Calidad de Energía en los Sistemas de Alumbrado Público

7/24/2019 Calidad de Energa en los Sistemas de Alumbrado Pblico

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I SEMINARIO NACIONAL DE ALUMBRADO PUBLICO CODELECTRA 2007

C

I

Carga Lineal

Carga No Lineal

Ing. Zulmy SulbarnIng. Jos Mantilla

Ing. Miguel Ere

Incandescentes

Descarga en gas


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...A menudo cuando se disea un SISTEMAILUMINACIN, se piensa en LUZ (Niveles, FuenteLuminarias,postes, reflectores)..

...Se olvida plantear los problemas inherente aCALIDAD DE LA ENERGIA...


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Un sistema perfecto:

LUZ sin Armnicas

Un sistema perfecto:

LUZ sin Armnicas

Evolucin de la tecnologa en lmpar

para el Alumbrado Pblicode la Ciudad de Caracas

Evolucin de la tecnologa en lmpar

para el Alumbrado Pblicode la Ciudad de Caracas

Caracas,

1567

Caracas,

1567


4/26I SEMINARIO NACIONAL DE ALUMBRADO PUBLICO CODELECTRA 2007

MERCURIO

22%

INCD/LM

36%

SODIO

42%

MERCURIO

5% INCD/LM

12%

SODIO

83%

Lineal

NO

Lineal

V

I

Lmpara Incandescente

V

I

Lmpara de Luz Mixta

Balasto

Condensador

V(red)

V(lamp.)

C:CondensadorB:BalastoA:Arrancador

Lmpara de Sodio Alta presin

C

C

PUNTOS DE A.P DE LA ZONA DE CARACAS

1995 TOTAL: 104.478

PUNTOS DE A.P DE LA ZONA DE CARACAS

2001 TOTAL: 114.250

Caracas,

439 aos despus...

Tipos de Fuente de luz utilizadas en la Electricidad de Caracas

Vapor de Sodio

84%

Incand/Mixto

14%

Vapor de Mercurio/MH

2%

Puntos de AP: 164.085 - 173.6 Gwh/ao

Sodio:138.137

Mercurio: 2.115

MH: 503

Incand.:23.330

Carga NoLineal



EVALUACION DE LA CALIDAD:

LUZ .Menos Energa mayor IluminacinENERGIA... Bajo FP, Mayor armnicos (THDi, THDv)

Beneficios del Alumbrado Pblico:

Seguridad Automotrz Seguridad Personal Confort Imagen



AREAS DE ESPACIOS DE ILUMINACION EN INTERIORES

Incandescentes Descarga en Alta Presin y Baja Presin

Carga Lineal NO Lineal



Compactas

3%

Inandescentes

87%

Fluorescente

convencional10%

Residencial

OSRAM

100W

127V

OSRAM

100W

127V

OSRAM

100W

127V



FluorescenteElectrnico

5%

Compactas

2%

Inandescentes30%

H.I.D

43%

Fluorescente

convencional

20%

OSRAM

100W

127V

OSRAM

100W

127V

OSRAM

100W

127V



Fluorescente

Electrnico

12%

Compactas

8%

Inandescentes

60%

H.I.D

5%

Fluorescente

convencional

15%Comercial

OSRAM

100W

127V

OSRAM

100W

127V

OSRAM

100W

127V


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AREAS DE ESPACIOS DE ILUMINACION DEPORTIVA

Estadio De Ftbol de Lara

Toda la Iluminacin es Con Lmparas deMetal Halide 2000 W (Descarga CargaNO Lineal)


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PRINCIPIO DE LAS LAMPARAS ELECTRICAS DE ALTAINTENSIDAD DE DESCARGA (H.I.D)

I

V

Descarga Elctrica en gas en una ampolla de cuarzo

(SODIO, MERCURIO,NEON, ARGON Y OTROS)

Contenido armnicde la seal dtensin en bornede una lmpara ddescarga


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Circuitos de conexin de las diferentes Lmparas

V

I

Lmpara de Luz Mixta

V

I

Lmpara Incandescente

C

V(red)

C: Condensador B: Balasto A: Arrancador

1.- Incandescentes: Lineal2.- Descarga: No Lineal

Balasto

Condensador

V(red)

V(lamp.)


