Reporte Kimberly Jun2007

8/20/2019 Reporte Kimberly Jun2007

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MMEEDDIICCIIÓÓNN Y Y A ANN Á ÁLLIISSIISS DDEE CC A ALLIIDD A ADD DDEE LL A A EENNEER R GGÍÍ A A EENN

K K IIMMBBEER R LL Y Y CCLL A AR R K K DDEE MMÉÉXXIICCOO SS.. A A.. DDEE CC.. V V..,, PPLL A ANNTT A A SS A ANN JJUU A ANN DDEE R R ÍÍOO,, QQUUEER R EETT A AR R OO..

JJuunniioo ddeell 22000077

Elaborado por

Ing. Francisco Cuevas ArteagaIng. Mónica Mónico Mendoza

Aprobado por:

Ing. Gilberto Enríquez Harper

México, D.F, a 5 de Junio del 2007

SSUUBBDDIIRREECCCCIIÓÓNN TTÉÉCCNNIICC A A UUNNIIDD A ADD DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍ A A EESSPPEECCII A ALLIIZZ A ADD A A

SSUUBBJJEEFF A ATTUURR A A DDEE IINNGGEENNIIEERRÍÍ A A EELLEECCTTRROOMMEECC Á ÁNNIICC A A DDEEPP A ARRTT A AMMEENNTTOO DDEE SSIIMMUULL A ACCIIOONN DDIIGGIITT A ALL


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SUBDIRECCIÓN TÉCNICAUNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA

Medición de la Calidad de la Energía 2

MMEEDDIICCIIÓÓNN DDEE CC A ALLIIDD A ADD DDEE EENNEER R GGÍÍ A A EENN K K IIMMBBEER R LL Y Y CCLL A AR R K K DDEE MMÉÉXXIICCOO,, PPLL A ANNTT A A SS A ANN JJUU A ANN DDEELL R R ÍÍOO,, QQR R OO..

1. RESUMEN EJECUTIVO................................................... ............................................ 3 1. RESUMEN EJECUTIVO.................................................................................................3

2. ALCANCE DEL ESTUDIO .................................................. .......................................... 4 2. ALCANCE DEL ESTUDIO..............................................................................................4

3. DEFINICIONES .................................................. ................................................. ..... 5 3. DEFINICIONES ..................................................................................................... .......5

4. DESVIACIONES PERMISIBLES EN LAS FORMAS DE ONDA DE TENSIÓN YCORRIENTE EN EL SUMINISTRO Y CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA (CFE L-000045) .................................................. ................................................. .................... 8

4. DESVIACIONES PERMISIBLES EN LAS FORMAS DE ONDA DE TENSIÓN Y CORRIENTE EN EL SUMINISTRO Y CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA (CFE L-000045).................................................. ................................................... ......................8

5. RESULTADOS DE MEDICIONES DE CALIDAD DE ENERGÍA .................................... 10 5. RESULTADOS DE MEDICIONES DE CALIDAD DE ENERGÍA.................................... 10

5.1 MEDICIONES EN BUS Y ALIMENTADOR DEL TABLERO DE 13.8 K V QUE ALIMENTA A LOSTRANSFORMADORES DE MOTORES DE 5000 HP, CONECTANDO Y DESCONECTANDO LOS FILTROS DE 5ª

Y 7ª ARMÓNICA. ........................................................................................................................... 105.2 MEDICIONES EN BUS (NIVEL 13.8 K V) Y ALIMENTADOR A4 DE MOTOR DE 5000 HP, CONECTANDO Y DESCONECTANDO LOS FILTROS DE 5ª Y 7ª ARMÓNICA. ........................................... 15

6. CONCLUSIONES .................................................. ................................................. . 21 6. CONCLUSIONES..................................................................................................... ... 21

7. REFERENCIAS .................................................. ................................................. .... 21 7. REFERENCIAS..................................................................................................... ...... 21

8. ANEXOS .................................................. ................................................. ............. 22 8. ANEXOS ..................................................................................................... ............... 22


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11.. R R eessuummeenn EE j jeeccuuttiivvoo

Referente a la solicitud de servicio según oficio Ref: 06/3114, para realizar mediciones decalidad de la energía y análisis tendientes a conocer el desempeño de los filtros de 5ª y 7ªarmónicas aplicados a controladores de velocidad de motores de 5000 HP y así determinar losbeneficios del proyecto.

