Sags e Interrupciones

1. Sags e Interrupciones ITESM - Campus Monterrey Centro de Estudios de Energía

2. Sag: Definiciones Es una reducción momentánea (típicamente de 0.5 a 30 ciclos) en el valor RMS de voltaje. Son causados por fallas en sistemas de potencia o por arranque de cargas muy grandes

3. Definiciones Causan la pérdida momentánea completa del voltaje (típicamente entre 2 y 5 s) • Interrupciones: Normalmente son causadas por acciones de la compañía suministradora para aislar fallas

4. Sags • Sags e interrupciones son causados generalmente por fallas (cortos circuitos) en el sistema de la compañía suministradora

5. Mecanismos • Inicia la falla + Vz - • Incremento en la corriente 1 • Caída de voltaje en los conductores V • Actúa el interruptor 3 2 3 B A

6. Áreas de vulnerabilidad • Es el área alrededor de una falla (corto circuito) donde el voltaje es constante • Existen dos regiones con un interés especial • Región de voltaje <50%. Puede soltar bobinas de relevadores • Región de voltaje <90%. Puede afectar equipo electrónico sensible

7. Incremento en costo 4 1 Cia. suministradora 2 Controles 3 Motores Otras cargas Protección de equipos • Existen 4 niveles principales para corregir los sags 1. Especificación de equipos antes de comprar 2. Acondicionamiento a controles 3. Alimentadores o grupos de cargas 4. Sistema de distribución,compañía suministradora

8. Especificación de equipo • Normalmente es la solución de menor costo • Puede ser especificada la duración mínima del sag que el equipo debe soportar

9. Acondicionamiento a controles • Requerimientos de un sistema de acondicionamiento controles: • Contar con un almacén de energía • Tiempos de operación muy cortos o estar “en línea”

10. Algunas opciones de acondicionamiento • Reguladores ferroresonantes • Fuentes ininterrumpibles de poder o UPS (de operación continua o intermitente) • Sintetizadores magnéticos

11. WC Devanado primario Devanado compensador Capacitor Devanado secundario Devanado neutralizador Transformador ferroresonante • Diagrama simplificado • Características • Ideal para cargas ligeras constantes • Normalmente tienen relaciones 1:1 • Generalmente se especifica con capacidad 4 veces más grande que la carga • Si es sobrecargado se colapsa el voltaje a cero

12. Característica típica de voltaje contra carga de un transformador ferroresonante 80 70 60 50 la salida 40 % de voltaje a la entrada para mantener un 90% o mas de voltaje a 30 20 10 0 0 25 50 75 100 % de carga Transformadores ferroresonantes • Con un 25% de carga un transformador puede resistir sags hasta de 30% del voltaje nominal • Con un 100% de carga un regulador sólo puede resistir sags de 70% del voltaje nominal

13. Transformadores ferroresonantes Por eso es necesario sobredimensionar los transformadores ferroresonantes

14. Sintetizadores magnéticos • Usualmente se utiliza en cargas grandes • Componentes: • Aislamiento y transformador • Almacén de energía (capacitores y transformador ferroresonante) • Filtros de armónicas • Transformador Zig-zag

15. Fuentes ininterrumpibles de poder (UPS) • Pueden alimentar cargas por períodos largos de tiempo • Tipos principales de UPS • En línea • Fuera de línea • híbrido

16. Fuentes ininterrumpibles de poder (UPS) • Características de los UPS en línea: • Inmunidad a disturbios en la línea • Pueden ser muy costosos • Pueden ser muy ineficientes

17. Fuentes ininterrumpibles de poder (UPS) • Características de los UPS fuera de línea • Tiempo de respuesta entre 4 y 8 ms • Normalmente no protegen contra disturbios en la línea ni regulación

18. Fuentes ininterrupibles de poder (UPS) • Características de los UPS híbridos • Tienen la misma configuración que los “fuera de línea” • El transformador ferroresonante de salida protege contra disturbios y regulación en la alimentación

19. Fuentes de poder ininterrumpibles (UPS) • Especificaciones: • kVA nominales • regulación de voltaje estática y dinámica • distorsión armónica en la corriente de entrada y voltaje de salida • protección contra sobretensión • atenuación de ruido

20. Grupo motor-generador • Consta de un motor de inducción acoplado a un generador sincrónico • El almacén de energía se encuentra en la inercia de la máquina

21. Grupo motor-generador • Puede mantener el voltaje y la frecuencia de salida de 0.1 a 15s cuando se ha perdido completamente la alimentación

22. Motor de polo reescribibles • Este tipo de motores estan diseñados para mantener una velocidad constante • Características: • Mayor momento de inercia • Corrientes de arranque menores • Menor caída de velocidad al perder la alimentación

23. Aislamiento de fallas en compañías suministradoras • Tipos de fallas: • Transitorias o temporales: No se requiere de reparación después de que la falla es liberada • Permanentes: Existe un mal funcionamiento la instalación y se requiere de reparación después de que la falla es liberada

24. Acciones preventivas • Poda de árboles cercanos a las líneas • Instalación de aparta rayos • Limpieza de aisladores • Instalar protección contra animales • Colocar hilos de guarda • Aterrizar correctamente el sistema (torres y subestaciones)

25. Modificación de las prácticas de recierre de interruptores • Eliminar disparos rápidos (fast tripping) • Instalación de interruptores con recierre en las líneas • Agregar sistemas en anillo • Modificación de los aisladores