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INFORME DE MEDICIONES

DE PARMETROSELECTRICOS DE

ACOMETIDAS PRINCIPALESEN LA EMPRESA GEMACA

CDIGO:ET-001-2688-DOC-01

GYECA, C.A .REVISIN:AFECHA: 07/08/14

PGINA: 1 DE: 59

CDIGO DOC: ET-001-2688-DOC-01 N PGINAS: 59

TTULO DOC :

INFORME DE RESULTADOS DE MEDICIONES DE

PARMETROS ELCTRICOS DE LAS ACOMETIDAS

PRINCIPALES EN 2 SUBESTACIONES DE LA EMPRESA

GEMACA.

PROYECTO:

AUDITORA ENERGTICA DE DOS ACOMETIDAS

ELCTRICAS PRINCIPALES EN LA EMPRESA

GEMACA.

CDIGO DEL PROYECTO: ET-001-2688

CLIENTE: INMETEP, C.A.

LOCALIZACIN: BARQUISIMETOEDO. LARA

A 07/08/2014EMISIN PARACOMENTARIOS

Y. GARCIAD. MANOSALVA

D. DIAZ C. ESPINOZA

REV FECHA DESCRIPCIN PREPARADO REVISADO APROBADO

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CONTENIDO

1. INTRODUCCIN .................................................................................................... 3

2. INSTRUMENTOS UTILIZADOS ............................................................................. 4

3. RESULTADOS OBTENIDOS: SITUACIN ACTUAL ............................................. 6

3.1. Tablero Principal #1 - Banco de 3 X 333 KVA................................................... 7

3.1.1

Voltajes y Corrientes................................................................................... 83.1.2 Potencias y Factor de Potencia ................................................................ 12

3.1.3 Armnicos de Voltaje y Corriente ............................................................. 203.1.4 Frecuencia ................................................................................................ 26

4.1. Tablero Principal #2 - Banco de 3 X 250 KVA................................................. 27

4.1.1. Voltajes y Corrientes................................................................................. 284.1.2. Potencias y Factor de Potencia ................................................................ 324.1.3. Armnicos de Voltaje y Corriente ............................................................. 404.1.4. Frecuencia ................................................................................................ 46

5. CLCULO DE NDICES DE OPERACIN DE LOS TRANSFORMADORES Y

CALIDAD DEL SISTEMA ELCTRICO ........................................................................ 47

5.1. Tablero Principal #1Banco de Transformadores 3x333 KVA ......................... 50

5.2. Tablero Principal #2Banco de Transformadores 3x250 KVA ......................... 51

6. CONCLUSIONES. ................................................................................................ 53

7. RECOMENDACIONES. ........................................................................................ 56

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1. INTRODUCCIN

La auditora energtica del sistema elctrico permite conocer el estado actual

de las instalaciones, la capacidad real disponible y calidad de la energa recibida. Este

estudio, permitir determinar el nivel de eficiencia en el uso de la energa, si los

conductores usados en el sistema se encuentran saturados o sobredimensionados,

as como diagnosticar si los niveles de tensin se encuentran entre el rango de

tolerancia, contenido armnico de tensin y corriente, entre otras caractersticas.

A lo largo de este documento se le informar al lector sobre los resultados

obtenidos en las mediciones de los parmetros elctricos y contenido de armnicos

efectuada en dos (2) acometidas principales que alimentas las lneas de produccin en

la empresa GEMACA, ubicada en Barquisimeto - Edo. Lara. Finalmente se emitirn

conclusiones y recomendaciones al respecto segn aplique a cada variable elctrica

evaluada.

La medicin fue tomada en un perodo de 3 das continuos en la acometida #1 y

de 9 das continuos en la acometida #2 a peticin del cliente, garantizando el registro

de los parmetros durante la operatividad plena de la carga. La frecuencia de

muestreo considerada fue de 1 min. Se debe resaltar que la norma europea EN

61000-3-2 y EN 61000-3-3 para estudios de calidad de energa recomiendan periodos

de almacenamiento de data cada 10min, por lo tanto nuestro estudio refleja al menos

diez (10) veces ms informacin que la que exige la norma para una misma jornada

de estudio.

Los resultados obtenidos en la auditoria energtica nos permite analizar una

base de datos con el registro de las siguientes variables elctricas: Voltaje (V),

Corriente (I), Potencia Activa (kW), Potencia Reactiva (kVAR), Potencia Aparente

(kVA), Factor de Potencia (FP), Frecuencia (Hz), entre otros para cada una de las tres

fases, as como el anlisis estadstico de las variables medidas para conocer los

valores mximos, promedios y mnimos.

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2. INSTRUMENTOS UTILIZADOS

A continuacin se detalla el tipo y caractersticas del Analizador / Registrador

utilizado para hacer las mediciones de los parmetros elctricos en campo a cada uno

de los puntos de medicin seleccionados por el cliente.

Analizador / Registrador CVMK2-ITF-402

Instrumento Analizador de Redes

Marca CircutorCatlogo M54400

ModeloCVMk2 Auditor de Energa conpantalla y memoria externa de

2GB

Precisin 0,2% de la lectura

Algunas de las imgenes de los parmetros que se pueden obtener

directamente por pantalla de muestran a continuacin.

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Las especificaciones tcnicas del registrador de parmetros elctricos utilizado

se detallan a continuacin con una tabla resumen de sus caractersticas ms

relevantes a fin de evaluar sus bondades tcnicas para la aplicacin del caso de

estudio.

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3. RESULTADOS OBTENIDOS: SITUACIN ACTUAL

A continuacin se presenta un resumen tabulado de las variables y parmetros

elctricos obtenidos a travs de las mediciones de Potencia Activa, Reactiva, Aparente

y de Distorsin Armnica; el Factor de Potencia, Desbalances y Armnicos por Fase

en cada una de las acometidas analizadas.

Para cada parmetro se muestran los registros mximos, mnimos, promedio y

a plena carga obtenidos durante el perodo de medicin, indicndose adems lanorma vigente y los lmites aceptables segn la correspondiente norma en cada caso.

En este documento, se define el Termino Plena Carga como el periodo de

evaluacin sobre el cual la carga se mantuvo elevada, excluyendo de esta manera las

breves interrupciones del servicio elctrico o paradas puntuales (programadas o no), o

en su defecto, periodos de bajas cargas y media marcha del sistema por asuntos

operativos y/o de mantenimiento, logrando discriminar de esta manera los valores queno representan un consumo de energa nominal.

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3.1. Tablero Principal #1 - Banco de 3 X 333 KVA

Este punto de medicin representa la acometida principal del tablero asociado

al Banco de Transformadores de 3 x 333KVA en la planta de GEMACA. El periodo de

registro inicia el da lunes 14/07/2014 hasta el da jueves 17/07/2014. La medicin se

realiz de forma directa en las barras de BT a la llegada del tablero de distribucin del

transformador como se muestra en la figura 1.1.

.Figura 1.1Punto de medicin en Tablero Principal #1 3x333 KVA.

En la Tabla 1.1 se presenta un resumen de los resultados obtenidos por medio

del registro en el periodo de medicin. Cada parmetro elctrico ser analizado

individualmente.

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Tabla 1.1 - Resumen de Resultados en Tablero Principal #1 3x333 KVA.