Se midió en la acometida de Kimberly (115 KV), en los alimentadores del tablero de 13.8 KV yen los 2 motores de 5000 HP (A3 y A4) estando la planta en condiciones normales de operacióncon y sin los filtros de 5ª y 7ª armónicas.Cabe mencionar que cada controlador de motor se alimenta en 2.3 KV a través de untransformador trifásico delta- 3delta con defasamientos angulares de –20, 0 y +20 gradoseléctricos, de tal manera que desde el bus de 13.8 KV se tienen controladores de 18 pulsos, loscuales generan corrientes armónicas de 17ª, 19ª, 35ª, 37ª, 53ª, 55ª.... de magnitudes muypequeñas, teniendo también pequeños voltajes armónicos del mismo orden.Del análisis de las mediciones de parámetros eléctricos y calidad de la energía se concluye queestán dentro de los límites permisibles establecidos en las Normas CFE L0000 45 y IEEE Std-519(se incluye reporte).Con la finalidad de observar los beneficios de la aplicación de los filtros, se presenta la siguientetabla comparativa donde se observa el ahorro del 10% de la energía demandada en ése tableroy representa el 47% de la potencia real de los motores:

Resumen de mediciones en bus y alimentador principal de tablero en 13.8 kV.

Parámetro: Medición con filtros: Medición sin filtros: Observaciones o rangopermitido:

voltaje RMS 1.02 pu ≤ VM ≥ 1.03 pu 1.0 VM ≥ 1.01pu 0.97 ≤ V ≤ 1.03 puCorriente RMS 735 ≤ IM ≤ 748 A 815 A ≤ IM ≤ 820 A -----------------------Distorsión Armónica Totalde Corriente (THDi)

DTC=THDi ≤ 1.58 % DTC=THDi ≤ 2.4 % DTC=THDi ≤ 5.0 %

Distorsión Armónica Totalde Tensión (THDv)

DAT=THDv < 2.5 % DAT=THDv < 4.5 % DAT=THDv ≤ 6.5 %

Potencia real (P) 20091 KW 22365 KW Con filtros se ahorran 2274KW (-10% de ahorro)

Potencia reactiva (Q) -5433 KVAR -1642 KVAR ***Factor de potencia (F.P.) F.P. ≤ - 0.96

AdelantadoF.P.= - 0.99 Adelantado Es correcto

*** La potencia reactiva suministrada al bus de 115 KV se distribuye en la propia planta.Cuando salen de operación los filtros, el FP medido en 115 KV es de 0.93 atrasado y alinsertarse se tiene un FP de 0.96 atrasado.

En el reporte se indican los parámetros eléctricos medidos (voltajes y corrientes RMS,

distorsiones de corriente y voltaje, formas de onda de voltaje y corriente, potencias y factor depotencia) que ocurren en condiciones normales de operación de la planta con filtros insertados ydesconectados para evaluar las diferencias.

Para mayor claridad, se incluyen en este documento, definiciones de los parámetros principalesque son utilizados en el análisis de la calidad de la energía.

Finalmente se incluye el anexo A1 con las Características del equipo utilizado para el registro delas mediciones


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22.. A Allccaannccee ddeell EEssttuuddiioo

El alcance de este estudio comprende la obtención y análisis de parámetros eléctricos ydistorsiones de corrientes y voltajes armónicos en Kimberly Clark de México, Planta San Juan delRío, para verificar el desempeño y beneficios de los Filtros de absorción.

Tabla 1.- Lugar y ubicación donde se realizó la medición

Punto de MediciónNivel deTensión

Período de Medición

Acometida 115 kV 15 de Mayo de 2007alimentadores del tablero y motores de 5000 HP(A3 y A4)

13.8 kV 15 de Mayo de 2007

DIAGRAMA UNIFILAR PARCIAL DE KIMBERLY CLARK DE MÉXICO,PLANTA SAN JUAN DEL RIO ÁREA “COSMOS”

ACOMETIDA CFE 115 kV

T - 120/28/33 MVA115/13.8 kVz = 7.5/10%

14400:120V

Medición 1de PQ

A3

Medición 2de PQ

A4

Medición 3de PQ

A

300/5A 300/5A

14400:120V

BUS 13.8 kV

FAN 1 FAN 2

ED-70625000 KVA13.8/ 2.3/2.3/2.3z = 7.22%

740 KVAR

740 KVAR

740 KVAR

740KVAR

740KVAR

740

KVAR

ED-70625000KVA13.8/ 2.3/2.3/2.3z = 7.13%

FA FILTRO DE ABSORCIÓN

Filtros de 5a y 7a armónica Filtros de 5a y 7a armónica

FA FILTRO DE ABSORCIÓN

14400:120 V

2000/5A

14.31 kA, 2850 MVAcc

244 MVAcc – 10.2 kA

Ipc = 1380 A / 33 MVA


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33.. DDeef f iinniicciioonneess

Valor Eficaz de Tensión y Corriente (rcm):Es la raíz cuadrada del promedio de los cuadrados de los valores instantáneos de

una cantidad tomada en un intervalo de tiempo especificado. Desbalance o Contenido de Secuencia Negativa y Cero:

El desbalance o contenido de secuencia negativa, en por ciento, es una característicade un sistema trifásico de tensiones o corrientes. Se obtiene en función de lascomponentes de frecuencia fundamental de cada tensión o corriente.

