| Comentario |
La calidad de Potencia o de Energia representa en la actualidad uno de los temas mas candentes de la relacion entre profesionales del sector electrico, y se nota claramente la tendencia al agravamiento del problema en el futuro inmediato.
Todos los profesionales del area electrica, en mayor o menor medida,, se veran enfrentados al problema de Calidad de Potencia, ya sea siendo vendedores o compradores de energia electrica o fabricantes de equipos sensibles. Tambien deberan afrontar el problema relativo a la adquisicion y explotacion de equipos sensibles como asimismo al correspondiente a equipos mitigadores o correctores del problema.
El profesional estara involucrado en el establecimiento o pago de multas por falencias en la calidad, cmo tambien debera participar en la dredaccion de las especificaciones de compra y estudio economico de propuestas de los equipos sensibles y correctores.
Este libro se ha concebido cmo una guia de referencia para los profesionales de la energia electrica, ya sea trabajando en empresas electricas como en el lado de los usuarios, tanto en compañias industriales como comerciales. Los contenidos estan enfocados desde los tres puntos de vista de los principales actores, suministrador de energia electrica, usuario final y fabricante de equipos electricos. |
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| Indice |
| Capítulo 1 INTRODUCCIÓN
1.1 Definición y conceptos de Calidad de Potencia 15
1.2 Historia 18
1.3 ¿Por qué el concepto está volviendo día a día,
más y más importante? 21
1.4 ¿Quién tiene la culpa? 22
1.5 ¿Cómo se descubre la presencia de un problema
de calidad de potencia? 24
1.6 Objetivos del estudio de Calidad de Potencia 24
Capítulo 2 TERMINOLOGÍA Y DEFINICIONES
2.1 Inconsistencia en la terminología 29
2.2 Definiciones 30
2.3 Efectos de los problemas de calidad en equipos
y generación de alteraciones de los dispositivos. 41
2.4 Ejemplos de problemas 43
2.5 Relevamientos de la situación actual 44 2.5.1. Resultados
de relevamientos en Argentina 44
2.5.2. Resultados de relevamientos en el exterior 48
Capítulo 3 NORMAS Y REGLAMENTACIONES
3.1 Ley y decretos Argentinos 55
3.2 Resoluciones del Ente Nacional Regulador
de la Electricidad 57
3.2.1. Niveles de tensión 58
3.2.2. Perturbaciones 60
3.2.2.1. Resolución ENRE 99/97
(es el control a los usuarios) 60
3.2.2.2. Resolución ENRE 0184/2000
(es el control a las distribuidoras) 62
3.3 Normas Extranjeras e Internacionales 65
3.3.1. Normalización Europea (IEC) 65
3.3.2. Normalización Americana (IEEE) 65
Anexo Ley de la Provincia de Córdoba n° 8835, Carta del Ciudadano. 67
Ley de la Provincia de Córdoba n° 8837,
Incorporación de capital privado al sector público
Ley de Modernización del estado, Capítulo 6, Servicios públicos
Capítulo 4 INTERRUPCIONES DE CORTA DURACIÓN Y HUECOS DE TENSIÓN
4.1 Introducción 71
4.2 Definiciones 73
4.3 Caracterización 74
4.4 Quienes son afectados 86
4.5 Causas de los huecos y micro-cortes 86
4.6 Probabilidad de ocurrencia 90
4.7 Predicción y determinación de la actividad
en huecos de tensión 92
4.8 Sensibilidad de los equipos 97
4.8.1. Sensibilidad general de los equipos sensibles 97
4.8.2. Sensibilidad de equipos sensibles particulares 101
a) Computadoras personales
b) Controladores Lógicos Programables PLC
c) Accionamientos o variadores de velocidad de motores
d) Contactores
e) Iluminación
f) Equipos domésticos
g) Ensayos propios sobre equipos disponibles localmente
4.9 Criterio de energía específica constante 120
a) Equipamiento Individual
b) Planta Industrial
c) Dependencia de la capacidad de soportar huecos
4.10 Soluciones 126
4.11 Estudio de las protecciones contra sobrecorriente
considerando los huecos de tensión 127
4.11.1. Coordinación con interruptores que poseen
recierres (reconectadores) 127
a) Características relevantes del uso de reconectadores
b) Modificaciones sugeridas del ciclo de operación
4.11.2. Agregando esquemas mallados 138
4.11.3. Incrementando la velocidad de la protección 138
a) Beneficios de la interrupción rápida
b) Inmunidad de los equipos sensibles a las