3.1.1 Voltajes y Corrientes.

3.1.1.1 Voltajes de Lnea

A continuacin se presenta en la tabla 1.2 los valores mximos, promedios,

mnimos y a plena carga de las tensiones de lneas, as como un grfico que muestra

las variaciones de este parmetro durante el perodo de medicin.

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Tabla 1.2 Voltajes de Lnea. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Figura 1.2Voltajes de Lnea. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

En la Figura 1.2 se aprecian las variaciones de voltaje registradas durante las

jornadas, cuyos valores se encuentran fuera de los lmites demarcados por las lneas

discontinuas en color rojo.

Los voltajes de lnea en el tablero asociado a este transformador no cumplen

con el valor de suministro recomendado por la norma COVENIN 159-97, en la cual se

establece una banda permitida de 5% de la tensin nominal (440 V 22 V).

V1-V2 V2-V3 V3-V1 VL-L 3

Mximo 458,8 463,9 457,1 459,7 1,65%

Promedio 452,6 455,9 450,3 452,9 1,23%

Mni mo 446,4 447,9 443,7 446,0 0,78%

Plena Carga 451,3 454,4 449,1 451,6 1,18%

Tipo de ValorTensiones de Lnea (V) Desbalance

(%)

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La tensin trifsica promedio fue de 451,6 V; permaneciendo dentro de los

lmites establecidos durante 100% del perodo de estudio. El desbalance

promedio es de 1,18%; el cual se ubica dentro del margen de 2% establecido en

la norma IEEE 1159.

3.1.1.2 Voltajes deFase

A continuacin se presenta una tabla con los valores mximos, promedios,

mnimos y a plena carga de las tensiones de fase, as como un grfico que muestra


Tabla 1.3 Voltajes de Fase. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Figura 1.3Voltajes por Fase. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

V1 V2 V3 VL-N 3

Mximo 268,4 279,9 249,9 265,8 12,14%

Promedio 264,8 275,3 245,5 261,8 11,41%

Mnimo 260,9 270,9 241,6 257,8 10,47%

Plena Carga 264,0 274,2 245,1 261,1 11,15%

Tipo de ValorTensiones de Fase (V) Desbalance

(%)

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En la Figura 1.3 se aprecia que no todos los voltajes de fase se encuentran

dentro de la banda delimitada por el umbral 254V 12V ya que existe un gran

desbalance entre estas variables de 11,15%. Esta discrepancia entre los

desequilibrios registrados para los Voltajes de Fase y los de Lnea, se produce al

haber conectadas algunas cargas monofsicas al circuito que no poseen una

conexin de neutro confiable que permita el retorno de la corriente.

3.1.1.3 Corrientes de Lnea

A continuacin se presentan los valores mximos, promedio, mnimos y a plena

carga de las corrientes lneas obtenidas durante el perodo de medicin, el cual

permite evaluar el nivel de carga y capacidad de los alimentadores principales.

El trmino PLENA CARGA , se define como aquel periodo en el cual la

corriente alcanz un valor elevado durante un tiempo considerable por lo que se

asume que la planta est operando a su capacidad nominal en estos perodos. Paraeste punto de medicin, se utilizar como criterio que la corriente sea mayor a 540 A;

lo que da arroja a una corriente promedio de 552,4 A en tal condicin. El perodo a

plena carga constituye el 32,73% del tiempo total de medicin, por tanto, es una buena

representacin de la carga nominal y del mayor consumo de energa de la planta.

En la tabla 1.4 se encuentran los valores de corriente registrados. La corriente

I2 present el valor mximo. El desbalance promedio durante el periodo normal deoperacin fue de 4,56% aumentando a 4,65% en periodos de plena carga lo cual

da cumplimiento al Reglamento de la Ley del Servicio Elctrico que establece un

desbalance no mayor al 10%.

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Tabla 1.4 Corrientes de Lnea. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

En la figura 1.4 se observa el comportamiento de la corriente de cada una de

las fases en el tiempo.

Figura 1.4Corrientes de Lnea. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

3.1.2 Potencias y Factor de Potencia

3.1.2.1 Potencia Aparente


mnimos y a plena carga de la Potencia Aparente de cada lnea, as como un grfico

que muestra las variaciones de este parmetro durante el perodo de medicin.

I1 I2 I3 I3 In

Mximo 567,2 588,9 576,4 576,7 0,1 6,37%

Promedio 511,4 534,7 527,5 524,5 0,1 4,56%

Mnimo 469,3 483,9 479,7 477,6 0,1 3,03%

Plena Carga 539,0 564,0 554,2 552,4 0,1 4,65%

Tipo de ValorCorrientes de Lnea (A) Desbalance

(%)

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Tabla 1.5 Potencia Aparente. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

En cuanto a la Potencia Aparente, se asume una carga nom inal aproximada

de 432,7 kVA,al ser ste el valor promedio calculado de los registros a plena carga

por encima de 540 A.

En la figura 1.5 se puede observar el comportamiento de la potencia aparente

por fase y trifsica, el cual responde a las necesidades de produccin con variaciones

de la carga durante la jornada.

Figura 1.5Potencia Aparente. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

S1 S2 S3 S3

Mximo 149,3 161,0 142,4 449,4

Promedio 135,3 147,2 129,4 412,0

Mnimo 124,4 133,0 117,6 375,1

Plena Carga 142,3 154,6 135,8 432,7

Tipo de ValorPotencia Aparente (kVA)

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3.1.2.2 Potencia Activa


mnimos y a plena carga de la Potencia Activa de cada lnea, as como un grfico


Tabla 1.6 Potencia Activa. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Figura 1.6Potencia Activa. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

En la figura 1.6 se presenta el grfico de Potencia Activa demandada; el cual

refleja un comportamiento similar al obtenido para la Potencia Aparente, y una

demanda promedio aproximada 216,5 kW a plena carga.

P1 P2 P3 P3

Mximo 84,5 77,1 67,9 228,1

Promedio 75,0 68,5 61,4 205,0

Mnimo 63,3 55,6 51,7 170,6

Plena Carga 79,3 72,4 64,7 216,5

Tipo de ValorPotencia Activa (kW)

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3.1.2.3 Potencia Reactiva


mnimos y a plena carga de la Potencia Reactiva de cada lnea, as como un grfico


Tabla 1.7 Potencia Reactiva. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Figura 1.7Potencia Reactiva. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

En la figura 1.7 se representa el comportamiento de este parmetro a lo largo

del periodo de medicin, en el concuerda con los grfico de potencia activa y

aparente. Se valor registrado de Potencia Reactiva a plena carga fue de 361,6 kVAr,el cual resulta ser muy elevado, siendo mayor que la potencia activa a plena carga.

Q1 Q2 Q3 Q3

Mximo 118,9 138,2 121,5 377,4

Promedio 108,0 126,2 110,0 344,2

Mnimo 99,3 116,4 101,1 317,2

Plena Carga 113,5 132,6 115,5 361,6

Tipo de ValorPotencia Reactiva (kVAR)

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Esto conlleva a la necesidad de realizar la compensacin de energa reactiva (factor

de potencia) para mejorar la eficiencia del sistema y disminuir la carga del mismo. El

dimensionamiento de los equipos necesarios se muestra mas adelante en este

informe.

