Norma Flicker (Versión 1)

ESQUEMA DE LA PROPUESTA DE NORMA

1.- OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN1.1.- OBJETO1.2.- CAMPO DE APLICACIÓN

2.- DEFINICIONES3.- ABREVIATURAS Y SIGLAS 4.- REFERENCIAS NORMATIVAS

4.1.- Normas COVENIN.4.2.- Otras normas

5.- FLUCTUACIONES RÁPIDAS DE TENSIÓN (FLICKER) EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS

5.1.- ANTECEDENTES5.2.-FUENTES

5.2.1.- Fuentes Industriales Grandes5.2.1.1.- Hornos de Arco5.2.1.2.- Motores con cargas alternativas y arranques múltiples5.2.1.3.- Soldadores Eléctricos5.2.1.4.- Generadores 5.2.1.5.- Turbinas de Viento

5.2.2.- Fuentes de menor tamaño5.3.- EFECTOS5.4.- RESPUESTA CARACTERÍSTICA DEL SISTEMA5.5.- RESPONSABILIDAD EN LA EMISIÓN DE FLUCTUACIONES

RÁPIDAS DE TENSIÓN (FLICKER)5.5.1.-El Usuario5.5.2.- La Empresa de Suministro de Energía Eléctrica

5.6.- COMO DETECTAR FUENTES DE FLUCTUACIONES RÁPIDAS DE TENSIÓN (FLICKER)6.- LÍMITES DE CONTROL

6.1.- NIVELES DE COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA6.2.- LÍMITES DE PLANIFICACIÓN

6.2.1.- Límites de Planificación para sistemas de potencia MT y AT.6.2.2.- Límites de Planificación para instalaciones en MT y/o AT

6.3.- LÍMITES DE EMISIÓN6.3.1.- Límites de Emisión para equipos con In <16A (solo para fabricantes).6.3.2.- Límites de Emisión Individuales para instalaciones en BT

6.3.2.1.- Límites de Emisión Individual para instalaciones con P<10KW conectadas en BT.6.3.2.2.- Límites de Emisión Individual para instalaciones con 10KW ≤ P <50KW conectadas en BT.6.3.2.3.- Límites de Emisión Individual para instalaciones con P≥50KW conectadas en BT

7. APLICACIÓN DE LÍMITES8. TECNICAS PARA EL CONTROL DE CARGAS PERTURBADORAS9. MÉTODOS Y EQUIPOS DE MEDICIÓN10 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

DOCUMENTO DE TRABAJO

NORMA VENEZOLANA COVENIN

VERSIÓN 1.0CONTROL DE FLUCTUACIONES RAPIDAS DE

TENSIÓN (FLICKER) EN SISTEMAS ELÉCTRICOS

xxxxxxx

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.

1.1. Objeto.

Esta norma venezolana establece límites de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker), así como recomendaciones para evaluar el impacto de las mismas presentes tanto en instalaciones eléctricas industriales, comerciales y residenciales como en las empresas de distribución, transporte y generación de energía. Entre los objetivos específicos de esta norma están:

- Regular los niveles de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de un sistema eléctrico mediante el establecimiento de límites, de tal manera que se garantice la compatibilidad electromagnética (CEM), de las cargas y equipos asociados, con la finalidad de que estos puedan operar satisfactoriamente. Además de no producir molestias visuales a los usuarios.

- Asegurar a los usuarios, mediante la evaluación de la energía suministrada, una fuente de alimentación eléctrica que cumpla con los estándares de calidad establecidos en la Ley Orgánica de Servicio Eléctrico y sus normativas vigentes.

- Instruir a los usuarios y diseñadores de instalaciones eléctricas, sobre los efectos del alto contenido de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

- Establecer recomendaciones para la evaluación y diseño de instalaciones eléctricas con presencia de cargas fluctuantes.

- Recomendaciones para la mitigación de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker), evaluación de límites y mediciones.

1.2. Campo de Aplicación.

Esta norma se aplica a la perturbación conducida, fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) con un ancho de banda de 0.5 a 25Hz, en sistemas eléctricos en estado de régimen permanente en baja, media y alta tensión. Esta es aplicable a sistemas eléctricos en 60 Hz con las tensiones normalizadas indicadas en la norma COVENIN 159:1997 “Tensiones Normalizadas”. Las recomendaciones planteadas en esta norma deberán ser simuladas y validadas técnicamente para cada caso específico antes de su implantación.

1

2. DEFINICIONES.

2.1. Alta TensiónNivel de tensión mayor o igual que 69 kV.

2.2. Baja TensiónPara los efectos de esta norma el nivel de tensión menor o igual a

1 kV.

2.3. Calidad de PotenciaConjunto de propiedades inherentes tanto del servicio como de la señal de

tensión o corriente eléctrica que deben considerar tanto la continuidad del servicio como las señales de tensión y corriente eléctrica, en un tiempo dado y en un espacio determinado de un sistema de potencia eléctrico.

2.4. Calidad del Producto TécnicoGrado de cumplimiento de los valores admisibles establecidos en la

gaceta oficial Nº 37825 de la LOSEN, determinado por mediciones realizadas de los niveles de tensión del fluido eléctrico y la forma de onda de la tensión suministrada por La Distribuidora.

2.5. CargaUnidad que al recibir energía eléctrica es capaz de transformarla en otro

tipo de energía útil.

2.6. Carga FluctuanteAquella que funciona con potencia intermitente o fluctuaciones muy

rápidas, como lo son: hornos de arco, soldadoras eléctricas, arranque de grandes motores, etc.

2.7. Compatibilidad Electromagnética (CEM)Capacidad de un aparato o de un sistema para funcionar en su entorno

electromagnético, de forma satisfactoria y sin producir, perturbaciones electromagnéticas intolerables para todo aquello que se encuentra en este entorno.

2.8. Empresa de Suministro de Energía EléctricaEnte dedicado a la generación, transmisión, distribución y/o

comercialización de energía eléctrica.

2.9. Emisor de Perturbación ElectromagnéticaDispositivo que produce campos electromagnéticos que pueden

perturbar a otros equipos en su entorno.

2.10. Entorno ElectromagnéticoEspacio donde coexiste un conjunto de fenómenos electromagnéticos.

2.11. Equipo de MediciónInstrumentos, accesorios y cableados destinados a la medición de

parámetros eléctricos.

2

.2.12. Fiscalizador

Regulador o quien ejerza la función de fiscalización de conformidad con lo establecido en la Ley Orgánica del Servicio Eléctrico, su Reglamento, el Contrato de Concesión y demás Normas aplicables.2.13. Frecuencia

Variación de la amplitud de tensión y la corriente alterna en un período de tiempo, medida en ciclos por segundo o Hertz (Hz), con un valor de sesenta Hertz (60 Hz) y un rango de variación de acuerdo a la normativa vigente.

2.14. Flicker de fondoFluctuación rápida de tensión (flicker) residual presente en la red.

2.15. FlickérmetroMétodo de medición basado en el diseño de un instrumento que mide

algunas de las cantidades representativas de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) y esta diseñado según las especificaciones dadas en la norma IEC 61000-4-15.

2.16. Fluctuación Rápida de Tensión (flicker)Variación regular o irregular del valor eficaz o de la amplitud de la

tensión no mas allá del 10% del valor nominal con una duración entre varios milisegundos y 10 segundos que causa el efecto de parpadeo visual, conocido como la impresión de inestabilidad de la sensación visual inducida por las fluctuaciones del flujo luminoso de las lámparas (Ver Figura #1).

