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Monitoreo y análisis de variables eléctricas que permiten validar el estado actual para futuras correcciones en el suministro de energía eléctrica de cada uno de los edificios del campus UTPL

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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

TITULACIÓN DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

Monitoreo y análisis de variables eléctricas que permiten validar el

estado actual para futuras correcciones en el suministro de energía

eléctrica de cada uno de los edificios del campus UTPL

Trabajo de fin de Titulación

AUTORES:

Casierra Cárdenaz, Károl Cecilia Iñiguez Medina, Andrea Katherine

DIRECTOR:

Dávila Vargas, Fernando Marcelo, Ing.

(2)

CERTIFICACIÓN

Ingeniero.

Fernando Marcelo Dávila Vargas

DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN

C E R T I F I C A:

Que el presente trabajo, denominado: Monitoreo y análisis de variables eléctricas que permiten validar el estado actual para futuras correcciones en el suministro de energía eléctrica de cada uno de los edificios del campus UTPL " realizado por Casierra Cárdenaz Károl Cecilia e Iñiguez Medina Andrea Katherine; cumple con los requisitos establecidos en las normas generales para la Graduación en la Universidad Técnica Particular de Loja, tanto en el aspecto de forma como de contenido, por lo cual me permito autorizar su presentación para los fines pertinentes.

Loja, marzo de 2013

--- Ing. Fernando Marcelo Dávila V.

C.I.: 1103425698

Visto Bueno Dirección Escuela

F)... Ing. Jorge Jaramillo

(3)

CESIÓN DE DERECHOS

Casierra Cárdenaz Károl Cecilia e Iñiguez Medina Andrea Katherine, declaramos ser autoras del presente trabajo y eximimos expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales.

Adicionalmente declaramos conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente

textualmente dice: “Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad

intelectual de investigaciones, trabajos científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de

la Universidad”

(4)

DEDICATORIA

A mis padres, Wilman y Lolita, por su amor infinito, apoyo incondicional, y por siempre demostrarme que soy una de las personas primordiales en sus vidas. A mis hermanos, Ángel, Martín y Mauricio, por estar siempre a mi lado y apoyarme siempre. A mi abuelita Carmen (+), que la recuerdo todos los días y ahora me cuida desde el cielo. A mi pequeño amor Cristopher, que con su inocencia y ocurrencias siempre logra arrancarme una sonrisa. A mis amigas Jésica, Marlyn, María, Laura, Andrea I., y, Andrea C., por ser muy importantes en mi

vida, y sin duda alguna a los del “A” con

quienes durante estos años compartí momentos que siempre recordaré.

Károl Cecilia

A mis padres, Carlos y Aida, por ser las personas más importantes de mi vida, mi inspiración y fortaleza. A mis hermanos Yessenia y Carlos, por su apoyo y presencia incondicional. A mis primos Cristina, Cristian y José Luís, por ser parte de mi vida, por estar en las buenas y en las malas. A mis familiares por todo el apoyo brindado durante mi vida estudiantil. A mis amigas y amigos, a los del “A”, por ser verdaderos amigos, excelentes personas, ese grupo de compañeros, amigos, hermanos, que siempre estarán en mi vida.

(5)

AGRADECIMIENTO

A Dios, por habernos permitido culminar este trabajo, por todas las bendiciones que nos ha dado durante nuestra etapa de formación profesional.

A nuestros padres, por su apoyo incondicional, por su presencia, por sus sabios consejos, por cada palabra de ánimo que supieron brindarnos en los momentos que más lo necesitamos, sin ellos no hubiéramos concluido con esta etapa de nuestras vidas.

De igual manera agradecemos a nuestra familia, por estar siempre pendientes, por el apoyo en cada una de nuestras decisiones.

También agradecemos a nuestros compañeros, amigos y sobre todo, a los del “A”,

quienes además de nuestros compañeros de aula, se convirtieron en excelentes amigos, por todos los momentos compartidos, experiencias vividas, por la ayuda y apoyo que nos bridaron y sobre todo por su amistad.

Agradecemos también, a cada uno de los docentes de la titulación, por compartir sus conocimientos y guiar nuestra preparación profesional, de manera especial al Ing. Marcelo Dávila, por su ayuda y guía en la ejecución de este proyecto y al Ing. Jorge Luis Jaramillo, por las horas dedicadas a este trabajo, gracias.

(6)

ÍNDICE DE CONTENIDOS

CERTIFICACIÓN... II CESIÓN DE DERECHOS ... III DEDICATORIA ... IV AGRADECIMEINTO ... V ÍNDICE DE CONTENIDOS ... VI RESUMEN EJECUTIVO ... XII INTRODUCCIÓN... XIII ÍNDICE DE FIGURAS ... XV ÍNDICE DE TABLAS ... XX

REVISIÓN DE LA LEGISLACIÓN VIGENTE ... 1

1.1 LEGISLACIÓN NACIONAL VIGENTE ... 1

1.1.1 Principios constitucionales ... 1

1.1.2 Ley del régimen del sector eléctrico ... 1

1.1.3 Regulaciones CONELEC ... 2

1.1.3.1Calidad del producto ... 2

1.1.3.1.1 Nivel de voltaje ... 3

1.1.3.1.2 Perturbaciones de voltaje ... 4

a. Parpadeo (Flicker) ... 4

b. Armónicos ... 6

1.1.3.1.3 Factor de potencia ... 8

1.2 LEGISLACIÓN INTERNACIONAL ... 9

1.2.1 Normas IEC ... 9

1.2.1.1Norma IEC 61000-2-4 ... 9

1.2.1.2Norma IEC 61000-3-3 ... 10

1.2.1.3Norma IEC 61000-3-5 ... 11

1.2.1.4Norma IEC 61000-4-30 ... 11

1.2.2 Estándar EN-50160 ... 13

1.2.3 Estándares IEEE ... 15

1.2.3.1IEEE 1159-1995 ... 15

1.2.3.2IEEE 519 -1992 ... 16

1.3 CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA ... 17

1.3.1 Importancia de la calidad de energía eléctrica ... 18

1.3.2 Fenómenos que afectan la calidad de la energía eléctrica ... 19

1.3.3 Clasificación general de los disturbios de calidad de la energía ... 19

1.3.4 Características de los fenómenos electromagnéticos ... 23

1.3.4.1Transitorio ... 23

1.3.4.1.1 Impulsivo... 23

1.3.4.1.2 Oscilatorios ... 25

1.3.4.2Variaciones de tensión de corta duración ... 27

(7)

1.3.4.2.2 Crestas ... 29

1.3.4.2.3 Interrupciones ... 30

1.3.4.3Variaciones de tensión de larga duración ... 31

1.3.4.3.1 Sobretensión ... 32

1.3.4.3.2 Baja tensión ... 33

1.3.4.3.3 Interrupción sostenida ... 34

1.3.4.4Desequilibrio de tensiones ... 35

1.3.4.5Distorsión de la forma de onda ... 36

1.3.4.5.1 Corriente DC ... 37

1.3.4.5.2 Armónicos ... 37

1.3.4.5.3 Interarmónicos ... 40

1.3.4.5.4 Muescas de tensión (Notching) ... 41

1.3.4.5.5 Ruido ... 42

1.3.4.6Fluctuaciones de tensión ... 43

1.3.4.7Variaciones de frecuencia ... 44

CAPÍTULO II ...46

ANALIZADOR DE CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA FLUKE 434 ...46

