UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍAS

CARRERA: INGENIERÍA ELÉCTRICA

TESIS DE GRADO PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE: INGENIERO ELÉCTRICO

ESPECIALIZACIÓN SISTEMAS DE POTENCIA

TEMA:

ESTUDIO DEL FLICKER EN UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

AUTORES:

HUGO RAMIRO PILA PILA MANUEL IVÁN ZAMBRANO REASCO

DIRECTOR:

ING. ORLY GUZMÁN

GUAYAQUIL-ECUADOR

2010

DECLARACIÓN EXPRESA Los conceptos desarrollados, análisis realizados y las conclusiones del presente trabajo,

son de exclusiva responsabilidad de los autores:

---------------------------------------------------- HUGO RAMIRO PILA PILA ---------------------------------------------------- MANUEL IVÁN ZAMBRANO REASCO

Guayaquil, 11 de Febrero del 2010

AGRADECIMIENTO A Dios por habernos permitido la culminación de la carrera universitaria, a nuestros padres, hermanos, familiares y amigos que me han apoyado a lo largo de nuestra carrera universitaria, dándome ánimos en esos momentos de flaqueza, a todos les damos nuestro más infinito agradecimiento. Al Ing. Orly Guzmán, Director de Tesis; que nos enrumbo en el camino correcto, con sus bastos conocimientos y mas aun en este campo, con total amabilidad, sencillez y compromiso, para la culminación de este trabajo. A la empresa ANDEC S.A. por las facilidades prestadas y al Ing. Eli López por la prestación de los equipos de medición con total desinterés, lo que nos han permitido terminar con éxito este trabajo. A los Ingenieros: Jorge Castello y Eduardo Mestanza por su apoyo, comprensión y paciencia, durante mi formación académica.

(Manuel Zambrano)

INDICE GENERAL

Portada I Declaración Expresa II Agradecimiento IV CAPÍTULO I 1. EL FLICKER

1.1. Definición del Flicker………………………………………………………..1

1.1.1. La sensación de molestia del Flicker…………………………………2

1.1.2. Los inconvenientes del Flicker……………………………………….3

1.2. Variaciones rápidas y bruscas de tensión……………………………………3

1.3. La medición y cuantificación del Flicker……………………………………6

1.4. Índices de severidad del Flicker (Pst, Plt)………………………………...…7

1.4.1. Definición del Pst…………………………………………………….7

1.4.2. Definición del Plt…………………………………………………….9

1.5. Método analítico para la evaluación del Flicker……………………………10

1.6. Curvas de tolerancia………………………………………………………..11

1.6.1. Curva de tolerancia (IEEE 141)…………………………………….12

1.6.2. Curva de tolerancia (IEEE 519)…………………………………….13

1.7. Perturbaciones……………………………………………………………...13

1.7.1. CONELEC (Ecuador)……………………………………………….13

1.7.1.1.Parpadeo (Flicker)………………………………………………14

1.7.1.1.1. Índice de calidad………………………………………..14

1.7.1.1.2. Mediciones……………………………………………..14

1.7.1.1.3. Limites…………………………………………..……..15 CAPÍTULO II 2. FUENTES PRODUCTORAS DE FLICKER

2.1. Hornos de arco eléctrico……………………………………………………16

2.1.1. Cálculo del Flicker en los hornos de arco eléctrico…………………16

2.1.2. Los límites ΔV10……………………………………………………..19

2.2. Equipos de soldadura……………………………………………………….21

2.2.1. Cálculo del Flicker en los equipos de soldadura…………………….21

2.3. Motores con cargas variantes……………………………………………….26

2.3.1. Caídas de voltaje debidas al arranque de motores…………………..26

2.3.2. Método aproximado para el cálculo de la caída de voltaje en motores…….……………………..……………………...30

2.4. Convertidores………………………………………………………………30

2.5. Otras fuentes de Flicker……………………………………………………31

CAPÍTULO III 3. MÉTODOS DE ATENUACIÓN DEL FLICKER Y METODOLOGÍA DEL FLICKERMETER.

3.1. Métodos de atenuación del Flicker……………………...…………………32

3.1.1. Selección del sistema de alumbrado………………………………...32

3.1.2. El uso de reguladores de voltaje…………………………………….32

3.1.3. Modificación de la fuente productora de Flicker……………………33

3.1.3.1. Modificación de la red………………………………………….33

3.1.3.2. La capacitancia en serie………………………………………...34

3.1.3.3. El reactor en serie………………………………………………34

3.1.3.4. Reactor shunt saturado………………………………………….35

3.1.3.5. Reactancia de desacoplamiento…………………………………36

3.1.3.6. El compensador asincrónico…………………………………….36

3.1.3.7. El compensador estático de potencia reactiva (CEV)……….....37

3.2. Límites de planificación…………………………………………………….40

3.2.1. Límites de planificación para redes de MT y AT……………………40

3.2.2. Límites de planificación para instalaciones en MT y/o AT………...41

3.3. Límites de Emisión…………………………………………………………42

3.3.1. Límites de emisión individuales para instalaciones en BT………….42

3.4. Metodología Flickermeter………………………………………………...42 CAPITULO IV 4. ANÁLISIS DE PROBLEMAS DE FLUCTUACIONES DE TENSIÓN EN LA EMPRESA ANDEC.

4.1. Introducción...................................................................................................45 4.2. Equipos de medición y localización de los puntos de medición...................45

4.2.1. Equipo de medición.............................................................................45

4.2.2. Localización de los puntos de medición..............................................46 CONCLUSIONES.....................................................................................................48 RECOMENDACIONES............................................................................................49 ANEXOS....................................................................................................................51 BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................63

INDICE DE FÍGURAS CAPÍTULO I Fig. 1.1. Límite de sensibilidad del ojo a las variaciones de iluminación

causadas por fluctuaciones de tensión, lámparas incandescentes……...…....2 Fig. 1.2. Variaciones de la tensión debido al efecto flicker…………………………..4

Fig. 1.3. Las variaciones de tensión, origen del flicker, se deben a variaciones de intensidad I que recorren la impedancia de la red…………..5

Fig. 1.4. La curva límite de la molestia del flicker...…...……….....…………………8 Fig. 1.5. Curva de Tolerancia IEEE 141…………………….…………...…...…......12 Fig. 1.6. Curva de Tolerancia IEEE 519.....................................................................13 CAPÍTULO II Fig. 2.1. Red de alimentación eléctrica del horno de arco..........................................17 Fig. 2.2. Red de reactancias de la red de alimentación del horno de arco referidas a una sola base..................................................18

Fig. 2.3. Cálculo de la variación de potencia reactiva máxima..................................20 Fig. 2.4. Red de alimentación de un equipo de soldadura..........................................23 Fig. 2.5. Red de reactancias de la red de alimentación del

equipo de soldadura en el punto A, referidas a una sola base......................24 Fig. 2.6. Red de reactancias de la red de alimentación del

equipo de soldadura en el punto B, referidas a una sola base......................25 Fig. 2.7. Representación de un motor como modelo de impedancia constate............27 Fig. 2.8. Representación de un motor como modelo de corriente constante..............28 CAPÍTULO III Fig. 3.1. Capacitancia serie en la red de alimentación................................................34 Fig. 3.2. Reactancia serie en la red de alimentación...................................................35 Fig. 3.3. Reactancia shunt saturada en la red de alimentación...................................35 Fig. 3.4. Reactancia de desacoplamiento en la red de alimentación...........................36 Fig. 3.5. Compensador asíncrono en la red de alimentación......................................37 Fig. 3.6. Compensador estático de potencia reactiva en la red de alimentación.........38 Fig. 3.7. Diagrama simplificado de un compensador estático de potencia reactiva...38 Fig. 3.8. Diagrama de bloques para el diseño de medidores de flicker......................44 CAPÍTULO IV Fig. 4.1. Gráfico del nivel de Pst................................................................................46 Fig. 4.2. Gráfico del nivel de Plt.................................................................................47

INDICE DE TABLAS Tabla 1.1. Límites y valores permitidos de flicker para una red eléctrica....................9 Tabla 1.2. Niveles individuales aceptables de flicker para AT, MT y BT.................10 Tabla 2.1. Codificación de los KVA/HP a rotor bloqueado.......................................26 Tabla 3.1. Algunas soluciones aplicables para atenuar el flicker...............................39 Tabla 3.2. Límites de planificación para sistemas de potencia en MT y AT..............41 Tabla 3.3. Límites de planificación para instalaciones en MT y/o AT.......................41 Tabla 3.4. Límites de emisión individual para instalaciones con P≥50KW en BT......42

1

CAPÍTULO I

1. EL FLICKER

1.1. DEFINICIÓN DEL FLICKER.

El flicker o parpadeo de la luz se define como “la impresión subjetiva de fluctuación

de la luminancia”, de acuerdo con la CEI-555-1 (Comisión de Electrotecnia

Internacional). Es un fenómeno de origen fisiológico, visual que se presenta en los

usuarios de lámparas alimentadas por una fuente común a los circuitos de

iluminación y también a algún tipo de carga.

El flicker produce cierta molestia en la vista de los seres humanos, que se manifiesta

principalmente en las lámparas que operan con baja tensión, sin embargo, las

llamadas fuentes perturbadoras, que producen el fenómeno de parpadeo, se pueden

encontrar conectadas en cualquier nivel de tensión.

El origen del flicker o parpadeo se encuentra en las fluctuaciones bruscas de la

tensión de la red y básicamente se consideran las fluctuaciones de amplitud menor al

10% y por periodos de tiempo inferiores a 1 hora.