Figura #1. Fluctuación rápida de la tensión (flicker)

Las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) normalmente se expresan como el cambio de la tensión rms dividido por la tensión promedio rms. Además se conoce que ocurre en un rango de frecuencias que va desde 0.5 a 25Hz; demostrándose a través de pruebas que el ojo humano es muy sensible a frecuencias moduladoras en el rango de 8 a 10Hz con variaciones de tensión en el rango de 0.3 a 0.4 por ciento de magnitud a estas frecuencias.

La relación matemática y la definición de fluctuación rápida de tensión (flicker) usada son descritas en la Figura #2 con una forma de onda de tensión sobre una modulación cíclica.

3

Donde, ΔV = V2PK – V1PK

Tensión rms de la onda modulada = ΔV = V2PK – V1PK

2√2 2√2

Tensión promedio rms = V2PK/√2 + V1PK/√2 = V2PK – V1PK

2 2 2√2Porcentaje de Fluctuación de tensión (%) = (Tensión rms de la onda modulada) / (Tensión promedio rms)

= V2PK – V1PK x 100% V2PK + V1PK

Figura #2 Muestra de la forma de onda de la fluctuación rápida de tensión (flicker) y relación matemática

Se mide a través de dos índices, a saber: índice de severidad de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de corto plazo (10minutos), Pst y el índice de severidad de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de largo plazo (2 horas), Plt.

2.17. Fluctuaciones de tensiónSerie de variaciones de tensión o variación cíclica de la envolvente de la

onda de tensión.

2.18. Índice de severidad de Fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de corto plazo, Pst

Índice que evalúa la severidad de las Fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en cortos intervalos de tiempo (intervalo de observación base de 10 minutos). Se considera Pst = 1 como el umbral de irritabilidad.

2.19. Índice de severidad de Fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de largo plazo, Plt

Índice que evalúa la severidad de las Fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en largos intervalos de tiempo (intervalo de observación base de 2 horas), teniendo en cuenta los sucesivos valores del índice de severidad de las Fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de corta duración según la siguiente expresión:

4

Plt = P

12i=1

12 3sti

3

2.20. Inmunidad (a una perturbación)Capacidad de un dispositivo, equipo o sistema para soportar la

presencia de una perturbación electromagnética sin afectar su vida útil.

2.21. InterarmónicosSeñales de tensión o de corriente con frecuencias que no son múltiplos

de la frecuencia fundamental. Los interarmónicos son ocasionados principalmente por convertidores de frecuencia estáticos, ciclo convertidores, motores de inducción y dispositivos de arco eléctrico.

2.22. Interferencia ElectromagnéticaDegradación del desempeño en un dispositivo, equipo o sistema

causada por una perturbación electromagnética.

2.23. Ley de SumatoriaLey utilizada para el cálculo de los índices de severidad de fluctuaciones

rápidas de tensión (flicker) de corto plazo, Pst; causados por varias cargas perturbadoras, la ecuación esta representada por la siguiente fórmula:

Pst = (i Pstim)1/m

Donde:Psti = índice de severidad de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de corto plazo individual

Estudios recientes han reflejado que el valor del coeficiente m depende de las características de la fuente principal de perturbación.

En el caso de m = 3 (Ley de sumatoria cúbica), es utilizado para la mayoría de los tipos de fluctuaciones de tensión donde el riesgo de coincidencia de tensión es pequeño. La ley de sumatoria cúbica es generalmente aceptada y ha sido utilizada por muchos años.

A menudo es conveniente reemplazar el Pst por un indicador equivalente del índice severidad de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker), Ast, con la finalidad de simplificar los cálculos:

Ast = Pst 3

Esta sustitución da una relación lineal para la evaluación de la perturbación total generada por múltiples fuentes de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

Para el caso del índice de severidad de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) de largo plazo, Plt; el indicador equivalente del índice severidad de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker), Alt, esta representado de la siguiente manera:

Alt = Plt 3 = ∑Pstj 3/N = ∑Astj/N

2.24. La DistribuidoraEmpresa que ejerce la actividad de distribución de electricidad.

2.25. Límite de Planificación

5

Valor referencial del límite para la emisión de perturbaciones en un entorno particular, con el fin de coordinar los efectos contaminantes de grandes cargas e instalaciones.

2.26. Límite de EmisiónNivel de emisión máxima especificada de una fuente de perturbación

electromagnética.

2.27. Límite de PerturbaciónNivel máximo de perturbación electromagnética permisible medido en

condiciones específicas.

2.28. Límite de InmunidadNivel mínimo de inmunidad especificado.

2.29. Margen de EmisiónRelación del nivel de compatibilidad electromagnética y el límite de

emisión.

2.30. Media TensiónNivel de tensión mayor que 1 kV y menor que 69 kV.

2.31. Medición IndirectaRealizada mediante transformadores de corriente (CT) y

transformadores de tensión (PT).

2.32. NivelMagnitud de una cantidad evaluada en una manera especificada.

2.33. Nivel de Compatibilidad ElectromagnéticaNivel de perturbación electromagnética especificado, utilizado como

referencia en un entorno para coordinar los limites antes expuestos. Valor referencial para la coordinación adecuada del límite de planificación sin afectar la compatibilidad electromagnética de los equipos, que forman parte del sistema de potencia. En la práctica el nivel de compatibilidad electromagnética no es un nivel máximo absoluto, aunque es poco probable, puede ser superado. Por convención, el nivel de compatibilidad se selecciona de manera tal que exista una pequeña probabilidad de exceder el nivel de perturbación real. Sin embargo, la compatibilidad electromagnética se logra únicamente si los niveles de emisión se controlan de manera tal que, en cada ubicación, el nivel de perturbación que resulta de las emisiones acumulativas sea inferior al límite de planificación para cada dispositivo, equipo y sistema localizado en la misma ubicación.

2.34. Nivel de PerturbaciónCantidad de contaminación electromagnética que existe en una

ubicación dada, y que se origina a partir de todas las fuentes contribuyentes a la perturbación.

6

2.35. Nivel de InmunidadValor máximo de una perturbación electromagnética en la cual un

dispositivo, equipo o sistema particular funcione a un grado de rendimiento requerido.

2.36. Nivel de EmisiónCantidad de perturbación electromagnética emitida por un dispositivo,

equipo o sistema particular.

2.37. PerturbacionesDistorsiones de la onda de tensión tales como oscilaciones rápidas,

distorsiones armónicas y cualquier otro parámetro que afecte la calidad del producto técnico.

2.38. Perturbación ElectromagnéticaFenómeno electromagnético susceptible de crear problemas en el

funcionamiento de un dispositivo, aparato o sistema (receptor ó victima), o de afectar desfavorablemente la materia. Ésta puede ser un ruido, una señal no deseada ó una modificación de un medio de propagación en sí mismo.

Figura #3. Modelo de una Interferencia en una Dirección.

2.39. Punto de Acoplamiento Común (PCC)Punto común entre el usuario o carga perturbadora y los posibles

afectados. Este punto de la red de distribución, es el más próximo eléctricamente

de un usuario, al que están o pueden ser conectados otros usuarios.Como puede verse en la Figura #4 el PCC se puede encontrar en el

primario o secundario del transformador según donde se encuentre la carga perturbadora.