2.1 Características del analizador de calidad de energía eléctrica Fluke 434 ... 46

2.2 Configuración ... 47

2.2.1 Conexiones básicas ... 47

2.2.2 Información de la pantalla ... 49

2.2.3 Tipos de pantalla ... 50

2.2.4 Información de la pantalla común para todos los tipos de pantalla ... 51

2.3 Modos de medición de los fenómenos electromagnéticos ... 52

2.3.1 Potencia y energía ... 52

2.3.1.1Datos presentados en la pantalla de multímetro... 53

2.3.1.2Datos presentados en la pantalla de tendencia ... 54

2.3.2 Monitor- Supervisión de la calidad de la energía eléctrica ... 55

2.3.2.1Pantalla principal de calidad de la energía eléctrica ... 57

2.3.2.2Datos presentados en la pantalla de tendencia ... 58

2.3.2.3Datos presentados en la tabla de eventos de supervisión de calidad de la energía eléctrica ... 58

2.3.2.4Pantalla de gráficos de barras de supervisión de calidad de la energía eléctrica ... 59

CAPÍTULO III ...61

MODELO DE CALIDAD DE ENERGÍA ADOPTADO COMO REFERENCIA PARA CONTROL DE CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL CAMPUS DE LA UTPL ...61

3.1 MODELO REFERENCIAL ... 61

3.1.1. Variaciones de voltaje ... 61

3.1.2. Perturbaciones de voltaje ... 62

(8)

3.1.2.2. Armónicos ... 62

3.1.3. Factor de potencia ... 63

3.1.4. Frecuencia ... 63

3.1.5. Desequilibrio de voltaje ... 63

3.1.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 64

3.1.7. Gestión de datos ... 65

3.2 MONITOREO Y ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL CAMPUS UTPL 65 3.2.1. Selección de puntos de control ... 65

3.2.2. Edificio de Unidades Productivas ... 67

3.2.2.1. Variación de voltaje ... 68

3.2.2.2. Flicker ... 71

3.2.2.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 73

3.2.2.4. Desequilibrio de voltaje ... 76

3.2.2.5. Frecuencia ... 78

3.2.2.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 80

3.2.2.7. Factor de Potencia ... 83

3.2.2.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 85

3.2.3. Edificio Octógono ... 86

3.2.3.1. Variación de voltaje ... 87

3.2.3.2. Flicker ... 90

3.2.3.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 92

3.2.3.4. Desequilibrio de voltaje ... 95

3.2.3.5. Frecuencia ... 97

3.2.3.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 99

3.2.3.7. Factor de Potencia ... 102

3.2.3.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 104

3.2.4. Edificio de Laboratorios ... 105

3.2.4.1. Variación de voltaje ... 106

3.2.4.2. Flicker ... 109

3.2.4.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 111

3.2.4.4. Desequilibrio de voltaje ... 114

3.2.4.5. Frecuencia ... 116

3.2.4.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 118

3.2.4.7. Factor de Potencia ... 121

3.2.4.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 123

3.2.5. Editorial ... 124

3.2.5.1. Variación de voltaje ... 125

3.2.5.2. Flicker ... 128

3.2.5.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 130

(9)

3.2.5.5. Frecuencia ... 136

3.2.5.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 138

3.2.5.7. Factor de Potencia ... 141

3.2.5.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 143

3.2.6. Centro de Convenciones ... 144

3.2.6.1. Voltaje ... 145

3.2.6.2. Flicker ... 148

3.2.6.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 150

3.2.6.4. Desequilibrio de voltaje ... 153

3.2.6.5. Frecuencia ... 155

3.2.6.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 157

3.2.6.7. Factor de Potencia ... 160

3.2.6.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 162

3.2.7. Sistema de aire acondicionado del Centro de Convenciones ... 163

3.2.7.1. Voltaje ... 164

3.2.7.2. Flicker ... 167

3.2.7.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 169

3.2.7.4. Desequilibrio de voltaje ... 175

3.2.7.5. Frecuencia ... 177

3.2.7.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 179

3.2.7.7. Factor de Potencia ... 182

3.2.7.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 184

3.2.8. Edificio Modalidad Abierta y a Distancia ... 185

3.2.8.1. Variación de voltaje ... 186

3.2.8.2. Flicker ... 189

3.2.8.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 191

3.2.8.4. Desequilibrio de voltaje ... 194

3.2.8.5. Frecuencia ... 196

3.2.8.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 198

3.2.8.7. Factor de Potencia ... 201

3.2.8.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 203

3.2.9. Cafetería ... 204

3.2.9.1. Variación de voltaje ... 205

3.2.9.2. Flicker ... 208

3.2.9.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 210

3.2.9.4. Desequilibrio ... 217

3.2.9.5. Frecuencia ... 219

3.2.9.6. Desequilibrio de corriente ... 221

3.2.9.7. Factor de Potencia ... 224

3.2.9.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 226

(10)

3.2.10.1. Variación de voltaje ... 228

3.2.10.2. Flicker ... 231

3.2.10.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 233

3.2.10.4. Desequilibrio de voltaje ... 236

3.2.10.5. Frecuencia ... 238

3.2.10.6. Desequilibrio de corriente ... 240

3.2.10.7. Factor de Potencia ... 243

3.2.10.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 245

3.2.11.Edificio de Administración Central ... 246

3.2.11.1. Variación de voltaje ... 247

3.2.11.2. Flicker ... 250

3.2.11.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 252

3.2.11.4. Desequilibrio de voltaje ... 255

3.2.11.5. Frecuencia ... 257

3.2.11.6. Desequilibrio de corriente entre fases ... 259

3.2.11.7. Factor de Potencia ... 262

3.2.11.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 264

3.2.12.Edificio de la planta de Cerámica ... 265

3.2.12.1. Variación de voltaje ... 267

3.2.12.2. Flicker ... 269

3.2.12.3. Total de distorsión de Armónicos (THD) ... 271

3.2.12.4. Desequilibrio de voltaje ... 274

3.2.12.5. Frecuencia ... 276

3.2.12.6. Desequilibrio de corriente ... 278

3.2.12.7. Factor de Potencia ... 281

3.2.12.8. Resultados totales del análisis de calidad de energía ... 283

CAPÍTULO IV ... 285

PLAN DE MEJORAS ... 285

4.1 CARGAS INSTALADAS ... 285

4.2 MEDIDAS PARA CORREGIR LOS FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS . 287 4.2.1 EDIFICIO UNIDADES PRODUCTIVAS ... 287

4.2.2 EDIFICIO OCTÓGONO... 290

4.2.3 EDIFICIO DE LABORATORIOS ... 291

4.2.4 EDITORIAL ... 291

4.2.5 CENTRO DE CONVENCIONES ... 295

4.2.6 SITEMA DE AIRE ACONDICIONADO DEL CENTRO DE CONVENCIONES .. 296

4.2.7 EDIFICIO DE MODALIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA ... 297

4.2.8 CAFETERÍA ... 298

4.2.9 EDIFICIOS DE AULAS 3, 4, 5 Y 6 ... 300

4.2.10 EDIFICIO DE ADMINISTRACIÓN CENTRAL ... 301

(11)

CONCLUSIONES ...306

RECOMENDACIONES ...309

REFERENCIAS ...311

ANEXOS ...313

ANEXO A. FLUKE 434 ...313

A.1 ANALIZADOR DE CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA FLUKE 434 ... 313

A.2 Características ... 316

A.2.1 Características de entrada ... 316

A.2.2 Modos de visualización ... 317

A.3 Recomendaciones para su uso ... 318

A.4 Funcionamiento del Fluke 434 ... 319

A.4.1 Conexión del analizador ... 319

A.4.2 Conexiones de Entrada ... 320

A.5 Uso de la memoria y del PC ... 322

A.5.1 Uso de la memoria ... 322

A.5.2 Operaciones de la memoria ... 322

A.5.3 Uso del PC ... 324

(12)

RESUMEN EJECUTIVO

(13)

INTRODUCCIÓN

Se define a la eficiencia energética, como la reducción en el consumo de energía eléctrica sin sacrificar el confort, la calidad de vida, y, la protección del medio ambiente.