subtensiones y sobretensiones
a) Tipos de dispositivos interruptores
b) Cálculos comparativos
4.11.4. Modificando el diseño del alimentador 151
4.11.5. Zonas críticas o vulnerables 152
4.11.6. Metodología para estudios de coordinación 156
4.12 Acondicionadores de potencia 161
4.12.1 Transformadores ferroresonantes 165
4.12.2. Sintetizadores magnéticos 166
4.12.3. On-line UPS 167
4.12.4. Stand-by UPS 168
4.12.5. UPS Híbrida 168
4.12.6. Equipo moto-generador 169
a) Generador convencional
b) Generador de polos escritos
4.12.7. Conmutador electrónico (SSTS) 169
4.12.8. Corrector o restaurador dinámico de tensiones (DVR) 171
4.12.9. Intensificador estático de tensión
(SVB, Static Voltage Booster) 172
4.12.10. Dispositivos de almacenamiento de energía 173
a) Baterías
b) Almacenadores de energía magnética
en bobinas superconductoras
c) Almacenadores de energía cinética en volantes
d) Almacenadores en campos electrostáticos (capacitores)
4.12.11. Celdas de combustible (fuel cells) 178
4.12.12. Análisis comparativo 180
4.13 Estudio experimental del comportamiento del motor
de inducción frente a huecos de tensión e interrupciones
de corta duración 182
4.13.1. Generalidades 182
4.13.2. Comportamiento del motor de inducción durante el evento 182
a) Terminales abiertos
b) Terminales cortocircuitados
c) Cortocircuito a cierta distancia de los terminales
4.13.3. Comportamiento del motor de inducción después del evento 187
a) Terminales abiertos
b) Terminales cortocircuitados
c) Cortocircuito a cierta distancia de los terminales:
4.13.4. El peor caso 189
a) Efecto térmico
b) Efecto electrodinámico
c) Salto de ángulo de fase
4.14 Costo de las interrupciones de corta duración
y huecos de tensión 192
4.14.1. Presentación del problema 192
4.14.2. Punto de vista de la Empresa Eléctrica 194
4.14.3. Punto de vista del Usuario 195
4.14.4. Ejemplos de estudios de pérdidas industriales
frente a los fenómenos en estudio 201
4.15 Índices de comportamiento del sistema considerando
micro-cortes y huecos de tensión 208
Capítulo 5 SOBRETENSIONES
5.1 Introducción de conceptos básicos 215
5.2 Definiciones y clasificación 216
5.3 Sobretensión Transitoria 221
5.3.1. Sobretensión Transitoria Impulsiva 223
5.3.1.1. Descargas atmosféricas 223
5.3.1.2. Descargas electrostáticas 231
5.3.1.3. Impulsos electromagnéticos nucleares 232
5.3.2. Sobretensión Transitoria Oscilatoria de Maniobras 232
5.3.2.1. Interrupción de corriente alternada en general 233
5.3.2.2. Fenómeno de Corte de corriente 236
5.3.2.3. Sobretensiones debido a la maniobra de una unidad
transformador - cable 238
5.3.2.4. Sobretensiones debidas a maniobras de capacitores 240
5.3.2.5. Falla de línea corta 248
5.3.2.6. Falla terminal 249
5.3.3. Sobretensión Transitoria Impulsiva de Maniobras 249
5.3.3.1. Conexión y desconexión de equipos en baja tensión 249
5.3.3.2. Intervención de la protección de alta velocidad 251
5.3.4. Resumen de implicancias de las sobretensiones transitorias
258
5.4 Sobretensión de corta duración (tipo no-impulsiva o swell) 260
5.5 Sobretensión de larga duración (o temporal) 262
5.5.1. Corrimiento y en caso extremo apertura de neutro 265
5.5.2. Ferroresonancia 267
5.5.2.1. Ferroresonancia en paralelo 267
5.5.2.2. Ferroresonancia en serie por apertura de una
fase de la alimentación 267
5.5.3. Resumen de implicancias de las sobretensiones
de larga duración 276
5.6 Transferencia de sobretensiones 277
5.6.1. Transferencia de sobretensiones a través del
transformador de distribución 277
5.6.1.1. Introducción 277
5.6.1.2. Transferencia de sobretensiones producidas
por descargas atmosféricas 278
5.6.1.3. Transferencia de sobretensiones de maniobra 280
5.6.1.4. Efecto de la transferencia de las sobretensiones temporales
285
5.6.1.5. Resumen de implicancias de las sobretensiones
transferidas a través de los transformadores 285
5.6.2. Transferencia de sobretensiones de origen
atmosférico desde el edificio a la instalación eléctrica 286
5.6.3. Transferencia de sobretensiones empleando circuitos
distintos al de potencia: teléfono, vídeo cable, red de datos, etc.