Las frecuencias de variación para las que se considera flicker son de 0,05 hasta 35

Hz para una frecuencia de red de 50 Hz y tensión nominal de 230 V, y de 0,05 Hz

hasta 42 Hz en redes de 60 Hz y tensión nominal de 120 V.

Ambos rangos se han comprobado mediante la emisión de luz con lámparas

incandescentes de 60 W. La diferencia entre ellos reside en que los filamentos de las

lámparas incandescentes de distinta tensión no tienen igual constante de tiempo,

comportándose con distinta respuesta en frecuencia y obteniendo intensidades

diferentes frente a las mismas variaciones de tensión de red.

2

Principalmente el flicker es el resultado de fluctuaciones rápidas de amplitud

pequeña en la tensión de alimentación y que pueden ser provocadas principalmente

por:

1. La variación fluctuante de potencia que absorben cargas como: Máquinas

soldadoras eléctricas, hornos de arco eléctrico, motores eléctricos (arranque

principalmente), etc.

2. Energización o desenergización de motores eléctricos, bancos de capacitores,

etc.

1.1.1. LA SENSACIÓN DE MOLESTIA DEL FLICKER. La sensación de molestia es una función del cuadrado de la amplitud de la variación

de la tensión y de la duración de esta.

Estadísticamente la sensibilidad máxima del ojo se produce a una fluctuación de 8,8

Hz, tal que la variación periódica de tensión en 0,25% se percibe como parpadeo.

FIGURA 1.1. LÍMITE DE SENSIBILIDAD DEL OJO A LAS VARIACIONES DE ILUMINACIÓN CAUSADAS POR FLUCTUACIONES DE TENSIÓN, LÁMPARAS INCANDESCENTES.

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 103

3

1.1.2. LOS INCONVENIENTES DEL FLICKER. En general se puede establecer que las variaciones rápidas del voltaje, como es el

caso del flicker, no afectan al buen funcionamiento de los aparatos conectados a las

instalaciones eléctricas, siempre que los valores de estas variaciones sean inferiores a

los valores establecidos como límites. En orden decreciente de sensibilidad, se

pueden mencionar el efecto sobre los siguientes tipos de lámparas:

• Lámparas de vapor de mercurio.

• Lámparas incandescentes.

• Lámparas fluorescentes.

También se presenta un afecto sobre los televisores y las pantallas de las

computadoras.

1.2. VARIACIONES RÁPIDAS Y BRUSCAS DE TENSIÓN. Las variaciones rápidas de tensión son una de las causas que producen el flicker, se

deben principalmente a cargas o grupos de cargas, cuya utilización se caracteriza por

una constante variación de su demanda de potencia, como es el caso de los equipos

de soldadura de arco eléctrico, los hornos de arco eléctrico, etc.

Las variaciones bruscas de tensión son variaciones del tipo errático, que tienen

intervalos entre variaciones superiores a algunos segundos y que se deben

principalmente a la energización de cargas importantes, como son: el arranque de

motores, la conexión (o desconexión) de bancos de baterías para corrección del

factor de potencia o perfil de voltaje.

Las principales fuentes de estas fluctuaciones son equipos eléctricos cuyo

funcionamiento requiere de variaciones cíclicas de corriente, que al circular a través

de la impedancia del circuito (R, X), producen caídas de tensión ΔV, como se

muestra en la figura siguiente, en donde:

4

V = Tensión nominal de la red.

E = Tensión en vacío de la red.

ΔV = Caída de tensión = E – V.

P = Potencia activa de la carga, bajo el valor de tensión nominal.

Q = Potencia reactiva de la carga.

I = Corriente nominal de la carga.

Pcc = Potencia del cortocircuito en la red de alimentación.

R = Resistencia total de la red de alimentación.

X = Reactancia inductiva total de la red de alimentación.

FIGURA 1.2. VARIACIONES DE LA TENSIÓN DEBIDO AL EFECTO FLICKER. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 96

1. VARIACIÓN DE TENSIÓN (ΔV) EN LA FIGURA EXISTEN 7 VARIACIONES DE TENSIÓN. 2. DURACIÓN DE LA VARIACIÓN DE LA TENSIÓN. 3. CAÍDA DE TENSIÓN = E – V.

5

FIGURA 1.3. LAS VARIACIONES DE TENSIÓN, ORIGEN DEL FLICKER, SE DEBEN A VARIACIONES DE INTENSIDAD I QUE RECORREN LA IMPEDANCIA DE LA RED.


Del diagrama vectorial anterior:

ϕϕ XIsenRIVEV +=−=∆ cos

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 97 Las potencias activa y reactiva se pueden escribir como:

ϕcosVIP = ; VPI =ϕcos

ϕVIsenQ = ; VQIsen =ϕ

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 97 Sustituyendo en la ecuación para ΔV:

VXQRPV ⋅+⋅

=∆

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 97 Si se quiere expresar esta caída de tensión en por unidad:

2XQRP

VV

V⋅+⋅

=∆


6

En alta tensión, se puede despreciar la resistencia, comparando con el valor de la

reactancia y entonces la ecuación anterior queda como:

2XQ

VV

V⋅

=∆

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 98 Pero como se sabe, el valor de la potencia de cortocircuito en un punto específico de

la red es:

IVSCC ⋅= ; XVI =

XVSCC

2

= ; 21

VX

SCC

=

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 98 Por lo tanto, la ecuación anterior se puede expresar como:

CCSQ

VV=

∆

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 98 Es decir, en alta tensión la variación de potencia reactiva es preponderante y el valor

que se debe controlar, en tanto, que en las instalaciones en baja tensión el valor de R

no es despreciable y entonces se debe actuar tanto sobre la potencia activa P como la

reactiva Q.

1.3. LA MEDICIÓN Y CUANTIFICACIÓN DEL FLICKER.

La medición y la cuantificación del fenómeno del flicker, resulta un aspecto

complejo ya que se hacen intervenir en forma simultánea factores técnicos,

fisiológicos y psicológicos, por esta razón, se han llevado a cabo estudios en distintos

7

países, cuyo objetivo es cuantificar el flicker y medir la sensación de molestia en las

personas. Las distintas etapas que han permitido estudiar el flicker y que actualmente

sea un fenómeno conocido, son las siguientes:

• El análisis experimental de la molestia notada por las personas cuando está

sometido a un flicker debido a las variaciones de tensión.

• Cuantificación del flicker y la definición de las unidades de medida: flicker

instantáneo y dosis de flicker.

• Desarrollo del flickermetro o aparato de medida del flicker.

• Análisis estadístico de las mediciones.

• Introducción a los parámetros que definen la molestia del flicker: Pst (corto

plazo) y Plt (largo plazo).

1.4. ÍNDICES DE SEVERIDAD DEL FLICKER (Pst, Plt).

Según la norma CEI-868, la severidad del flicker se puede expresar en función de

dos parámetros: El Pst (corta duración) y el Plt (larga duración).

Tanto el Pst y el Plt son unidades de medida del flicker y no tienen dimensiones.

1.4.1. DEFINICIÓN DEL Pst.

El valor del Pst se calcula con un algoritmo multipunto, que usa 5 puntos

denominados P 1.0 , P1 , P 3 , P10 y P 50 , leídos de la curva de probabilidad

acumulativa, el valor Plt se obtiene a partir de varios valores de Pst. El Pst se evalúa

sobre un periodo de 10 minutos y el Plt se calcula para 12 valores del Pst en un

periodo de 2 horas.

[ ] 2/15050101033111.01.0 PKPKPKPKPKPst ++++=


8

Donde:

Pn = Nivel de las curvas de probabilidad acumuladas que tienen una

probabilidad n% de ser superadas.

Kn = Coeficiente de ponderación dados en la Norma CEI-868.

La severidad de corta duración de un flicker definida en la norma CEI-868-0 está

expresada de acuerdo con la ecuación:

[ ] 2/1

5010311.0 08.028.00657.00525.00314.0 PPPPPPst ⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=


Donde:

1.0P = Nivel superado solo durante 0.1% del periodo de observación.

1P = Nivel superado solo 1% del periodo de observación.

FIGURA 1.4. CURVA LÍMITE DE LA MOLESTIA DEL FLICKER.


9

1.4.2. DEFINICIÓN DEL Plt.

La severidad de un flicker de larga duración Plt se deduce de los valores de los Pst a

partir de la fórmula:

3 1

3

N

PstPlt

N

ii∑

==


Donde:

Pst i (i=1, 2, 3,…) son los valores consecutivos obtenidos de Pst.

El Plt se debe calcular a partir de los valores del Pst con una duración representativa

para que un observador pueda ser sensible al flicker y normalmente es 2 horas, el

orden de magnitud del límite tolerable es Plt = 0.74.

La calidad del servicio de energía eléctrica con relación al flicker se expresa, de

acuerdo con las normas Europeas CEI-868, CEI-1000-2-2, en donde se fijan

formalmente los límites de compatibilidad, que se asignan a los tres niveles de

tensión: baja tensión, media tensión y alta tensión, y para cada caso hay niveles de

flicker aceptables en una red eléctrica.

LÍMITES ACEPTABLES

DE FLICKER NIVELES DE COMPATIBILIDAD

PARA PLANIFICACIÓN

BT MT AT Pst Plt

1.00 0.74

1.00 0.74

0.79 0.58

TABLA 1.1. LÍMITES Y VALORES PERMITIDOS DE FLICKER PARA UNA RED ELÉCTRICA.


10

El flicker dado por sus límites en la tabla anterior, se refiere a una red eléctrica, sea

de baja, media o alta tensión; sin embargo, existe la posibilidad de que un cliente

industrial que se conecte al sistema, incorpore una carga perturbadora, entonces se

deben tomar en consideración las siguientes características:

• La potencia de la fuente perturbadora.

• La potencia de cortocircuito en el punto de conexión.