7

Canal de

Acoplamiento

Fuente

PE x C = IE

Receptor ó Victima

Donde, PE: Perturbación Electromagnética. C: Acoplamiento.

IE: Interferencia Electromagnética.

Figura #4. Diagrama unifilar de una muestra de un sistema donde se observa varias localidades donde es posible conseguir fluctuaciones rápidas de tensión (flicker)

2.40. Punto de SuministroDonde las Instalaciones del Usuario quedan conectadas al sistema de

La Distribuidora y donde se delimitan las responsabilidades de mantenimiento y de guarda y custodia entre La Distribuidora y el Usuario.

2.41. Punto de Suministro AdicionalPor razones técnicas, el Usuario podrá recibir el servicio en más de un

punto de suministro y a cada uno de ellos se le aplicará la tarifa que le corresponda.

8

MOTOR

Filtro de Armónicos

Sistema SVC

Horno de Arco

Otros Clientes y

Cargas

Media Tensión

Baja Tensión

Alta tensión

Línea de TransmisiónPCC

PCC

M MInstalaciones de BT Instalaciones de BT

PCC

MOTOR


Sistema SVC

Horno de Arco

Otros Clientes y

Cargas

Media Tensión

Baja Tensión

Alta tensión


PCC

M MInstalaciones de BT Instalaciones de BT

MOTORMOTOR


Sistema SVC

Horno de Arco

Otros Clientes y

Cargas

Media Tensión

Baja Tensión

Alta tensión


PCC

MM MMInstalaciones de BT Instalaciones de BT

PCCPCC

2.42. ReguladorLa Comisión Nacional de Energía Eléctrica o el Ministerio de Energía y

Minas hasta que no entre ésta en operación.

2.43. Sistema Eléctrico NacionalConjunto de instalaciones para la generación, transmisión y distribución

de electricidad en el territorio nacional y sus equipos y bienes asociados, destinados a realizar intercambios de potencia y energía eléctrica dirigidos a la prestación del servicio eléctrico.

2.44. Susceptibilidad ElectromagnéticaGrado de sensibilidad de un dispositivo, equipo o sistema para que

funcione satisfactoriamente en presencia de una perturbación electromagnética.

2.45. TensiónParámetro expresado en voltios entregado por La Distribuidora en el

punto de suministro a las Instalaciones del Usuario.

2.46. Tensión NominalValor eficaz de la tensión eléctrica, en sus diferentes niveles de tensión,

que sirve como base para calcular las desviaciones de los parámetros eléctricos que se controlarán para medir la calidad del Servicio Eléctrico de Distribución, que prestan los Distribuidores.

2.47. Umbral de irritabilidad de las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker)

Fluctuación máxima de luminancia que puede ser soportada sin molestia por una muestra específica de población.

2.48. UsuarioPersona natural o jurídica que se beneficia con la prestación del servicio

eléctrico, bien como titular de un contrato de servicio o como receptor directo del mismo, sujeta a los derechos y obligaciones que establece la Ley Orgánica del Servicio Eléctrico y su Reglamento.

2.49. Variación de TensiónAumento o disminución del valor de la tensión de suministro respecto a

la tensión nominal.

9

3. ABREVIATURAS Y SIGLAS.Ast: Indicador Equivalente del Índice de Severidad Fluctuaciones Rápidas de Tensión (flicker) de Corto Plazo.Alt: Indicador Equivalente del Índice de Severidad Fluctuaciones Rápidas de Tensión (flicker) de Largo Plazo.CA: Corriente Alterna.CC: Corriente Continua.CE: Calidad de Energía.CEM: Compatibilidad Electromagnética.CT: Transformador de Corriente.IEC: Comisión Electrotécnica Internacional.IL: Corriente de Carga.In: Corriente Nominal.LOSEN: Ley Orgánica del Servicio Eléctrico NacionalPst: Índice de Severidad de Fluctuaciones Rápidas de Tensión (flicker) de Corto plazo: short term flicker “perceptibility”Plt: Índice de Severidad de Fluctuaciones Rápidas de Tensión (flicker) de Largo Plazo: long term flicker “perceptibility”PCC: Punto Común de Acoplamiento.PT: Transformador de Tensión. RMS: Raíz Media CuadráticaSnom: Potencia Aparente Nominal de un Equipo.Scc: Potencia Aparente de Corto CircuitoSVC: Compensador Estático de Potencia Reactiva

4. REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en el texto, constituyen requisitos de esta Norma Venezolana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicación. Como toda norma está sujeta a revisión, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos sobre la base de ellas, que analicen la conveniencia de usar las ediciones más recientes de las normas citadas seguidamente:

4.1. Normas COVENIN

COVENIN 159:1997 Tensiones normalizadas. 1era Revisión

4.2. Otras Normas

Hasta tanto no se aprueben las Normas Venezolanas COVENIN respectivas, se deben consultar las Normas siguientes:

IEC 61000 4-15+A1, “Electromagnetic Compatibility (EMC), Part 4-15, Testing and measurement techiniques. Section15: Flickermeter-Functional and design specifications.1999.

10

5. FLUCTUACIONES RÁPIDAS DE TENSIÓN (FLICKER) EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS

5.1. Antecedentes

Las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en sistemas eléctricos no es nuevo, numerosos investigadores han estudiado esta perturbación pero el tratamiento más completo sobre la materia fue llevado a cabo cerca de 1937, dando como resultado una curva que muestra el ciclo de pulsación de tensión al cual la fluctuación rápida de tensión (flicker) en una lámpara de filamento de tungsteno es perceptible. Siendo el rango de frecuencia de investigación dado entre 1 y 20Hz.

En 1930 General Electric condujo resultados sobre estudios de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) que fueron dirigidos a la producción de las fronteras de visibilidad e irritación causadas por tales fluctuaciones. Esta curva fue incluida en el libro de de Distribución de General Electric y ha sido adoptada ampliamente por las empresas de suministro eléctrico.

Westinghouse publicó los resultados de unos estudios desarrollados en 1959 de límites de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) utilizados por las empresas suministradoras de electricidad que suplen a más de un millón de usuario.

Otro interesante estudio de percepción de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) fue hecho en Inglaterra. En este trabajo se mostró menor sensibilidad que la curva de General Electric. En este estudio se investigó la manera en la cual el ojo humano percibe las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) causado por múltiples perturbaciones sinusoidales de tensión. Los resultados mostraron la perceptibilidad del ojo humano con respecto a las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en términos de la ponderación de la raíz cuadrada de las componentes de frecuencias individuales.

Las cargas fluctuantes originan fluctuaciones rápidas de tensión que son percibidas por el usuario como parpadeo (flicker) en las lámparas, el cual le ocasiona molestia visual. Este fenómeno depende fundamentalmente de la amplitud, frecuencia y duración de dichas fluctuaciones rápidas de tensión.

Idealmente las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) originadas por un solo usuario pueden ser limitadas a un valor aceptable en cualquier punto de la red. Los límites recomendados buscan estabilizar y minimizar las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) generado por un usuario.

