Centro de Estudios de Energía
Cargas críticas y Sensibles
• Carga Crítica:
Aquella que al dejar
de funcionar ocasiona
grandes perjuicios
económicos y/o pone
en riesgo la seguridad
de las personas.
– IEEE Std 1100-1992, "IEEE
Recommended Practice for Powering and Grounding Sensitive Electronic Equipment, (IEEE Emerald Book)," Power Systems Engineering Committee of the IEEE Industry Applications Society, ISBN: 1-55937-231-1.
• Carga sensible:
Aquella que requiere
una alimentación de
alta calidad, esto es,
libre de
disturbios
.
–
Salvador Martínez García,
“Alimentación de equipos
informáticos y otras cargas críticas,”
McGraw-Hill
Centro de Estudios de Energía
Costo suministro eléctrico
inadecuado
13 000 millones de dólares
26 000 millones de dólares
Estimating the cost of power quality
E = costo de mano de obra de trabajadores afectados, en pesos
H = desperdicios de producto de materia prima, en pesos
I= costo del arranque, en pesos.
H = FG
F = unidades de desperdicio debido a la interrupción (80 varillas, por ejemplo) G = costo por unidad de desperdicio debido a la interrupción, en pesos
E = A D (1.5 B + C)
A = número de empleados afectados
B = salario base por hora de los empleados afectados, en pesos C = salario tiempo extra de los empleados afectados, en pesos D = duración de la interrupción, en horas
I = J K (B + C) + L G
J = tiempo de arranque, en horas
K = número de empleados involucrados en el arranque L = unidades de desperdicio en el arranque.
Costo de una interrupción
Centro de Estudios de Energía
¿Qué es un suministro de Energía
Eléctrica con Calidad?
Problema de calidad del
Suministro Eléctrico:
Cualquier problema
manifestado en el votaje y
la corriete o desviaciones
de frecuencia que
ocasionen una falla u
operación inadecuada de
equipo eléctrico
Dugan, McGranaghan
y Beaty, Electrical
Power Systems Quality
Un suministro eléctrico de
alta Calidad se entiende
como aquel con bajo nivel
de
disturbios
IEEE Std 1100-1992,
"IEEE Recommended
Practice for Powering and
Grounding Sensitive
Electronic Equipment,
(IEEE Emerald Book),"
Power Systems
Engineering Committee of
the IEEE Industry
Applications Society,
ISBN: 1-55937-231-1.
Captura: TekScope THS710, 2 de marzo de 1996, all, jarp.
Voltaje con ruido
Quien ocasiona ruido Eléctrico
:
•
Radares, señles de radio
•
Arqueo eléctrico en equipo
Centro de Estudios de Energía
Ruido de Modo Común y Ruido de Modo Diferencial
fase a
neutro
tierra
vng
+
-vag
+
-ITESM
voltaje (V)
-180
-90
0
90
180
0.0000
0.0083
tiempo (s)
vag
vng
Departamento de Ingeniería Eléctrica
-200 -100 0 100 200 0 0.004167 0.008333 0.0125 tiempo (s) voltaje (V) van
fase a
neutro
tierra
-+
ITESM
van
-250 0 250 0 0.025 0.050 0.075 0.1 tiempo (s) v o lt a je ( V )
THS 710, 5 de Oct. de 1995, all, jarp, atp.
Voltajes con impulsos
Causas
•
Descargas atmosféricas
•
Energización de Capacitores
•
Desconexión de motores grandes
Centro de Estudios de Energía -180 -90 0 90 180 0 0.008 0.016 tiempo (s) v o lt a je ( V )
Captura: THM565, CETEC ITESM Mty
"Notches"
Voltajes con hendiduras
Causas:
Cargas no lineales con SCR a
la entrada
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0
90
180
270
360
Degree
V
o
lt
s
Notching ... JARP, 22/oct/99, PML7700
Centro de Estudios de Energía
Captura: THM565, regulador 2 julio de 1995
-200
-100
0
100
200
0
0.0167
tiempo (s)
v
o
lt
a
je
(
V
)
THD = 7.97 %
THD = 0 %
Voltajes con distorsión
Causas:
Todas las cargas no lineales como:
•
Convertidores e Inversores
•
Hornos de Arco Eléctrico
•
Saturación de Transformadores
-180 -90 0 90 180 0 0.04 0.08 0.12 tiempo (s) v o lt a je ( V ) 1/2 ciclo a 3600 ciclos -200 -100 0 100 200 .000 .040 .080 .120 tiempo (s) v o lt a je ( V ) 1/2 ciclo a 3600 ciclos
Sag y Swell
Causas típicas de Sags
•
Descargas atmosféricas
•
Corto Circuito
•
Arranque de cargas grandes
Causas típicas de Swells
•
Disminuciones repentinas de carga
•
Recuperaciones después de una falla
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“Flicker”
V1(t)
-10500
0
10500
0
10
20
30
40
50
60
Captura: PML7700 16 nov 2001
Centro de Estudios de Energía
PULSACIONES DEL VALOR RMS
-20000 -10000 0 10000 20000 30000 40000 50000 7260 7280 7300 7320 7340 7360 7380 7400 7420 7440 V1 Irms*150 Series4 Iq*150
Series7 Iq1 Vrms Series5
Pulsaciones en el valor rms del voltaje –
horno de arco eléctrico
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0
50
100
150
200
250
300
350
0.001 0.01
0.1
1
10
100
1000
tiempo en ciclos de 60 Hz
%
d
e
v
o
lt
a
je
n
o
m
in
a
l
(0.006,300) (0.06,200) (0.5,130) (120,106) (0.5,0) (1,30) (30,70) (120,87) (6,58) (a) (b) (d) (c)0
25
50
75
100
0
5
10
15
20
25
30
tiempo en ciclos de 60 Hz
%
d
e
v
o
lt
a
je
n
o
m
in
a
l
CBEMA
ASD
Contactor
Curva CBEMA
Disturbios
Problemas que ocasionan
Ruidos e impulsos en
modo diferencial
Mal funcionamiento en computadoras. Son aleatorios y pueden
pasar inadvertidos. Los impulsos elevados pueden destruir los
equipos. (Curva CBEMA)
Ruidos e impulsos en
modo común
Son más frecuentes que los de modo diferencial. Los impulsos
elevados pueden ocasionar descargas a los usuarios si rompen el
aislamiento
Variaciones de voltaje
Mal funcionamiento del equipo si se sobrepasan los límites de
voltaje y duración (Curva CBEMA)
Interrupciones
momentáneas (<0.1pu,
0.5 -30 ciclos)
Errores en equipo de cómputo. Algunas computadoras grandes se
desconectan (Curva CBEMA).
Variaciones de
frecuencia
Mal funcionamiento en unidades de disco o de cinta. Algunas
computadoras grandes se desconectan.
Distorsión
Las computadoras pequeñas toleran una distorsión del 8% y
especifican como límite el 5%. Las computadoras grandes
especifican 5%
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