En nuestro país, con el objetivo de optimizar el consumo de energía, el Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN), entidad competente en materia de reglamentación, normalización, y, metrología, adoptó la Norma Internacional ISO 50001:2011 como Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN-ISO 50001:2011, estableciendo los requisitos que deben cumplir los sistemas de gestión de la energía. Por su parte, el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER), a través de la Subsecretaría de Energía Renovable y Eficiencia Energética (SEERE), impulsa una serie de programas de auditoría energética en el sector público, que a corto plazo se extenderán al sector privado.

(14)

OBJETIVOS

Objetivo General.-

Monitorear y analizar las variables eléctricas, con el fin de valorar la calidad de energía eléctrica que se suministra a cada uno de los edificios del campus UTPL.

Objetivos

Específicos.-1. Definir una norma referencial a seguir para evaluar la calidad de energía eléctrica.

2. Analizar las principales variables que inciden en la calidad de energía eléctrica.

3. Establecer una metodología para la adquisición y análisis de datos.

(15)

ÍNDICE DE FIGURAS

FIG.1.1TRANSITORIOS IMPULSIVOS.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 23

FIG.1.2 TRANSITORIOS OSCILATORIOS.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 25

FIG.1.3TRANSITORIOS OSCILATORIOS DE BAJA FRECUENCIA.TOMADO DE LA NORMA IEEE ESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 26

FIG.1.4 DEPRESIONES DE TENSIÓN.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 28

FIG.1.5 CRESTA.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 29

FIG.1.6 INTERRUPCIONES.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 30

FIG.1.7SOBRETENSIONES.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 32

FIG.1.8 DESEQUILIBRIO DE TENSIONES.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 35

FIG.1.9 CORRIENTE ARMÓNICA.TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 38

FIG.1.10 MUESCAS DE TENSIÓN (NOTCHING).TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995... 41

FIG.1.11 FLUCTUACIONES DE TENSIÓN (FLICKER).TOMADO DE LA NORMA IEEEESTÁNDAR 1159 DE 1995. ... 43

FIG.2.1ANALIZADOR DE CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA FLUKE 434[13]. ... 46

FIG.2.2CONEXIÓN DEL ANALIZADOR A UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN TRIFÁSICO.TOMADA DEL MANUAL DE USO:FLUKE 434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [15]. ... 47

FIG.2.3DIAGRAMA VECTORIAL DE UN ANALIZADOR CORRECTAMENTE CONECTADO.TOMADA DEL MANUAL DE USO:FLUKE 434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [15] ... 48

FIG.2.4VISIÓN GENERAL DE LOS TIPOS DE PANTALLA [14]. ... 49

FIG.2.5PANTALLA DE MULTÍMETRO DE POTENCIA Y ENERGÍA [15]. ... 53

FIG.2.6PANTALLA DE TENDENCIA DE POTENCIA Y ENERGÍA [15]. ... 54

FIG.2.7PANTALLA PRINCIPAL DEL MODO MONITOR [14]. ... 56

FIG.2.8PANTALLA MONITOR DE SUPERVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA [15]. .... 57

FIG.2.9PANTALLA DE TENDENCIA DE SUPERVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA [15]. ... 58

FIG.2.10TABLA DE EVENTOS DE SUPERVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA [15]. ... 58

FIG.2.11 PANTALLA DE GRÁFICOS DE SUPERVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA [15]. ... 59

FIG.3.1TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL EDIFICIO DE UNIDADES PRODUCTIVAS ... 67

FIG.3.2PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 68

FIG.3.3VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 69

FIG.3.4 HISTÓRICO DE VOLTAJE ... 70

FIG.3.5FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 71

FIG.3.6HISTÓRICO DE FLICKER ... 72

FIG.3.7ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 73

FIG.3.8 ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 73

FIG.3.9ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 74

FIG.3.10THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 74

FIG.3.11HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 75

FIG.3.12DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 76

FIG.3.13HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 77

FIG.3.14FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 78

FIG.3.15HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 79

FIG.3.16CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 80

FIG.3.17HISTÓRICO DE CORRIENTE... 81

FIG.3.18HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 82

(16)

FIG.3.20HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA ... 84

FIG.3.21TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL EDIFICIO OCTÓGONO ... 86

FIG.3.22PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 87

FIG.3.23VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 88

FIG.3.24HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 89

FIG.3.25FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 90

FIG.3.26HISTÓRICO DE FLICKER ... 91

FIG.3.27ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 92

FIG.3.28ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 92

FIG.3.29ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 93

FIG.3.30THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 93

FIG.3.31HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 94

FIG.3.32DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 95

FIG.3.33HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 96

FIG.3.34FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 97

FIG.3.35 HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 98

FIG.3.36CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 99

FIG.3.37HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 100

FIG.3.38HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 101

FIG.3.39FP MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 102

FIG.3.40HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA ... 103

FIG.3.41TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL EDIFICIO DE LABORATORIOS ... 105

FIG.3.42PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 106

FIG.3.43 VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 107

FIG.3.44HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 108

FIG.3.45FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 109

FIG.3.46HISTÓRICO DE FLICKER ... 110

FIG.3.47ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 111

FIG.3.48ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 111

FIG.3.49ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 112

FIG.3.50THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 112

FIG.3.51HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 113

FIG.3.52DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 114

FIG.3.53HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 115

FIG.3.54FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 116

FIG.3.55 HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 117

FIG.3.56CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 118

FIG.3.57HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 119

FIG.3.58HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 120

FIG.3.59FP MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 121

FIG.3.60FACTOR DE POTENCIA TOTAL CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 122

FIG.3.61TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DE LA EDITORIAL ... 124

FIG.3.62PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 125

FIG.3.63VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 126

FIG.3.64HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 127

FIG.3.65FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 128

FIG.3.66HISTÓRICO DE FLICKER ... 129

FIG.3.67ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 130

FIG.3.68 ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 130

FIG.3.69 ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 131

FIG.3.70 THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 131

FIG.3.71 HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 132

FIG.3.72DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 134

FIG.3.73HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 135

FIG.3.74 FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 136

FIG.3.75 HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 137

FIG.3.76 CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 138

(17)

FIG.3.78 HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE... 140

FIG.3.79FP MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 141

FIG.3.80HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 142

FIG.3.81TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL CENTRO DE CONVENCIONES ... 144

FIG.3.82PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 145

FIG.3.83VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 146

FIG.3.84HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 147

FIG.3.85FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 148

FIG.3.86HISTÓRICO DE FLICKER ... 149

FIG.3.87ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 150

FIG.3.88ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 150

FIG.3.89ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 151

FIG.3.90THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 151

FIG.3.91HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 152

FIG.3.92DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 153

FIG.3.93HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 154

FIG.3.94FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 155

FIG.3.95HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 156

FIG.3.96CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 157

FIG.3.97HISTÓRICO DE CORRIENTE... 158

FIG.3.98HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 159

FIG.3.99FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 160

FIG.3.100HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 161

FIG.3.101TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO ... 163

FIG.3.102PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 164

FIG.3.103VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 165

FIG.3.104HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 166

FIG.3.105FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 167

FIG.3.106HISTÓRICO DE FLICKER ... 168

FIG.3.107ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 169

FIG.3.108ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 169

FIG.3.109ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 170

FIG.3.110THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 170

FIG.3.111HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 171

FIG.3.112HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 173

FIG.3.113DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 175

FIG.3.114HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 176

FIG.3.115FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 177

FIG.3.116HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 178

FIG.3.117CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 179

FIG.3.118HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 180

FIG.3.119HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 181

FIG.3.120FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 182

FIG.3.121HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 183

FIG.3.122TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL EDIFICIO MODALIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA ... 185