5.2. Fuentes

Existe una gran cantidad de dispositivos que producen fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) a nivel residencial, comercial e industrial. La razón principal del incremento de estudios referentes a las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en los sistemas de potencia se debe por un lado al desarrollo y amplia utilización de dispositivos de electrónica de estado sólido a nivel mundial, los cuales son sensibles a estas y además a la apertura de mercado en el sector eléctrico de algunos países, lo que a su vez aumenta la competitividad entre las empresas de suministro. A continuación se detallará una serie de tipos de carga, las cuales son fuentes generadoras de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

11

5.2.1. Fuentes Industriales Grandes

Es importante observar que las fluctuaciones de tensión causadas por las cargas industriales grandes podrían afectar a una gran cantidad de otros consumidores conectados a la misma red eléctrica. De estos equipos los que mas comúnmente provocan este tipo de perturbación son: hornos de arco, soldadoras eléctricas, motores con cargas alternativas y arranques múltiples, etc. En el caso de los hornos de arco y las soldadoras de arco las fluctuaciones de tensión causadas por ellos pueden ser pensadas como componentes interarmónicas de baja frecuencia.

5.2.1.1. Hornos de Arco

Esta carga a menudo representa el usuario más grande que pueda tener una compañía distribuidora de energía eléctrica. Se encuentran en industrias siderúrgicas y generalmente la Distribuidora les provee más de 100MVA. Este tipo de horno es considerado como el mayor productor de fluctuaciones de tensión ya que posee alto factor de carga y de potencia durante su operación.

Dicha operación tiene dos períodos: fundición y refinación pero es en el primer período cuando las fluctuaciones de tensión producidas por esta carga pueden afectar el funcionamiento del sistema eléctrico además de producir fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

Existen dos parámetros que determinan las fluctuaciones de tensión producidas por el horno como lo son: la impedancia del sistema por arriba del PCC y la impedancia del transformador del horno. Además desde 1996 se introdujo una constante llamada depresión de tensión de cortocircuito (SCVD) la cual relaciona el tamaño del horno de arco con la resistencia del sistema, es decir, el cambio de tensión en el PCC que ocurre cuando los electrodos del horno son tomados del cortocircuito abierto en el momento de introducirlos en la carga fundida.

5.2.1.2. Motores con cargas alternativas y arranques múltiples

En esta categoría se incluyen principalmente grandes motores asíncronos (inducción): ventiladores, bombas, compresores, refrigeradores, ascensores, máquinas herramienta, grúas, etc.

En el momento del arranque un motor absorbe una corriente tan grande que puede llegar a siete (7) veces la corriente nominal, desarrollando a su vez un gran torque que puede llegar a ser 160% de su valor nominal. Esto trae como consecuencia variables caídas momentáneas de tensión en el sistema de distribución principal, dependiendo de las características de la red eléctrica y de otros equipos conectados. Estas caídas de tensión pueden ocasionar el mal funcionamiento de los equipos que estén conectados al sistema eléctrico, pudiendo llegar a la interrupción total del servicio debido al disparo de protecciones de sobrecorriente, etc.

12

5.2.1.3. Soldadores Eléctricos

Estos causan una gran variedad de perturbaciones incluyendo grandes fluctuaciones de tensión. Generalmente, la mayoría de los soldadores están situados en fábricas, donde está demanda es solo un pequeño porcentaje de la carga total. Las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) son producidas generalmente por la electrónica de potencia incluida en el equipo de soldadura.

El problema principal se hace realmente serio cuando un transformador alimenta muchos soldadores que tengan operaciones al azar e independientes y ocasionalmente encienden varios soldadores al mismo tiempo. La caída de tensión en ese momento produce no sólo fluctuaciones de tensión sino también causa varias soldaduras frías (malas soldaduras).

5.2.1.4. Generadores

Los generadores movidos por motor son probablemente responsables de la mayoría de los casos de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) originados fuera de la carga. El origen de las fluctuaciones de tensión del generador arraiga en el cambio de fuerzas tangenciales y la velocidad angular.

Recientemente, este problema se confina a sistemas de potencia muy pequeños o donde existan casos de generadores movidos por motor usados como reserva.

5.2.1.5. Turbinas de Viento

Las turbinas de viento, al igual que cualquier generador eléctrico, son elementos electromecánicos que introducen la energía generada a la red. Se utilizan en forma aislada o en una granja de viento, cuando la conexión eléctrica a la subestación más cercana de electricidad sea débil, y donde la demanda local de electricidad pueda ser mucho menor que la capacidad de generación del viento.

La causa principal de las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker), se debe al suicheo (cambio) entre encendido-apagado cuando el viento lleva al generador a una velocidad cercana a la velocidad de corte.

5.2.2. Fuentes de menor tamaño

Incluye todos los elementos de estado sólido gracias a los cuales es posible obtener fuentes de poder ininterrumpidas (UPS), inversores, rectificadores, controladores de velocidad para motores.

A estos se le agregan: máquinas de rayos X, máquinas fotocopiadoras, conmutación de bancos de condensadores para corrección del factor de potencia, algunas clases de equipos residenciales de BT, entre otros.

5.3. Efectos

Estas fluctuaciones pueden afectar el funcionamiento de equipos sensibles (sin llegar a daños irreparables), como lo son: sistemas digitales de control, electromedicina, PLC, instrumentación, etc; que a su vez contribuyen a

13

la contaminación de la red estableciendo un compromiso entre la emisión e inmunidad que debe ser resuelto por la CEM.

Anomalías en los Sistemas de Iluminación, en especial en lámparas incandescentes y de descarga. La tabla de la Figura #5 muestra las principales características de las distintas fuentes luminosas y sus comportamientos según la tensión.

Debido a que la sensación de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) es acumulativa, es posible encontrar en la literatura médica numerosas referencias sobre sus efectos. Entre los más normales se encuentra el cansancio visual y dependiendo de la frecuencia del fenómeno y de la sensibilidad de la persona que lo percibe, puede ocasionar cefaleas, migrañas, ser causa de estrés y hasta llegar a ser un riesgo de salud, particularmente para las personas propensas a la epilepsia debido a que puede ocasionar crisis convulsivas.

Fuentes Luminosas

Fluorescencia Incandescencia Vapor de sodio a baja

presión

Vapor de sodio a alta

presión

Vapor de mercurio a alta

presión

Tipo de Lámparas

Rectilínea, circular, de un solo casquillo, compacta, miniatura o de sustitución

Estándar, fantasía, halógena BT o MTB.

con distintos casquillos

Ampolla fluorescente, luz mixta con yoduros metálicos, con distintos casquillos.

Potencia Eléctrica (W)

De 45 a 65 De 5 a 2000 de 18 a 180 De 35 a 1000 De 35 a 3500

Eficacia luminosa (lm.W-1)

De 35 a 104 De 8 a 25 De 100 a 200

De 37 a 150 De 11 a 120

Comportamiento al ponerla en tensión

Después del cebado se obtiene flujo luminoso completo. Una corriente de precalentamiento de algunos segundos puede alcanzar 2IN

El flujo luminoso es inmediato. La sobreintensidad puede alcanzar14IN

Hay una espera entre 5 y 10 minutos desde que se pone en tensión hasta que se obtiene el flujo luminoso completo. No hay sobreintensidad notable.

Hay una espera entre 5 y 7 minutos desde que se pone en tensión hasta que se obtiene el flujo luminoso completo. La sobreintensidad puede alcanzar 1,2 o 1,3IN

Hay una espera entre 1 y 4 minutos desde que se pone en tensión hasta que se obtiene el flujo luminoso completo. La sobreintensidad puede alcanzar 1,5 o 1,7IN

Comportamiento frente a

fluctuaciones de la tensión

de alimentación

Solo se perturba con fluctuaciones 2 o 3 veces más que las que afectan a las lámparas de incandescencia. Esto es debido a la remanencia del depósito

Especialmente sensibles a las pequeñas variaciones de tensión repetidas. Esto se debe a la pequeña constante térmica de los filamentos.