• La presencia de otras fuentes de perturbación en la red asociada a la fuente.

• El número de usuarios ó clientes que son susceptibles de ser molestados.

• El desarrollo futuro de la red.

De acuerdo con las recomendaciones de la CIGRE (Consejo Internacional de las

Grandes Redes Eléctricas), se sugiere el siguiente método de diagnóstico:

• Duración de la medición: 1 semana.

• Valor de Pst: Calculado cada 10 min.

• Valor del Plt: Calculado cada 2 horas.

Los niveles de emisión de flicker individuales aceptables, en alta tensión, media

tensión y baja tensión, se indican a continuación:

NIVELES DE FLICKER INDIVIDUALES ACEPTABLES EN

AT, MT y BT

Pst Plt

0.35 0.25

TABLA 1.2. NIVELES INDIVIDUALES ACEPTABLES DE FLICKER PARA AT, MT y BT.


1.5. MÉTODO ANALÍTICO DE LA EVALUACIÓN DEL FLICKER.

Este método se usa por lo general en aquellos casos en que se tienen perturbaciones

que son repetitivas, incluye un coeficiente que depende de la forma de la tensión. El

valor del Pst se puede calcular a partir de la expresión:

11

RrFPst ⋅⋅⋅∆= 31.0365.0


Donde:

Δ = Variación relativa de la tensión en %.

r = Tasa de repetición de la variación de la tensión (1/min).

R = Coeficiente que depende de la tasa o índice de repetición.

R = 1 para r ≤ 1000 y se hace muy pequeña para r > 1000.

F = Factor de equivalencia que depende de la forma de fluctuación de la

tensión F = 1 para las fluctuaciones bruscas: escalones, o bien ondas

cuadradas y 0.9 < F < 1 para fluctuaciones suaves como senoides y rampas.

1.6. CURVAS DE TOLERANCIA.

Por muchos años, IEEE (recomendaciones IEEE 141 y IEEE 519) ha publicado

curvas que recomiendan límites para las fluctuaciones de tensión, e indican la

magnitud de variación de tensión aceptable y frecuencia de la ocurrencia para

bombillos incandescentes de 60 W, 120 V. Estas curvas están basadas en las pruebas

con basamento estadístico a diferentes personas, para determinar el borde de

irritabilidad de la visión y han sido utilizadas ampliamente por las empresas de

servicio eléctrico.

El advenimiento del uso de equipos de electrónica de potencia. Ha contribuido a la

presencia de complejas fluctuaciones de voltaje que no son fácilmente tratadas por la

IEEE 141 y por la IEEE 519. Por esta razón la IEEE a trabajado en cooperación con

la IUE (International Union for Electroheat) y la IEC (International Electrotechnical

Commission) para mejorar los estándares existentes.

12

1.6.1. CURVA DE TOLERANCIA (IEEE 141).

La curva indicada a continuación muestra los límites aceptables de flicker, en base a

la magnitud de la variación de tensión y la frecuencia de la ocurrencia del mismo. La

curva inferior, muestra la frontera a partir de la cual el ser humano comienza a

detectar el flicker. La curva superior indica la frontera a partir de la cual el ser

humano comienza a ser perturbado por el flicker. Por ejemplo observando las curvas,

para 10 perturbaciones por hora, el flicker es detectado desde fluctuaciones de

tensión del 1%, mientras que si estas fluctuaciones alcanzan el 3% el flicker

comienza a perturbar (molestar) al ser humano. Para la curva de tolerancia

presentada a continuación, la razón o requerimiento de iluminación debe ser

considerado. La iluminación requerida en espacios cerrados de trabajo requiere

límites de flicker cercanos a la curva de visibilidad (curva inferior), mientras que

para el uso de iluminación de áreas en general, los límites del flicker deben estar

cercanos a la curva de irritabilidad (curva superior). Cuando ocurre el flicker que

causa irritabilidad (perturbación), la carga que causa el flicker debe ser reducida o

eliminada, o la capacidad del sistema suplidor de electricidad debe ser mejorada. En

sistemas industriales, las cargas que originan el flicker deben ser segregadas a

transformadores y alimentadores exclusivos que no alimentan a cargas o equipos

sensibles al flicker.

FIGURA 1.5. CURVA DE TOLERANCIA IEE 141.

13

1.6.2. CURVA DE TOLERANCIA (IEEE 519).

La recomendación IEEE 519 presenta una categorización del grado de

susceptibilidad en base al tipo de carga presente. La siguiente tabla es derivada de

estudios empíricos hechos de diversas fuentes, sobre la base del uso de lámparas

incandescentes de 60 W.

FIGURA 1.6. CURVA DE TOLERANCIA IEE 519.

1.7. PERTURBACIONES.

Las perturbaciones al voltaje son varias, entre las que se tienen; parpadeo, armónicos,

interarmónicos, sag, swell y etc. Pero las regulaciones en general han sido escogidos

los dos problemas principales, estos son: armónico y parpadeo.

1.7.1. CONELEC (Ecuador).

A continuación se describe la parte de la regulación del producto que se refiere a las

perturbaciones, dentro del cual estudiaremos el efecto del flicker:

14

1.7.1.1. PARPADEO (FLICKER).

1.7.1.1.1. ÍNDICE DE CALIDAD.

Para efectos de la evaluación de la calidad, en cuanto al flicker, se considerará el

Índice de Severidad por Flicker de Corta Duración (Pst), en intervalos de medición

de 10 minutos, definido de acuerdo a las normas IEC; mismo que es determinado

mediante la siguiente expresión:

[ ] 2/15050101033111.01.0 PKPKPKPKPKPst ++++=

REGULACIÓN No. CONELEC – 004 / 01

Donde:

Pst: Índice de severidad de flicker de corta duración.

P0.1, P1,P3,P10,P50: Niveles de efecto “flicker” que se sobrepasan durante el 0.1%,

1%, 3%, 10%, 50% del tiempo total del periodo de observación.

1.7.1.1.2. MEDICIONES.

El Distribuidor deberá realizar mensualmente lo siguiente:

1. Un registro en cada uno de los puntos de medición, en un número equivalente al

0,15% de los transformadores de distribución, en los bornes de bajo voltaje, no

menos de 5.

2. Para la selección de los puntos se considerarán los niveles de voltaje, el tipo de

zona (urbana, rural), y la topología de la red, a fin de que las mediciones sean

representativas de todo el sistema. Una vez realizada la selección de los puntos,

la Empresa Distribuidora debe notificar al CONELEC, por lo menos 2 meses

antes de efectuar las mediciones.

15

3. Simultáneamente con este registro se deberá medir la energía entregada a efectos

de conocer la que resulta suministrada en malas condiciones de calidad.

4. Para cada mes, el registro en cada punto de medición se efectuará durante un

período no inferior a 7 días continuos, en intervalos de medición de 10 minutos.

Las mediciones se deben realizar con un medidor de efecto “Flicker” para intervalos

de 10 minutos y de acuerdo a los procedimientos especificados en la norma IEC

60868.

Con la finalidad de ubicar de una manera más eficiente los medidores de flicker, se

efectuarán mediciones de monitoreo de flicker, de manera simultánea con las

mediciones de voltaje indicadas anteriormente; por lo que los medidores de voltaje

deberán estar equipados para realizar tales mediciones de monitoreo.

1.7.1.1.3. LÍMITES.

El índice de severidad del Flicker Pst en el punto de medición respectivo, no debe

superar la unidad. Se considera el límite Pst = 1 como el tope de irritabilidad

asociado a la fluctuación máxima de luminancia que puede soportar sin molestia el

ojo humano en una muestra específica de población.

Se considerará que el suministro de electricidad no cumple con el límite admisible

arriba señalado, en cada punto de medición, si las perturbaciones se encuentran fuera

del rango de tolerancia establecido en este numeral, por un tiempo superior al 5 %

del período de medición de 7 días continuos.

1

CAPÍTULO II

2. FUENTES PRODUCTORAS DE FLICKER.

2.1. HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO.

De hecho, se podría afirmar que el horno de arco es el principal generador del flicker,

ya que funcionando normalmente provoca fluctuaciones de voltaje que son más

severas en la medida que es más elevada la potencia del horno. Para su instalación, se

recomienda una parte de la red eléctrica que tenga una potencia de cortocircuito

elevada.

2.1.1. CÁLCULO DEL FLICKER EN LOS HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO.

Como se ha mencionado antes, uno de los elementos que mayor alteración produce a

la onda de voltaje, es el horno de arco eléctrico, que se usa comúnmente en la

industria siderúrgica. El método analítico para determinar el efecto del flicker, es el

de evaluar el valor de Pst para un horno de corriente alterna, de acuerdo con la

fórmula experimental:

BTCHTRS

SKstPst

svcccn

ccf /1⋅⋅=


Donde:

Kst = Coeficiente experimental cuyo valor se encuentra entre 45 y 85 con un

valor medio igual a 61 y un valor aconsejable de 75.

Sccf = Potencia de cortocircuito del horno con los electrodos dentro del baño.

Sccn = Potencia de cortocircuito de la red de alimentación en el punto común de

conexión.

2

Rsvc = Factor de reducción que aporta un compensador estático de potencia

reactiva.

CHT/BT = Coeficiente de atenuación para la transmisión del flicker de la red de

alta tensión a la red de baja tensión (su valor se encuentra entre 0.5 y

1.0).

Ejemplo

Cálculo del flicker en la alimentación de un horno de arco y de la red de

alimentación, cuyos datos se dan a continuación.

FIGURA 2.1. RED DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA DEL HORNO DE ARCO

LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 113 Solución

Se calculan los valores para todas las reactancias del sistema expresadas en ohms.

