Objetivo Proporcionar a los asistentes los conceptos
básicos acerca de Calidad de Energía
Eléctrica, que despierten el interes por conocer e
investigar más acerca de las causas, efectos y posibles
soluciones.
1) Conceptos Básicos y Antecedentes. 2)Causas y Efectos
3)Variaciones y Monitoreo de variables 4)La calidad de
energía y su relación con la confiabilidad.
Temario
Procedimiento Durante el curso, se hará uso de un
simulador de sistemas eléctricos, con la finalidad de
obtener una mejor comprensión de los problemas de calidad
de la energía considerando sus causas y efectos.
Por qué es importante la Calidad de la Energía
Eléctrica? De ello depende los gastos futuros en equipos
eléctricos. Afecta, empeorando o mejorando, la imagen de
la compañía suministradora y de los fabricantes de
equipos.
Marco Teórico: Sistema Todo sistema está compuesto
por diversos elementos. Para que el sistema funcione
correctamente se necesita que cada elemento funcione en armonia
con los demás.
Marco Teórico: Enfoques Para los usuarios, el sistema
eléctrico va desde su punto de conexión hasta los
contactos de donde alimenta a sus equipos. Para la
compañía suministradora, el sistema
eléctrico va desde la generación hasta el equipo de
medición.
Marco Teórico: Enfoques Punto de vista de la
compañía suministradora Punto de vista del
usuario
Marco Teórico: El Sistema Los sistemas eléctricos,
son: Complejos Distribuidos en grandes áreas Integrados
por una diversidad de elementos con características
específicas. Su comportamiento es dinámico Entre
otros.
Marco Teórico: Los usuarios Los usuarios, son: Diversos
Grandes y Pequeños. Aislados o Integrados. Su
comportamiento es dinámico. Entre otros.
Marco Teórico: Registros El comportamiento de cada uno de
los componentes del sistema eléctrico es muy importante y
se debe tener antecedente historico de su funcionamiento, aun del
usuario final.
Marco Teórico: Registros El conocimiento historico del
comportamiento de los equipos implica contar con:
Terminología común Técnicas
estadísticas, y Bases de datos confiables
Marco Teórico: Elementos El sistema eléctrico tiene
dos tipos de elementos: Activos. Tales como las máquinas
rotatorias y los dispositivos de protección, entre otros.
Pasivos. Como las máquinas estacionarias y las
líneas que transportan la energía, entre
otros.
Marco Teórico: Consideración Los usuarios se
conectan al sistema eléctrico o más bien conectan
sus cargas y en primera instancia desean el suministro continuo y
confiable, sin interrupciones, es decir, de calidad. Pero no
toman en cuenta si sus cargas pueden estar afectando al sistema
eléctrico o a otros usuarios conectados.
Marco Teórico Este y otros muchos más conceptos son
el marco en el que se encuentra envuelto lo que se conoce como:
La Calidad de la Energía Eléctrica.
Introducción Tanto las empresas suministradoras como los
usuarios finales de un sistema eléctrico ha estado
insistiendo en el concepto de Calidad de la Energía
Eléctrica. Esto se formalizo en los 80’s y se ha
convertido en un concepto general que abarca multitud de
problemas que se pueden presentar en el sistema
eléctrico.
Principales Razones Algunas de las principales razones que
impulsan el estudio de la calidad de la energía son: Las
cargas cada día son más sensibles a variaciones,
debido a su constitución electrónica. Se ha
incrementado el concepto de Mayor Eficiencia en los sistemas
eléctricos.
Principales Razones 3. Mayor atención de los usuarios
finales a los problemas de calidad en el suministro. 4. La
creciente tendencia a la interconexión de los sistemas
eléctricos.
Factor Principal El factor principal es: El incremento en la
productividad para los clientes de las empresas
eléctricas.
Planteamiento El factor anterior, plantea la necesidad de
identificar estos problemas entre suministradores y usuarios
finales, en forma grupal, para plantear soluciones
conjuntas.
Antecedentes En México, el suministro de energía
eléctrica a los usuarios finales, está regido por
la ley del servicio publico y su reglamento, en donde se
específican los limites que consideran la calidad de la
energía eléctrica. Básicamente, la
regulación del voltaje.
Antecedentes : Histórico. Historicamente, la calidad de la
energía no ha sido un problema mayor, hasta hace poco, en
forma energética, se consideraba que excepto por la
continuidad, el suministro para la mayoria de los usuarios de la
energía eléctrica era completamente
satisfactorio.