3.1.2.4 Potencia de Distorsin Armnica

La potencia de distorsin originada por el contenido armnico en la red

representa un parmetro importante a evaluar para determinar la capacidad real del

sistema y la importancia que se tendra en caso de realizar un Filtrado de Armnicos.

En la Tabla 1.8 se muestran los resultados numricos obtenidos y en la Figura 1.8 se

muestra el grfico de la potencia de distorsin, el cual ha sido calculado a partir del

resto de Potencias registradas.

Tabla 1.8 Potencia de Distorsin Armnica. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Mximo

Promedio

Mnimo

Plena Carga

100,4

96,0

91,3

97,8

Tipo de ValorPotencia de Distorsion

Trifsica (kVA-D)

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Figura 1.8Potencia de Distorsin. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

La potencia de distorsin a plena carga es elevada, situndose en 97,8

kVA aproximadamente. Los picos mximos registrados corresponden a las

variaciones y transitorios durante las operaciones de las cargas en el proceso

productivo.

El valor de la potencia de distorsin armnica se encuentra en niveles altos. Por

lo que se puede inferir la presencia de un importante contenido de armnicos en laslneas. Esto se podr corroborar con los registros de THD de voltaje, THD de corriente

y los niveles de armnicos correspondientes, los cuales son presentados ms

adelante.

Esta carga no puede suprimirse pero existe la opcin de ser filtrada para as

impedir su circulacin en la red elctrica y de esta manera, logre obtener una

aumento importante de capacidad y, por ende, de la eficiencia del todo el sistema

elctrico de la planta.

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3.1.2.5 Factor de Potencia

En la Tabla 1.9 se muestran los resultados numricos obtenidos a partir de las

mediciones realizadas en este punto.

Tabla 1.9 Factor de Potencia. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Durante el periodo de operatividad de la planta o plena carga, el Factor de

Potencia fue de 0,50 lo cual quiere decir que slo se aprovecha slo un 50% de la

potencia aparente total como energa elctrica activa, que a su vez, se transforma en

fuerza motriz. Este valor NO cumple con la normativa ya que se encuentra por

debajo del lmite mnimo de 0,90 puntos exigido por el Reglamento del ServicioElctrico Nacional el cual debe ser cumplido en todo momento. Cabe destacar

que un bajo FP trae como consecuencia una reduccin importante de la vida til del

transformador adems de una penalizacin por parte de la empresa suministradora de

energa elctrica (lo que se traduce en prdidas econmicas).

Adicionalmente, desde el punto de vista de la implementacin de estrategias de

ahorro y eficiencia energtica,esta es una situacin muy crtica debido a que se estconsumiendo una gran potencia del sistema y se aprovecha slo la mitad de sta.

Esta condicin puede ser solucionada al compensando la potencia reactiva al instalar

un Banco de Condensadores apropiado. La capacidad del equipo ser indicada ms

adelante.

En el grfico 1.9 se observa el comportamiento del factor de potencia de la

carga, con picos y variaciones transitorias debido a las habituales maniobras deoperacin de la carga.

FP1 FP2 FP3 FP3

Mximo 0,59 0,49 0,50 0,53

Promedio 0,55 0,46 0,47 0,50

Mnimo 0,51 0,42 0,44 0,45

Plena Carga 0,56 0,47 0,48 0,50

Tipo de ValorFactor de Potencia

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Figura 1.9Factor de Potencia. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

3.1.2.6 Resumen de Potencias y Factor de Potencia

Los resultados de las potencias de cada lnea y del sistema trifsico para el

Transformador #01 se resumen en las tablas 1.10 y 1.11.

Tabla 1.10 Resumen de las Potencias por fase. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

P (kW) Q (kVAr) S (kVA) P (kW) Q (kVAr) S (kVA) P (kW) Q (kVAr) S (kVA)

Mximo 84,5 118,9 149,3 77,1 138,2 161,0 67,9 121,5 142,4

Promedio 75,0 108,0 135,3 68,5 126,2 147,2 61,4 110,0 129,4

Mnimo 63,3 99,3 124,4 55,6 116,4 133,0 51,7 101,1 117,6

Plena Carga 79,3 113,5 142,3 72,4 132,6 154,6 64,7 115,5 135,8

Lnea 3Lnea 2

Valor

Lnea 1

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Tabla 1.11 Resumen de parmetros trifsicos. Tablero Principal #1 3x333 KVA

.

3.1.3 Armnicos de Voltaje y Corriente

3.1.3.1 Armnicos de Voltaje

En las Tablas 1.12 y 1.13, se muestran los resultados obtenidos de los

Armnicos registrados de VOLTAJES durante el periodo de PLENA CARGA. En la

Tabla 1.12 Estos valores se muestran en forma de Porcentaje respecto al valor de la

onda fundamental (armnico de 1er orden), mientras que en la Tabla 1.13 se

presentan en Voltios.

Tabla 1.12 Valores en Porcentaje de Armnicos de Voltaje por fase.

Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Tabla 1.13 Valores de Armnicos de Voltaje por fase.


P (kW) Q (kVAr) D (kVA) S (kVA) FP

Mximo 228,1 377,4 100,4 449,4 0,53

Promedio 205,0 344,2 96,0 412,0 0,50

Mnimo 170,6 317,2 91,3 375,1 0,45

Plena Carga 216,5 361,6 97,8 432,7 0,50

Valor

Trifsica

3ro 5to 7mo 9no 11vo 13vo

% % % % % %

VL1 2,3 2,2 0,6 0,9 1,1 0,7

VL2 2,1 1,4 0,6 0,8 0,7 0,7

VL3 2,6 2,4 1,2 0,7 1,4 1,2

Orden de Armnico

Parmetro Elctrico

Tensines

(Voltios)


(Vol t) (Vol t) (Vol t) (Vol t) (Vol t) (Vol t) (Vol t)

VL1 263,6 6,2 5,8 1,7 2,2 3,0 1,9

VL2 273,9 5,8 3,7 1,6 2,3 2,0 1,9

VL3 244,5 6,4 5,9 3,0 1,7 3,4 2,9

Tensines

(Voltios)

Parmetro Elctrico

Orden de ArmnicoFund.

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La figura 1.10, expresan de manera grfica los valores de los armnicos de

voltaje.

Figura 1.10Armnicos de Voltaje por Fase. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

3.1.3.2 Distorsin Armnica Total de Voltaje (THDv)

En la Tabla 1.14 y en la figura 1.11 se muestran los resultados obtenidos del

THD de voltaje durante el periodo de medicin.

Tabla 1.14 Distorsin Armnica Total de Voltaje por fase.


L1 L2 L3

Mximo 5,50 4,80 6,70

Promedio 4,69 4,03 5,59

Mnimo 4,00 2,60 4,40

Plena Carga 4,83 4,11 5,68

Tipo de ValorTHD -Voltaje (%)

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Figura 1.11THDv por Fase. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

El contenido armnico total de voltaje cumple con los valores permitidos por la

normativa nacional segn el Reglamento de Calidad del Servicio Elctrico, ya que no

supera el lmite de 8% en ningn momento durante el tiempo total de medicin . Sin

embargo, como se puede observar en las grficas, las Lneas 1 y 3 superan gran

cantidad de registros el lmite de 5% establecido por las normas IEEE.