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NORMATIVAS INTERNACIONALES APLICADAS

( EN 60555-2 IEC 555) para equipos mayores a 25 W

Segundo armnico:. 2 %Tercer armnico:.. 30 x FP (FP factor de potencia)Quinto armnico: 10 %Sptimo armnico:. 7 %

Noveno armnico:.. 5 %11 < n < 39: 3%

20>100015100


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Para los equipos de iluminacin los valores sugeridos de DistorsinArmnica Total para tensin (THDv) es del 5% y para corrientes (THDi)

es del 20 %. La corriente de cortocircuito en el punto de entrada de losequipos de alumbrado es de 10.000 Amp (valor comnmente utilizado parainstalaciones en baja tensin Residencial y para equipos )

Los valores prcticos en porcentaje de la fundamental para las lmparas dedescarga son:

Fundamental : 100 %Tercer armnico: 10 %Quinta armnica: 3 %Sptima armnica: 2 %Novena y mayores: 1 %


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ENSAYOS Y MEDICIONES DE ARMONICAS EN LAS LAMPARAS ELECTRICAS

Seal de voltaje y contenido de armnicas de la fuente de alimentacin del

Laboratorio de Luminotecnia de la C.A La Electricidad de Caracas (THDv < 3 %)


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0.990.910.980.9510.7711FactorDesplazamiento

0.810.740.910.540.740.780.961Factor dePotenciaEntrada

149.5120175.915561816060Potencialmpara

(W)

1.751.31.550.160.400.2891.360.44Corrientelmpara

(A)

107103.7127.4120138.659.3120120Tensin lmpara(V)

0.940.900.880.160.540.2891.360.44Corriente delnea(A)

220208.7240120120120120120TensinEntrada

(V)

170145195.61564.42316060PotenciaEntrada

(w)

SodioAlta Presi

(A.P)150W

MetalHalide100W

Mercurio175 W

Fluorescentecompacto

15W

Fluorescentes conbalasto electrnico

2x32W

Fluorescentes conbalasto

electromagntico

20w

LuzMixta160W

Incandescentes

60W

Parmetros

PARAMETROS ELECTRICOS


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2.0.11.80.24.30.2322.50.51.11.6-1.5611

3.0.11.40.43.40.2542.50.51.11.7-2.69

201.946.52.520.30.57650.51.12.1-3.647

622.521.33.726.50.91077.55.81.112-5.25

21452.51819.48.130xFp(Fp=0.9

)27

92.76.37.821-30xFp

(Fp =0.9)14

3

Sodio A.150W

s/c c/

MetalHalide100 w

s/c c/c

Mercurio175 W

s/c c/c

NormaIEC-

1000-3-2

230V/400V

Fluorescente

compacto

15 W

Fluorescente

electrnico

2x32 w

Fluorescente

Standard

20 W

LuzMixta160 W

Incandescent

e60w

NormaIEC

1000-3-2

120V

Orden(n)

LIMITES DE ARMNICAS DE CORRIENTE(Red))( % de la fundamental)

Mediciones realizadas en el lado de la red de alimentacin(Antes de los equipos auxiliares)

S/C: Sin CondensadorC/C: Con condensador

Mediciones realizadas en el LABORATORIO DE LUMINOTECNIA


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0.40.30.3322.5*1.01.6-1.5611

0.40.70.3542.5*1.01.7-2.69

1.44.20.8765*0.92.1-3.647

0.360.81077.5*0.912-5.25

6.7218.230xFp(Fp=0.9)