Armónica: Componente senoidal de una forma de onda periódica que tiene una frecuenciacorrespondiente a un número múltiplo entero de la onda de la frecuenciafundamental.

Distorsión Armónica Total de Tensión (DAT): La distorsión armónica total de tensión se expresa en por ciento y se calcula deacuerdo a la siguiente ecuación:

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛ ∑=

=H

2h1

V

hV

x100DAT2

2

donde: Vh - Componente de la "h" armónica de tensión V1 - Componente de frecuencia fundamental de tensiónh - No. de armónica, " 1 " indica la componente de frecuenciafundamental

H = 25 como mínimo

Distorsión Armónica Total de Corriente (DTC):

La distorsión armónica total de corriente se expresa en por ciento y se calcula deacuerdo a la siguiente ecuación:

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛ ∑=

=H

2h1I

hI

x100DTC2

2

donde: Ih - Componente de la "h" armónica de corrienteI1 - Componente de frecuencia fundamental de corrienteh - No. de armónica, " 1 " indica la componente de frecuenciafundamentalH = 25 como mínimo


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Componente Armónico Individual Máximo de Tensión (CAIMT):

El componente armónico individual máximo de tensión, se expresa en por ciento y secalcula de acuerdo a la siguiente ecuación:

1

hm

VV

x100CAIMT =

donde: Vhm - Componente armónica de mayor amplitud de tensión V1 - Componente de frecuencia fundamental de tensión

Componente Armónico Individual Máximo de Corriente (CAIMC):

Componente armónico individual máximo de corriente, se expresa en por ciento y secalcula de acuerdo a la siguiente ecuación:

1

hm

II x100CAIMC =

donde: Ihm - Componente armónica de mayor amplitud de corrienteI1 - Componente de frecuencia fundamental de corriente

Indicador de Variación de Tensiones de Corto Plazo (Pst):

Expresa la severidad de la fluctuación durante un periodo de 10 minutos, siendoPst=1 el umbral de irritabilidad.

Indicador de Variaciones de Tensión de Largo Plazo (Plt):

Expresa la severidad de la fluctuación durante un periodo largo de 2 horas,empleando valores sucesivos de Pst.

Microcorte (pulso de conmutación):

Se trata del área trapezoidal de un pulso de corta duración que se superpone, conpolaridad opuesta, a la onda de tensión de 60 Hz en ese instante, se expresa en pu -μs.

Variaciones Rápidas de Tensión (Sag´s y Swell´s):

Sags:

Disminución de entre 0,1 y 0,8 pu en la tensión o corriente rcm, a la frecuencia delsistema, con duraciones de entre 0,5 ciclos a 1 minuto.

Swells:Incremento temporal del valor rcm de tensión superior al 10% del nominal, a lafrecuencia del sistema, con duración de 0,5 ciclos o hasta 1 minuto.



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Interrupción del SuministroDisminución total de la tensión o disminución parcial de la misma dentro del rangode 0,0 a 0,099 pu.

Variaciones de Frecuencia:

Incremento o decremento en el valor de la frecuencia. La duración de una variaciónde frecuencia puede estar comprendida desde algunos ciclos hasta varias horas.

Transitorios:

Define fenómenos en los que una magnitud determinada varía entre dos valores deestado consecutivos durante un breve intervalo de tiempo comparado con la escalade tiempos en que se maneja el Sistema. Los transitorios pueden ser impulsosunidireccionales de cualquier polaridad o bien ondas oscilatorias amortiguadas con elprimer pico ocurriendo en cualquier polaridad.

Curva CBEMA:

Conjunto de curvas que representan la aptitud de las computadoras en función de lamagnitud y duración de las perturbaciones de tensión. Fue desarrollada por laComputer Business Equipment Manufacturers Association (CBEMA), y se convirtióde hecho en el estándar para las mediciones de desempeño de todo tipo de equiposy sistemas de potencia.