La compaa Schneider Electric publica en su Gua de Expertos de Bajo VoltajeCapitulo 4 - Deteccin y Filtracin de Armnicos, que los armnicos menores a 5% en

teora no representan un riesgo, sin embargo, para un THDv mayor a este lmite se

considera muy probable el malfuncionamiento de los equipos. Por lo que hay que

prestar mucha atencin a estos niveles de THDv ya que provocar fallas en equipos

elctricos y electrnicos conectados a las barras y de esta forma ocasionar paradas

inesperadas de la produccin y sobrecalentamiento de l motores.

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3.1.3.3 Armnicos de Corriente.


Armnicos registrados de CORRIENTE durante el periodo de PLENA CARGA. En la



presentan en Amperios.

Tabla 1.15 Valores en Porcentaje de Armnicos de Corriente por fase.


Tabla 1.16 Valores de Armnicos de Corriente por fase.



voltaje.


% % % % % %

IL1 0,4 19,1 3,6 0,4 6,3 2,4

IL2 1,4 18,4 3,4 0,4 5,9 2,4

IL3 1,0 18,4 3,6 0,3 5,8 2,7

Corrientes

(Amperios)

Parmetro Elctrico

Orden de Armnico


(Amp) (Amp) (Amp) (Amp) (Amp) (Amp) (Amp)

IL1 526,8 2,1 100,6 18,8 1,9 33,3 12,8

IL2 552,3 7,8 101,4 18,9 2,0 32,5 13,2

IL3 542,4 5,7 100,1 19,6 1,7 31,4 14,4

Corrientes

(Amperios)

Parmetro Elctrico

Orden de ArmnicoFund.

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Figura 1.12Armnicos de Corriente. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

3.1.3.4 Distorsin Armnica Total de Corriente (THDi)


THD de corriente durante el periodo de medicin.

Tabla 1.17 Distorsin Armnica Total de Corriente por fase.


L1 L2 L3

Mximo 24,30 23,60 23,50

Promedio 21,66 20,83 20,84

Mnimo 19,90 19,20 19,20

Plena Carga 20,99 20,18 20,24

Tipo de ValorTHD - Corriente (%)

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Figura 1.13THDi por Fase. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Se observa que el nivel de distorsin armnica de corriente en las 3 lneas

se ubica por encima del 40%, durante la operacin a plena carga . En normas

nacionales e internacionales (COVENIN 3842:04 y la IEEE 519:92), NO se establece

un lmite directo del THD corriente debido a que su prohibiciones van ms orientadas

al nivel de incidencia de los armnicos de la carga en los sistemas de distribucin para

no afectar a usuarios cercanos que compartan la misma lnea de alimentacin. Dichos

estndares evalan estos efectos a travs de un parmetro denominado TDD y la

relacin de la Carga con el nivel de cortocircuito del sistema. Estos clculos son

presentados en la seccin Nmero 4 titulada Clculo de ndices de Operacin de

Transformadores y Calidad del Sistema Elctrico.

No obstante, la compaa Schneider Electric publica, en su Gua de Expertos de

Bajo Voltaje Capitulo 4 - Deteccin y Filtracin de Armnicos, que un THDi entre 20-

50% describe una contenido armnico significativo por lo que los conductores y el

sistema de distribucin, debera estar algo sobredimensionado.

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PGINA: 26 DE: 59

3.1.4 Frecuencia

A continuacin, en la figura 1.12 y en la tabla 1.14 se muestran los resultados

obtenidos en cuanto a la frecuencia durante el periodo de medicin en este punto. La

frecuencia presenta valores estables promediando los 60 Hz nominales del sistema.

Tabla 1.14Frecuencia. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Figura 1.12Frecuencia. Tablero Principal #1 3x333 KVA.

Mximo

Promedio

Mnimo

Plena Carga

60,1

60,0

59,7

59,9

Tipo de Valor Frecuencia (Hz)

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PGINA: 27 DE: 59

4.1. Tablero Principal #2 - Banco de 3 X 250 KVA

Este punto de medicin representa la acometida principal del tablero asociado

al Banco de Transformadores de 3 x 250KVA en la planta de GEMACA. El periodo de

registro inicia el da jueves 17/07/2014 hasta el da viernes 28/07/2014. La medicin se

realiz de forma directa en las barras de BT a la llegada del tablero de distribucin del

transformador como se muestra en la figura 1.13.

.

Figura 1.13Punto de medicin en Tablero Principal #2 3x250 KVA.

En la Tabla 1.15 se presenta un resumen de los resultados obtenidos por medio

del registro en el periodo de medicin. Cada parmetro elctrico ser analizado

individualmente.

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PGINA: 28 DE: 59

Tabla 1.15 - Resumen de Resultados en Tablero Principal #2 3x250 KVA.

4.1.1. Voltajes y Corrientes.

4.1.1.1. Voltajes de Lnea

A continuacin se presenta en la tabla 1.16 los valores mximos, promedios,

mnimos y a plena carga de las tensiones de lneas, as como un grfico que muestra


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PGINA: 29 DE: 59

Tabla 1.16 Voltajes de Lnea. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Figura 1.14Voltajes de Lnea. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

En la Figura 1.14 se aprecian las variaciones de voltaje registradas durante lasjornadas, cuyos valores se encuentran fuera de los lmites demarcados por las lneas

discontinuas en color rojo.

Los voltajes de lnea en el tablero asociado a este transformador cumple con el

valor de suministro recomendado por la norma COVENIN 159-97, en la cual se

establece una banda permitida de 5% de la tensin nominal (440 V 22 V).

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PGINA: 30 DE: 59

La tensin trifsica promedio fue de 423,4 V; permaneciendo dentro de los

lmites establecidos durante el 80% aproximadamente del perodo de estudio. El

desbalance promedio es de 1,44%; el cual se ubica dentro del margen de 2%

establecido en la norma IEEE 1159.

4.1.1.2. Voltajes deFase


mnimos y a plena carga de las tensiones de fase, as como un grfico que muestra


Tabla 1.17 Voltajes de Fase. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Figura 1.15Voltajes por Fase. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

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PGINA: 31 DE: 59

En la Figura 1.15 se aprecia que no todos los voltajes de fase se

encuentran dentro de la banda delimitada por el umbral 254V 12V ya que existe

un gran desbalance entre estas variables de 10,60%. Esta discrepancia entre los

desequilibrios registrados para los Voltajes de Fase y los de Lnea se produce al

haber conectadas algunas cargas monofsicas al circuito que no poseen una

conexin de neutro confiable que permita el retorno de la corriente.

4.1.1.3. Corrientes de Lnea

A continuacin se presentan los valores mximos, promedio, mnimos y a plena

carga de las corrientes lneas obtenidas durante el perodo de medicin, el cual

permite evaluar el nivel de carga y capacidad de los alimentadores principales.