FIG.3.123PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 186

FIG.3.124VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 187

FIG.3.125HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 188

FIG.3.126FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 189

FIG.3.127HISTÓRICO DE FLICKER ... 190

FIG.3.128ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 191

FIG.3.129ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 191

FIG.3.130ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 192

FIG.3.131THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 192

FIG.3.132HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 193

FIG.3.133DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 194

(18)

FIG.3.135FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 196

FIG.3.136HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 197

FIG.3.137CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 198

FIG.3.138HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 199

FIG.3.139HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 200

FIG.3.140FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 201

FIG.3.141HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 202

FIG.3.142TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DE LA CAFETERÍA ... 204

FIG.3.143PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 205

FIG.3.144VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 206

FIG.3.145HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 207

FIG.3.146FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 208

FIG.3.147HISTÓRICO DE FLICKER ... 209

FIG.3.148ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 210

FIG.3.149ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 210

FIG.3.150ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 211

FIG.3.151THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 211

FIG.3.152HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 212

FIG.3.153DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 217

FIG.3.154HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 218

FIG.3.155FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 219

FIG.3.156HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 220

FIG.3.157CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 221

FIG.3.158HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 222

FIG.3.159HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 223

FIG.3.160FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 224

FIG.3.161HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA ... 225

FIG.3.162TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DE LOS EDIFICIOS DE AULAS 3,4,5 Y 6 ... 227

FIG.3.163PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 228

FIG.3.164VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 229

FIG.3.165HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 230

FIG.3.166FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 231

FIG.3.167HISTÓRICO DE FLICKER ... 232

FIG.3.168ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 233

FIG.3.169ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 233

FIG.3.170ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 234

FIG.3.171THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 234

FIG.3.172HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 235

FIG.3.173DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 236

FIG.3.174HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 237

FIG.3.175FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 238

FIG.3.176HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 239

FIG.3.177CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 240

FIG.3.178HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 241

FIG.3.179HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 242

FIG.3.180FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 243

FIG.3.181HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 244

FIG.3.182TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL EDIFICIO DE ADMINISTRACIÓN CENTRAL . 246 FIG.3.183PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 247

FIG.3.184VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 248

FIG.3.185HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE ... 249

FIG.3.186FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 250

FIG.3.187HISTÓRICO DE FLICKER ... 251

FIG.3.188ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 252

FIG.3.189ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 252

FIG.3.190ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 253

FIG.3.191THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 253

(19)

FIG.3.193DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 255

FIG.3.194HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 256

FIG.3.195FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 257

FIG.3.196HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 258

FIG.3.197CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 259

FIG.3.198HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 260

FIG.3.199HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 261

FIG.3.200FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 262

FIG.3.201HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 263

FIG.3.202TABLERO DE DISTRIBUCIÓN PRINCIPAL DEL EDIFICIO DE LA PLANTA DE CERÁMICA ... 265

FIG.3.203PANTALLA DE CALIDAD DE ENERGÍA OBTENIDA EN MODO MONITOR ... 266

FIG.3.204VOLTAJE MEDIDO EN A/L1,B/L2,C/L3 Y N ... 267

FIG.3.205HISTÓRICO DE VARIACIÓN DE VOLTAJE. ... 268

FIG.3.206FLICKER MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 269

FIG.3.207HISTÓRICO DE FLICKER ... 270

FIG.3.208ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN A/L1 ... 271

FIG.3.209ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN B/L2 ... 271

FIG.3.210ARMÓNICOS Y THD MEDIDOS EN C/L3 ... 272

FIG.3.211THD MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 272

FIG.3.212HISTÓRICO DE ARMÓNICOS THD ... 273

FIG.3.213DESEQUILIBRIO MEDIDO EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 274

FIG.3.214HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE ... 275

FIG.3.215FRECUENCIA MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 276

FIG.3.216HISTÓRICO DE FRECUENCIA ... 277

FIG.3.217CORRIENTE MEDIDA EN A/L1,B/L2 Y C/L3 ... 278

FIG.3.218HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 279

FIG.3.219HISTÓRICO DE DESEQUILIBRIO DE CORRIENTE ... 280

FIG.3.220FACTOR DE POTENCIA CON RESPECTO A LAS HORAS MEDIDAS ... 281

FIG.3.221HISTÓRICO DEL FACTOR DE POTENCIA TOTAL ... 282

FIG.4.222HISTÓRICO DE FLICKER ... 288

FIG.4.223HISTÓRICO DE VOLTAJE ... 288

FIG.4.224HISTÓRICO DE CORRIENTE ... 289

FIG.4.225HISTÓRICO DE FLICKER FUERA DEL LÍMITE ESTABLECIDO ... 292

FIG.4.226HISTÓRICO DE VOLTAJE EN EL MISMO INTERVALO DE TIEMPO DE LA FIG.3.6.A ... 292

FIG.4.227HISTÓRICO DE CORRIENTE EN EL MISMO INTERVALO DE TIEMPO DE LA FIG.3.6.A ... 293

FIG.4.228FLICKER, VALORES REGISTRADOS FUERA DEL LÍMITE ESTABLECIDO ... 303

FIG.4.229VALORES DE VOLTAJE REGISTRADOS EN EL MISMO INTERVALO DE TIEMPO DE LA FIG. 3.219 A ... 303

FIG.4.230VALORES DE CORRIENTE REGISTRADOS EN EL MISMO INTERVALO DE TIEMPO DE LA FIG. 3.219 A ... 304

FIG.A.1ANALIZADOR DE CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA FLUKE 434[22]. ... 313

FIG.A.2EQUIPO FLUKE 434[23]. ... 314

FIG.A.3CONEXIÓN DEL ANALIZADOR A UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN TRIFÁSICO.TOMADA DEL MANUAL “PUESTA EN FUNCIONAMIENTO”FLUKE 434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [25]. ... 320

FIG.A.4DIAGRAMA VECTORIAL DE UN ANALIZADOR CORRECTAMENTE CONECTADO.TOMADA DEL MANUAL DE USO:FLUKE 434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [25] ... 321

FIG.A.5PANTALLA TENDENCIA DE PARPADEO [25]. ... 323

FIG.A.6UBICACIÓN DEL PUERTO ÓPTICO [24] ... 325

(20)

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1.1 RANGOS DE VOLTAJES ADMITIDOS PARA LA SUBETAPA1 Y SUBETAPA2. TOMADO DE

REGULACIÓNNO.CONELEC–004/01 ... 4

TABLA 1.2 LÍMITES DE LOS VALORES EFICACES (RMS) DE LOS VOLTAJES ARMÓNICOS INDIVIDUALES Y LOS THD.TOMADO DE REGULACIÓNNO.CONELEC–004/01 ... 7

TABLA 1.3 CLASES DE ENTORNOS ELECTROMAGNÉTICOS, TIPOS DE EQUIPOS Y PROCESOS [1]. ... 10

TABLA 1.4 PARÁMETROS ESTABLECIDOS EN LA NOMA IEC61000-2-4[1]. ... 10

TABLA 1.5 LÍMITES DE LAS FLUCTUACIONES DE TENSIÓN Y TITILACIÓN EN REDES DE BAJA TENSIÓN [1]. ... 11

TABLA 1.6PARÁMETROS DE CALIDAD ELÉCTRICA SEGÚN IEC61000-4-30[2] ... 12

TABLA 1.7 CARACTERÍSTICAS DE LA ALIMENTACIÓN EN BAJA TENSIÓN SEGÚN EN-50160[3] ... 14

TABLA 1. 8 LÍMITES DE LAS CATEGORÍAS DE FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS SEGÚN IEEE 1159-1995.[3] ... 15