Para la red de alimentación:

( )

Ω=== 618.95500230 22

CCsist MVA

KVX

3

Para el transformador reductor de 80 MVA:

( )Ω=

×=

×= 125.66

80000230100010.01000 22

transfputransf KVA

KVXX

Resistencia en serie:

En este caso se indica un valor de cero. Ω= 0SX

Reactancia del transformador del horno:

( )

Ω=×

=×

= 125.6660000

2301000075.01000 22

KVAKVXX putrf

Reactancia de las conexiones en baja tensión del horno:

En este caso, se da como dato los cables de potencia para la conexión, una reactancia

de Ω= 003.0CSX referida al voltaje de 230 kV.

Ω=×

= 13.282003.0

750230000 2

CSX

La reactancia total del punto de alimentación al horno es:

FIGURA 2.2. RED DE REACTANCIAS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DEL HORNO DE ARCO REFERIDAS A UNA SOLA BASE.


4

La reactancia total es:

Ω=++++= 42413.282125.660125.66618.9tX

FACTOR DE POTENCIA DEL HORNO.

El valor del factor de potencia del horno lo proporciona el fabricante para los

distintos puntos de operación, pero un valor normalmente empleado para calcular el

nivel de flicker es:

cos fϕ 75.0=

CÁLCULO DEL VALOR DE Pst.

El valor de Pst es:

cc

ccf

SS

KstPst =

Donde el cortocircuito al nivel del horno es:

( ) MVA

XV

St

refccf 125

424230000 22

≅==

Para calcular el nivel de flicker Pst, se puede adoptar un valor de 75=Kst , con

5500=Scc MVA (red de alimentación).

70.1550012575 =

×=Pst

2.1.2. LOS LÍMITES ΔV10.

Otra forma de evaluar la molestia producida por el flicker, es por medio del cálculo

del valor del llamado límite ΔV10, medido durante 1 minuto, se define como ΔV10S

con los siguientes límites:

5

Umbral de percepción

%32.010 =∆ SV Umbral de molestia

%45.010 =∆ SV

Para esta evaluación, se debe calcular la variación máxima de la potencia reactiva

(ΔQmáx) y que se hace entre dos puntos del funcionamiento importante del horno:

El primer punto corresponde al funcionamiento normal con fϕcos y un

consumo de energía reactiva ffn senSQ ϕ⋅= .

El segundo punto corresponde al horno en cortocircuito, con un valor de

potencia reactiva máxima, es decir, de acuerdo con la figura siguiente, por lo

tanto: ccfccf SQ = .

El nivel de ΔV10 viene dado por la ecuación:

1006.3

110 ×

∆⋅=∆

ccn

máx

SQ

V


FIGURA 2.3. CÁLCULO DE LA VARIACIÓN DE POTENCIA RECTIVA MÁXIMA. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 116

6

máxQ∆ = ccfS - nQ

= ccfS - ( ϕsenS f ⋅ )

= ccfS [1 – ( ϕsen )²]

= ccfS - ( ϕcos )²

= ccfS - ( fϕcos )² = 70.18 MVAr.

Para el ejemplo anterior, tomando como referencia el punto común de conexión

(Pcc).

1005500

18.706.3

11006.3

110 ×⋅=×

∆⋅=∆

MVAMVAr

SQV

ccn

máx

%35.010 =∆V

2.2. EQUIPOS DE SOLDADURA.

La soldadura de arco eléctrico de baja potencia, por sí mismas no son muy molestas,

excepto que su utilización sea intensiva, pero si resultan cuando se usan por ciclos

repetitivos a frecuencias comprendidas entre 0.1 y 1 Hz, produciendo también

oscilaciones bruscas de potencia.

2.2.1. CÁLCULO DEL FLICKER EN LOS EQUIPOS DE SOLDADURA.

Soldadura por resistencia: Las características de las variaciones bruscas producidas por estas máquinas se

pueden calcular a partir de los valores proporcionados con el medidor de flicker; los

valores medidos (amplitud-frecuencia) se comparan con la curva de referencia de la

CEI.

El valor considerado como aceptable es ΔV ≤ 5% y r ≤ 8.7 soldaduras / hora, o bien r

≤ 0.15/minuto. Las caídas de tensión en forma aproximada se pueden calcular como:

7

Para máquinas trifásicas

( ) ( )ϕϕ senXRVSVV máxN ⋅+⋅∗=∆ cos// 2


Para máquinas bifásicas

( ) ( ) ( )[ ]°±⋅+°±⋅∗=∆ 3030cos// 2 ϕϕ senXRVSVV máxN


Para máquinas monofásicas

( ) ( )ϕϕ senXRVSVV máxN ⋅⋅−⋅∗⋅=∆ 1cos/3/ 2


Donde: ΔV = Caída de tensión en el punto de conexión (Pcc).

V N = Tensión nominal.

S máx = Potencia máxima de soldadura.

R + jX = Impedancia de la red en el punto de conexión.

Cos φ = Factor de potencia del equipo de soldadura.

Ejemplo

Calcular el flicker producido por un equipo de soldadura trifásico alimentado por una

red, cuyas características se muestran en la siguiente figura, cuyos datos del cable de

potencia son:

mllongitud 40==

240=Sección ,2mm cobre

:aresistenci 75=Cr Kmm /Ω

reactancia :inductiva 1.0=CX mm /Ω

8

FIGURA 2.4. RED DE ALIMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE SOLDADURA.. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 108

Solución Lo primero que se debe calcular son los valores de las impedancias expresadas en

ohms o miliohms.

Red de alimentación: La reactancia se obtiene como:

( )Ω=== m

MVAKVX sist 58.2

75440.0 22

La resistencia de la red de alimentación se puede obtener con la expresión:

Ω=×== mXR sistsist 258.058.21.01.0

Transformador principal de 1000 KVA: La reactancia:

( )Ω=

×=

×= m

KVAKVXX putransf 6.11

100044.0100006.01000 22

9

La resistencia del transformador se obtiene:

( )Ω=×=×= mP

KVAVR cu

t 516.2100

3.11000440

100

22

Cable de potencia: De datos de la tabla, el cable tiene una resistencia de 75 mΩ/Km y una reactancia

inductiva de 0.1 Ω/m.

Ω=×Ω

= mm

mmRC 0.31000

4075

1.0=CX Ω=×Ω mmmm 0.440/

Para evaluar el flicker se calcula la impedancia equivalente en el punto considerado,

para el punto A.

La resistencia y reactancia en el punto A:

Ω=+= mRA 774.2516.2258.0

Ω=+= mX A 18.146.1158.2

Punto A

FIGURA 2.5. RED DE REACTANCIAS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DEL EQUIPO DE SOLDADURA EN EL PUNTO A, REFERIDAS A UNA SOLA BASE.


10

La variación del voltaje para alimentación trifásica:

2QXPR100

VV

Vn⋅+⋅

×=∆

( ) ( )

( )%10.1

42012018.14902.774100

VV

2 =×+×

×=∆

De la curva límite de la molestia del flicker entrando con %10.1=∆VV el número de

soldaduras por minuto es 15.

Ω= mRB 774.5 Ω= mX B 18.18 La variación del voltaje con alimentación trifásica es:

2QXPR100

VV

Vn⋅+⋅

×=∆

( ) ( )

( )%53.1

42012018.18905.774100

VV

2 =×+×

×=∆

Punto B

FIGURA 2.6. RED DE REACTANCIAS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DEL EQUIPO DE SOLDADURA EN EL PUNTO B, REFERIDAS A UNA SOLA BASE.


11

Que de la curva límite corresponde a:

2 soldaduras / minuto

2.3. MOTORES CON CARGAS VARIANTES. Los motores eléctricos de gran potencia, los grupos de motores con arranques y paros

frecuentes, o bien con carga variable, como es el caso de los accionamientos de

trenes de laminación, también los motores que accionan cargas con par resistente

alterno, tal es el caso de los compresores, son susceptibles de producir flicker.

2.3.1. CAÍDAS DE VOLTAJE DEBIDAS AL ARRANQUE DE MOTORES.

Se debe poner especial consideración al problema del flicker que se presenta en un

sistema eléctrico. Debido al arranque de grandes motores eléctricos. Como se sabe,

los KVA a rotor bloqueado, durante el arranque, son varias veces el valor de los

KVA a plena carga, este valor grande en la corriente de inserción produce

depresiones de voltaje (dip) momentáneas en la medida que el motor se aproxima a

su velocidad nominal.

LETRA DE CÓDIGO KVA / HP LETRA DE CÓDIGO KVA / HP

A B C D E F G H J K

0.0 – 3.15 3.15 – 3.55 3.55 – 4.0 4.0 – 4.5 4.5 – 5.0 5.0 – 5.6 5.6 – 6.3 6.3 – 7.1 7.1 – 8.0 8.0 – 9.0

L M N P R S T U V

9.0 – 10.0

10.0 – 11.2 11.2 – 12.5 12.5 – 14.0 14.0 – 16.0 16.0 – 18.0 18.0 – 22.0 22.0 – 22.4

22.4 - Mayor

TABLA 2.1. CODIFICACIÓN DE LOS KVA/HP A ROTOR BLOQUEADO.


12

La caída de voltaje es especialmente grande cuando el arranque de grandes motores

es aplicado a sistemas que tienen una impedancia de fuente de alimentación que sea

relativamente alta.

La caída de voltaje puede ser lo suficientemente severa como para producir que

salgan el control y las bobinas de arranque del motor, producir flicker en televisores

y monitores de computadoras, y algunos otros problemas. Se han usado distintos

métodos para determinar la magnitud de las caídas de voltaje debidas al arranque del

motor.

