Proyecto de calidad de la energía y transientes

CALIDAD DE LA ENERGÍA Y ANÁLISIS DE ARMÓNICOS
MEDICIÓN DE LA CALIDAD DE LA ENERGIA ELÉCTRICA
EN EL LABORATORIO DE MAQUINARIAS ELECTRICAS.
FIEC-ESPOL-GUAYAQUIL-GUAYAS
INTEGRANTES
• VIVIANA VILLAVICENCIO.
• DIEGO MAQUILON.
TÉRMINO
II-2013

INTRODUCCION
La energía eléctrica se caracteriza por ser una onda perfecta, pero esta se ve
afectada por diferentes anomalías que hacen que esta se distorsione y difiera a
como era originalmente, todas estas variaciones que se producen en la
operación de los equipos conectados al suministro, mal funcionamiento de
protecciones eléctricas, calentamiento anormal de los conductores eléctricos, e
interrupción del suministro de energía eléctrica.
El motivo de la medición en este laboratorio, es debido a que a diario se dan
arranques de motores tanto de corriente continua como de corriente alterna
trifásica, por lo que deseamos saber si esto afecta a los diferentes equipos que
también forman parte común de la red eléctrica, como son en este caso los aires
acondicionados del mismo laboratorio.
En este caso el analizador utilizado para realizar
el estudio de calidad de la energía del laboratorio
de maquinaria eléctrica fue el Fluke 434

OBJETIVOS
• Establecer la calidad de energía del laboratorio de “ MAQUINARIAS ELECTRICAS”
lugar donde se realizan diversas practicas con motores y transformadores.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar comparaciones entre valores nominales y valores registrados durante la
medición.
•Registrar el THD de corriente y voltajes para compararlos con los ESTÁNDARES del
CONELEC E IEEE.
•Analizar los datos de la medición para determinar la carga que distorsiona las
señales.
•Analizar el comportamiento durante un funcionamiento y sin realización de
practicas.

INFORMACIÓN PREVIA
• Los armónicos son corrientes o tensiones con frecuencias que son múltiplos enteros
de la frecuencia fundamental de potencia. Por ejemplo, si la frecuencia fundamental
es de 60 Hz, entonces el segundo armónico es 120 Hz, la tercera es 180 Hz, etc
• Los armónicos son creados por cargas no lineales que extraen corriente en pulsos
abruptos en lugar que de una forma sinusoidal lisa. Estos impulsos hacen que las
formas de onda de corriente distorsionada que a su vez provocan corrientes
armónicas que fluyen de nuevo en otras partes del sistema de alimentación.
• En un sistema trifásico de cuatro cables, conductores neutros pueden verse
severamente afectados por cargas no lineales conectadas a los circuitos de 120 V
sucursales.
• En condiciones normales para una carga lineal balanceada, el 60 Hz parte
fundamental de la corriente de fase, se cancelará en el conductor neutro.
• En un sistema de cuatro hilos con monofásicos, cargas no lineales, ciertos
armónicos impares denominadas triplens-impares múltiplos de la tercera armónica:
3 º, 9, 15, etc-no se anulan, sino que se suman en el neutro conductor en realidad
puede superar la corriente de fase. El peligro aquí es el sobrecalentamiento
excesivo, ya que, a diferencia de los conductores de fase, no hay interruptores de
circuito en el conductor neutro para limitar la corriente.
• Una corriente excesiva en el conductor neutro también puede causar caídas de
tensión más alto de lo normal entre el conductor neutro y tierra en la salida 120 V.

MEDICIONES
• MEDICIONES.
• Se recabó la siguiente información:
• • PARÁMETROS ELÉCTRICOS:
• • Armónicas : Distorsión armónica total en tensión e
intensidad
• • Voltaje máximo, mínimo y promedio
• • Corriente en fase y neutro.
• • Potencia activa, reactiva y aparente.
• • Frecuencia máxima, mínima y promedio
• • Factor de Potencia
• • Energía activa y reactiva.
• Desequilibrios

DESARROLLO DE LAS MEDICIONES
• La medición se realiza el día viernes 22 de noviembre, por un periodo de 5
horas, todos los datos fueron tomados durante la realización de una practica
y sin practica alguna.
• Los datos son extraídos del analizador a través de un cable optimo donde es
receptado por el programa FLUKEVIEW donde nos permite tener un print de
las mediciones y tener valores que los podemos analizar a través de una tabla
de Excel.
• Todo las configuraciones del equipo las hicimos en base al IEEE Std 519, IEEE
Std 1159.