TABLA 1.9LÍMITES DE ARMÓNICOS DE VOLTAJE SEGÚN IEEE519 [5] ... 16

TABLA 1.10LÍMITES DE ARMÓNICOS DE CORRIENTE SEGÚN IEEE519 [5] ... 17

TABLA 1. 11 FENÓMENOS PRINCIPALES QUE ORIGINAN DISTURBIOS ELECTROMAGNÉTICOS. CLASIFICACIÓN DE LA IEC. ... 20

TABLA 1.12REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA CLASIFICACIÓN SEGÚN LA IEEE–1159[1995] DE LOS EVENTOS SOBRE UNA ONDA DE TENSIÓN [7]. ... 21

TABLA 1. 13 TOLERANCIA PARA LAS TENSIONES DE ACUERDO A LA NORMA ANSI. TOMADO DE NORMA ANSIC84.1[8] ... 32

TABLA 2.1PARÁMETROS DE CALIDAD ELÉCTRICA SEGÚN IEC61000-4-30 ... 47

TABLA 2.2DESCRIPCIÓN DE LOS TIPOS DE PANTALLA [15]. ... 50

TABLA 2.3CARACTERÍSTICAS COMUNES DE LOS TIPOS DE PANTALLA [15]. ... 51

TABLA 2.4 ASPECTOS DE LA SUPERVISIÓN DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA [15] ... 57

TABLA 3.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS TABLEROS PRINCIPALES DEL CAMPUS UTPL ... 66

TABLA 3.2 DETALLE DE LA ADQUISICIÓN DE DATOS EN CADA TABLERO PRINCIPAL ... 66

TABLA 3.3ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 67

TABLA 3.4RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 69

TABLA 3.5RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 71

TABLA 3.6RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 74

TABLA 3.7RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 76

TABLA 3.8RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 78

TABLA 3.9RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 80

TABLA 3.10RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 83

TABLA 3. 11 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE UNIDADES PRODUCTIVAS UTPL ... 85

TABLA 3.12ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 86

TABLA 3.13RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 88

TABLA 3.14RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 90

TABLA 3.15RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 93

TABLA 3.16RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 95

TABLA 3.17RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 97

TABLA 3.18RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 99

TABLA 3.19RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 102

TABLA 3. 20 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO OCTÓGONO UTPL ... 104

TABLA 3.21ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 105

TABLA 3.22RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 107

TABLA 3.23RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 109

TABLA 3.24RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 112

TABLA 3.25RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 114

TABLA 3.26RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 116

TABLA 3.27RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 118

(21)

TABLA 3. 30 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE

LABORATORIOS UTPL ... 123

TABLA 3.30ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 124

TABLA 3.31RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 126

TABLA 3.32RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 128

TABLA 3.33RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 131

TABLA 3. 34DATA DE VARIABLES ELÉCTRICAS REGISTRADAS EL 21.10.2012 EN EL EDIFICIO DE EDITORIAL, ENTRE LAS 04:21:55 Y A LAS 04:31:55 ... 133

TABLA 3.35RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 134

TABLA 3.36RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 136

TABLA 3.37RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 138

TABLA 3.38RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 141

TABLA 3. 39 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE EDITORIAL UTPL ... 143

TABLA 3.40ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 144

TABLA 3.41RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 146

TABLA 3.42RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 148

TABLA 3.43RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 151

TABLA 3.44RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 153

TABLA 3.45RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 155

TABLA 3.46RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 157

TABLA 3.47RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 160

TABLA 3. 48 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE CENTRO DE CONVENCIONES UTPL ... 162

TABLA 3.49ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 163

TABLA 3.50RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 165

TABLA 3.51RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 167

TABLA 3.52RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 170

TABLA 3.53DATOS OBTENIDOS EL JUEVES 22/11/2012 A LAS 13:03:49. ... 172

TABLA 3.54RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 175

TABLA 3.55RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 177

TABLA 3.56RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 179

TABLA 3.57RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 182

TABLA 3.58RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO DEL CENTRO DE CONVENCIONES UTPL ... 184

TABLA 3.59ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 185

TABLA 3.60RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 187

TABLA 3.61RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 189

TABLA 3.62RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 192

TABLA 3.63RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 194

TABLA 3.64RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 196

TABLA 3.65RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 198

TABLA 3.66RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 201

TABLA 3. 67 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE MODALIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA UTPL ... 203

TABLA 3.68ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 204

TABLA 3.69RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 206

TABLA 3.70RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 208

TABLA 3.71RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 211

TABLA 3.72DATOS OBTENIDOS EL JUEVES 22/11/2012 A LAS 13:03:49. ... 213

TABLA 3.73RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 217

TABLA 3.74RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 219

TABLA 3.75RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 221

TABLA 3.76RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 224

TABLA 3. 77 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE CAFETERÍA UTPL ... 226

TABLA 3.78ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 227

(22)

TABLA 3.80RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 231

TABLA 3.81RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 234 TABLA 3.82RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 236

TABLA 3.83RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 238

TABLA 3.84RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 240

TABLA 3.85RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 243 TABLA 3.86 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN LOS EDIFICIOS DE

AULAS 3,4,5, Y 5 UTPL ... 245

TABLA 3.87ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 246

TABLA 3.88RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 248 TABLA 3.89RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 250

TABLA 3.90RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 253

TABLA 3.91RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 255

TABLA 3.92RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 257 TABLA 3.93RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 259

TABLA 3.94RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 262

TABLA 3. 95 RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE

ADMINISTRACIÓN CENTRAL UTPL ... 264 TABLA 3.96ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA ... 266

TABLA 3.97RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 267

TABLA 3.98RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 269

TABLA 3.99RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 272 TABLA 3.100RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 274

TABLA 3.101RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 276

TABLA 3.102RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 278 TABLA 3.103RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS ... 281 TABLA 3.104RESULTADOS TOTALES DEL ANÁLISIS DE CALIDAD DE ENERGÍA EN EL EDIFICIO DE LA

PLANTA DE CERÁMICA UTPL ... 283

TABLA 4.1CARGAS INSTALADAS EN LOS EDIFICIOS DEL CAMPUS UTPL ... 285

TABLA 4.2DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE FLICKER CON RESPECTO AL VOLTAJE Y CORRIENTE

... 289 TABLA 4.3PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO UNIDADES PRODUCTIVAS ... 290

TABLA 4.4PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO OCTÓGONO ... 290

TABLA 4.5PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO DE LABORATORIOS ... 291 TABLA 4.6DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE FLICKER CON RESPECTO AL VOLTAJE Y CORRIENTE

... 293 TABLA 4.7PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO EDITORIAL ... 294

TABLA 4.8PLAN DE MEJORAS PARA EL CENTRO DE CONVENCIONES ... 295 TABLA 4.9PLAN DE MEJORAS PARA EL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO ... 296

TABLA 4.10PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO DE MODALIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA ... 297

TABLA 4.11PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO DE CAFETERÍA ... 298

TABLA 4.12PLAN DE MEJORAS PARA LOS EDIFICIOS DE AULAS 3,4,5 Y 6 ... 300 TABLA 4.13PLAN DE MEJORAS PARA EL EDIFICIO DE ADMINISTRACIÓN CENTRAL ... 301

TABLA 4.14DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE FLICKER CON RESPECTO AL VOLTAJE Y CORRIENTE

... 304 TABLA A.1CATEGORÍAS DE INSTALACIÓN POR SOBRETENSIÓN.LA NORMA IEC61010-1 APLICA A

LOS EQUIPOS DE MEDIDA DE BAJA TENSIÓN (<1000V)[23]. ... 315

TABLA A. 2 VALORES DE TRANSITORIOS PARA LAS CATEGORÍAS II Y III DE INSTALACIÓN POR SOBRETENSIÓN [23]. ... 316

TABLA A.3 CARACTERÍSTICAS DE ENTRADAS DE TENSIÓN.TOMADA DEL MANUAL DE USO:FLUKE

434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [25]. ... 316

TABLA A.4 CARACTERÍSTICAS DE ENTRADAS DE CORRIENTE.TOMADA DEL MANUAL DE USO: FLUKE

434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [25]. ... 317 TABLA A. 5 CARACTERÍSTICAS DE FRECUENCIA NOMINAL. TOMADA DEL MANUAL DE USO: FLUKE

434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [25]. ... 317

TABLA A. 6 MODOS DE VISUALIZACIÓN DEL EQUIPO FLUKE 334.TOMADA DEL MANUAL DE USO:

FLUKE 434/435THREE PHASE POWER QUALITY ANALYZER [25]. ... 317

(23)

CAPÍTULO I

REVISIÓN DE LA LEGISLACIÓN VIGENTE

En este capítulo se realiza un estudio de la legislación nacional e internacional vigente, con respecto al tema de calidad de energía, también se explican los fenómenos electromagnéticos que afectan la calidad de energía eléctrica, sus causas, efectos y medidas correctivas que se pueden seguir.