27

92.7*11.221-30xFp(Fp =0.9)14

3

SodioA.P150W

MetalHalide100 w

Mercurio

175 W

NormaIEC-

1000-3-2230V/40

0V

Fluorescente

compacto

15 W

Fluorescente

electrnico

2x32 w

Fluorescente

Standard

20 W

LuzMixta160 W

Incandescente

60w

NormaIEC

1000-3-2120V

Orden(n)

LIMITES DE ARMNICAS DE CORRIENTE(Lmpara)( % de la fundamental)

Mediciones realizadas en el lado de la Lmpara (Bornes)

Mediciones realizadas en el LABORATORIO DE LUMINOTECNIA

Con Condensador Sin CondensadorLmpara metal halide 100W/20Capacitor de 20 Micro Faradio


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Con Condensador(Lado Red)

THDi: 76.4I amp: 0.79Factor K: 11.3

Sin Condensador(Lado Red)

THDi: 18.4I amp: 1.13Factor K: 1.5

Circuito con condensador Circuito sin condensador Circuito con condensador

I THDi THDi

FK

FK

THDi

FKI

I

CC

I corriente (amp)

Distorsin Armnica Totalde corriente (THDi)

Factor - K

Capacitor de 20 Micro Faradio


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(a) Seal de tensin y corriente ala entrada al lado red.

(b) Seal de tensin y corrientedistorsionada en la lmpara.

(c) Anlisis de armnicas decorriente en la entrada al ladored. Mediciones realizadas ala lmpara de Vapor de Sodio150W.

(a) (b) (c)

(a) Grfica de histograma de Armnicasde corriente.

(b) Armnicas de Voltaje.(c) Seal de tensin de entrada de lalmpara de SLS 15W-120V

(a) (b) (c)


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FACTOR K DEL TRANSFORMADO O FACTOR DE DERRATEO

Determina la capacidad mxima de corriente deltransformador en condiciones no sinusoidales para

que las prdidas totales con demanda mxima estndentro del limite de diseo.

Donde:

h= Orden de la armnica.Ih / I1= Distorsin de corriente armnica individual.

( ) ( )( )hIIIIIh hhhhh puh

K2

1

22

1

1

2

1

2

1

///

=

=

=

==

20Motores con variadores de velocidad

13Equipos de Telecomunicaciones/ UPS

4PLC y controles de estado slido

4Alumbrado con lmparas de descargaFactor - KCarga no lineal


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MEDICIONES ELECTRICAS DE UN SISTEMA DE ALUMBRADO PUBLICO

Circuito dealimentacin yControl delAlumbradoPblico

Postes de alumbrado

Circuito de control delalumbrado pblico

Medicin sin encender el alumbrado

CircuitoCircuitoParmetros elctricos


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I SEMINARIO NACIONAL DE ALUMBRADO PUBLICO CODELECTRA 20074.34.5% THDv

28.431.1% THDi

TASA DE DISTORSION TOTAL DE ARMONICAS EN EL SISTEMA

0.10.30.160.511

0.40.70.341.29

0.91.91.023.5711.1237.4025.55

8.016.65.0217.33

48.210029.081001

Amp%Amp%

FASE B(CA 82)

FASE A(CA-81)

ORDEN

ANLISIS DE ARMONICAS DE CORRIENTE

2826TEMPERATURA C

2.42.7FK0.850.85FDP

0.810.80FP

11.46.97KVA

6.13.73KVAR

9.85.88KW

237.8238Voltaje

50.430.50Amperios

CircuitoCA 82

CircuitoCA 81

Parmetros elctricos


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TECNOLOGIA EN EQUIPOS DE ILUMINACION

Balastos Electrnicos:Balastos Electrnicos:

-THDi < 5 %

- Factor de potencia > 0.9

- Bajas prdidas


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LAMPARAS FLUORESCENTES COMPACTALmparas Compactas con bajocontenido armnicos:

-THDi < 32 %

- Es una economa alta


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C

I

Carga Lineal

Carga No Lineal

Ing. Zulmy ZulbarnIng. Jos Mantilla

Ing. Miguel Ere

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