El motor se puede representar como una carga de impedancia constante durante el

arranque y entonces el voltaje en cualquier punto del sistema se puede calcular

aplicando la regla simple del divisor de voltaje al circuito equivalente.

FIGURA 2.7. REPRESENTACIÓN DE UN MOTOR COMO MODELO DE IMPEDANCIA CONSTANTE.


Un método más común, consiste en representar al motor como una carga de

corriente constante durante el arranque, como se muestra en la figura, entonces se

aplica el método similar al cálculo de caída de voltaje en redes de distribución.

13

FIGURA 2.8. REPRESENTACIÓN DE UN MOTOR COMO MODELO DE CORRIENTE CONSTANTE.


Ejemplo Se tiene un motor trifásico de inducción de 50HP, 440V con letra código G. el motor

se arranca a voltaje pleno de un sistema de 480V entre fases y 277V al neutro,

conectado en estrella y con una impedancia equivalente Zs = 0.01 + j0.02 Ω/fase. Si

se supone un factor de potencia a rotor bloqueado de 35% atrasado, calcular el

porcentaje de caída de voltaje durante el arranque, (a) usando el modelo de

impedancia constante y (b) usando el modelo de corriente constante.

Solución a) Para la letra de código G, los KVA/HP a rotor bloqueado están entre 5.6 y

6.3, el peor caso de caída de voltaje correspondería al valor de 6.3, de manera que los

KVA durante el arranque son:

KVAHPHPKVAKVArb 31350/3.6 =×=

La corriente a rotor bloqueado es entonces:

AIrb 34.41344031000315

=××

=

Los valores de potencia activa y reactiva durante el arranque son:

14

KWSPc 25.11035.0315cos3 =×=⋅= ϕφφ

( ) 2/1233 cos1 ϕϕ φφφ −=⋅= SsenSQc

( ) KVARQc 1.29535.01315 2/12 =−=φ Los valores de resistencia y reactancia para el modelo de representación como

impedancia constante son:

φφ RIP 213 3=

( )Ω=

××

== 215.034.4133100025.110

3 221

3

IP

R φφ

φφ XIQ 213 3=

( )Ω=

××

== 576.034.4133

10001.2953 22

1

3

IQ

X φφ

La impedancia total serie es:

( ) ( ) [ ]Ω°∠=+++=+= 3.69637.0576.0215.002.001.0 jjZZZ MST

El voltaje en los terminales del motor es:

( )T

NM Z

jXRVV φφ +=

°∠+

°∠=31.69637.0756.0215.00277 jVM

[ ]VVM °∠= 22.035.267

El porcentaje de caída de voltaje es:

%48.3100277

35.267277% =×−

=caídaV

15

b) Usando la representación de fuente de corriente constante:

La corriente del motor es:

25.1101.295tan34.413tan 1

3

31 −− ∠=∠=φ

φθP

II rbM

[ ]AIM °−∠= 51.6934.413

El voltaje en los terminales del motor, en el extremo receptor es:

%31.3100277

81.267277% =×−

=caídaV

2.3.2. MÉTODO APROXIMADO PARA EL CÁLCULO DE LA CAÍDA DE VOLTAJE EN MOTORES.

En ciertos casos, se puede desconocer el factor de potencia del motor a rotor

bloqueado y entonces es posible calcular la caída de voltaje suponiendo que esta

caída de voltaje está en fase con la fuente de voltaje, para el ejemplo anterior, la

magnitud de la caída de voltaje IZ a través de la impedancia de la fuente, se calcula

como:

( ) [ ]VjZIV srb 24.902.001.034.413 =+×=×=∆

La correspondiente caída de voltaje porcentual es:

%33.3100277

24.9100% =×=×∆

=∆VVVcaída

Que como se observa, es un valor muy cercano al calculado previamente. 2.4. CONVERTIDORES. Estos también se conocen como reguladores de potencia con tiristores y se usan

como elementos de control en los motores eléctricos, y como están dentro o

encendidos durante periodos enteros y los tiempos de conducción son muy breves y

16

se repiten a una frecuencia de algunos Hertz, lo que hace que sean generadores de

flicker.

2.5. OTRAS FUENTES DEL FLICKER.

Existen otras fuentes productoras del flicker, además de aquellas ya mencionadas y

en que algunas resultan ser las más severas, estas otras fuentes son:

El mal funcionamiento del alumbrado

Las fluctuaciones o variaciones en el flujo luminoso, pueden también tener su origen

en un mal funcionamiento del sistema de iluminación, este, de hecho, resulta la

primer causa que se debe investigar cuando se tiene un problema potencial de flicker.

Tubos con balastro magnético Cuando las lámparas se aproximan al final de su vida útil, normalmente producen un

fenómeno de parpadeo.

Tubos con balastro electrónico Tienen un mejor comportamiento que los magnéticos, ya que normalmente son

insensibles a las variaciones de tensión de alimentación, y por lo tanto, no son un

elemento importante e producción de flicker.

1

CAPÍTULO III

3. MÉTODOS DE ATENUACIÓN DEL FLICKER Y METODOLOGÍA DEL FLICKERMETER.

3.1. MÉTODOS DE ATENUACIÓN DEL FLICKER.

Para eliminar o atenuar el efecto del flicker en los sistemas eléctricos, se pueden

adoptar distintos tipos de soluciones, que van desde la más simple hasta otras

relativamente complejas, esto depende principalmente del tipo y tamaño de la

instalación.

3.1.1 SELECCIÓN DEL SISTEMA DE ALUMBRADO.

Debido a que existen algunas fuentes luminosas sensibles al flicker, la solución

básica y primera a considerar, es elegir correctamente estas fuentes.

Así por ejemplo, las lámparas fluorescentes son dos a tres veces más sensibles que

las incandescentes a las variaciones de tensión. En el caso de las lámparas

fluorescentes se han desarrollado las llamadas balastras electrónicas que no son sino

alimentaciones de alta frecuencia (mayores de 20 KHz), con esto se reduce las

dimensiones de la lámpara, pero también, eventualmente se inyectan armónicas al

sistema.

3.1.2. EL USO DE REGULADORES DE VOLTAJE. Cuando el problema del flicker se limita a un grupo de usuarios bien identificado,

entonces el uso de un regulador de tensión permite limpiar la línea de

alimentación, este tipo de solución solo es local.

2

3.1.3. MODIFICACIÓN DE LA FUENTE PRODUCTORA DEL FLICKER.

En algunas ocasiones, el flicker se puede modificar cambiando el ciclo de

funcionamiento de la fuente que lo produce, por ejemplo, cambiando el ritmo de

soldadura en una soldadura, en el caso de un horno eléctrico, modificando la rapidez

de llenado, en el caso del arranque de motores, se pueden adoptar métodos de

arranque que reduzcan la sobrecorriente.

3.1.3.1. MODIFICACIÓN DE LA RED.

Cada red eléctrica en un estudio puede tener una estructura distinta, y por lo tanto, no

hay una solución única, pero en general se pueden considerar dos métodos:

1. Aislar las cargas perturbadoras de los circuitos de alimentación.

2. Aumentar la potencia de cortocircuito de la red, disminuyendo su impedancia

en el punto común de conexión (Pcc).

Estas son las soluciones deseables, que se deben aplicar siempre que sea viable. Para

esto es posible aplicar distintos esquemas como los siguientes:

La conexión de los circuitos de iluminación lo más cerca posible de la fuente

de alimentación (en algunos casos es la subestación de la instalación).

Aumentar la potencia del transformador común, manteniendo el valor de la

impedancia constante.

Disminución de la impedancia (Z%) del transformador común, manteniendo

la potencia constante.

Conexión en paralelo de otros transformadores.

Aumento del calibre (sección) de los conductores en baja tensión.

3

Conexión de la carga perturbadora a una red o sistema que opere a tensión

más elevada.

Alimentación de la carga por un transformador independiente.

3.1.3.2. LA CAPACITANCIA EN SERIE.

Si se produce una capacitancia en serie con la red del lado de la alimentación del

punto común de conexión (Pcc) a la carga que produce perturbación y de los

circuitos de la instalación que son sensibles al flicker, en ciertos casos es posible

reducir las fluctuaciones a la mitad, con esto se logra una producción de energía

reactiva, pero tiene un inconveniente en la parte alimentada del lado de carga.

FIGURA 3.1. CAPACITANCIA SERIE EN LA RED DE ALIMENTACIÓN.


3.1.3.3. EL REACTOR EN SERIE.

Esta solución se aplica en combinación con los hornos de arco y tiene la posibilidad

de reducir en un 30% el índice del flicker, este reactor se conecta en serie con la

alimentación en alta tensión del horno hacia el lado de la carga con relación al punto

común de conexión (Pcc), aunque se puede incluir en el transformador del horno,

debe incorporar la posibilidad de que se ponga en cortocircuito.

4

Su principal efecto está en la reducción de la potencia de cortocircuito que demanda

el horno, además permite estabilizar el arco del horno, de manera que las variaciones

de voltaje son menos bruscas, reduciendo también el funcionamiento aleatorio del

arco eléctrico. La influencia del reactor se puede estimar por la modificación de la

reactancia Xf ó la potencia del cortocircuito Sccf. El inconveniente es que se aumenta

el consumo de potencia reactiva.

FIGURA 3.2. REACTANCIA SERIE EN LA RED DE ALIMENTACIÓN. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 126

3.1.3.4. REACTOR SHUNT SATURADO.

Este reactor está conectado lo más cerca posible de la fuente productora de flicker y

puede reducir hasta en una capacidad de 10 las fluctuaciones superiores al valor de la

tensión nominal, tienen el inconveniente de producir corriente reactiva, producen

también armónicas y su costo puede resultar elevado.