ANÁLISIS DE MEDICIONES
• A continuación mostraremos los datos obtenidos durante el monitoreo
VOLTAJES CORRIENTES

THD DEL VOLTAJE DEL NEUTRO ONDA DE LA CORRIENTE DEL NEUTRO

DIAGRAMA FASORIAL DE
VOLTAJE Y CORRIENTE
(DESEQUILIBRIOS)
GRAFICO DE VOLTAJES Y CORRIENTES

MEDICION UNICAMENTE DE 2 AIRES ACONDICIONADOS
PRESENTA UN THD ALGO ELEVADO EN
CORRIENTE DEL 11.1%.
PRESENTA UN THD POR DEBAJO DE LO
PERMITIDO: 3.4%.
NO EXISTE GRAN DESBALANCE DE CARGA
LOS AIRES ESTAN CONECTADOS EN DELTA.
SE LOGRA VISUALIZAR LA DISTORSION QUE
PRESENTA LA ONDA DE CORRIENTE EN LA
LINEA A.
EXISTE UN DESBALANCE EN LAS CORRIENTES
A Y C DEL SISTEMA DE AIRES
ACONDICIONADOS.
SE LOGRA VISUALIZAR LA DISTORSION QUE
PRESENTA LA ONDA DE CORRIENTE EN LA
LINEA C.

ESTÁNDARES
IEEE Std. 519 Voltage Distortion Limits
De acuerdo al estándar 519, las mediciones tomadas del sistema
eléctrico tienen un voltaje total de distorsión inferior al límite, que es
del 5%, sin embargo el valor 4,8% que se obtuvo es muy cercano al
límite. Esta distorsión de la onda de voltaje se puede ver reflejada en
una corriente en el neutro de hasta 5 amperios en el peor de los
casos. Y de 2,5% cuando el tablero principal no tiene ni los motores ni
los aires acondicionados encendidos.
Fuente: [1]

• Las normas internacionales (IEEE – Standard -519-1992)
específica valores máximos del THD de corriente, este valor
debe ser como máximo de 20% de la fundamental, para
considerar afectado el sistema el número de datos que
sobrepasan el valor máximo (20 % ) deben superar el 5 % de
las mediciones tomadas, es decir si se tienen 100 datos si más
de 5 datos superan el valor máximo de THD de corriente se
dice que el sistema se ve afectado, si no supera el 5 % se dice
que el sistema no se ve afectado. Analizando el gráfico y la
tabla de THD de corriente promedio, se puede ver que no
existen eventos (valores) de THDI que superan el valor
máximo de THDI.
ESTÁNDARES

CONCLUSIONES
• El sistema analizado no representa en si una carga no lineal debido a que sus
porcentajes de armónicos no son tan elevados según los estándares de THD
• El laboratorio presenta una pequeño desbalance en los voltajes de un +/- del 2%.
• El neutro del sistema analizado nos mostro una corriente promedio de 2.5 A ya
que en instante la corriente se elevaba el 100% de su valor promedio llegando a
los 5 A.
• Las formas de onda de las corrientes no son tan sinusoidales, presentan una
distorsión llegando a tener un THD DEL 5.1% con respecto a la fundamental.
• En lo que respecta al laboratorio al momento de arrancar los motores no existe
ningún tipo de disturbios ya que el voltaje se mantiene dentro del 0.9 y 1.1 p.u.
• La carga total del laboratorio no esta balanceada debido a que el neutro del
sistema muestra un amperaje.
• El THD de corrientes medido únicamente en los aires es mayor al THD de
corriente de todo el sistema del laboratorio, por lo tanto los aires
acondicionados son los que elevan el THD tanto de voltaje como de corriente del

RECOMENDACIONES
• Ponga neutrales adicionales para los circuitos derivados que se
cargan pesadamente.[2]
• Monitorear las corrientes de carga de forma regular. [2]
• Verificar si una carga exterior que esté conectada a la misma red
de sumistro está ocasionando estos disturbios y afectando al
circuito eléctrico del laboratorio de maquinaria eléctrica afectan
a otros consumidores que están conectados a la misma red de
suministro.

REFERENCIAS
[1] IEEE Standard 519, “IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic
Control in Electrical Power Systems.”
[2] http://support.fluke.com/findsales/Download/Asset/1260362_6003_ENG_K_W.PDF

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