1.1 LEGISLACIÓN NACIONAL VIGENTE

1.1.1 Principios constitucionales

La Constitución del Ecuador, en el Título III (acerca de las garantías constitucionales), Cap. II (sobre políticas públicas, servicios públicos, y, participación ciudadana), se refiere a la obligación del Estado en el diseño y planificación de la prestación de servicios públicos, y, a la exigencia del cumplimiento de la calidad de estos servicios.

1.1.2 Ley del régimen del sector eléctrico

La Ley de Régimen del Sector Eléctrico (LRSE), en el Cap. I, Art.1, establece que es obligación del Estado satisfacer las necesidades de energía eléctrica en el país. En el Cap. II, Art.5, literal a, señala que el servicio de energía debe cumplir con requerimientos de calidad, y, en el Art. 7, puntualiza que el Estado es el encargado de garantizar la continuidad del servicio de energía eléctrica.

(24)

1.1.3 Regulaciones CONELEC

En cumplimiento con las atribuciones concedidas por la LRSE, el CONELEC ha dictado varias resoluciones encaminadas a regular, planificar, y, controlar los servicios públicos de suministro de energía eléctrica. Por su aplicación inmediata en el proyecto, se analizó con atención la regulación CONELEC 004/01, que establece la calidad del servicio eléctrico de distribución, y, los procedimientos de evaluación a ser observados por parte de las empresas distribuidoras.

Según esta regulación, la calidad de prestación del servicio de abastecimiento del sector eléctrico, a nivel de distribución, se evalúa de acuerdo a la calidad del producto, a la calidad del servicio técnico, y, a la calidad del servicio comercial. También se establecen índices cuantificables y medibles para caracterizar cada criterio.

En este proyecto se hará énfasis a la calidad del producto, dentro del cual se estudian los siguientes puntos:

 Nivel de voltaje

 Perturbaciones de voltaje  Armónicos

 Factor de Potencia

1.1.3.1

Calidad del producto

Los aspectos de calidad del producto técnico que se controlarán son el nivel de voltaje, las perturbaciones y el factor de potencia, siendo el distribuidor responsables de efectuar las mediciones correspondientes, el procesamiento de los datos levantados, la determinación de las compensaciones que pudieran corresponder a los consumidores afectados y su pago a los mismos.

Para realizar las mediciones El Distribuidor deberá realizar mensualmente lo siguiente:

(25)

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.

2. Simultáneamente con el registro del voltaje se deberá medir la energía entregada a efectos de conocer la que resulta suministrada en malas condiciones de calidad.

3. 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.

1.1.3.1.1 Nivel de voltaje

El nivel de voltaje es el rango en el que se le permite a la Empresa Distribuidora variar el valor del nivel de tensión para el consumidor final. Está definido como la variación de tensión en el punto de medición menos la tensión nominal en el punto de medición dividido para la tensión nominal multiplicado por cien [4].

Índice de Calidad

Ec. (1. 1)

En dónde:

Mediciones

(26)

El distribuidor debe llevar un registro de voltaje en cada uno de los siguientes puntos de medición:

1. 20% de las barras de salida de subestaciones de distribución AV/MV, no menos de 3.

2. 0,15% de los transformadores de distribución, no menos de 5.

3. 0,01 % de los Consumidores de Bajo Voltaje del área de concesión, no menos de 10.

Límites

El Distribuidor no cumple con el nivel de voltaje en el punto de medición respectivo, cuando durante un 5% o más del período de medición de 7 días continuos, en cada mes, el servicio lo suministra incumpliendo los límites de voltaje.

Las variaciones de voltaje admitidas con respecto al valor del voltaje nominal se indican en la Tabla 1.1.

Tabla 1. 1 Rangos de voltajes admitidos para la Subetapa1 y Subetapa2. Tomado de REGULACIÓN No. CONELEC – 004/01

Subetapa 1 Subetapa 2

Alto Voltaje  7,0 %  5,0 %

Medio Voltaje  10,0 %  8,0 %

Bajo Voltaje. Urbanas  10,0 %  8,0 %

Bajo Voltaje. Rurales  13,0 %  10,0 %

1.1.3.1.2 Perturbaciones de voltaje

a.

Parpadeo (Flicker)

(27)

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; el mismo que es determinado mediante la siguiente expresión:

√ Ec. (1. 2)

En dónde:

)

Mediciones

El distribuidor deberá realizar mensualmente 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.

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.

Límites

(28)

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.

b.

Armónicos

Se conoce como armónico, a un voltaje sinusoidal de frecuencia igual a un múltiplo entero de la frecuencia fundamental del voltaje de suministro. (60 Hz). Para efectos de evaluar la calidad de energía eléctrica se considera el factor total de distorsión por armónicos, THD.

Índices de calidad

Ec. (1. 3)

√∑

Ec. (1. 4)

En dónde:

Mediciones

(29)

a. 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.

b. Las mediciones se deben realizar con un medidor de distorsiones armónicas de voltaje de acuerdo a los procedimientos especificados en la norma IEC 61000-4-7.

Con la finalidad de ubicar de una manera más eficiente los medidores de distorsiones armónicas, se efectuarán mediciones de monitoreo de armónicas, 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.

Límites

Los valores eficaces (RMS) de los voltajes armónicos individuales (Vi’) y

los THD, expresados como porcentaje del voltaje nominal del punto de medición respectivo, no deben superar los valores límite (Vi´ y THD´) señalados en la tabla 1.2. Para efectos de esta regulación se consideran los armónicos comprendidos entre la segunda y la cuadragésima, ambas inclusive.

Tabla 1. 2 Límites de los valores eficaces (RMS) de los voltajes armónicos individuales y los THD. Tomado de REGULACIÓN No. CONELEC – 004/01

ORDEN (n) DE LA ARMONICA Y THD

TOLERANCIA |Vi´| o |THD´|

(% respecto al voltaje nominal del punto de medición)

V > 40 kV (otros puntos)

V 40 kV (trafos de distribución) Impares no múltiplos de 3

5 2.0 6.0

7 2.0 5.0

11 1.5 3.5

13 1.5 3.0

17 1.0 2.0

19 1.0 1.5

(30)

25 0.7 1.5

> 25 0.1 + 0.6*25/n 0.2 + 1.3*25/n

Impares múltiplos de tres

3 1.5 5.0

9 1.0 1.5

15 0.3 0.3

21 0.2 0.2

Mayores de 21 0.2 0.2

Pares

2 1.5 2.0

4 1.0 1.0

6 0.5 0.5

8 0.2 0.5

10 0.2 0.5

12 0.2 0.2

Mayores a 12 0.2 0.5

THD 3 8

1.1.3.1.3 Factor de potencia

El factor de potencia, es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente.

Índice de Calidad

Para efectos de la evaluación de la calidad, en cuanto al factor de potencia, si en el 5% o más del período evaluado el valor del factor de potencia es inferior a los límites, el Consumidor está incumpliendo con el índice de calidad.

Medición

(31)

Límite

El límite mínimo permitido es de 0,92.

