Calidad de la Energía Eléctrica en la Industria y sus Soluciones

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En este webinar se tratarán los problemas de calidad de energía que afectan la operación de cualquier industria, para conocer sus características y relación con los efectos que se producen en los equipos eléctricos que son los encargados de los procesos. Se explican los procedimientos y las recomendaciones para identificar estos problemas y poder llegar a realizar propuestas de mejora que ayuden a logar una operación más eficiente de la instalación eléctrica, se comentara sobre las recomendaciones de solución y las tecnologías de protección para calidad de energía y su campo de acción.

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Calidad de la Energía Eléctrica en la Industria y sus Soluciones

  1. 1. Salvador Chávez Negrete Ing, M.C. Guadalajara, México 01 Junio 2010 CALIDAD DE ENERGIA EN LA INDUSTRIA Y SUS SOLUCIONES WEBINAR Leonardo Energy en Español 1 junio 2010 – 9h00 México – 16h00 España
  2. 2. <ul><li>I. La calidad de energía </li></ul><ul><ul><li>Problemas de calidad de energía </li></ul></ul><ul><ul><li>Disturbios de Calidad de Energía </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipos eléctricos afectados </li></ul></ul><ul><ul><li>Diferentes normativas y criterios de aceptación internacionales </li></ul></ul><ul><li>II. Procedimiento para el análisis de un problema de calidad de energía </li></ul><ul><ul><li>Investigación del problema existente </li></ul></ul><ul><ul><li>Mediciones de calidad de energía </li></ul></ul><ul><ul><li>Mediciones eléctricas en campo </li></ul></ul>Temario
  3. 3. <ul><li>III. Soluciones de Calidad de Energía </li></ul><ul><ul><li>Circuitos dedicados </li></ul></ul><ul><ul><li>Supresores de Transitorios </li></ul></ul><ul><ul><li>Transformadores de Aislamiento </li></ul></ul><ul><ul><li>Acondicionadores de Línea </li></ul></ul><ul><ul><li>UPS (Uninterruptible Power Supply) </li></ul></ul><ul><ul><li>Filtros de Armónicas </li></ul></ul>Temario
  4. 4. I. La Calidad de Energía Generación Transmisión y distribución Industria pesada Industria sensible
  5. 5. Problemas de calidad de energía <ul><li>Definición de calidad de la energía eléctrica </li></ul><ul><ul><li>Conjunto de parámetros y/o propiedades del voltaje entregado al usuario, el cual esta ausente de problemas de estabilidad, continuidad y deterioro de la forma de onda </li></ul></ul><ul><li>Causas de una mala calidad de la energía eléctrica </li></ul><ul><ul><li>Operación natural de la red eléctrica </li></ul></ul><ul><ul><li>Descargas atmosféricas </li></ul></ul><ul><ul><li>Fallas en las redes de transmisión y distribución </li></ul></ul><ul><ul><li>Fallas en alimentadores </li></ul></ul><ul><ul><li>Recierre de interruptores del sistema de protección </li></ul></ul><ul><ul><li>Energización de bancos capacitores, motores </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipo de electrónica de potencia </li></ul></ul>
  6. 6. Oscilaciones Impulsos Notches Interrupciones Sags/dips Armónicas Swells Ruido Principales Disturbios
  7. 7. <ul><li>Efectos de una mala calidad de la energía eléctrica </li></ul><ul><ul><li>Operación incorrecta de equipo sensible </li></ul></ul><ul><ul><li>Da ñ os a equipos </li></ul></ul><ul><ul><li>Pérdidas de información en centros de computo </li></ul></ul><ul><ul><li>Operación incorrecta de controladores lógicos programables </li></ul></ul><ul><ul><li>Paro de líneas de producción </li></ul></ul><ul><li>Por qué la preocupación de una buena calidad de la energía eléctrica? </li></ul><ul><ul><li>La principal razón es un impacto económico en: el suministrador, los usuarios y los equipos </li></ul></ul><ul><ul><li>Gran mayoría de equipos utilizados para eficientar la producción son susceptibles a problemas de calidad de energía </li></ul></ul>Equipos eléctricos afectados