Fig. 1 Curva CBEMA

Relación de Disturbios y curva CBEMAVOLTAJE

(%)

300 %

200 %

100 %

0 %10 μS 100μS 1mS 0.18.33mS 0.5 2.0

58 %

70 %

TIEMPO

(SEGUNDOS)

InterrupciónSag

Swell

Spike(%)

0 %10 μ 1m S

106%

87 %

Región de

tolerancia de

tensión

Nivel óptimo

de tensión



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44.. DDeessvviiaacciioonneess PPeerrmmiissiibblleess eenn llaass FFoorrmmaass ddee OOnnddaa ddee TTeennssiióónn y y CCoorrrriieennttee eenn eell SSuummiinniissttrroo y y CCoonnssuummoo ddee EEnneerrggí í aa EEllééccttrriiccaa ((CCFFEE LL--000000004455))

Las siguientes tablas indican las desviaciones máximas permisibles indicadas en la especificaciónCFE L-000045, aplicables tanto al suministrador como al consumidor que se encuentren

conectados a la red eléctrica de CFE.Tabla 2 Desbalance máximo permitido en la tensión en el punto de acometida

Tensión(kV)

Desbalance(%)

Menor de 1 3,0Mayor de 1 2,0

Tabla 3 Límites máximos de distorsión armónica total en tensión (DAT) y de laComponente armónica individual máxima de tensión (CAIMT) en el punto deacometida

Tensión(kV)

Distorsión ArmónicaIndividual en %

(CAIMT)

Distorsión ArmónicaTotal de Tensión en %

(DAT)Menor de 1 6,0 8,0de 1 a 35 5,0 6,5

Mayor de 35 2,0 3,0

Tabla 4 Límites máximos de distorsión armónica total de corriente (DTD) y de laComponente armónica individual máxima de corriente (CAIMC) para baja, media yalta tensión hasta 69 kV

ImpedanciaRelativa(lcc / lL)

para Armónicas Impares en % (CAIMC) Distorsión ArmónicaTotal de Corriente en %

(DTC)h 11 11 h 17 17 h 23 23 h 35 h≥35

(Icc / IL)


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Tabla 6 Límites máximos de distorsión armónica total de corriente (DTD) y de laComponente armónica individual máxima de corriente (CAIMC) para alta tensión(mayor de 161 kV)

ImpedanciaRelativa

(lcc / lL)

para Armónicas Impares en % (CAIMC) Distorsión ArmónicaTotal de Corriente en %

(DTC)h

11 11

h

17 17

h

23 23

h

35 h≥

35(Icc /IL) < 50 2,0 1,0 0,75 0,3 0,15 2,5(Icc /IL) ≥ 50 3,0 1,5 1,15 0,45 0,22 3,75

NOTAS:

1) En el caso de armónicas pares los límites se reducen al 25% de loscorrespondientes a armónicas impares.

2) Los límites mostrados en la tabla 4, 5 y 6 deben ser utilizados como el casomás desfavorable de operación normal. Para arranque de hornos eléctricos dearco, que toman un tiempo máximo de un minuto, se permite exceder los

límites de la tabla en 50%.3) En ningún caso se permiten corrientes de carga con componentes de corrientedirecta.

4) Icc = Corriente de Corto Circuito,5) IL = Corriente de Carga

Tabla 7 Límites de variaciones de tensión (Flicker)

Indicador LímitePst ≤ 1Plt ≤ 0,65dt ≤ 3,3% Durante el cambio de tensión para más de 500 ms

dc ≤ 3,3%dmax 4 % Sin condiciones adicionales.≤ 6 % Para equipo que es conmutado manualmente o con una frecuencia

mayor a 2 veces por día y también con arranque retardado de más de10 s, o arranque manual después de una interrupción en el suministrode energía.

≤ 7 % Para equipo que es conmutado hasta dos veces al día.

NOTAS:1) P

st y P

lt no aplica para cambios de tensión por conmutación manual que ocurre

una vez cada día y los límites dt, dc y dmax deben aplicarse con las tensionesprevias multiplicadas por el factor 1.33.

2) Los límites no aplican a conmutaciones por interrupciones de emergencia.



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55.. R R eessuullttaaddooss ddee MMeeddiicciioonneess ddee CCaalliiddaadd ddee EEnneerrggí í aa

5.1 Mediciones en Bus y alimentador del tablero de 13.8 kV que alimenta a lostransformadores de motores de 5000 HP, conectando y desconectando losfiltros de 5ª y 7ª armónica.