1.2 LEGISLACIÓN INTERNACIONAL

Diferentes organizaciones enfocadas en normatividad como ISO, IEC, ITU, EN, IEEE, entre otras, mantienen capítulos o grupos dedicados al desarrollo de propuestas para normar la calidad de energía.

La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), en lo relacionado a la calidad de energía eléctrica, ha elaborado las normas IEC 61000-2-4, IEC 61000-3-2, IEC 61000-3-3, IEC 610003-5, e, IEC 61000-4-30. Dentro del grupo de estándares europeos (EN), el estándar EN-50160. En el grupo de normativa IEEE, se revisa el estándar IEEE 1159-1995.

1.2.1 Normas IEC

. La norma IEC 61000-2-4, establece los parámetros de medición en ambientes industriales de baja y media tensión, en redes de 50 / 60 Hz; y, define parámetros de variación de tensión como amplitud, frecuencia, equilibrio de fase, y, forma de onda. La IEC 61000-3-3 establecen los límites de fluctuaciones de tensión y de titilación en redes de baja tensión, para equipos en corriente de entrada ≤ 16 A. La IEC 610003-5, determina los límites de fluctuaciones de tensión y de titilación en redes de baja tensión, para equipos en corriente de entrada > 16 A. La norma IEC 61000-4-30 define el concepto de calidad de energía y realiza la descripción de los métodos de medición de un gran número de parámetros de calidad de energía, para hacer posible la obtención de información y resultados confiables [1].

1.2.1.1

Norma IEC 61000-2-4

(32)

industriales y no públicas, es aplicable en redes de 50 Hz / 60 Hz, en baja y media tensión. Define los parámetros de variación de tensión (amplitud, frecuencia, equilibrio de fases y forma de onda) en relación con la tensión sinusoidal ideal.

El entorno electromagnético se clasifica en tres clases, como se indica en la Tabla 1.3, sin embargo no se puede determinar a priori la clase aplicable a nuevas instalaciones o ampliación de las existentes; deberá tenerse en cuenta para ello, los tipos de equipo y el proceso que se esté considerando.

Tabla 1. 3 Clases de entornos electromagnéticos, tipos de equipos y procesos [1]. Entorno

electromagnético Tipo de equipos y procesos

Clase 1

Se utilizan equipos muy sensibles a perturbaciones de redes de suministro, por ejemplo instrumentación de laboratorios tecnológicos.

Clase 2 Esta clase se aplica a los puntos de conexión común y puntos de conexión interior en el entorno industrial en general.

Clase 3 Esta clase se aplica solo los puntos de conexión interior en entornos industriales.

Algunos de los requisitos establecidos en esta norma, se indican en la Tabla 1.4:

Tabla 1. 4 Parámetros establecidos en la noma IEC 61000-2-4 [1]. Clase 1 Clase 2 Clase 3

Variación de tensión, con respecto al voltaje nominal

Variación de frecuencia

Distorsión total armónica

1.2.1.2

Norma IEC 61000-3-3

Limitación de las fluctuaciones de tensión y de titilación (flicker) en redes

de baja tensión para los equipos con corriente de entrada ≤ 16 A.

(33)

bajo condiciones de ensayo definidos en la norma para fluctuaciones de tensión y titilación en los bornes de la máquina de ensayo.

Tabla 1. 5 Límites de las fluctuaciones de tensión y titilación en redes de baja tensión [1].

Característica Límite superior

Indicador de titilación de corta duración

Indicador de titilación de larga duración

Variación del valor de la tensión en estado estacionario

Variación relativa de la tensión máxima

Característica de la variación de tensión

1.2.1.3

Norma IEC 61000-3-5

En esta norma se establecen los límites de las fluctuaciones de tensión y de titilación en redes de baja tensión para los equipos con corriente de entrada > 16 A, aplicadas a la red de distribución pública de baja tensión.

Los límites de las variaciones de tensión que pueden ser producidas por el equipo sometido a ensayo según se define en la misma norma. Los aparatos cubiertos por la norma son destinados a ser conectados a redes públicas de distribución de baja tensión entre 220V y 250V a 50H.

1.2.1.4

Norma IEC 61000-4-30

La IEC 61000-4-30, tiene por objetivo principal la descripción de los métodos de medición de un gran número de parámetros de calidad de energía para hacer posible la obtención de información y resultados confiables, reproducibles y comparables, más allá del instrumento específico compatible con las prestaciones requeridas y de las condiciones ambientales. Además se focaliza en la metodología de mediciones in-situ [2].

Los parámetros de calidad de energía eléctrica a los que hace referencia son de naturaleza conductiva correspondiente a la tensión y corriente de los sistemas eléctricos [2]:

(34)

• Magnitud RMS de tensión y corriente.

• Interrupciones, sobre y subtensiones.

• Desbalance de tensión.

• Flicker de tensión (PST y PLT). • Transitorios de tensión.

• Armónicos de tensión y corriente.

• Inter-armónicos de tensión y corriente.

• Índices de distorsión armónica total de tensión y corriente.

• Tensiones de señalización.

• Cambios rápidos de estabilidad de tensión.

La IEC 61000-4-30, expone especificaciones de performance sobre las mediciones y resultados obtenidos, pero no es una especificación de diseño del instrumento. Tampoco fija los umbrales de las magnitudes a medir. Para cada parámetro a medir, se establecen dos clases de requerimientos en la medida [2]:

Clase A: Es el requerimiento de medida más exigente y se debe utilizar cuando sean necesarias medidas precisas. Por ejemplo, en aplicaciones de tipo contractual, para verificar el cumplimiento de normas, para dirimir disputas, etc.

• Clase B: El nivel de exigencia en la medida es menor. Resulta adecuado para realizar diagnosis o hacer un seguimiento de la calidad eléctrica en una instalación, etc.

En la Tabla 1.6 se presentan un resumen de los criterios de medida establecidos por la norma IEC 61000-4-30.

Tabla 1. 6 Parámetros de calidad eléctrica según IEC 61000-4-30 [2]

Clase A Clase B

Parámetro Medida Intervalo Exactitud Procedimiento y exactitudes

Frecuencia Hz 10 s ± 10mHz A especificar por el fabricante

Tensión de alimentación Vrms 10 ciclos ± 0.1% A especificar por el fabricante

(35)

interrupciones (10 ms)

Desequilibrio %desequilibrio Método de las componentes simétricas

A especificar por el fabricante

Armónicos e Interarmónicos

THD, Armónicos, Interarmónicos

CEI 61000-4-7 A especificar por el fabricante

Transmisión de señales Vrms

Medida de interarmónicos (para f>3kHz ver CEI 61000-

3-8)

A especificar por el fabricante

Flagging (advertencia de posible

medida

incorrecta por efecto de un hueco, sobretensión, o

interrupción)

Aviso en pantalla

Requerido en las medidas de frecuencia, tensión, flicker,

desequilibrio, armónicos e interarmónicos

No requerido

Sincronización horaria A través de reloj externo, por GPS, etc.

A especificar por el fabricante

1.2.2 Estándar EN-50160

Esta norma describe, en el punto de entrega al cliente, las características principales de la tensión suministrada por una red general de distribución en baja tensión (hasta 1 KV) y en media tensión (desde 1 KV hasta 35 KV) en condiciones normales de explotación [3].