  8. 8. <ul><li>Equipo de computo </li></ul><ul><li>Equipo de telecomunicaciones </li></ul><ul><li>Controles de procesos </li></ul><ul><li>Controladores de velocidad para motores </li></ul><ul><li>Fuentes de poder para equipo electrónico </li></ul><ul><li>Motores eléctricos </li></ul><ul><li>Transformadores </li></ul><ul><li>Rectificadores </li></ul><ul><li>Tarjetas electrónicas </li></ul>Equipos eléctricos afectados
  9. 9. Diferentes normativas y criterios de aceptación internacionales <ul><ul><li>IEEE std 1159: Recommended practice for monitoring electric power quality </li></ul></ul><ul><ul><li>IEEE std 1100: Recommended practice for powering and grounding sensitive electronic equipment </li></ul></ul><ul><ul><li>IEEE std 519: Recommended practices and requirements for harmonic control in electric power systems </li></ul></ul><ul><ul><li>IEC “ International Electrotechnical Commission ” Capítulo 161 Compatibilidad Electromagnética </li></ul></ul><ul><ul><li>El IEC ha publicado también el estándar técnico IEC 1000-2-1 “Description of Environment - Electromagnetic Environment for Low frequency Conducted Disturbances and Signaling in Public Power Supply Systems, (EMC)” </li></ul></ul><ul><ul><li>CENELEC “ European Committee for Electrotechnical Standarization ”, EN 50160: 1999 “ Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Systems ” </li></ul></ul>
  10. 10. Diferentes normativas y criterios de aceptación internacionales Regulación de la calidad de la energía CALIDAD DEL SERVICIO CONFIABILIDAD CALIDAD DE ENERGIA CALIDAD COMERCIAL Quality of Service Defined by CEER (Council of European Energy Regulators)
  11. 11. <ul><ul><li>Cual es el costo de NO contar con una buena calidad de la energía? </li></ul></ul><ul><ul><li>Cual es el costo de contar con una buena calidad de la energía? </li></ul></ul>II. Procedimientos para el análisis de un problema de Calidad de Energía
  12. 12. Los equipos electrónicos en los sistemas eléctricos industriales son las cargas mas sensibles, y el efecto que se tiene puede representarse de diferentes maneras <ul><li>Elementos eléctricos y electrónicos quemados </li></ul><ul><li>Errores en comunicación de datos </li></ul><ul><li>Operación incorrecta de dispositivos de control </li></ul><ul><li>Paros en procesos de producción </li></ul>Investigación del problema existente
  13. 13. <ul><li>Análisis de calidad de energía: </li></ul><ul><li>Determinar el estado de la instalación eléctrica y el sistema de tierras del área de interés </li></ul><ul><li>Determinar la calidad del voltaje con el que se alimenta el equipo en problemas </li></ul><ul><li>Determinar el origen y el impacto de algún disturbio eléctrico en la operación del equipo </li></ul><ul><li>Con la información anterior determinar la mejor opción de solución al problema identificado </li></ul>Investigación del problema existente
  14. 14. Investigación del problema existente <ul><li>Cuando comenzó el problema? </li></ul><ul><li>Que tipo de equipos tienen problemas? </li></ul><ul><li>Como se presentan las fallas en los equipos? </li></ul><ul><li>Cuando ocurren los problemas? </li></ul><ul><li>Existen otro evento que coincida con el problema? </li></ul><ul><li>Verificar la existencia de equipos con demanda de corriente altas </li></ul><ul><li>Se han realizado modificaciones o instalación de otros equipos? </li></ul><ul><li>Evaluar si se cuenta con alguna tecnología de protección </li></ul>