289
5.7 Caracterización y Ondas Normalizadas 291
5.8 Capacidad de soportar sobretensiones 293
5.8.1. Límites soportados 293
5.8.2. División de los equipos de uso final en Categorías 297
5.8.3. Ensayos experimentales sobre daños a equipos 299
5.8.3.1. Ensayos experimentales llevados a cabo en el IPSEP (Argentina)
299
5.8.3.2. Ensayos experimentales llevados a cabo en Estados
Unidos de Norteamérica 307
5.8.3.3. Conclusiones respecto a informes de equipos dañados
por sobretensiones 307
5.9 Protecciones contra sobretensiones de equipos de uso final 307
5.9.1. Dispositivos protectores 308
5.9.1.1. Derivadores 310
5.9.1.2. Recortadores 311
5.9.1.3. Protectores combinados 315
5.9.1.4. Protectores especiales 318
5.9.1.5. Resultados experimentales sobre protectores dañados 319
5.9.2. Coordinación protector - equipo uso final 319
5.9.3. Metodología a seguir para lograr protección satisfactoria
320
5.10 Estudio sobre daños a equipos causados por sobretensiones 321
5.10.1. Introducción 321
5.10.2. Distribución temporal del número de reclamos 321
5.10.3. Categorización de causas de reclamos y su distribución anual
323
5.10.4. Distribución diaria del número de reclamos y su causa 325
5.10.5. Conclusión de la distribución temporal de las
causas de reclamos 331
5.10.6. Distribución anual y por tipo de los distintos tipos
de artefactos dañados 332
5.10.7. Conclusión de la distribución temporal y de tipos
de artefacto dañado 334
5.10.8. Relación entre tipo de perturbación y clase de equipo dañado
334
5.10.9. Televisores y equipos de música dañados desde 1999 a 2004 335
5.10.10. Televisores, marcas y año de fabricación 336
5.10.11. Conclusión de relación perturbación - equipo dañado 337
5.10.12. Otros estudios sobre equipos dañados 338
5.10.12.1 Relevamientos públicos respecto a equipos dañados 338
5.11 Conclusión respecto a sobretensiones 341
Capítulo 6 ARMÓNICAS
6.1 Introducción 345
6.2 Principales productores de armónicas 352
6.2.1. Dispositivos saturables 352
6.2.2. Dispositivos de arco 355
6.2.3. Electrónica de potencia 357
6.3 Efectos de la distorsión armónica en los equipos
y elementos del sistema eléctrico 368
6.4 Interferencia Telefónica 376
6.5 Estudio de la distorsión armónica en el sistema 378
6.6 Principios de control de armónicas 380
6.7 Localización de fuentes de armónicos 383
6.8 Límites de distorsión armónica 384
6.9 Ejemplos de aplicación 385
Capítulo 7 FLUCTUACIONES DE TENSIÓN (PARPADEO O FLICKER)
7.1 Introducción 389
7.2 Confusión entre huecos de tensión y flicker 390
7.3 Daño a equipos 390
7.4 Problemática psicológica y/o fisiológica 392
7.5 Antecedentes de estudios sobre el tema 398
7.6 Origen de las fluctuaciones de tensión 402
7.6.1. Hornos de arco (corriente alterna y corriente contínua) 402
7.6.1.1. Características generales 402
7.6.1.2. Arco eléctrico 404
7.6.1.3. Ciclo de trabajo o Proceso de fundición y afinado 405
7.6.1.4. Impacto del horno de arco en el sistema 406
7.6.1.5. Hornos de corriente contínua 408
7.6.1.6. Predicción de parpadeo o flicker, mediante modelos
de hornos de arco 409
7.6.1.7. Mitigación de las fluctuaciones de tensión causadas
por hornos de arco 411
7.6.2. Máquinas de Soldar 420
7.6.2.1. Soldadura de arco de metal recubierto 421
7.6.2.2. Soldadura de arco de tungsteno en gas con