FIGURA 3.3. REACTANCIA SHUNT SATURADA EN LA RED DE ALIMENTACIÓN. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 126

5

3.1.3.5. REACTANCIA DE DESACOPLAMIENTO.

Con este procedimiento, en forma similar a la reactancia shunt saturada, se pueden

reducir las fluctuaciones hasta por un factor de 10, pero para que se aplique requiere

de una configuración adecuada de la red, se inserta una impedancia en la

alimentación de la carga perturbadora y en el circuito hacia el lado de la carga, en su

punto de conexión.

La caída de tensión en los terminales de esta reactancia se invierte y por medio de un

transformador se suma a la tensión del alimentador que no se debe perturbar, hacia el

lado de la fuente no hay atenuación.

FIGURA 3.4. REACTANCIA DE DESACOPLAMIENTO EN LA RED DE ALIMENTACIÓN. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 127

3.1.3.6. EL COMPENSADOR ASÍNCRONO.

Por medio de esta solución, se puede obtener una reducción en las fluctuaciones del 2

al 10%, y usando sistemas modernos de control electrónico se han llegado a reducir

hasta en un 30%. En la actualidad, los compensadores asíncronos se han

reemplazado por los compensadores estáticos de potencia reactiva (CEV).

6

FIGURA 3.5. COMPENSADOR ASÍNCRONO EN LA RED DE ALIMENTACIÓN.


3.1.3.7. EL COMPENSADOR ESTÁTICO DE POTENCIA REACTIVA (CEV).

Este tipo de sistema permite compensar en forma automática la potencia reactiva. El

flicker se puede reducir entre un 25% y un 50%. La siguiente fórmula da un valor

estimado del coeficiente de reducción del flicker que se obtiene de un CEV.

f

CEVCEV S

SR 75.01+=


Donde:

CEVR = Factor de reducción del Pst.

CEVS = Potencia del compensador (VAR).

fS = Potencia del horno (VA).

El esquema de principio de un CEV se muestra en la siguiente figura:

7

FIGURA 3.6. COMPENSADOR ESTÁTICO DE POTENCIA REACTIVA EN LA RED DE

ALIMENTACIÓN. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 128

Este tipo de compensación fase por fase es de un interés elevado para las

instalaciones con horno de arco, que tienen regímenes de operación básicamente

desequilibrados.

FIGURA 3.7. DIAGRAMA SIMPLIFICADO DE UN COMPENSADOR ESTÁTICO DE POTENCIA REACTIVA (VAR).


8

En la siguiente tabla, se da un régimen de algunos problemas de flicker y sus

posibles soluciones.

SOLUCIONES CARGAS FLUCTUANTES

ARRANQUE DE MOTOR

MOTOR CON CARGA FLUCTUANTE

HORNO DE ARCO

EQUIPO DE SOLDADURA

Modificación del perturbador + c - + B + b Volante de inercia - + a - - Conversor rotativo + c + c + B + c Modificación de la red + b + b + A + b Capacidad serie + b + b + C + b Reactancia serie - - + A - Reactancia shunt saturada - - + C + c Reactancia de desacoplamiento c + c + c + b + Compensador síncrono + c + c + A + b Compensador de fase - - + C + b Compensador estático + b + b + A + b

- : técnicamente inadecuado + : técnicamente posible

a : frecuentemente económico b : quizás rentable c : pocas veces rentable

TABLA 3.1. ALGUNAS SOLUCIONES APLICABLES PARA ATENUAR EL FLICKER. LA CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS, ENRÍQUEZ HARPER. PAG. 129

Ejemplo Para el ejemplo anterior del horno de arco eléctrico con una potencia de 60 MVA a

30 KV, una potencia de cortocircuito de 125 MVA, calcular la potencia requerida

para el CEV.

Solución El nivel de flicker está dado por la ecuación:

ccn

ccf

SS

KstPst =


Tomando: Kst = 75 y si el nivel de cortocircuito en la red de alimentación es

9

ccnS = 5500 MVA y ccfS = 125 MVA

70.1550012575 =×=Pst

La potencia del CEV se calcula como

( )75.0

1 fpstCEV

SRQ −=

refpst Pst

PstR =

El valor Pst = 1.0

7.10.17.1==pstR

( )75.0

600.17.1 ×−=CEVQ

MVARQCEV 56=

3.2. LÍMITE DE PLANIFICACIÓN.

3.2.1. LÍMITES DE PLANIFICACIÓN PARA REDES DE MT Y AT.

Estos límites son usados para propósito de planificación y evaluación del impacto de

todas las cargas e instalaciones grandes conectadas en cualquier CCP de la red de

suministro de MT y AT.

Los límites de planificación deben ser iguales o menores que los niveles de

compatibilidad. Son especificados por la Distribuidora y pueden ser considerados

como objetivos internos de la calidad de la misma.

10

Límites de planificación

MT AT

Pst 0.9 0.5

Plt 0.7 0.6

TABLA 3.2. LÍMITES DE PLANIFICACIÓN PARA SISTEMAS DE POTENCIA EN MT Y AT.

TÓPICO ESPECIAL CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA, ING. JOSÉ GREGORIO. PAG. 20

Nota 1: Estos límites están fijados en concordancia con la IEC 61000-3-7

Nota 2: No existen límites de planificación para BT debido a que estos son fijados

para cargas e instalaciones grandes.

3.2.2. LÍMITES DE PLANIFICACIÓN PARA INSTALACIONES EN MT y/o AT.

Estos límites son obtenidos en función a la potencia de suministro controlada por el

usuario, LS , y la potencia de cortocircuito CCS en el punto de suministro de energía

del usuario (medidor).

Para la determinación de LS se deberá considerar un factor de potencia de 0,9.

Además el punto de acoplamiento común CCP debe estar ubicado en dicho punto de

suministro.

Usuario en MT y AT

2/ KSS CCL = Pst

005.02 ≤K 0.37 01.0005.0 2 ≤< K 0.46

02.001.0 2 ≤< K 0.58 03.002.0 2 ≤< K 0.67 04.003.0 2 ≤< K 0.74

204.0 K< 0.79

TABLA 3.3. LÍMITES DE PLANIFICACIÓN PARA INSTALACIONES EN MT Y/O AT. TÓPICO ESPECIAL CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA, ING. JOSÉ GREGORIO. PAG. 21

Nota: Estos límites están fijados en concordancia con la norma ENRE Nª 99/97.

11

3.3. LÍMITES DE EMISIÓN.

3.3.1. LÍMITES DE EMISIÓN INDIVIDUALES PARA INSTALACIONES

EN BT.

Es el límite de perturbación que puede inyectar un usuario en su punto de suministro

de red.

Se obtienen en función del la relación de la capacidad de suministro controlada por el

usuario, LS , y la potencia del centro de transformación MT/BT donde se encuentra

conectado el usuario ( )1/ KS BTMT = . Para la determinación de LS se deberá

considerar un factor de potencia de 0,9.

Estos límites son aplicables a instalaciones de baja tensión con una demanda mayor a

50 KW.

1// KBTPP MTL = Pst 1.01 ≤K 0.37

2.01.0 1 ≤< K 0.46 4.02.0 1 ≤< K 0.58 6.04.0 1 ≤< K 0.67 8.06.0 1 ≤< K 0.74

18.0 K< 0.79

TABLA 3.4. LÍMITES DE EMISIÓN INDIVIDUAL PARA INSTALACIONES CON P ≥ 50 KW CONECTADOS EN BT.

TÓPICO ESPECIAL CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA, ING. JOSÉ GREGORIO. PAG. 22 Nota: Estos límites están fijados en concordancia con la ENRE Nª 99/97.

3.4. METODOLOGÍA FLICKER.

Del grupo de normas de IEC, la 61000-4-15 (sustituye a la IEC 868) establece la

metodología “Flickermeter”, mediante la cual se calcula el índice de severidad de

fluctuaciones rápidas de tensión (Flicker) de corto plazo Pst.

12

En la norma IEC la 61000-4-30 se establece las características de los registradores de

red.

La UIE (Internacional Union for Electroheat) junto con la IEC. Desarrollaron la

metodología de medición de Flickermeter, con la intención de indicar el nivel de

percepción correcta para cualquier fluctuación de tensión.

La IEC la 61000-4-15 presenta un plan funcional así como las especificaciones de

diseño de un instrumento para la medición de flicker. La cual busca simular la forma

como el ojo humano percibe el flicker (lámpara-ojo-cerebro), con el objeto de

percibir el nivel de irritación (molestia) basándose en características conocidas de

lámparas incandescentes, el ojo humano y el cerebro.

Adicionalmente, busca proveer información general para el diseño de un instrumento

de medida Flicker. A la salida del Flickermeter se obtiene el índice estadístico de

severidad a corto plazo Pst.

El Flickermeter está conformado por cinco bloques:

1. Adaptador de la tensión de entrada y circuito de calibración.

2. Proceso de demodulación de la onda de tensión sobrepuesta a la de 60 Hz.

3. Filtros de ponderación.

4. Multiplicador cuadrático y filtro integrador de primer orden.

5. Clasificador estadístico, el cual transforma la salida del bloque anterior en los

índices de severidad de parpadeo de corto plazo (Pst) y largo plazo (Plt).

La arquitectura del medidor de ‘Flicker’ se describe en el diagrama de bloques de la

transparencia anterior, y se puede dividir en dos partes, cada una de las cuales realiza

las siguientes tareas:

• Bloques 2, 3 y 4: Simulación de la respuesta de la cadena lámpara-ojo-

cerebro.

13

• Bloque 5: Análisis estadístico de la señal de ‘Flicker’ y presentación de los

resultados.