Hora15/05/2007 - 16:59:20 15/05/2007 - 17:12:42 15/05/2007 - 17:26:05 15/05/2007 - 17:39:27 15/05/2007 - 17:52:50

13822.41

13941.94

14061.47

14181.00

14300.54

V a R M S ( V o l t s )

734.03

755.55

777.07

798.58

820.10

I a R M S ( A m p s )

Filtros

FueraFiltros

Fuera Filtros

Fuera

Filtros

Dentro Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 1 Perfiles de tensión y corriente RMS.

Hora15/05/2007 - 16:59:20 15/05/2007 - 17:12:45 15/05/2007 - 17:26:10 15/05/2007 - 17:39:35 15/05/2007 - 17:53:00

0.06

0.11

0.16

0.21

0.26

D e s b a l a n c e d e T e n s i ó n ( % )

0.62

0.71

0.80

0.89

0.98

D e s b a l a n c e d e C o r r i e n t e

( % )

Fig. 2 Desbalance de tensión y corriente.


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Hora

15/05/2007 - 16:59:20 15/05/2007 - 17:12:45 15/05/2007 - 17:26:10 15/05/2007 - 17:39:35 15/05/2007 - 17:53:0019516.24

20315.31

21114.38

21913.45

22712.51

T o t a l K W

T o t a l K V A R

-5976.79

-4835.27

-3693.74

-2552.22

-1410.70

Filtros

Fuera

FiltrosFuera

FiltrosFuera

Filtros

Dentro Filtros

Dentro

Filtros

DentroFiltros

Dentro

Total KVA

Fig. 3 Perfil de Potencia Real, Reactiva y Aparente.

Hora15/05/2007 - 16:59:40 15/05/2007 - 17:12:55 15/05/2007 - 17:26:10 15/05/2007 - 17:39:25 15/05/2007 - 17:52:40

-0.96

-0.97

-0.98

-0.99

1.00

T o t a l P F

Filtros

FueraFiltros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 4 Factor de Potencia (un FP negativo equivale a un FP adelantado).


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Hora

15/05/2007 - 17:00:05 15/05/2007 - 17:13:09 15/05/2007 - 17:26:14 15/05/2007 - 17:39:19 15/05/2007 - 17:52:231.25

2.50

3.75

4.25

5.00

V a T H D ( % )

1.15

1.61

2.07

2.54

3.00

I a T H D ( % )

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 5 Distorsión Armónica Total de Voltaje (DAT ó THDv) y Distorsión Armónica Total decorriente (DTC ó THDi).

Hora

15/05/2007 - 16:59:35 15/05/2007 - 17:12:54 15/05/2007 - 17:26:14 15/05/2007 - 17:39:34 15/05/2007 - 17:52:530

0.43

0.85

1.28

1.70

I H a r m ( % )

0

Ia #37Ia #35Ia #17 Ia #19

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 6 Distorsión Armónica Individual de Corriente (CAIMC).


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Filtros

Fuera

Filtros

Fuera Filtros

Fuera

Filtros

Dentro Filtros

Dentro

Filtros

Dentro Filtros

Dentro

Hora

15/05/2007 - 16:59:35 15/05/2007 - 17:12:54 15/05/2007 - 17:26:14 15/05/2007 - 17:39:34 15/05/2007 - 17:52:530.61

1.07

1.53

1.98

2.44

V H a r m ( % )

Va #37Va #35 Va #17 Va #19

Fig. 7 Distorsión Armónica Individual de Tensión (CAIMIT).

Hora

15/05/2007 - 16:59:20 15/05/2007 - 17:12:42 15/05/2007 - 17:26:05 15/05/2007 - 17:39:27 15/05/2007 - 17:52:5013822.41

13941.94

14061.47

14181.00

14300.54


1.25

2.50

3.75

4.25

5.00

V a T H D ( % )

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 8 Perfil de tensión y Distorsión Armónica Total de Voltaje (DAT ó THDv).


14/23



Hora

15/05/2007 - 16:59:20 15/05/2007 - 17:12:42 15/05/2007 - 17:26:05 15/05/2007 - 17:39:27 15/05/2007 - 17:52:50734.03

755.55

777.07

798.58

820.10

I a R M S ( A m

p s )

1.15

1.61

2.07

2.54

3.00

I a

T H D ( % )

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 9 Perfil de Corriente y Distorsión Armónica Total de corriente (DTC ó THDi).

Tabla 8 Resumen de mediciones en bus y alimentador principal de tablero en 13.8kV.



