un nuevo dispositivo sin bateras y piezas mviles que corrige cadas de tensin hasta 50% de nominal, suministrar una salida de onda sinusoidal. Al llamar la alimentacin de la tensin remanente, la DySC inyecta una tensin en serie para regular la salida para tensiones tan bajo como 50% duracin nominal de 3 a 12 ciclos. Las unidades se pueden equipar con condensadores as para permitir la interrupcin limitado a huecos de. Este producto viene en diseos monofsicos y trifsicos en los niveles de potencia que van desde 1,5- 2000 kVA. Los niveles de tensin de funcionamiento disponibles son 120, 208, 240, 277, y 480 Vac segn el modelo utilizado. Este producto fue desarrollado en conjunto con el estndar SEMI y est dirigida a la industria de los semiconductores. El DySC de una sola fase se deriva de un circuito de voltaje de impulso patentado. El tiempo para detectar el hundimiento, conmutar los tiristores, y comenzar compensacin es tpicamente menor que 1/4 ciclo.