El trmino PLENA CARGA , se define como aquel periodo en el cual la

corriente alcanz un valor elevado durante un tiempo considerable por lo que se

asume que la planta est operando a su capacidad nominal en estos perodos. Para

este punto de medicin, se utilizar como criterio que la corriente sea mayor a 650 A;lo que da arroja a una corriente promedio de 703,53 A en tal condicin. El perodo a

plena carga constituye el 2,74% del tiempo total de medicin, debido a que se tom el

periodo donde se tuvo mayor representacin de la carga nominal y por lo tanto mayor

consumo de energa de la planta.

En la tabla 1.18 se encuentran los valores de corriente registrados. La corriente

I3 present el valor mximo. El desbalance promedio durante el periodo normal deoperacin fue de 15,22% disminuyendo 11,40% en periodos de plena carga lo

cual no da cumplimiento al Reglamento de la Ley del Servicio Elctrico en

ninguno de los 2 casos que establece un desbalance no mayor al 10%. Existe la

posibilidad de que este desbalance se deba a cargas monofsicas conectadas en el

sistema, existencia de averas en motores o un incorrecto ajuste en las conexiones de

estos equipos, por lo que se genera un calentamiento adicional y adems un mayor

desbalance en las corrientes.

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PGINA: 32 DE: 59

Tabla 1.18 Corrientes de Lnea. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

En la figura 1.16 se observa el comportamiento de la corriente de cada una de

las fases en el tiempo.

Figura 1.16Corrientes de Lnea. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

4.1.2. Potencias y Factor de Potencia

4.1.2.1. Potencia Aparente


mnimos y a plena carga de la Potencia Aparente de cada lnea, as como un grfico


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PGINA: 33 DE: 59

Tabla 1.19 Potencia Aparente. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

En cuanto a la Potencia Aparente, se asume una carga nom inal aproximada

de 500,3 kVA,al ser ste el valor promedio calculado de los registros a plena carga

por encima de 650 A.

En la figura 1.17 se puede observar el comportamiento de la potencia aparente

por fase y trifsica, el cual responde a las necesidades de produccin con variaciones

de la carga durante la jornada.

Figura 1.17Potencia Aparente. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

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PGINA: 34 DE: 59

4.1.2.2. Potencia Activa


mnimos y a plena carga de la Potencia Activa de cada lnea, as como un grfico


Tabla 1.20 Potencia Activa. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Figura 1.18Potencia Activa. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

En la figura 1.18 se presenta el grfico de Potencia Activa demandada; el cual

refleja un comportamiento similar al obtenido para la Potencia Aparente, y una

demanda promedio aproximada 292,2 kW a plena carga.

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PGINA: 35 DE: 59

4.1.2.3. Potencia Reactiva


mnimos y a plena carga de la Potencia Reactiva de cada lnea, as como un grfico


Tabla 1.21 Potencia Reactiva. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Figura 1.19Potencia Reactiva. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

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PGINA: 36 DE: 59

En la figura 1.19 se representa el comportamiento de este parmetro a lo largo

del periodo de medicin, en el concuerda con los grfico de potencia activa y

aparente. Se valor registrado de Potencia Reactiva a plena carga fue de 386,1 kVAr,

el cual resulta ser muy elevado, siendo mayor que la potencia activa a plena carga.

Esto conlleva a la necesidad de realizar la compensacin de energa reactiva (factor

de potencia) para mejorar la eficiencia del sistema y disminuir la carga del mismo. El

dimensionamiento de los equipos necesarios se muestra ms adelante en este

informe.

4.1.2.4. Potencia de Distorsin Armnica

La potencia de distorsin originada por el contenido armnico en la red

representa un parmetro importante a evaluar para determinar la capacidad real del

sistema y la importancia que se tendra en caso de realizar un Filtrado de Armnicos.

En la Tabla 1.22 se muestran los resultados numricos obtenidos y en la Figura 1.20

se muestra el grfico de la potencia de distorsin, el cual ha sido calculado a partir del

resto de Potencias registradas.

Tabla 1.22 Potencia de Distorsin Armnica. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

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PGINA: 37 DE: 59

Figura 1.20Potencia de Distorsin. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

La potencia de distorsin a plena carga es elevada, situndose en 123,6

kVA aproximadamente. Los picos mximos registrados corresponden a las

variaciones y transitorios durante las operaciones de las cargas en el proceso

productivo.

El valor de la potencia de distorsin armnica se encuentra en niveles altos. Porlo que se puede inferir la presencia de un importante contenido de armnicos en las

lneas. Esto se podr corroborar con los registros de THD de voltaje, THD de corriente

y los niveles de armnicos correspondientes, los cuales son presentados ms

adelante.

Esta carga no puede suprimirse pero existe la opcin de ser filtrada para as

impedir su circulacin en la red elctrica y de esta manera, logre obtener una

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PGINA: 38 DE: 59

aumento importante de capacidad y, por ende, de la eficiencia del todo el sistema

elctrico de la planta.

4.1.2.5. Factor de Potencia

En la Tabla 1.23 se muestran los resultados numricos obtenidos a partir de las

mediciones realizadas en este punto.

Tabla 1.23 Factor de Potencia. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Durante el periodo de operatividad de la planta o plena carga, el Factor de

Potencia fue de 0,58 lo cual quiere decir que slo se aprovecha slo un 58% de la

potencia aparente total como energa elctrica activa, que a su vez, se transforma en

fuerza motriz. Este valor NO cumple con la normativa ya que se encuentra por

debajo del lmite mnimo de 0,90 puntos exigido por el Reglamento del Servicio

Elctrico Nacional el cual debe ser cumplido en todo momento. Cabe destacar

que un bajo FP trae como consecuencia una reduccin importante de la vida til del

transformador adems de una penalizacin por parte de la empresa suministradora de

energa elctrica (lo que se traduce en prdidas econmicas).

Adicionalmente, desde el punto de vista de la implementacin de estrategias de

ahorro y eficiencia energtica,esta es una situacin muy crtica debido a que se est

consumiendo una gran potencia del sistema y se aprovecha slo la mitad de sta.

Esta condicin puede ser solucionada al compensando la potencia reactiva al instalar

un Banco de Condensadores apropiado. La capacidad del equipo ser indicada ms

adelante.

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PGINA: 39 DE: 59

En el grfico 1.21 se observa el comportamiento del factor de potencia de la

carga, con picos y variaciones transitorias debido a las habituales maniobras de

operacin de la carga.

Figura 1.21Factor de Potencia. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

4.1.2.6. Resumen de Potencias y Factor de Potencia

Los resultados de las potencias de cada lnea y del sistema trifsico para el

Transformador #02 se resumen en las tablas 1.24 y 1.25.

Tabla 1.24 Resumen de las Potencias por fase. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

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PGINA: 40 DE: 59

Tabla 1.25 Resumen de parmetros trifsicos. Tablero Principal #2 3x250 KVA

.

4.1.3. Armnicos de Voltaje y Corriente

4.1.3.1. Armnicos de Voltaje


Armnicos registrados de VOLTAJES durante el periodo de PLENA CARGA. En la



presentan en Voltios.

Tabla 1.26 Valores en Porcentaje de Armnicos de Voltaje por fase.


Tabla 1.27 Valores de Armnicos de Voltaje por fase.Tablero Principal #2 3x250 KVA.

La figura 1.22, expresan de manera grfica los valores de los armnicos devoltaje.