FIGURA 3.8. DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL DISEÑO DE MEDIDORES DE FLICKER. POTENCIA, ENERGÍA Y CALIDAD DEL SERVIVIO ELÉCTRICO, MEG-CUR-CPE. PAG. 6

14

CAPÍTULO IV

4. ANÁLISIS DE PROBLEMAS DE FLUCTUACIONES DE TENSIÓN EN LA

EMPRESA ANDEC.

4.1. INTRODUCCIÓN.

En el presente capítulo se presenta el desarrollo de las mediciones de este trabajo en

lo relacionado con la Regulación Nº. CONELEC 004/01, en lo referente a problemas

de fluctuaciones de tensión (Flickers) en la empresa ANDEC S.A.

4.2. EQUIPO DE MEDICIÓN Y LOCALIZACIÓN DE PUNTOS DE

MEDICIÓN.

A continuación se presentará el equipo de medición, la localización de las

mediciones, el uso, manejo y colocación de los parámetros emitidos por el

CONELEC para un estudio de fluctuaciones de tensión.

4.2.1. EQUIPO DE MEDICIÓN.

El equipo que se utilizó para realizar las mediciones en este estudio de fluctuaciones

de tensión (Flickers), es el Analizador de Calidad de Energía Unilyser 901, que

cumple con los estándares aplicables del CONELEC.

La plataforma del Unilyser 901 consiste en una unidad autónoma que es a prueba de

polvo y salpicaduras de agua (IP65) y no tiene partes movibles. La cubierta para

ambiente, permite al Unilyser 901 medir bajo condiciones ásperas, y la plataforma

del Unilyser 901 está basada en la última tecnología disponible para dar un máximo

rendimiento y numerosas aplicaciones.

Posee 8 canales de entrada, 4 de corriente y 4 de voltaje. Cada una de estos canales

posee una velocidad de hasta 6.4 / 7.7 KHz para frecuencias de 50 / 60 Hz (sin

huecos de tensión).

15

Posee una capacidad de almacenamiento de 4 MB de estado sólido, con una

configuración por defecto la memoria soportara 20 días de medición de datos, hasta

60 sags / swells, 50 formas de onda de transientes y 80000 eventos. La memoria de 8

MB es opcional.

4.2.2. LOCALIZACIÓN DE LOS PUNTOS DE MEDICIÓN.

Para el estudio de las fluctuaciones de tensión en la empresa ANDEC S.A. se

determino de acuerdo al cliente y junto con ellos, llevar a cabo la medición en los

siguientes puntos de interés: Compresores y Grúa.

• 3 Compresores de aire acondicionado de 40 HP.

Nivel de tensión de 440V - 3Ø - 60Hz

• 3 Grúas aéreas con 3 motores de traslación de carro, de puente y de elevación.

Cada uno con potencias de 0.3 KW / 0.65 KW / 1.4 KW - 3Ø - 60Hz.

Localización COMPRESOR - GRÚAS

Inicio de la medición 14:30 20/febrero/2010 Final de la medición 15:00 26/febrero/2010

FLICKER DE CORTA DURACIÓN (MÁX VALOR = 1) Fuera de norma la mayoría del periodo medido

Measure 1

0

1

2

3

4

5

6Pst

10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01

Pst1 Pst2 Pst3

FIGURA 4.1. GRÁFICO DEL NIVEL DE Pst. ANALIZADOR INSTALADO EN EL CENTRO DE CARGA DE LA ESTACIÓN PRIMARIA.

16

FLICKER DE LARGA DURACIÓN (MÁX VALOR = 0.74)

Fuera de norma todo el periodo de medición

Measure 1

1

2

3

4

5

6

Plt

10-01-20 10-01-21 10-01-22 10-01-23 10-01-24 10-01-25

Plt1 Plt2 Plt3

FIGURA 4.2. GRÁFICO DEL NIVEL DE Plt. ANALIZADOR INSTALADO EN EL CENTRO DE CARGA DE LA ESTACIÓN PRIMARIA.

1

CAPÍTULO IV

4. ANÁLISIS DE PROBLEMAS DE FLUCTUACIONES DE TENSIÓN EN LA

EMPRESA ANDEC.

4.1. INTRODUCCIÓN.

En el presente capítulo se presenta el desarrollo de las mediciones de este trabajo en

lo relacionado con la Regulación Nº. CONELEC 004/01, en lo referente a problemas

de fluctuaciones de tensión (Flickers) en la empresa ANDEC S.A.

4.2. EQUIPO DE MEDICIÓN Y LOCALIZACIÓN DE PUNTOS DE

MEDICIÓN.

A continuación se presentará el equipo de medición, la localización de las

mediciones, el uso, manejo y colocación de los parámetros emitidos por el

CONELEC para un estudio de fluctuaciones de tensión.

4.2.1. EQUIPO DE MEDICIÓN.

El equipo que se utilizó para realizar las mediciones en este estudio de fluctuaciones

de tensión (Flickers), es el Analizador de Calidad de Energía Unilyser 901, que

cumple con los estándares aplicables del CONELEC.

La plataforma del Unilyser 901 consiste en una unidad autónoma que es a prueba de

polvo y salpicaduras de agua (IP65) y no tiene partes movibles. La cubierta para

ambiente, permite al Unilyser 901 medir bajo condiciones ásperas, y la plataforma

del Unilyser 901 está basada en la última tecnología disponible para dar un máximo

rendimiento y numerosas aplicaciones.

Posee 8 canales de entrada, 4 de corriente y 4 de voltaje. Cada una de estos canales

posee una velocidad de hasta 6.4 / 7.7 KHz para frecuencias de 50 / 60 Hz (sin

huecos de tensión).

2

Posee una capacidad de almacenamiento de 4 MB de estado sólido, con una

configuración por defecto la memoria soportara 20 días de medición de datos, hasta

60 sags / swells, 50 formas de onda de transientes y 80000 eventos. La memoria de 8

MB es opcional.

4.2.2. LOCALIZACIÓN DE LOS PUNTOS DE MEDICIÓN.

Para el estudio de las fluctuaciones de tensión en la empresa ANDEC S.A. se

determino de acuerdo al cliente y junto con ellos, llevar a cabo la medición en los

siguientes puntos de interés: Compresores y Grúa.

• 3 Compresores de aire acondicionado de 40 HP.

Nivel de tensión de 440V - 3Ø - 60Hz

• 3 Grúas aéreas con 3 motores de traslación de carro, de puente y de elevación.

Cada uno con potencias de 0.3 KW / 0.65 KW / 1.4 KW - 3Ø - 60Hz.

Localización COMPRESOR - GRÚAS

Inicio de la medición 14:30 20/febrero/2010 Final de la medición 15:00 26/febrero/2010

FLICKER DE CORTA DURACIÓN (MÁX VALOR = 1) Fuera de norma la mayoría del periodo medido

Measure 1

0

1

2

3

4

5

6Pst

10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01-20 10-01

Pst1 Pst2 Pst3

FIGURA 4.1. GRÁFICO DEL NIVEL DE Pst. ANALIZADOR INSTALADO EN EL CENTRO DE CARGA DE LA ESTACIÓN PRIMARIA.

3

FLICKER DE LARGA DURACIÓN (MÁX VALOR = 0.74)


Measure 1

1

2

3

4

5

6

Plt

10-01-20 10-01-21 10-01-22 10-01-23 10-01-24 10-01-25

Plt1 Plt2 Plt3

FIGURA 4.2. GRÁFICO DEL NIVEL DE Plt. ANALIZADOR INSTALADO EN EL CENTRO DE CARGA DE LA ESTACIÓN PRIMARIA.

1

CONCLUSIONES.

Se presenta el desarrollo de las conclusiones del: “ESTUDIO DEL FLICKER EN

UNA INSTALACIÓN ELECTRICA”, realizado en la EMPRESA ANDEC S.A.

usando la regulación del CONELEC No. – 004/01”; en lo referente a las

fluctuaciones de tensión.

De las mediciones obtenidas se llega a la conclusión que los valores de Pst y Plt se

encuentran fuera de la norma del CONELEC.

• El flicker de corta duración fuera de la norma del CONELEC

• El flicker de larga duración fuera de la norma del CONELEC

Además se tomo otros valores en las mediciones, en los cuales se pueden concluir

que están dentro de la norma.

• El voltaje está de acuerdo a lo estipulado por el CONELEC.

• El voltaje tiene mucha oscilación pero siempre dentro de la franja de

tolerancia de la norma.

• Armónicos de voltaje de acuerdo a la norma del CONELEC.

• Armónicos de corriente dentro de la norma.

• La frecuencia esta dentro de los valores aceptados de tolerancia.

• La potencia aparente que medimos en este periodo es de 320 KVA.

• Excelente factor de potencia.

2

RECOMENDACIONES.

Con el fin de obtener datos confiables que permitan realizar los análisis respectivos

para este tipo de fenómeno (efecto flicker), es importante utilizar un Analizador de

Calidad de Energía de alta precisión y confiabilidad.

Con la aplicación de la regulación del CONELEC No. – 004/01 para lo referente a

fluctuaciones de voltaje (Flickers), se hace imprescindible que la empresa emplee

métodos de atenuación de este fenómeno, con el fin de evitar penalizaciones y

alargar la vida útil de sus equipos, la solución dada para el problema de esta empresa

puede ser:

• Utilizar el método de la modificación de la red, es decir, distanciar ó aislar

estas cargas perturbadoras de los circuitos de iluminación, o en su fin

aumentar la potencia del transformador común sin alterar la impedancia del

mismo, esto puede ser factible, pero previo a esto debe realizarse un estudio

de costo-beneficio.