Muy sensible, puesto que su

inercia térmica es la plasma de la

descarga luminosa.

Ídem que la lámpara de

vapor de sodio a baja

presión.

Ídem que la lámpara de

vapor de sodio a baja presión

14

fluorescente.

Figura #5. Principales características y comportamiento frente a las variaciones de tensión de distintas fuentes luminosas

Los monitores y receptores de televisión tiene cierta sensibilidad a las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker). Esta sensibilidad varía según el aparato.

5.4. Respuesta Característica del Sistema

Las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) serán más severas en sitios donde la carga fluctuante esta cerca, a medida que se aleje eléctricamente el efecto será menor. Esta perturbación emitida en un nivel de tensión se transfiere prácticamente por entero a los niveles de tensión inferiores; de los niveles inferiores a los superiores prácticamente no existe transferencia.

Las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) dependen fuertemente de la impedancia de la red en el punto de acoplamiento común (PCC), el cual esta clásicamente relacionado con el nivel de cortocircuito. El valor de la potencia de cortocircuito debe ser mayor que la potencia de las cargas fluctuantes para que no ocurra este fenómeno.

Es por ello que cuando se tiene una fuente firme, es decir, aquella que tiene una alta potencia de cortocircuito y baja impedancia se obtiene menores fluctuaciones de tensión ante fluctuaciones en la corriente de la carga.

5.5. Responsabilidad en la emisión de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker)

Las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en sistemas eléctricos son producidas por cargas fluctuantes conectadas al mismo. La proximidad entre el usuario y la Distribuidora envuelve una responsabilidad dividida entre ambos.

5.5.1. El Usuario.

La responsabilidad del usuario es velar por que las perturbaciones producidas por los equipos eléctricos conectados dentro de sus instalaciones no sobrepasen los límites establecidos en esta norma. El usuario debe evitar que su contaminación de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) transmitida, desde su punto común de acoplamiento PCC, influya en el desmejoramiento de la calidad de energía tanto de otro usuario como de la empresa de suministro de energía eléctrica. Esto con el fin de garantizar que los límites de compatibilidad establecidos en esta norma no sean excedidos.

5.5.2. La Empresa de Suministro de Energía Eléctrica.

La empresa es responsable de mantener valores adecuados de impedancia (nivel de cortocircuito) con el fin de que la fluctuación rápida de tensión (Flicker) en el punto de común acoplamiento no exceda los niveles de compatibilidad y cumpla con los límites de planificación establecidos en esta

15

norma. Todo con el objetivo final de disponer de una fuente de alimentación de energía eléctrica que cumpla con el estándar de calidad establecido en la LOSEN y sus normativas vigentes.

5.6. Como detectar fuentes de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker)

El primer paso para detectar una fuente de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) es determinar el punto de medición (PCC), es decir, aguas arriba o aguas abajo de dicha fuente. Esta puede ser determinada la mayoría de las veces examinando la variación en la magnitud de la corriente en el momento que fluctuaba la tensión. Si la variación de corriente es pequeña con respecto a la variación de tensión entonces la perturbación está probablemente aguas arriba del punto de medición. Por el contrario una variación grande en la corriente acompañada por la fluctuación de tensión señalaría que la perturbación esta aguas abajo del punto de medición.

El fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) es una perturbación en la amplitud de la tensión, de tipo conducida, no simétrico (distinto en cada fase).

En general las fluctuaciones rápidas de tensión, tienen características variables en el tiempo y es necesario fijar un período de observación considerado significativo y evaluar en modo estadístico la variación de la sensación instantánea en el mismo período.

6. LÍMITES DE CONTROLLos límites de control establecidos en esta norma están basados en una

probabilidad de ocurrencia del 95% del tiempo de medición.

6.1. Niveles de Compatibilidad Electromagnética.

En esta norma se establecen los valores de referencia (tabla #1) para coordinar la emisión y la inmunidad entre equipos emisores y susceptibles, con el fin de medir los niveles de CEM en todo el sistema incluyendo la red de suministro y las cargas conectadas. Estos niveles están fijados para sistemas de baja y media tensión.

Tabla # 1. Niveles de Compatibilidad Electromagnética para sistemas de potencia BT y MT.

NIVELES de CEM

Pst 1Plt 0.8

Nota: Estos límites están fijados en concordancia con las normas IEC 61000-2-2 y IEC 61000-3-7.

6.2. Límites de Planificación.

16

6.2.1. Limites de Planificación para redes de MT y AT.

Estos límites son usados para propósito de planificación y evaluación del impacto de todas las cargas e instalaciones grandes conectadas en cualquier PCC de la red de suministro de MT y AT.

Los límites de planificación deben ser iguales o menores que los niveles de compatibilidad. Son especificados por la Distribuidora y pueden ser considerados como objetivos internos de calidad de la misma.

Tabla # 2. Límites de planificación para sistemas de potencia de MT y AT.

Límites de PlanificaciónMT AT

Pst 0.9 0.5Plt 07 0.6

Nota 1: Estos límites están fijados en concordancia con la IEC 61000-3-7.Nota 2: No existen límites de planificación en BT debido a que estos son fijados para cargas e instalaciones grandes

6.2.2. Límites de Planificación para instalaciones en MT y/o AT.

Estos límites son obtenidos en función de la potencia de suministro contratada por el usuario, SL, y la potencia de cortocircuito Scc en el punto de suministro de energía del usuario (medidor). Para la determinación de SL se deberá considerar un factor de potencia de 0.9. Además el punto de acoplamiento común (PCC) debe estar ubicado en dicho punto de suministro.

Tabla # 3. Límites de planificación para instalaciones en MT y/o AT.

Usuario en MT y AT.SL/ Scc = K2

Pst

K2 ≤0.005 0.370.005< K2 ≤0.02 0.580.002<K2≤0.005 0.74

K2>0.04 0.80

Nota: Estos límites están fijados en concordancia con Criterios Técnicos NSTD de Guatemala.

6.3. Límites de Emisión.

6.3.1. Límites de Emisión para equipos con In < 16 A (solo para fabricantes).

Los límites serán aplicables a las fluctuaciones de tensión y fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) en las terminales de suministro (en BT) del equipo bajo prueba.

Estos límites deben ser considerados a la hora de hacer las pruebas a equipos con In < 16A por fase y no sujetos a conexiones condicionales.

17

Tabla # 4. Límites de emisión para equipos con In <16A.

LÍMITES DE EMISIÓN

Pst 1Plt 0.65

Nota1: Estos límites están fijados en concordancia con la norma IEC 61000-3-3.Nota2: No existen límites de Emisión para equipos de MT debido a las siguientes razones:

- MT: 1Kv<V≤69Kv - La impedancia de referencia no ha sido definida internacionalmente para sistemas de MT

6.3.2. Límites de Emisión Individuales para instalaciones en BT

Es el límite de perturbación que puede inyectar un usuario en su punto de suministro de la red.

6.3.2.1. Límite de Emisión individual para instalaciones con P < 10KW conectados en BT.

Se establece como límite de emisión individual un Pst = 1, medido en el punto de suministro sobre la impedancia de referencia fijada en la norma IEC 61000-3-3 para BT.

Esta impedancia es:

Impedancia de fase: RA +jXA = 0.24+ j0.15 Ω.Impedancia de neutro: RN + jXN = 0.16 + j0.10 Ω.