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PGINA: 41 DE: 59

Figura 1.22Espectro de armnicos de Voltaje por Fase. Tablero Principal #23x250 KVA.

4.1.3.2. Distorsin Armnica Total de Voltaje (THDv)


THD de voltaje durante el periodo de medicin.

Tabla 1.28 Distorsin Armnica Total de Voltaje por fase.


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PGINA: 42 DE: 59

Figura 1.23THDv por Fase. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

El contenido armnico total de voltaje cumple con los valores permitidos por la

normativa nacional segn el Reglamento de Calidad del Servicio Elctrico, ya que no

supera el lmite de 8% en ningn momento durante el tiempo total de medicin . Sin

embargo, como se puede observar en la grfica, las 3 lneas superan el lmite de

5% establecido por las normas IEEE.

La compaa Schneider Electric publica en su Gua de Expertos de Bajo Voltaje

Capitulo 4 - Deteccin y Filtracin de Armnicos, que los armnicos menores a 5% en

teora no representan un riesgo, sin embargo, para un THDv mayor a este lmite se

considera muy probable el malfuncionamiento de los equipos. Por lo que hay que

prestar mucha atencin a estos niveles de THDv ya que provocar fallas en equipos

elctricos y electrnicos conectados a las barras y de esta forma ocasionar paradas

inesperadas de la produccin y sobrecalentamiento de l motores.

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4.1.3.3. Armnicos de Corriente.


Armnicos registrados de CORRIENTE durante el periodo de PLENA CARGA. En la

Tabla 1.29 estos valores se muestran en forma de Porcentaje respecto al valor de la


presentan en Amperios.

Tabla 1.29 Valores en Porcentaje de Armnicos de Corriente por fase.


Tabla 1.30 Valores de Armnicos de Corriente por fase.



voltaje.

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Figura 1.24Armnicos de Corriente. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

4.1.3.4. Distorsin Armnica Total de Corriente (THDi)


THD de corriente durante el periodo de medicin.

Tabla 1.31 Distorsin Armnica Total de Corriente por fase.


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Figura 1.25THDi por Fase. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Se observa que el nivel de distorsin armnica de corriente en las 3 lneas

se ubica por encima del 20%, durante la operacin a plena carga . En normas

nacionales e internacionales (COVENIN 3842:04 y la IEEE 519:92), NO se establece

un lmite directo del THD corriente debido a que su prohibiciones van ms orientadas

al nivel de incidencia de los armnicos de la carga en los sistemas de distribucin para

no afectar a usuarios cercanos que compartan la misma lnea de alimentacin. Dichos

estndares evalan estos efectos a travs de un parmetro denominado TDD y la

relacin de la Carga con el nivel de cortocircuito del sistema. Estos clculos son

presentados en la seccin Nmero 4 titulada Clculo de ndices de Operacin de

Transformadores y Calidad del Sistema Elctrico.

No obstante, la compaa Schneider Electric publica, en su Gua de Expertos de

Bajo Voltaje Capitulo 4 - Deteccin y Filtracin de Armnicos, que un THDi entre 20-

50% describe una contenido armnico significativo por lo que los conductores y el

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PGINA: 46 DE: 59

sistema de distribucin, debera estar algo sobredimensionado o en su defecto realizar

el filtrado de armnicos para evitar calentamientos excesivos o fallas en equipos

elctricos conectados al sistema.

4.1.4. Frecuencia

A continuacin, en la figura 1.26 y en la tabla 1.32 se muestran los resultados

obtenidos en cuanto a la frecuencia durante el periodo de medicin en este punto. La

frecuencia presenta valores estables promediando los 60 Hz nominales del sistema.

Tabla 1.32Frecuencia. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

Figura 1.26Frecuencia. Tablero Principal #2 3x250 KVA.

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5. CLCULO DE NDICES DE OPERACIN DE LOS TRANSFORMADORES Y

CALIDAD DEL SISTEMA ELCTRICO

A continuacin se presenta un resumen tabulado de los valores de ndices de

valoracin de la calidad del sistema elctrico y operacin en el punto evaluado,

tomando como referencia el contenido terico que se presenta a continuacin, as

como lo establecido por el Reglamento de la Ley de Servicio Elctrico publicado en

Caracas el 18.11.2003 con N 308 y el estndar IEEE 519-92 Harmonic Limits.

BASES DE CLCULO

Cofactores de Distorsin Armnica

Tasa de Distorsin Armnica: Podemos definir a la distorsin armnica total,

como una medida de la similitud entre la forma de onda y su componente

fundamental. Tambin representa una medida del valor eficaz, o sea el

calentamiento producido por la armnica relativa a la fundamental.

Tasa de Distorsin Armnica de Tensin:

Tasa de Distorsin Armnica de Corriente:

Total Demand Distorsion: Distorsin armnica de la corriente en % de corriente

de demanda mxima

.

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Calidad del Nivel de Tens in

Frecuencia equivalente de Desviacin de Tensin: Proporcin en que la tensin

se sita fuera de los lmites permitidos de tensin de red. No puede ser mayor

que el 3% del nmero de registros totales medidos.

gTotal

gFEDT itefuerade

Re.#

.Re#lim

Frecuencia equivalente de energa suministrada: Energa suministrada durante

el tiempo en la que tensin se situaba fuera de los lmites permitidos de tensin

de red. Su abreviacin es:

istradaTotalSu

n

i

itefueradel

Energia

Energia

FEESmin

1

lim

Frecuencia de Resonancia:

La resonancia elctricaes un fenmeno que se produce en un circuito en el

que existen elementos reactivos (bobinas ycondensadores)cuando es recorrido por

unacorriente alterna de unafrecuencia tal que hace que lareactancia se anule, en
http://es.wikipedia.org/wiki/Inductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_(el%C3%A9ctrico)http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reactanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_(el%C3%A9ctrico)http://es.wikipedia.org/wiki/Inductor

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PGINA: 49 DE: 59

caso de estar ambos en serie, o se hagainfinitasi estn en paralelo. Para que exista

resonancia elctrica tiene que cumplirse que Xc (Transformador de potencia) =

Xl(Banco de condensadores). Este fenmeno, ocasiona una amplificacin de los

armnicos cercanos a esta frecuencia de resonancia y por ende graves daos

generalmente en los bancos de condensadores. La frmula para su clculo es:
http://es.wikipedia.org/wiki/Infinitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Infinitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Infinito

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5.1. Tablero Principal #1Banco de Transformadores 3x333 KVAEn la tabla 5.1 se resume los parmetros de calidad de energa calculados y

que han sido comparados con las normativas.

Tabla 5.1 - Resumen de Clculo de Calidad de Energa.

Tablero Principal #1 - 3x333 KVA.

Datos Para el ClculoValor Actual a

Plena CargaValor de Referencia Segn Norma

L1 4,83

L2 4,11

L3 5,68

Prom. 3 4,87

L1 20,99

L2 20,18

L3 20,18

Prom. 3 20,45

Icc MT = 26,15 KA

Ifund.max MT = 576,68A

Icc / Ilmax fund = 45,35

No. Reg. Fuera del Lmite = 0 y No.