(36)

Tabla 1. 7 Características de la alimentación en baja tensión según EN-50160 [3]

Perturbación Medida Límites de evaluación Intervalos Porcentaje de medidas dentro de límites durante el intervalo

Frecuencia Promedio de la frecuencia de cada ciclo durante 10 s ±1% al año 99,5%

+4%/-6% 100,0%

Variaciones de la

tensión Promedio del VAC de cada ciclo durante 10 min

±10%

cada semana 99,5%

+10%/-15% 100,0%

Variaciones rápidas

de tensión Número de eventos tipo escalón de tensión de hasta el 10% de UN

Escalones del 5% de UN son

normales. Escalones del 10% de UN

pueden producirse varias veces al día

Severidad del

parpadeo Plt (2 horas) <1 cada semana 95%

Huecos de tensión Número de eventos (con U < 0,9UN)

De 10 a 1.000. La mayoría duran menos de 1 s y tienen una profundidad inferior al 60% de UN

al año

Interrupciones

breves de la tensión Número de eventos (con U <0,01UN y t < 3 min) interrupciones duran menos de 1 s De 10 a 1.000. El 70% de las al año

Interrupciones largas

de la tensión Número de eventos (con U <0,01UN y t > 3 min) De 10 a 50 al año

Sobretensiones (50

Hz) Número de eventos (con U>1,1UN y t>10 ms) Generalmente no sobrepasan los 1,5 kV AC

Sobretensiones

transitorias Número de eventos (con U>1,1UN y t<10 ms) Generalmente no sobrepasan los 6 kV de cresta

Desequilibrio de la

tensión Promedio de la Uinv/Udir de cada ciclo durante 10 min <2% cada semana 95%

Tensiones armónicas

Para cada armónico i, promedio de la Ui/UN en cada

ciclo durante 10 min cada semana 95%

Promedio del THD de la tensión referido a UN en

cada ciclo durante 10 min <8% cada semana 95%

Tensiones

interarmónicas Por estudiar

Transmisión de

(37)

1.2.3 Estándares IEEE

1.2.3.1

IEEE 1159-1995

El estándar IEEE 1159-1995 define siete categorías distintas de fenómenos electromagnéticos en las redes eléctricas: transitorios, variaciones de corta duración, variaciones de larga duración, desequilibrio de la tensión, distorsión de la forma de onda, fluctuaciones de tensión y variaciones de la frecuencia [3].

En la Tabla 1.8 se presentan los límites establecidos por el Estándar IEEE 1159-1995.

Tabla 1. 8 Límites de las categorías de fenómenos electromagnéticos según IEEE 1159-1995. [3]

Categorías Contenido físico espectral Duración típica típica de la Magnitud tensión 1.0 Transitorios

1.1 Impulsos

1.1.1 Nanosegundos

1.1.2 Microsegundos

1.1.3 Milisegundos

1.2 Oscilatorios

1.2.1 Baja frecuencia

1.2.2 Frecuencia media

1.2.3 Alta frecuencia

2.0 Variaciones de corta duración

2.1 Instantánea

2.1.1 Hueco

2.1.2 Swell

2.2 Momentánea

2.2.1 Interrupción

2.2.2 Hueco

2.2.3 Swell

2.3 Temporal

2.3.1 Interrupción

2.3.2 Hueco

2.3.3 Swell

(38)

1.2.3.2

IEEE 519 -1992

La norma IEEE 519 es una práctica recomendada para la corrección del factor de potencia y para la limitación del impacto armónico en los convertidores de potencia AC/DC [4].

Esta norma establece límites de distorsión de tensión en el punto de unión, que son responsabilidad de la concesionaria y límites de distorsión de corriente, en el punto de unión que son responsabilidad del consumidor. De igual manera establece las condiciones de contaminación que duran más de una hora. Para períodos cortos los límites pueden superar el 50%. Para sistemas de mayor voltaje, los límites en los niveles de distorsión individual y total son menores [4]. En la Tabla 1.9 se muestran estos límites.

Tabla 1. 9 Límites de armónicos de voltaje según IEEE 519 [5]

Voltaje Distorsión individual de voltaje (%) Distorsión total de voltaje (%)

< 69 [kV] 3 5

69,001 [kV] - 161 [kV] 1,5 2,5

> 161,001 [kV] 1 1,5

Para los niveles de bajo voltaje entre 120V y 69kV (Tabla 1.10), en estos límites se incluyen las plantas de generación de electricidad. Los límites dependen de la

3.1 Interrupción sostenida

3.2 Bajada de tensión

3.3 Sobretensión

4.0 Desbalance de voltaje

5.0 Distorsión de forma de onda

5.1 Componente de directa

5.2 Contenido armónico

5.3 Interarmónicos

5.4 Muesca de voltaje

5.5 Ruido

6.0 Fluctuaciones de voltaje

(39)

corriente de corto circuito Isc donde está conectado el consumidor y nivel de

consumo IL. Los sistemas más potentes o consumidores menos potentes se les permiten mayores niveles de contaminación [5].

Tabla 1. 10 Límites de armónicos de corriente según IEEE 519 [5] Armónicos individuales (impares)

ISC/IL h < 11 11<=h<17 17<=h<23 23<=h<35 35<=h THD

< 20 4 2 1,5 0,6 0,3 5

20 - 50 7 3,5 2,5 1 0,5 8

50 - 100 10 4,5 4 1,5 0,7 12

100 - 1000 12 5,5 5 2 1 15

< 1000 15 7 6 2,5 1,4 20

1.3 CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La calidad de energía no está completamente determinada en función de la calidad del suministro eléctrico o de las variables medibles que caracterizan la forma de onda de la energía eléctrica [6].

La definición del término calidad de la energía eléctrica, no es única y varía de país en país.

En Ecuador, el CONELEC define la calidad de energía como “una característica

física del suministro de electricidad, la cual debe llegar al cliente en condiciones

normales, sin producir perturbaciones ni interrupciones en los procesos del mismo”.

El estándar IEC 61000-4-30, define la calidad de energía como las

“características de la electricidad en un punto dado de una red de energía eléctrica, evaluadas con relación a un conjunto de parámetros técnicos de referencia”.

El estándar IEEE 1159-1995, define la calidad de la energía eléctrica como “una

gran variedad de fenómenos electromagnéticos que caracterizan la tensión y la

(40)

El Instituto EPRI (Electric Power Research Institute) de los Estados Unidos,

define la calidad de la energía eléctrica como “cualquier problema de potencia

manifestado en la desviación de la tensión, de la corriente o de la frecuencia, de

sus valores ideales que ocasione falla o mala operación del equipo de un usuario”.

Algunos países han incluido en el concepto de calidad de energía eléctrica tanto lo correspondiente al diseño, construcción y operación de la instalación eléctrica como la atención al usuario (facturación y reclamos).

1.3.1 I

mportancia de la calidad de energía eléctrica

El crecimiento en la fabricación y en la utilización de dispositivos electrónicos sensibles en las industrias, así como el aumento de cargas no lineales en las mismas, ha traído consigo una serie de nuevos retos tanto para las empresas proveedoras de servicios eléctricos como para los consumidores finales de la energía eléctrica [3].

Estos retos, entendidos como una gama de problemas que afectan el funcionamiento del equipo eléctrico instalado en el cliente final de una empresa eléctrica, se resumen en un solo término: la calidad de energía. Este tema se ha convertido en toda un área de estudio dentro de la ingeniería eléctrica, debido a que la evaluación de los sistemas eléctricos y su calidad de energía resulta importante tanto por factores técnicos como económicos entre los cuales se pueden mencionar [3]:

• Aumento en la vida útil de los equipos y funcionamiento eficiente de los mismos.

• Menor riesgo de fallas, con esto se aumenta la confiabilidad de operación. • Disminución de costos por mantenimiento.

• Reducción de costos de operación ante una menor compra de dispositivos de protección y sistemas de respaldo.

• Menor inversión en pólizas de seguros ante un mejor desempeño de los equipos.

• Se evitan pérdidas en las líneas de producción.

Figure

Tabla 3. 45 Resumen de datos obtenidos
Fig. 3. 95Histórico de frecuencia
Fig. 3. 96 Corriente medida en A/L1, B/L2 y C/L3
Fig. 3. 97Histórico de corriente
+7

Referencias

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