En el caso de suministro monofásico, la impedancia sobre la que se medirá el Pst es la suma de la de fase y la de neutro. En el caso de suministro trifásico, la impedancia sobre la que se medirá el Pst es la de fase.

6.3.2.2. Límite de Emisión Individual para instalaciones con 10KW≤ P< 50KW conectados en BT.

Estos límites son medidos en el punto de suministro sobre la impedancia de referencia fijada anteriormente.

Tabla # 5. Límites de Emisión Individual para instalaciones con 10KW≤ P< 50KW conectados en baja tensión.

Nota: Estos límites están fijados en concordancia con la norma ENRE Nº99/97 de Argentina

6.3.2.3. Límite de Emisión Individual para instalaciones con P ≥ 50KW conectados en BT.

Estos límites son medidos en el punto de suministro sobre la impedancia de referencia fijada anteriormente o sobre una impedancia tal que produzca

Carga (PL) Kw Pst

10≤ PL < 20 1.0020≤PL <30 1.2630≤PL<40 1.5840≤PL<50 1.86

18

una caída de tensión menor al 3% para la máxima demanda del usuario, la que resulte menor.

Los limites de emisión individuales se obtienen en función de la relación de la capacidad de suministro contratada por el usuario, SL, y la potencia del centro de transformación MT/BT donde se encuentra conectado el usuario SMT/BT. Para la determinación de SL se deberá considerar un factor de potencia de 0.9.Tabla # 6. Límite de Emisión Individual para instalaciones con P ≥ 50KW conectados en BT.

PL/ PMT/BT = K1 Pst

K1≤0.1 0.370.1<K1≤0.2 0.460.2<K1≤0.4 0.580.4<K1≤0.6 0.670.6<K1≤0.8 0.74

0.8 < K1 0.79

Nota: Estos límites están fijados en concordancia con la norma ENRE Nº99/97 de Argentina

7. APLICACIÓN DE LÍMITES

Paso 1. Selección del Punto de Acoplamiento Común (PCC)Se escoge el punto del sistema donde se aplicaran los límites.

Generalmente cuando se evalúan instalaciones se fija el PCC en la frontera entre la instalación y la empresa de suministro de energía eléctrica.

Paso 2. Cálculo del Nivel de CortocircuitoEste por lo general debe ser suministrado por la empresa de servicio

eléctrico. Para el caso de aplicar los limites de emisión de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) establecidos sólo en el punto 6.2.2, el cálculo del nivel de corto circuito es necesario.

Paso 3. Estimación de la influencia de la Carga Fluctuante El Método Cualitativo puede ser usado de manera general para

fluctuaciones repetitivas, se realiza analizando la relación entre la potencia de la carga perturbadora y la potencia de cortocircuito de la red. Como norma general:

Si SL/Scc < 1%, en este caso el fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) no provoca molestias

Si 1% ≤ SL/Scc< 2%, en este caso existe una zona de incertidumbre donde la molestia admisible depende en gran parte del tipo de carga.

Si SL/Scc≥ 2%, en este caso se toman medidas para reducir las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) a un nivel admisible.

Estimación de la influencia de un Horno de Arco.Puede obtenerse una estimación del valor del Pst para un horno de arco

de AC con la ayuda de la siguiente fórmula experimental:Pst = Kst Sccf/ Sccn

19

Donde:Kst = coeficiente experimental (comprendido entre 48 y 85 con un valor medio igual a 61 y un valor aconsejado igual a 75)Sccf = potencia de cortocircuito del horno, periodo de fundición.Sccn = potencia de cortocircuito de la red a nivel del PCC.

Estimación de la influencia de un Horno de Arco con un sistema SVCPuede obtenerse una estimación del valor del Pst para un horno de arco

de AC que tiene un SVC, con la ayuda de la siguiente fórmula experimental:Pst = Kst x Sccf/Sccnx 1/ Rsvc x CAT/BT

Donde: RSVC = Factor de reducción aportado por una instalación de compensación estática.CAT/BT = Coeficiente de atenuación para transmisión de flicker de la AT a BT (entre 0.5 y 1) Paso 4. Justificación de realizar un estudio detallado.

Si se presenta alguna de las dos condiciones, que a continuación se describen, se justifica la aplicación de un estudio detallado de límites de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker):

Si la potencia de la carga es mayor con respecto a la potencia de cortocircuito en el PCC.

Si se prevé la instalación de cargas fluctuantes, como las descritas en el punto 5.2.

Paso 5. Medición de Parámetros EléctricosSe procede a la instalación de un registrador de parámetros eléctricos en

el PCC escogido. Con esta medición se obtendrán los niveles de severidad de parpadeo Pst y Plt con el efecto combinado de múltiples cargas y la impedancia de la red de alimentación. El registrador debe medir durante por lo menos un período de 7 días continuos, con intervalos de medición para el Pst, de 10min y para el Plt, de 2 horas.

Paso 6. Caracterizar las Cargas Generadoras de Fluctuaciones rápidas de tensión (flicker)

En este paso se procede a realizar mediciones instantáneas a la entrada de las cargas perturbadoras con el fin de registrar el nivel de las fluctuaciones rápidas de tensión. A continuación se presenta una clasificación de cargas perturbadoras presentes en un sistema de distribución según el nivel de tensión.

A. Instalaciones de Baja tensión.Estas instalaciones pueden ser residenciales y comerciales en donde existan cargas perturbadoras tales como:

Equipos de rayos X. Bombas de sistemas hidroneumáticos. Aires Acondicionados. Impresoras láser Grandes fotocopiadoras, entre otras.

20

B. Instalaciones de Media y Alta tensión.Estas instalaciones pueden ser industriales en donde existan cargas perturbadoras tales como:

Hornos de arco. Máquinas Soldadoras. Grandes Motores con cargas intermitentes. Turbinas de viento. Generadores, entre otras.

C. Redes de Distribución de Media y Alta tensión.

Paso 7. Procedimiento para evaluar en Instalaciones de MT y AT

Para evaluar los niveles de emisión de flicker mediante mediciones directas pueden aplicarse los siguientes métodos:

En caso que el “flicker de fondo” es bajo, Pst < 0.5, siendo este un valor típico, el nivel de emisión debe ser medido en el PCC de la siguiente manera:

- Con la carga fluctuante del usuario conectada.- Con la carga fluctuante y cualquier equipo de compensación del usuario desconectado.

El primer valor de Pst es sustraído del segundo usando la ley cúbica:Psti = ( Pst

3 with – Pst3 without ) 1/3

Este método proporciona la emisión convencional de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) del usuario.

En caso que el “flicker de fondo”es alto Pst ≥ 0.5, para medir el nivel de emisión en el PCC un método mas redefinido debe ser usado, como por ejemplo la conexión simultánea de registradores en distintos puntos (ver figura #6). El primer registrador puede ser colocado en el PCC del usuario de MT o AT y el segundo registrador en las redes de BT más cercanas del mismo usuario. La conexión de estos registradores se debe hacer de manera cautelosa debido a los siguientes factores:

- Si la fuente perturbadora puede producir unas fluctuaciones rápida de tensión desbalanceadas (la cargas típicas de esta naturaleza son: máquinas soldadoras monofásicas, hornos de inducción, hornos de silicona) los niveles de flicker deben ser medidos en todas las tres (3) fases, el peor caso debe ser considerado.