Total de Registros = 43480,00% FEDT < 3%

Energa Sum. Fuera del Lmite = 0 kWh

y Energa Total Suministrada = -23 kWh0,00%

Sin Referencia. Solo para efectos se indica el

porcentaje de energa de mala calidad

L1 1,14

L2 1,13

L3 1,13

Prom. 3 1,13

L1 0%

L2 0%

L3 88%

Prom. 3 29%

Fluctuacin Rpida de Tensin

PSTNo. Registros con PST>1 sobre el total

de Registros

Reglamento de Calidad del Servicio Electrico

indica que el No. Registros de PST>1 no

deber exceder el 5%

FEES

Factor K del Transformador

Sin Referencia. Depende de las

caractersticas particulares de la carga

elctrica conectada

Segn UNERegistro de Datos histricos - Anlisis

de Redes

FEDT

Descripcin del ndice

Co-Factores de Distorsin Armnica

THDVRegistro de Datos histricos - Anlisis

de Redes

Segn el Reglamento de Calidad del Servicio

Elctrico (RCSE): THDV 8% durante un perodo

5% del perodo de medici n. VALOR ACTUAL DE

INCIDENCIA = 0%. Segn IEEE-519 el THDV deber

ser menor que 5% para Vn < 69 kV

THDIRegistro de Datos histricos - Anlisis

de Redes

Se evala con respecto a la su incidencia

sobre el sistema elctrico de acuerdo al

impacto del cliente en la red. Valor

comparativo TDD

TDD Prom. 3 19,59 Valor de Referencia IEEE 519. TDD < 8

Calidad del Nivel de Tensin

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5.2. Tablero Principal #2Banco de Transformadores 3x250 KVA

En la tabla 5.2 se resume los parmetros de calidad de energa calculados y

que han sido comparados con las normativas.

Tal como ha sido sealado anteriormente, en ambos puntos de medicin setiene un importante contenido armnico de voltaje que a pesar de que no excede los

lmites establecidos por el Reglamento de Calidad del Servicio Elctrico (THDv = 8%),

pero si excede el 5% establecido por la norma internacional IEEE 519-92 Harmonic

Limits.

Para el caso de los armnicos de corriente, los lmites establecidos por la

norma IEEE 519-92 Harmonic Limits se refieren al TDD, que se traduce en la

influencia de los armnicos de corriente en el sistema aguas arriba y en la

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deformacin de la onda de voltaje. Para el primer punto de medicin cuya

alimentacin proviene de 3 transformadores de 333 kVA cada uno y para el

segundo que corresponde a la alimentacin de 3 transformadores de 250 kVA

cada uno, el lmite mximo permitido de TDD es de 8%. El clculo arroj un TDD

de 19,59% y 17,05% respectivamente, por lo que el contenido armnico existente

en ambos casos se encuentra notoriamente estn fuera de los lmites

recomendados por estos estndares para la correcta operacin de los equipos

conectados a esta red.

En ambas subestaciones es necesario realizar un filtrado de armnicos para

reducir su impacto negativo en la red elctrica, cuyas principales consecuencias o

efectos son el sobrecalentamiento en conductores y transformadores, adems de un

posible malfuncionamiento de la maquinaria.

Los niveles de tensin se encuentran dentro del valor nominal establecido por la

empresa en los periodos donde hay carga conectada, como se detall anteriormente

en los periodos donde el sistema est a plena carga dichos valores estn muycercanos al umbral inferior. Las fluctuaciones rpidas de tensin (flickers) registradas

carecen de relevancia debido a la naturaleza de la carga en estudio.

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6. CONCLUSIONES.

Se realiz con xito la medicin de los parmetros elctricos en los Tableros

Principales #1 y #2 de la empresa GEMACA, estas actividades fueron realizadas

desde el da Lunes 14/07/2014 hasta el Lunes 28/07/2014. Durante ese periodo, se

dedicaron cuatro das para la medicin del Tablero Principal #1, cuya alimentacin

proviene del Banco de Transformadores 3x333 KVA y el resto de los das se

registraron los parmetros elctricos para el Tablero Principal #2 cuya alimentacin

proviene del Banco de transformadores de 3x250KVA. A continuacin se detallan las

conclusiones de las variables elctrica registradas

Tablero #1Banco de Transformadores de 3 x 333 KVA.

Las variables dependientes directas la empresa que suministra la energa

elctrica, es decir los voltajes de lnea y frecuencia, presentaron valores dentro de

los lmites establecidos en la normativa en todo momento.

Los voltajes de fase presentaron un desequilibrio muy importante lo cual

se pudiera atribuir a un desbalance de las cargas elctricas conectadas al tablero en

combinacin a una conexin deficiente o inexistente del neutro del sistema.

La corriente de lnea registrada a plena carga se ubic en 553

Amperios, mientras que la Potencia Aparente fue de unos 433 KVA

El desbalance de corriente registrado, fue de 4,65% cumpliendo con el

Reglamento de la Ley del Servicio Elctrico que establece un lmite mximo del 10%.

El Factor de Potencia registrado se mantuvo en todo momento

alrededor de los 0,50 puntos lo cual incumple notable el lmite establecido en el

Reglamento nacional de 0,90. Adems de representar una condicin de ineficiencia

muy importante ya que hay un consumo adicional de unos 130 KVAque pueden ser

suprimidos. Para ello, se deber hacer la compensacin de reactivos, instalando un

equipo que a su vez est protegido contra cualquier efecto de resonancia para evitar

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que se averen los condensadores por sobretensiones, como ha venido ocurriendo. En

la siguiente seccin se resean el modelo de los de equipos recomendados.

Respecto al contenido armnico registrado, se obtuvo un THD de voltaje

oscilando entre 46%, que a pesar de cumplir con los lmites establecidos por

el Reglamento del Calidad del Servicio Elctrico, no da cumplimiento a la

normativa IEEE 519:92. Este parmetro refleja que no se le est suministrando a las

cargas una tensin de calidad por lo que su correcto funcionamiento pudiera verse

afectado con la posibilidad de sufrir averas irreparables. En cuanto al THD decorriente, ste se ubic en un rango entre 20-25%, ambos parmetros

representan un contenido armnico significativo en el sistema, superando los

lmites establecidos por norma COVENIN 3842:04 y la IEEE 519:92, siendo estos

de 8% para el TDD (valor calculado a partir del THDi) y 5% para el THDv . Valores

tan altos de distorsin impactan en el aumento de la temperatura en transformadores y

conductores, disminuyendo de esta forma la vida til y eficiencia de los mismos.

Segn la editorial Schneider Electric, el malfuncionamiento de equipos conectados a

esta red tiene una probabilidad alta de ocurrir as como el disparo inesperado de las

protecciones elctricas. Por lo que resulta conveniente la instalacin de equipos que

ayuden a mitigar estos valores.


Las variables dependientes directas de la empresa que suministra la

energa elctrica, es decir los voltajes de lnea y frecuencia, presentaron valoresdentro de los lmites establecidos en la normativa en todo momento.

Los voltajes de fase presentaron un desequilibrio muy importante lo cual

se pudiera atribuir a un desbalance de las cargas elctricas conectadas al tablero en

combinacin a una conexin deficiente o inexistente del neutro del sistema.

La corriente de lnea registrada a plena carga se ubic en 703,5

Amperios, mientras que la Potencia Aparente fue de unos 503 KVA.