DTC=THDi ≤ 1.58 % DTC=THDi ≤ 2.4 % DTC=THDi ≤ 5.0 %

Distorsión Armónica Total

de Tensión (THDv)

DAT=THDv < 2.5 % DAT=THDv < 4.5 % DAT=THDv ≤ 6.5 %

Potencia real (P) 20091 KW 22365 KW Con filtros se ahorran 2274KW (-10% de ahorro)

Potencia reactiva (Q) -5433 KVAR -1642 KVAR ***Factor de potencia (F.P.) F.P. ≤ - 0.96

AdelantadoF.P.= - 0.99 Adelantado Es correcto

*** La potencia reactiva suministrada al bus de 115 KV se distribuye en la propia planta.Cuando salen de operación los filtros, el FP medido en 115 KV es de 0.93 atrasado y alinsertarse se tiene un FP de 0.96 atrasado.


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5.2 Mediciones en Bus (nivel 13.8 kV) y alimentador A4 de motor de 5000 HP,conectando y desconectando los filtros de 5ª y 7ª armónica.

Hora15 /05/ 2007 - 15 :46 :20 15/05/2007 - 15:55:45 15 /05 /2007 - 16 :05 :10 15/05/2007 - 16:14 :35 15/05/2007 - 16 :24 :00

13894.48

13995.16

14095.83

14196.51

14297.18


89.31

101.89

114.48

127.06

139.65


Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

DentroFiltros

Dentro

Fig. 10 Perfiles de tensión y corriente RMS.

Hora15/05/2007 - 15:46:30 15/05/2007 - 15:55:52 15/05/2007 - 16:05:15 15/05/2007 - 16:14:37 15/05/2007 - 16:24:00

0.01

0.06

0.11

0.16

0.20

D e s b a l a n c e d e t e n s i ó n ( % )

0.03

0.12

0.22

0.31

0.40

D e s b a l a n c e a c t u a l ( % )

Fig. 11 Desbalance de tensión y corriente, medidos en bus de 13.8 kV.


16/23



Hora15/05/2007 - 15:46:20 15/05/2007 - 15:55:47 15/05/2007 - 16:05:15 15/05/2007 - 16:14:42 15/05/2007 - 16:24:102339.75

2703.67

3067.59

3431.52

3795.44

T o t a l K W

-1281.65

-713.02

-144.39

424.24

992.87

T o t a l K V A R

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 12 Perfil de Potencia Real y Reactiva.

Hora15/05/2007 - 15:46:30 15/05/2007 - 15:55:52 15/05/2007 - 16:05:15 15/05/2007 - 16:14:37 15/05/2007 - 16:24:00

-0.92

-0.95

-0.98

0.99

0.96

T o t a l P F

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 13 Factor de Potencia (un FP positivo equivale a un FP atrasado).


17/23



Hora

15/05/2007 - 15:46:35 15/05/2007 - 15:55:55 15/05/2007 - 16:05:15 15/05/2007 - 16:14:35 15/05/2007 - 16:23:55

2.4

5.0

7.6

10.2

12.8

V a T H D ( % )

1.13

3.04

4.94

6.85

8.76

I a T H D ( % )

Filtros

FueraFiltros

Fuera

Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fig. 14 Distorsión Armónica Total de Tensión (DAT ó THDv) y Distorsión Armónica Total decorriente (DTC ó THDi).

Hora

15/05/2007 - 15:46:25 15/05/2007 - 15:55:50 15/05/2007 - 16:05:15 15/05/2007 - 16:14:40 15/05/2007 - 16:24:050.71

1.14

1.58

2.01

2.44

V a H a r m ( % )

Va #19 Va #35 Va #37 Va #17

Filtros

Fuera

Filtros Filtros

Fuera

Filtros

DentroFiltros

Dentro

Filtros

Dentro Fuera

Fig. 15 Distorsión Armónica Individual de Tensión (CAIMIT).


18/23



Hora

15/05/2007 - 15:46:25 15/05/2007 - 15:55:50 15/05/2007 - 16:05:15 15/05/2007 - 16:14:40 15/05/2007 - 16:24:050.30

2.12

3.95

5.77

7.59

I a H a r m ( % )

Ia #17 Ia #17 Ia #17 Ia #17

Filtros

Fuera

Filtros Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Filtros

Dentro

Fuera

Fig. 16 Distorsión Armónica Individual de corriente (CAIMC).

Hora

15/05/2007 - 15:46:20 15/05/2007 - 15:55:45 15/05/2007 - 16:05:10 15/05/2007 - 16:14:35 15/05/2007 - 16:24:0013894.48

13995.16

14095.83

14196.51

14297.18


Filtros

Fuera

Filtros

Filtros

Dentro

Filtros

DentroFiltros

Dentro

Fuera

2.4

5.0

7.6

10.2

12.8

V a T H D ( % )

Filtros

Fuera

Fig. 17 Perfil de tensión y Distorsión Armónica Total de Voltaje (DAT ó THDv).