• Utilizar el método de la modificación de la carga en el caso de los

compresores que son utilizados para la climatización de las oficinas, para que

estos trabajen en ciclos diferentes al del trabajo de la grúa aérea, para así

evitar las fluctuaciones de tensión en las instalaciones, aunque esta técnica

resulta técnicamente posible pero poco rentable.

• Conectar la alimentación de la grúa aérea a un nivel de tensión más elevado,

con esto también se aislaría al mismo de los sistemas de alumbrado y de los

compresores de los aires acondicionados de las oficinas, así trabajen en el

mismo periodo el nivel de perturbación estaría en los límites permitidos.

3

• Utilizar el método de la capacitancia serie con esto ayudaríamos a reducir las

fluctuaciones de tensión considerablemente, este tipo de método es

técnicamente posible y varias veces rentable, todo esto sumado a un análisis

previo de costo-beneficio.

• Utilizar el sistema de arrancadores suaves para reducir las corrientes de

arranques que por lo general pueden llegar a ser de hasta un 7 veces la

corriente nominal, desarrollando a su vez un gran torque que puede llegar a

ser 160% de su valor nominal, con este sistema las caídas de tensión en el

sistema de distribución del mismo.

1

BIBLIOGRAFÍA ENRÍQUEZ HARPER, Gilberto, La calidad de la energía en los sistemas eléctricos,

1ra. Edición, Editorial Limusa-Wiley, México, 2006.

BARACIARTE, Roberto, Flicker, Tópico especial calidad del servicio eléctrico,

Universidad Simón Bolívar, Venezuela, Mayo-Julio 2005.

Directorio del CONELEC, Calidad del servicio eléctrico de distribución, Regulación

No. CONELEC – 004 / 01, 23 Mayo del 2001.

IEEE 141, Prácticas recomendadas para la distribución de potencia en plantas

industriales.

IEEE 519, Prácticas y requerimientos para el control de armónicos en sistemas

eléctricos de potencia.

IEC 61000-3-7, Compatibilidad Electromagnética (EMC), Parte 3-7, Límites

aceptables para cargas fluctuantes en sistemas de potencia de MT y AT. 1996.

IEC 61000-4-15, Compatibilidad Electromagnética (EMC), Parte 4, Técnicas de

ensayo y medidas. Sección 15: Especificaciones técnicas de diseño y funcionabilidad

de los medidores de flicker. 2003.

IEC 61000-4-30, Compatibilidad Electromagnética (EMC), Parte 4, Técnicas de

ensayo y medidas. Sección 30: Métodos de medición de la calidad de energía.

1

ANEXOS A continuación se presentan datos y gráficos de las demás mediciones realizadas,

referentes al nivel de voltaje, nivel de corriente, potencia activa, potencia reactiva,

potencia aparente, factor de potencia, frecuencia, THD de voltaje y THD de

corriente, además de gráficos del periodo completo de medición de los niveles de

fluctuaciones de tensión.

1.0 Medición de Voltajes

COTAS

Voltaje Nominal:

LINEA – LINEA: 440 V

Estación primaria de nivel de 13.8 KV a 440 V - 3Ø

Voltaje de acuerdo a la norma de calidad del CONELEC 004/01 el 100 % del

tiempo medido.

Los valores máximos NO exceden la cota alta del límite especificado por la norma:

460 + 8 % = 496.8 V.

Los valores mínimos NO exceden la cota baja del límite permitido:

460 - 8% = 423.2 V.

Gráficos de Voltaje respecto al tiempo

Se puede apreciar que el voltaje esta dentro de lo especificado por la norma de

calidad 004/01 el 100 % del tiempo medido.

VALOR MEDIDO SEGÚN NORMA

COTA SUPERIOR 464 V 496.8 V COTA INFERIOR 432 V 423.2 V

VOLTAJE MAXIMO: 461,08 V

VOLTAJE MINIMO: 411,31 V

2

GRÁFICOS DE VOLTAJE

GRÁFICO DE LAS VARIACIONES DE TENSIÓN DE LAS TRES FASES EN LA SALIDA DE LAS PROTECCIONES DE LAS GRÚAS.

LINEA 1

GRÁFICO DE LAS VARIACIONES DE TENSIÓN DE LA FASE 1 EN LA SALIDA DE LAS

PROTECCIONES DE LAS GRÚAS.

3

LINEA 2

GRÁFICO DE LAS VARIACIONES DE TENSIÓN DE LA FASE 2 EN LA SALIDA DE LAS

PROTECCIONES DE LAS GRÚAS.

LINEA 3

GRÁFICO DE LAS VARIACIONES DE TENSIÓN DE LA FASE 3 EN LA SALIDA DE LAS PROTECCIONES DE LAS GRÚAS.

4

2.0 Medición de Corrientes

GRÁFICO DE CORRIENTE L1

Measure 1

0200400600800

100012001400

I [A]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-01-

I5 I5 MinI5 Max

GRÁFICO DE LAS PICOS DE CORRIENTE PRODUCIDO EN LA FASE 1 POR EL ARRANQUE Y PARO DE LOS COMPRESORES CON UNA Imáx = 1476 A.



5


Measure 1

0200400600800

1000120014001600

I [A]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-

I7 I7 MinI7 Max


3.0 Medición de factor de Potencia

El factor de potencia esta sobre 0.94

GRÁFICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOMADO EN EL CENTRO DE CARGA DONDE

SE ENCUENTRAN LAS PROTECCIONES DE LAS GRÚAS Y COMPRESORES.

6

POTENCIA ACTIVA

Measure 1

0

50

100

150

200

250

P [kW]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-01-21

P1-7

GRÁFICA DE LA POTENCIA ACTIVA DEL CONJUNTO COMPRESORES-GRÚAS.

POTENCIA REACTIVA

Measure 1

020406080

100120140160

Q [kV Ar]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-01-21

Q1-7

GRÁFICA DE LA POTENCIA REACTIVA DEL CONJUNTO COMPRESORES-GRÚAS.

7

POTENCIA APARENTE TOTAL

Measure 1

0

50

100

150

200

250

300

S [kV A]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-01-21

S1-7

GRÁFICA DE LA POTENCIA APARENTE DEL CONJUNTO COMPRESORES-GRÚAS.

POTENCIA APARENTE VS POTENCIA ACTIVA

Measure 1

140160

180

200

220

240

260

P [kW]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-01-21

P1-7 S1-7

GRÁFICA DONDE SE PUEDE APRECIAR EL BUEN FACTOR DE POTENCIA DEL CONJUNTO COMPRESOR-GRÚAS.

8

4.0 Frecuencia

No hay problemas con la frecuencia.

Measure 1

59.90

59.95

60.00

60.05

60.10

f [Hz ]

10-01-20 10-01-20 10-01-21 10-01-21

f1 f1 Minf1 Max

GRÁFICA DE LA VARIACIÓN DE LA FRECUENCIA DEBIDO AL CONJUNTO COMPRESOR-GRÚA.

5.0 THD de Voltaje

En Ecuador las empresas distribuidoras deben entregar el voltaje acorde con la

regulación 004/01 del CONELEC.

EL THD de voltaje esta en niveles muy aceptables, es poco probable que haya

novedades en los armónicos de voltaje. A continuación el valor que fija la norma y el

valor promedio medido

THD ( %) según norma FASE THD (%) 8 1 Menor a 4.5 8 2 Menor a 4.5 8 3 Menor a 4.5

9

Measure 1

01234567

THDR [%]

10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-2

THDR1 THDR2 THDR3

GRÁFICA DE LA DISTORCIÓN DE VOLTAJE DE LAS MEDICIONES REALIZADAS EN

EL CENTRO DE CARGA A NIVEL DE 440 V.

6.0 THD de Corriente

EL THD de corriente esta dentro de lo aceptado en la norma. THD CON CARGA

THD (%) según norma FASE THD (%) 12 1 Menor o igual al 10,5 12 2 Menor o igual al 10,5 12 3 Menor o igual al 10,5

Measure 1

0

5

10

15

20

25

THDR [%]

10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21 10-01-21

THDR5 THDR6 THDR7

GRÁFICA DE LA DISTORCIÓN DE CORRIENTE DE LAS MEDICIONES REALIZADAS EN EL CENTRO DE CARGA A NIVEL DE 440 V.

10

Las graficas mostradas a continuación son del periodo completo, realizadas en la

estación primaria y no son más que las sumas de perturbaciones entre las grúas y los

compresores.

Flicker de corta duración (máx. valor = 1) Pst.

Fuera de norma casi todo el periodo medido.

PERIODO COMPLETO

Measure 1

0

24

6

810

1214

Pst

10-01-20 10-01-21 10-01-22 10-01-23 10-01-24 10-01-25

Pst1 Pst2 Pst3

Detalle de Flicker de corta duración.

Measure 1

0

2

4

6

8

10

12

Pst

10-01-21 10-01-21 10-01-22 10-01-22 10-01-23

Pst1 Pst2 Pst3

11

Detalle del flicker de corta duración.

Measure 1

0

24

6

810

1214

Pst

10-01-24 10-01-24 10-01-25

Pst1 Pst2 Pst3

Flicker de larga duración (máx. valor = 0.74)


PERIODO COMPLETO

Measure 1

1

2

3

4

5

6

Plt

10-01-20 10-01-21 10-01-22 10-01-23 10-01-24 10-01-25

Plt1 Plt2 Plt3

12

Detalle Flicker de larga duración.

Measure 1

1

2

3

4

Plt

10-01-20 10-01-21 10-01-21 10-01-22 10-01-22

Plt1 Plt2 Plt3

Detalle Flicker de larga duración.

Measure 1

1

2

3

4

5

6

Plt

10-01-23 10-01-24 10-01-24 10-01-25 10-01-25 10-01-26

Plt1 Plt2 Plt3

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