  15. 15. Mediciones de Calidad de Energía <ul><li>Es importante contar con un equipo especializado para realizar mediciones de calidad de energía </li></ul><ul><li>Capacidad de graficar las variables eléctricas respecto al tiempo (trifásico) </li></ul><ul><li>Velocidad para capturar eventos transitorios (256 muestras/ciclo) </li></ul><ul><li>Capturar formas de onda de Voltaje y Corriente al momento de un evento </li></ul><ul><li>Información del evento, en relación a magnitud, duración fecha y hora </li></ul><ul><li>Memoria </li></ul>
  16. 16. Mediciones Eléctricas en campo <ul><li>Tiempo de monitoreo? </li></ul><ul><li>El no encontrar problemas en la medición significa que todo esta bien? </li></ul>
  17. 17. <ul><li>Circuitos Dedicados </li></ul><ul><li>Supresores de Transitorios </li></ul><ul><li>Transformadores de Aislamiento </li></ul><ul><li>Acondicionadores de Línea </li></ul><ul><li>Uninterruptible Power Supply (U.P.S.,No- Break) </li></ul><ul><li>Filtros de Armónicas </li></ul>I. Soluciones de Calidad de Energía *Es importante tener el problema identificado*
  18. 18. 1.-Circuitos Dedicados Bus Común
  19. 19. Circuitos Dedicados Bus Común
  20. 20. Picos de Voltaje Ruido Eléctrico 2.- Supresores de Transitorios
  21. 21. <ul><li>Los equipos utilizados para eliminar o corregir estos problemas son: </li></ul><ul><li>Supresores de picos </li></ul><ul><li>Filtros de ruido </li></ul>Supresores de Transitorios “TVSS”
  22. 22. A B C Figura B8 de “IEEE Recommended Practice on Surge Voltages in Low-Voltage AC Power Circuits” Supresores de Transitorios “TVSS” Tomacorrientes y circuitos derivados largos Categoría A Alimentadores y circuitos derivados cortos Categoría B Instalación exterior y acometida Categoría C Medidor voltajes corrientes 10 kV o más 10 kA o más 6 kV impulso u oscilatorio 6 kV oscilatorio 3 kA impulso 500 A oscilatorio 200 A oscilatorio
  23. 23. Conexión en paralelo del supresor de transitorios Supresores de Transitorios “TVSS”
  24. 24. Transformadores de Aislamiento: (tipo seco menor a 600V, conexión  -Y) Un transformador es un dispositivo utilizado para acoplar voltajes en un sistema eléctrico. Un transformador de aislamiento es un dispositivo utilizado para resolver problemas de calidad de energía y mejorar las condiciones de operación de las cargas. 3.- Transformadores de Aislamiento
  25. 25. <ul><li>Existen aplicaciones para los transformadores tales como: </li></ul><ul><li>Acoplamiento de voltajes </li></ul><ul><li>Filtrado de ruido </li></ul><ul><li>Soporte de corrientes armónicas </li></ul><ul><li>Sistema derivado separadamente </li></ul><ul><li>Aislamiento para cargas críticas (Neutro) </li></ul>Aplicaciones de los Transformadores
  26. 26. Sobre Voltaje Swell Sag Bajo Voltaje -200 -100 0 100 200 .000 .040 .080 .120 tiempo (s) voltaje (V) 1/2 ciclo a 120 ciclos -180 -90 0 90 180 0 0.04 0.08 0.12 tiempo (s) voltaje (V) 1/2 ciclo a 120 ciclos Problemas de calidad de energía 4.- Acondicionadores de Línea
  27. 27. Estos equipos son utilizados normalmente para proteger los cortes de energía, pero además brindan protección a los equipos. 5.- UPS, No Break´s
  28. 28. Tecnologías de UPS’s UPS, No Break´s <ul><li>Off - Line (Stand-By) MONOFASICO </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Doble Conversión </li></ul></ul></ul></ul><ul><li>On - Line </li></ul><ul><li>MONOFASICO Y </li></ul><ul><li>TRIFASICO </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Interactivo </li></ul></ul></ul></ul>
  29. 29. 6.- Filtros de Armónicas <ul><li>Filtros de Rechazo, o desintonizados (Pasivos) </li></ul><ul><li>Filtros de absorción y sintonizados (Pasivos) </li></ul><ul><li>Filtros activos </li></ul>
  30. 30. GRACIAS! Salvador Chávez Negrete, MC,Ing Ingeniería y Consultoría Avanzada en Soluciones de Energía Guadalajara Jal, México Tel: 52 (33) 31224886 Nextel: 33 11366684 ID: 52*222*5481 [email_address] http://www.icase.com.mx

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