- La elección de la conexión del registrador entre fase y neutro o fase y fase debe hacerse segura ya que estas representan la correcta imagen de la tensión de fase que finalmente alimentan los equipos de iluminación los cuales son sensibles a las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

Se recomienda también conocer la curva de carga (potencia activa) del usuario en el PCC para correlacionarla con los resultados de la medición de Pst. De esta forma se puede confirmar si la perturbación viene de dicha instalación o por el contrario de otras instalaciones conectadas a la red.

21

Otra forma de evaluar los niveles de emisión es simulando una inyección de corriente de la carga del usuario dentro de un modelo del sistema de suministro de energía. Estas simulaciones se pueden realizar sin la carga presumiblemente perturbadora, con o sin la compensación reactiva instalada, etc.

Figura #6. Instalaciones con cargas perturbadoras evaluadas mediante varios registradores

Fuente: UIEpart.doc

Paso 8. Determinar los límites de las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

En este paso se aplicarán los límites establecidos en la sección 6, considerando el estudio de perfil de carga del paso anterior, la determinación de los límites de emisión es la siguiente:

A. Instalaciones de Baja tensión.

En el caso de instalaciones de baja tensión, se tomó en cuenta la carga máxima en cada una de ellas. Para instalaciones donde la potencia es menor a 10KW se le aplicarán los límites de la sección 6.3.2.1, para instalaciones con una potencia comprendida entre 10Kw < Pl< 50Kw los límites de emisión correspondientes serán los de la sección 6.3.2.2 y para instalaciones de tienen una potencia mayor a 50Kw se le aplicarán los límites de la sección 6.3.2.3.

Para equipos con corriente nominal menor a 16 A, se seleccionarán los límites de la sección 6.3.1.

B. Instalaciones de Media y Alta tensión.

22

2

1

AT

MT (20KV)

Usuario

“Horno de Inducción”

Suministro a otros Usuarios

EAT

Usuario “Horno de Arco”

BT

BT Red Pública

Usuario “Horno de Silicona”

1

2

Flickermetro Nº 1

Flickermetro Nº 2

22

1

AT

MT (20KV)

Usuario



EAT


BT

BT Red Pública


1

2

Flickermetro Nº 1

Flickermetro Nº 2

11

AT

MT (20KV)

Usuario



EAT


BT

BT Red Pública


11

22

Flickermetro Nº 1

Flickermetro Nº 2

Para las instalaciones de media y alta tensión se seleccionaran los límites de planificación indicados de la sección 6.2.1

C. Redes de Distribución de Media y Alta tensión En este caso se aplicarán los límites de planificación de la sección 6.2.2.

Estos límites de planificación son aplicables en cualquier punto de la red.

Paso 9. Técnicas para el control de cargas perturbadorasExisten varias técnicas de control de fluctuaciones rápidas de tensión

(flicker) algunas de ellas son:

Modificación de la Carga PerturbadoraLas fluctuaciones rápidas de tensión se pueden atenuar modificando el

ciclo de trabajo de la carga perturbadora: el ritmo de soldadura en las soldadoras, la rapidez de rellenado de los hornos de arco, el modo de arranque de un motor cuando es directo y frecuente puede ser llevado a un tipo de arranque que disminuya la sobreintensidad.

Volante de Inercia (UPS Rotativo)En casos donde la carga giratoria provoque fluctuaciones rápidas de

tensión, la inserción de un volante de inercia sobre el eje del motor las reduce. Estos mecanismos forman parte de un sistema de alimentación ininterrumpible llamado UPS Rotativo, los cuales cuando aparece una bajada tensión, liberan la energía mecánica almacenada, manteniendo la tensión de alimentación.

Modificación de la RedSegún el contexto de la red, se consideran dos métodos:

Distanciar (aislar) la carga perturbadora de los circuitos de iluminación.

Aumentar la potencia de cortocircuito de la red decrementando la impedancia en el punto de acoplamiento común (PCC).

Para aplicar estas técnicas de control se pueden considerar los siguientes esquemas:

Conexión de los circuitos de iluminación lo más cerca posible del transformador que lo alimenta.

En BT, aumento de la sección de los conductores. Conexión de la carga perturbadora a una red de tensión mayor. Alimentación de la carga por un transformador independiente.

Condensador en Serie.La introducción de un condensador en serie en la red (ver Figura #7)

aguas arriba del PCC de la carga perturbadora y de los circuitos sensibles a las fluctuaciones rápidas de tensión, puede disminuir éstas a la mitad debido a que reduce la reactancia de la línea y con ello la impedancia en el PCC. La ventaja que presenta es que además asegura una producción de potencia reactiva. El inconveniente que presenta es que hay que proteger los condensadores contra cortocircuitos aguas abajo.

23

Figura #7. Condensador en serie en la red.Fuente: CT nº 176

Reactancia en serieSi se utiliza en combinación con Hornos de Arco se puede alcanzar una

reducción de las fluctuaciones rápidas de tensión del 30%.Esta reactancia se coloca en serie con la alimentación del horno, aguas

abajo del PCC (ver Figura #8). La principal ventaja de utilizar esta técnica de control es que reduce la potencia de cortocircuito demandada por el horno. Además estabiliza el arco del horno, con ello las fluctuaciones rápidas de tensión son menos bruscas y el funcionamiento aleatorio del arco se reduce.´

La influencia de esta reactancia en sobre la emisión de fluctuaciones rápidas de tensión (Flicker) puede ser estimada por la modificación de la reactancia y la potencia de cortocircuito del horno, Xf y Sccf respectivamente. El único inconveniente es su consumo de potencia reactiva.

24

Generador de Flicker

Red Sensible al Flicker

Reactancia en serie


Red Sensible al FlickerGenerador de

Flicker


Reactancia en serie



Condensador en serie



Condensador en serie

Figura #8. Reactancia en serieFuente: CT nº 176

Compensador Estático de Potencia Reactiva (SVC) Este equipo sirve para compensar automáticamente la potencia reactiva

(ver Figura #9). Con su utilización las fluctuaciones rápidas de tensión pueden ser reducidas entre un 25% y un 50%.

Para estimar el coeficiente de reducción de las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) que se obtiene mediante la utilización del SVC, se utiliza la siguiente fórmula:

RSVC = 1 + (0.75) SSVC/Sf

Donde:RSVC: Factor de reducción de PstSSVC: Potencia del compensador (en var.)Sf: Potencia del horno (en VA)

Figura #9. Esquema de la instalación de un compensador estático de potencia reactivaFuente: CT Nº 176

En la tabla #6 se muestran las posibles técnicas de control que se pueden utilizar y su rentabilidad, para las cuatro principales cargas perturbadoras.

Tabla #6. Técnicas de mitigación para las cuatro principales fuentes de perturbación.

SolucionesCargas Fluctuantes

Arranque de Motores

Motor con carga

fluctuante

Horno de Arco MáquinaSoldadora

25



Compensador Estático



Compensador Estático

Modificación de la Carga Perturbadora

+ C - + B + B

Volate de Inercia - + A - -Modificación de la Red + B + B + A + BCondensador en serie + B + B + C + BReactancia en serie - - + A -Compensador Estático (SVC)

+ B + B + A + B

Donde:- : Técnicamente inadecuado +: Técnicamente posibleA: Frecuentemente económico B: Quizás rentable C: Pocas veces rentable

26

Si

el PCC

Paso 2: Calcular el

Nivel de Corto Circuit o (Scc)

Paso 3: Estimar la influencia de la carga perturbadora

Paso 4: ¿ Se Justifica la

Necesidad de un Estudio Detallado ?