19/23



Hora

15/05/2007 - 15:46:20 15/05/2007 - 15:55:45 15/05/2007 - 16:05:10 15/05/2007 - 16:14:35 15/05/2007 - 16:24:00

89.31

101.89

114.48

127.06

139.65


Filtros

Fuera

Filtros Filtros

Fuera

Filtros

Dentro

Filtros

DentroFiltros

Dentro

Fuera

1.13

3.04

4.94

6.85

8.76

I a T H D ( % )

Fig. 18 Perfil de Corriente y Distorsión Armónica Total de corriente (DTC ó THDi).

ciclo 1 2 3 4 5 6

Ib (Amps)

Vb (Volts)

Ia (Amps)

Va (Volts)

15/05/2007 - 15:46:05.473 15/05/2007 - 15:55:40.399 15/05/2007 - 16:05:15.326 15/05/2007 - 16:14:50.252 15/05/2007 - 16:24:25.179

Fecha/hora del ev ento actual15/05/2007 - 16:00:55.343

Fig. 19 Forma de Onda de Tensión y Corriente con filtros conectados.


20/23



ciclo 1 2 3 4 5 6

Ib (Amps)

Vb (Volts)

Ia (Amps)

Va (Volts)

15/05/2007 - 15:46:05.473 15/05/2007 - 15:55:40.399 15/05/2007 - 16:05:15.326 15/05/2007 - 16:14:50.252 15/05/2007 - 16:24:25.179

Fecha/hora del evento ac tual15/05/2007 - 15:54:05.364

Fig. 20 Forma de Onda de Tensión y Corriente con filtros desconectados.

Tabla 9 Resumen de mediciones en Bus (nivel 13.8 kV) y alimentador A4 de motorde 5000 HP, conectando y desconectando los filtros de 5ª y 7ª armónica.



DTC=THDi ≤ 7.7 % DTC=THDi ≤ 8.8 % Rango permitido: DTC=THDi ≤ 5.0 %

Distorsión Armónica Totalde Tensión (THDv)

DAT=THDv < 2.5 % DAT=THDv < 4.5 % Rango permitido: DAT=THDv ≤ 6.5 %

Potencia real (P) 2426 KW 3563 KW Con filtros se ahorran 1137 KWpor motor (-47% de ahorro)

Potencia reactiva (Q) -1023 KVAR +928 KVAR ***Factor de potencia (F.P.) F.P. ≤ - 0.93 Adelantado F.P.= + 0.96 Atrás Es correcto

*** Con los filtros de 5ª y 7ª armónica conectados del motor de 5000 HP, se suministran 928KVAR al motor y 1023 KVAR al tablero de 13.8 KV, llegando éstos últimos al bus de 115 KV quese distribuyen en la propia planta. Cuando salen de operación los filtros de los motores de 5000HP, el FP medido en 115 KV es de 0.93 atrasado y al insertarse se tiene un FP de 0.96 atrasado.


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66.. CCoonncclluussiioonneess

Se midió en la acometida de Kimberly (115 KV) entadores del tablero de 13.8 KV y

de motor se alimenta en 2.3 KV a través de un

concluye que

servar los beneficios de la aplicación de los filtros, se presenta la siguiente

esumen de mediciones en bus y alimentador principal de tablero en 13.8 kV.

, en los alimen los 2 motores de 5000 HP (A3 y A4) estando la planta en condiciones normales de operacióncon y sin los filtros de 5ª y 7ª armónicas.Cabe mencionar que cada controladortransformador trifásico delta- 3delta con defasamientos angulares de –20, 0 y +20 gradoseléctricos, de tal manera que desde el bus de 13.8 KV se tienen controladores de 18 pulsos, loscuales generan corrientes armónicas de 17ava, 19ava, 35 ava, 37 ava, 53 ava, 55 ava.... de magnitudesmuy pequeñas, teniendo también pequeños voltajes armónicos del mismo orden.Del análisis de las mediciones de parámetros eléctricos y calidad de la energía seestán dentro de los límites permisibles establecidos en las Normas CFE L0000 45 y IEEE Std-519(se incluye reporte).Con la finalidad de obtabla comparativa donde se observa el ahorro del 10% de la energía demandada en ése tableroy representa el 47% de la potencia real de los motores:

R


voltaje RMS 1.02 pu ≤ VM ≥ 1.03 pu 1.0 VM ≥ 1.01pu 03 pu0.97 ≤ V ≤ 1.Corriente RMS 735 ≤ IM ≤ 748 A 815 A ≤ IM ≤ 820 A -----------------------Distorsión Armónica Total %de Corriente (THDi)

DTC=THDi ≤ 1.58 DTC=THDi ≤ 2.4 % DTC=THDi ≤ 5.0 %

Distorsión Armónica Total DAT=THDv < 2.5 % DAT=THDv < 4.5 % DAT=THDv ≤ 6.5 %de Tensión (THDv)Potencia real (P) 20091 KW 22365 KW Con filtros se ahorran 2274

KW (-10% de ahorro)Potencia reactiva (Q) -5433 KVAR -1642 KVAR ***Factor de potencia (F.P.) - 0.96 ado rrectoF.P. ≤

AdelantadoF.P.= - 0.99 Adelant Es co

** La potencia reactiva suministrada al bus de 115 KV se distribuye en la propia planta.*

Cuando salen de operación los filtros, el FP medido en 115 KV es de 0.93 atrasado y alinsertarse se tiene un FP de 0.96 atrasado.

77.. R R eef f eerreenncciiaass

] CFE-Subdirección de Distribución, “Procedimiento para Evaluar los Compromisos de

[2] C esviaciones Permisibles en las Formas de Onda de

[1Calidad de Suministro” , Enero 2001.FE, Especificación CFE L0000-45, “D

Tensión y de Corriente en el Suministro y Consumo de Energía Eléctrica”, Sep. 2004.


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88.. A Annee x xooss

1. Características de los Equipos de Medición.

os equipos de medición de calidad de la energía con los que cuenta la UIE para realizar

Registrador de Calidad de la Energía, marca Fluke RPM (Reliable Power

ste equipo tiene las siguientes especificaciones.

9 canales de conexiones ( 4 de voltaje, 5 de corriente)

típico.

de 2 Mhz.

hz, 128 veces por ciclo.

magnitudes de voltaje y corriente, y ángulo

Flicker: 0.01 Hz a 30 Hz de acuerdo norma IEC estándar 868.

riente.

º Fahrenheit 100% HR sin

FCC, Ul, CSA, CE.

A

Lmediciones son:

Meters)

E

Rango de voltaje de 0 a 707 volts RMS, 1000 volts peak Resolución en voltaje 14 bits, 90 milivolts. Precisión en voltaje menor a 1% a FS, 0.5% Tiempo de respuesta RMS 1 ciclo. Frecuencia de impulso de muestreo Resolución de Impulso 10 Bits, 12 volts. Precisión de Impulso 5% FS. Frecuencia de muestreo: 7.8 K Medición de frecuencias: 45-65 Hz, resolución 0.1 Hz. Generación de curva ITIC, CBEMA & ANSI. Rango de Impulso: 100 – 6400 volts pico. Medición de Armónicas: 0 – 63º armónica,

de fase. Medición de Memoria interna: 2.1 Gb en disco duro, 4 Mb en memoria RAM. Memorización de eventos: 6000 eventos simultáneos en voltaje y cor Gabinete a prueba de intemperie tipo uso rudo. Especificaciones Ambientales: 0 – 50 ºC, 32 122

condensación. Certificaciones:


23/23


Analizador Portátil de Potencia, PA-9 Plus.

Este equipo tiene las siguientes características de medición y especificaciones de diseño.

4 Canales de Voltaje y 5 de Corriente Rango: Voltaje 600 V AC o DC Corriente (0 – 6000 Amperes) en función del TC seleccionado Lectura de 256 muestras/ciclo simultáneamente en cada canal de entrada Captura eventos de subciclos Configuraciones de conexión comunes soportadas en las mediciones de potencia Información local inmediata y análisis usando el display gráfico 4 grabaciones simultáneas

• Voltaje y corriente RMS• Límites excedidos de Sags, Swells, armónicas y eventos transitorios• Formas de onda (por evento, tendencias de THD, armónicas hasta 63ª, flicker,

etc.)• Todos los parámetros de Flujos de potencia.

Memoria interna no volátil de 12 MB Puerto de comunicación RS-232 115 Kbps Modem interno opcional Memoria de transferencia removible opcional

Análisis de datos remotamente Estuche resistente a la intemperie, portátil y robusto Temperatura de operación 00 a + 500 C Humedad hasta 90% Error de ángulo de fase 0.1% referido a 60 H

Reporte Kimberly Jun2007

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