Antecedentes: Problemas Sin embargo, el incremento masivo de
equipo basado en la electronica de potencia, ha creado un doble
problema para el suministrador. Primero. El equipo
electrónico, en común, es sensible a las
variaciones rápidas de voltaje.
Antecedentes: Problemas. En segundo lugar, este equipo genera
distorsión armónica y, bajo ciertas condiciones,
puede deteriorar la magnitud y forma de onda del voltaje
suministrado, afectando a usuarios que comparten esa misma fuente
de suministro.
Antecedentes: Actuales. La sociedad actual es dependiente del
comportamiento de sus dispositivos motorizados e
informáticos. Cuando sucede una falla, se ven afectados,
entonces el bienestar personal y/o económico se eliminan y
se desprenden multiples problemas para la compañia
suministradora y para otros usuarios.
Antecedentes: Controversia. El suministrador, atribuye los
problemas a la instalación del usuario. El usuario, asocia
los problemas a deficiencia en las redes de suministro. Ambos
olvidan, las limitaciones que tienen los equipos para operar en
el ambiente de las redes eléctricas tradicionales.
Antecedentes: Esencial. Por lo anterior, es esencial el conocer
la calidad de la energía eléctrica, por parte del
suministrador y del usuario, para establecer acciones, que
permitan el control de los efectos no deseables.
Antecedentes: Cambios. Existen tres cambios fundamentales en el
tipo de carga del usuario y del sistema de potencia, que
conciernen a la calidad de la energía eléctrica: 1.
La microelectrónica. Dispositivos más
rápidos, más complejos y con mayor capacidad de
memoria, pero muy sensibles a las variaciones de voltaje.
Antecedentes: Cambios. 2. La electrónica de potencia.
Dispositivos de alta capacidad, para rectificación y
control de equipos eléctricos. Se estima que la
energía eléctrica generada para aquellas cargas
procesadas por electrónica de potencia se
incrementará de un nivel actual de 10-20% al 50-60% en el
año 2010.
Antecedentes: Cambios. 3. Mientras los dos cambios anteriores se
están dando en las cargas, las empresas eléctricas
y los clientes industriales continuan aplicando capacitores para:
Corregir el FP Controlar el voltaje, y Reducir el flujo de
reactivos. Esto influye en la calidad de la energía,
agravando la situación al incrementar los niveles de
armónicas, por ejemplo.
Antecedentes: Caracterización. En la literatura aparecen
estadísticas obtenidas de industrias, para caracterizar
los problemas de la calidad de energía eléctrica.
Por ejemplo, algunas disturbios que se presentan comumente, son:
Depresiones de voltajes Sobre tensiones Impulsos Distorsiones de
onda, entre otros.
Antecedentes: Estadísticas. Algunos resultados de
encuestas publicadas en la literatura, de la
compañía Bell Telephone, son los siguientes:
Sobretensiones = 0.7 % Interrupciones = 4.7 % Impulsos = 7.4 %
Depresiones = 87.2 %
Antecedentes: Trabajos. En Europa, algunas instituciones
están trabajando en normalización. Tal es el caso
del Instituto Aleman de Ingenieros (VDI), el Instituto
Británico de Normalización (BSI); así
también se tiene las recomendaciones del ANSI/IEEE en
América. En México, la CFE como LyFC están
emprendiendo acciones de mejora y modernización de los
procesos que llevan a cabo para brindar el servicio
eléctrico.
Antecedentes: Importancia. Con urgencia se debe abordar el tema
de la Calidad de la Energía. Estimaciones indican que
más alla del 2000, el número de cargas sensibles
conectadas a los sistemas eléctricos será muy
grande. Ademas, no será un problema exclusivo de
consumidores domésticos o comerciales, por el contrario,
en el problema estarán inmersos las
compañías generadoras y distribuidoras de
energía eléctrica.
Calidad de la Energía Eléctrica, su
definición. La definición se percibe como algo
indeterminado. Pero que se puede definir a través de los
disturbios que la generan, de la siguiente manera: Es la ausencia
de interrupciones, sobretensiones, deformaciones producidas por
armónicas en la red y variaciones de voltaje RMS
suministrado al usuario; esto concierne a la estabilidad de
voltaje, la frecuencia y la continuidad del servicio
eléctrico (confiabilidad).
Otra definición Otra definición del problema de la
Calidad de energía es la siguiente: Cualquier problema
manifestado en variaciones de corriente, voltaje y frecuencia que
resulten en falla o una incorrecta operación del equipo
consumidor.