corriente pulsante 421
7.6.2.3. Soldadura de arco a tope 422
7.6.2.4. Soldadura a Resistencia 422
7.6.3. Generadores 426
7.6.3.1. Máquinas de Impulso 426
7.6.3.2. Generadores 430
7.6.3.3. Generadores eólicos 430
7.6.4. Motores 433
7.6.4.1. Arranque de motores 433
7.6.4.2. Motores impulsando cargas alternativas (recíprocas) 433
7.6.4.3. Motor impulsando cargas intermitentes o irregulares 434
7.7 Medidor de flicker 435
7.7.1. Introducción 4435
7.7.2. Implementación del medidor de flicker 439
7.8 Dispositivos afectados 448
7.8.1. Comportamiento de la lámpara eléctrica 448
7.8.2. Lámpara Incandescente 449
7.8.2.1. Lámpara Incandescente alimentada con tensión senoidal 449
7.8.2.2. Lámpara Incandescente alimentada con
tensión no senoidal 451
7.8.2.3. Lámpara Incandescente alimentada con
tensión poseyendo modulación rectangular 453
7.8.2.4. Lámpara Incandescente alimentada con tensión
poseyendo modulación senoidal 454
7.8.2.5. Fluctuación luminosa causada por dos
interarmónicas o subarmónicas con parpadeo casi contiguo 454
7.8.2.6. Uso de reguladores electrónicos de intensidad
luminosa (dimmers) en lámparas incandescentes 455
7.8.2.7. Lámparas de descarga gaseosa 455
Capítulo 8 VARIACIONES DE TENSIÓN DE RÉGIMEN PERMANENTE
8.1 Introducción 463
8.2 Principios de regulación de tensión 463
8.3 Comportamiento de la carga frente a tensiones
distintas de la nominal 465
a) Lámparas incandescentes
b) Lámparas fluorescentes
c) Lámparas halógenas
d) Dispositivos de calentamiento
e) Motores de inducción
f) Cargas electrónicas
8.4 Dispositivos para la regulación de tensión 469
a) Reguladores de tensión para sistemas de distribución
b) Transformador ferroresonante
c) Regulador con cambiador de tomas electrónico
d) Sintetizadores magnéticos
e) UPS on-line
f) Conjunto motor - generador
g) Compensadores estáticos
8.5 Aplicación de reguladores en el sistema de distribución 473
8.6 Aplicación de capacitores para la regulación de tensión 475
a) Capacitores en paralelo
b) Capacitores en serie
8.7 Aplicación de capacitores en los circuitos del usuario final 476
8.8 Regulación de tensión del sistema de distribución con
generadores dispersos 478
8.9 Comportamiento del sistema eléctrico bajo condiciones
desbalanceadas 478
a) Funcionamiento asimétrico o desbalanceado
del motor de inducción
9 MONITOREO DE LA CALIDAD DE POTENCIA
9.1 Objetivos del monitoreo 487
9.2 Equipamiento para monitoreo 489
9.2.1. Generalidades 489
9.2.2. Tipos de equipos de monitoreo 491
9.2.2.1. Analizadores de régimen permanente 492
9.2.2.2. Analizadores de disturbios 493
9.2.3. Requerimientos generales 494
9.2.4. Características del equipo de monitoreo EPRI DPQ 496
9.3 Requerimientos para los transductores 497
9.4 Nivel de información requerida para resultados
representativos 501
9.5 Preparación inicial 506
9.6 Selección de la ubicación de los equipos 508
9.7 Instalación 511
9.8 Calibración o regulación de los equipos 512
9.9 Toma de datos 514
9.10 Análisis de los datos
(Interpretación de los resultados del monitoreo) 518
9.10.1. Estimación del estado general de la calidad
de potencia del sistema 519
9.10.2. Identificación y solución de un problema
de calidad de potencia: 521
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 527 |
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