Paso 7: Evaluación para Instalaciones de MT y AT

¿Cumple los Limites?

Paso 9: Aplicación de técnicas de

control

Paso 11: Puesta en Servicio del Equipo de Control,

Verificación y Mediciones.

No

El PCC Evaluado Cumple con los Limites Establecidos en esta Norma

Paso 5: Medición de Parámetros Eléctricos

Paso 6: Caracterizar las Cargas Generadoras de las fluctuaciones rápidas de tensión (flicker)

No

Si

Paso 8

La Demanda Registrada en el PCC

< 10 kW

Límites indicados en el punto 6.3.2.1

Si

No


10 KW< P < 50KW


< 50KW

Instalaciones de MT y AT

Redes de MT y AT

Si

Si

Si

Si

No

No

No

Límites indicados en el

punto 6.3.2.2

Límites indicados en el punto 6.3.2.3


punto 6.2.2


punto 6.2.1

Paso 1: Elegir

¿Cumple con los Límites

establecidos?

Si

No

Figura · 10. Procedimiento a seguir en la Aplicación de los Límites.

8. MÉTODOS Y EQUIPOS DE MEDICIÓN

A. Variables de Medición.Se miden las fluctuaciones del valor eficaz de la tensión en cada fase (tanto para instalaciones trifásicas como monofásicas), dependiendo del contexto, la tensión medida puede ser de fase-neutro o fase-fase. En el caso medición de corriente ésta se puede realizar para cada conductor incluyendo el conductor

27

de tierra y también se puede realizar simultáneamente con las mediciones de tensión.

B. Puntos de Medición.El punto de medición será el punto de acoplamiento común (PCC), el

cual varía dependiendo del contexto. Dichos puntos de medición se seleccionaran aleatoriamente o donde se sospeche la existencia de cargas perturbadoras.Baja Tensión: el punto de acoplamiento común estará ubicado en la cercanía del medidor de energía.Media y Alta Tensión: el punto de acoplamiento común estará ubicado en punto de suministro de energía del usuario (medidor).

C. Período de Medición.El período de medición mínimo es de siete (7) días consecutivos. En

cada período de medición los valores instantáneos de Pst y Plt son medidos y promediados por intervalos de diez (10) minutos y dos (2) horas respectivamente. El Plt se determina a partir de 12 medidas consecutivas de 10 minutos.

D. Especificaciones del equipo de medición de fluctuaciones rápidas de tensión (flicker).

Se enumeran a continuación las características que debe cumplir el equipo de medida de fluctuaciones rápidas de tensión para verificar los niveles de emisión definidos en esta norma. Estas características siguen las recomendaciones dadas por la norma IEC 61000-4-15.

1. Tipo de equipoDigital o Analógico conforme a las especificaciones de los Bloques que lo constituyen desde el 1 hasta el 5 según la norma IEC 61000-4-15. Modo de operación continúo.

2. Error máximo permisibleEl nivel de tolerancia permisible es de 0.5%. 3. Rango de MediciónEl rango de operación para el Pst es de 0 a 4.

4. Características del circuito de entrada de tensiónTensiones nominales (UN): 120 o 220 V (+20% / -30%).Nivel de aislamiento de 2 kV rms durante un minuto, y 2 kV pico para un impulso de 1,2/50 microsegundos.Factor de cresta: 1,5 - 2 UN.

5. Almacenamiento internoDe al menos 7 días sin realizar descargas intermedias, tomando muestras cada 10 minutos.

6. Salidas

28

Interface serie o paralela para computadora que permita obtener el/los archivo/s de la medición en formato ASCII.

7. Condiciones ambientalesTemperatura de operación: 0 ºC a +40 ºC.Temperatura de almacenamiento: –10 °C a +55 °CHumedad relativa en operación: 45% a 95%.Presiones barométricas: 860 mbar a 1080 mbar.

8. Tests de compatibilidad electromagnéticaSegún norma IEC 61000-4-15.

9. Tests de condiciones climáticasSegún norma IEC 61000-4-15.

10. Protección de Hermeticidad:IP65 según norma IEC 529

10. Características de los transductoresCuando sea necesario el empleo de transformadores de tensión o de corriente, estos deberán tener características acordes con la del instrumento. La precisión de los transformadores de tensión (PT´s) es independiente de la carga que puesta en el secundario y debe ser de 0.5% mientras que para los transformadores de corriente (CT´s) es de 0.3%

9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

IEC 61000-2-2, “Electromagnetic Compatibility (EMC) , Part 2-2, Environment – Compatibility Levels for Low Frecuency Conducted Disturbances and Signalling in Public Low Voltage Power Supply Systems”, 2000.

29

IEC 61000-3-3, “Electromagnetic Compatibility (EMC), Part 3-3, Limits – Limitations of tensión fluctuations and fluctuaciones rápidas de tensión (flicker) in low-voltage suplí systems for equipment with rated current ≤16A. 2002.

IEC 61000-3-7, “Electromagnetic Compatibility (EMC), Part 3-7, Limits – Assessment of emission limits for fluctuating loads in MV and HV power systems. 1996.

ENRE 0099/1997, “Base Metodológica para el Control de la Emisión de Perturbaciones - Producto Técnico - Etapa 2”.

ENRE 0184/2000, “Base Metodológica para el Control del Producto Técnico-Etapa 2”.

“Criterios Técnicos. Normas NTSD”.Comisión Nacional de Energía Eléctrica. 1998.

ANEXO 1Clasificación típica de equipos eléctricos (consumidores finales) por sector económico.

Sector Aplicación Equipo Nivel de tensión

Consumo de Potencia

Rural y Residencial

Iluminación Lámpara incandecente Lámpara fluorescente. 110

220*< 5KW

Generación de Calor

Estufa. Horno y tostador. Calentador de agua. Plancha.

30

Secador de cabello. Cafetera

Producción de motor (motor)

Lavadora. Nevera (compresor). Trituradora. Máquina de coser. Licuadora.

Electrónica de Potencia

Televisor. Equipo de sonido. Computador. video-grabadora. Radio/reloj.

Comercial Iluminación Lámpara incandecente Lámpara fluorescente. 110

220*< 50KW

Generación de Calor

Estufa. Cafetera

Producción de motor (motor)

Nevera.


Televisor. Radio/reloj. Computador.

Industrial Iluminación Lámpara incandescente. Lámpara fluorescente. L. fluorescente de alta

intensidad de descarga

110220

> 50KW

Generación deCalor

Hornos (de inducción, de arco,de cocción, rotatorios). Secadoras Calentadoras de agua

220440

Producción demotor (motor)

Ventiladores. Bombas. Molinos. Agitadores. Compresores de aire. Compresores para refrigerante. Motores para accionamiento. Maquinas y Herramientas.

220-440-2200**


Reguladores de Velocidad. Reguladores de tensión. Convertidores estáticos. Arrancadores suaves. Equipos de Control (PLC’s) Fuentes de potencia

ininterrumpidas (UPS’s). Sistema de cómputos. Filtro de Armónicos.

220*: exclusivamente para el calentador de agua, estufa y horno.2200**: tensión para equipos de alta demanda de potencia.Fuente: Sistemas_Eléctricos.pdf

31

Norma Flicker (Versión 1)

Documents

Transcript of Norma Flicker (Versión 1)