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El desbalance de corriente registrado, fue de 11,40% lo que no da

cumplimiento con el Reglamento de la Ley del Servicio Elctrico que establece un

lmite mximo del 10%.

El Factor de Potencia registrado se mantuvo en todo momento

alrededor de los 0,58 puntos lo cual incumple notablemente el lmite establecido en el

Reglamento nacional de 0,90, representando adems, una condicin de ineficiencia

muy importante ya que hay un consumo adicional de unos 152 KVAque pueden ser

suprimidos. Para ello, se deber hacer la compensacin de reactivos, instalando unequipo que a su vez est protegido contra cualquier efecto de resonancia para evitar

que se averen los condensadores por sobretensiones, como ha venido ocurriendo.

Respecto al contenido armnico registrado, se obtuvo un THD de voltaje

oscilando entre 46%, que a pesar de cumplir con los lmites establecidos por

el Reglamento del Calidad del Servicio Elctrico, no da cumplimiento a la

normativa IEEE 519:92. Este parmetro refleja que no se le est suministrando a las

cargas una tensin de calidad por lo que su correcto funcionamiento pudiera verse

afectado con la posibilidad de sufrir averas irreparables. En cuanto al THD de

corriente, ste se ubic en un rango entre 20-35% a plena carga. Ambos

parmetros representan un contenido armnico significativo en el sistema,

superando los lmites establecidos por norma COVENIN 3842:04 y la IEEE

519:92, siendo estos de 8% para el TDD (valor calculado a partir del THDi) y 5%

para el THDv. Valores tan altos de distorsin impactan en el aumento de la

temperatura en transformadores y conductores, disminuyendo de esta forma la vidatil y eficiencia de los mismos. Segn la editorial Schneider Electric, el

malfuncionamiento de equipos conectados a esta red tiene una probabilidad alta de

ocurrir as como el disparo inesperado de las protecciones elctricas; por lo que

resulta conveniente la instalacin de equipos que ayuden a mitigar estos valores.

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7. RECOMENDACIONES.

A continuacin se presentan las acciones recomendadas a tomar con la

finalidad de mejorar la eficiencia y la calidad en el suministro de energa elctrica a los

equipos que conforman las lneas de produccin de la empresa GEMACAen ambos

puntos de medicin.


En el caso del desbalance de las Tensiones de Fase, se recomienda evaluar,verificar y/o reforzar la conexin del neutro proveniente del banco de transformadores

de 3 x 333KVA con todo los sub tableros que contienen cargas monofsicas.

Para corregir el Factor de Potencia es necesario un Banco de

Condensadores de una capacidad acorde a la tabla 7.1. La seleccin deber hacerse

de acuerdo al valor que se deseara como resultado. El ahorro en KVA mostrado es el

resultado de la reduccin de los KVAR en las lneas de alimentacin al conectar el

banco de condensadores. Este equipo deber contar con un filtro de rechazo de

armnicos para proteger a los condensadores de los efectos negativos

presentes debido al contenido armnico que presenta la red. Estas

consecuencias pueden ocasionar el dao repentino e irreparable de estos

componentes.

Tabla 7.1 para Seleccin de la Capacidad del Banco de Condensadores para

Tablero #13 x 333 kVA.

Cos()

Deseado

0,9

0,91

0,92

0,93

0,94

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99 331 136

290 127

298 129

318 131

269 120

276 123

283

318 133

Capacidad del

Banco de

Condensadores

(KVAR)

Ahorro de KVA

257

263

115

118

125

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De igual forma que en el caso anterior, para el desbalance de las Tensiones de

Fase, se recomienda evaluar, verificar y/o reforzar la conexin del neutro proveniente

del banco de transformadores de 3 x 250KVA con todo los sub tableros que contienen

cargas monofsicas.

Para corregir el Factor de Potencia es necesario un Banco de

Condensadores de una capacidad acorde a la tabla 7.2. La seleccin deber hacerse

de acuerdo al valor que se deseara como resultado. El ahorro en KVA mostrado es el

resultado de la reduccin de los KVAR en las lneas de alimentacin al conectar el

banco de condensadores. Este equipo deber contar con un filtro de rechazo de

armnicos para proteger a los condensadores de los efectos negativos

presentes debido al contenido armnico que presenta la red. Estas

consecuencias pueden ocasionar el dao repentino e irreparable de estos

componentes.

Tabla 7.2 para Seleccin de la Capacidad del Banco de Condensadores para

Tablero #13 x 250 kVA.

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ENERGYTECH recomienda para ambos casos la instalacin de Bateras de

condensadores con Filtro de Rechazo serie FR modelo FR4-350-440 marca

CIRCUTOR para elTablero #1Banco de Transformadores de 3 x 333 KVAy otras

Bateras de condensadores con Filtro de Rechazo serie FR modelo FR4-300-440

Marca CIRCUTOR para elTablero #2 Banco de Transformadores de 3 x 250 KVA,

para compensar la energa reactiva que requiere el sistema y a su vez desintonizarlo,

con la finalidad de evitar una posible resonancia que estara amplificando los

armnicos presentes en la red y por ende ocasionando un grave deterioro en el

aislamiento de los condensadores.

Una vez resuelto el problema de posible resonancia en el sistema y

considerando la existencia de un contenido armnico significativo tanto en

corriente como en voltaje, se recomienda la instalacin de Filtros de Armnicos

que ayuden a atenuar los armnicos. De esta manera se estara mejorando

notablemente el uso eficiente de la energa en la acometida que alimenta el Tablero #1

y Tablero #2 y adems, se generaran condiciones elctricas deseables para

garantizar el funcionamiento continuo de la planta.

La reduccin del contenido armnico deber realizarse mediante la instalacin

de Filtros de Absorcin utilizando como base los niveles de contenido armnico

mostrados en la siguiente tabla y los cuales fueron obtenidos de las mediciones

realizadas en cada punto de medicin.

Tabla 7.3 Contenido Armnico Registrado. Tablero #13x333 KVA


(Amp) (Amp) (Amp) (Amp) (Amp) (Amp) (Amp)

3,4 2,9273,9 6,4 5,9 3,0 2,3

Parmetro Elctrico Fund.

Orden de Armnico

Corrientes (Amperios) 552,3 7,8 101,4 19,6 2,0 33,3 14,4

Tensines (Voltios)

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Tabla 7.4 Contenido Armnico Registrado. Tablero #23x250 KVA

ENERGYTECHrecomienda la instalacin de 2 Filtros Hbridos CIRCUTOR de

la Serie FAR-Hmodelo FAR6-HP-AP57-175-480, uno para ser instalado en elTablero

#1 Banco de Transformadores de 3 x 333 KVA y el otro para ser instalado en el

Tablero #2Banco de Transformadores de 3 x 250 KVA, estos filtros estn diseados

para cumplir la funcin del filtrado de armnicosde la red tanto del 5to como el 7mo

armnico. Este filtro se divide en escalones autorregulados en funcin de la carga

existente de manera tal que realiza la absorcin de armnicos segn la carga

existente. Este equipo podr filtrar hasta un 100% de las corrientes armnicas tanto

del 5to como el 7mo orden que son los ms relevantes en este sistema.

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A.E. ET-001-2688(1)