Normatividad internacional en instalaciones de sistemas

solares fotovoltaicosOctubre 25 y 26 de 2018

Aspectos de calidad de energía asociados a la instalación de SFV – Parte 1

Andres Insuasty I.GERS S.A.

Contenido parte 1

• Aspectos generales de calidad de potencia

• En qué va el tema?

• Perturbaciones asociadas a los SFV

• Normatividad nacional e internacional en CP

Calidad de la potencia eléctrica – qué es?

• Es el conjunto de características de las señales eléctricas de potencia que satisfacen las necesidades del usuario de la electricidad

• Es un conjunto de herramientas que permiten determinar las causas y proponer las soluciones a las perturbaciones del suministro eléctrico

• Es un conjunto de indicadores que permiten valorar los parámetros determinantes de la electricidad en relación a los que requiere un usuario

Qué es una perturbación?

• Cualquier fenómeno electromagnético que pueda degradar el funcionamiento de un dispositivo, equipo o sistema• Natural

• Artificial o provocado

OSCILOGRAFÍA DE TENSIÓN

17:38:13,30

16/08/2017

Wednesday

17:38:13,35 17:38:13,40

-500

-250

0

250

500

Am

ps

A I B I C I

Dugan, 2003

Transitorios

Transitorios

• Causas• Rayos• Maniobras• Ferrorresonancia

• Efectos• Degradación progresiva o falla de aislamientos• Falla en componentes electrónicos• Falla en operación de fuentes conmutadas

• Soluciones• Sistema integral de protección (apantallamiento +

descargadores + puesta a tierra)

Sag

17:38:13,30

16/08/2017

Wednesday

17:38:13,35 17:38:13,40

-10000

-5000

0

5000

10000

Volts

A V B V C V

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

Volts

A Vrms (v al) B Vrms (v al) C Vrms (v al)

Sag

• Causas• Cortocircuito

• Conexión de carga o arranque de motor

• Efectos• Parada de procesos / mala operación de equipos

• Operación indeseada de protecciones / transferencias

• Parpadeo en cierto tipo de iluminación

• Soluciones• Arranque suave

• Compensadores dinámicos / UPS

• Segregación de cargas

Swell

Event #4451 at 04/03/2018 19:27:03,450

AVrms, CVrms Momentary Swell

CATEGORY: Short Duration Momentary Swell

AV CV

T hre shold crosse d (V ) 139.7 139.7

M a gni tude (V ) 140.3 139.8

M inRM S (V ) 138.7 138.1

Dura tion (se c. ) 2.425 2.425

19:27:03,30

04/03/2018

Sunday

19:27:03,35 19:27:03,40 19:27:03,45 19:27:03,50 19:27:03,54

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

Volts

A V B V C V

115

120

125

130

135

140

Volts

A Vrms (v al) B Vrms (v al) C Vrms (v al)

Swell

• Causas• Deslastre de carga

• Conexión de bancos de compensación reactiva

• Sobretensión en fases sanas durante fallas fase - tierra

• Efectos• Fallas en componentes de equipos

• Operación no deseada de protecciones

• Soluciones• Desconexión automática de bancos de condensadores

• Conmutación de tap en transformadores

• UPS

Desbalance

Desbalance

• Causas• Desbalance de la carga• Asimetría en la impedancia de elementos de potencia

(líneas, transformadores)• Anomalías en bancos de compensación reactiva o

transformadores (cambiador de tomas)

• Efectos• Reducción en cargabilidad de motores• Aumento en armónicos de corriente en rectificadores• Rizado en salida de CC de rectificadores

• Soluciones• Balance de la carga• Corrección de problemas en bancos de condensadores y

cambiadores de tomas de transformadores

Distorsión de forma de onda

• Armónicos

=

+

+

+

1 = 60 Hz

5 = 300 Hz

7 = 420 Hz

11 = 660 Hz

… …

Armónicos

• Causas• Cargas no lineales (electrónicas, arco eléctrico)

• Generadores sincrónicos y estáticos (electrónicos)

• Efectos• Pérdidas adicionales en motores, transformadores y

cables

• Resonancia de bancos de condensadores

• Desviaciones en la medición de energía

• Corrientes no deseadas por tierra

• Soluciones• Filtrado pasivo / activo

• Transformadores desfasadores

Distorsión de forma de onda

• Componente DC• Rectificadores trifásicos con un elemento dañado

• No deben existir en sistemas AC

• Solo se soluciona retirando la fuente

• Interarmónicos• Sistemas electrónicos de alta frecuencia, hornos de arco

y soldadura eléctrica

• Efectos similares a los armónicos, especialmente en bancos de condensadores

• Filtros pasivos

Notching

• Causado por la operación de rectificadores estáticos

• Puede causar problemas en controles de cruce por cero

• Se soluciona actuando sobre la impedancia de la fuente

Fluctuación de tensión

M i n M ax Avg

AVrms 7443 8554 7886

TENSIONES DE LÍNEA

16:00

22/08/2017

Tuesday

20:00 00:00

23/08/2017

Wednesday

04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00

24/08/2017

Thursday

7500

7750

8000

8250

8500

Volts

A Vrms (av g)

Fluctuación de tensión

• Causas• Modulación en la carga

• Fallas en el sistema de potencia, oscilación de frecuencia

• Efectos• Sensación de inestabilidad visual, cansancio, fatiga

• Actuación no deseada de compensadores estáticos

• Soluciones• Modificación de la alimentación

• Segregación de cargas

• Compensadores dinámicos

Fluctuación de la frecuencia

• Causas• Desbalance repentino del equilibrio generación –

demanda• Problemas en el sistema de control de la generación

• Efectos• Cabeceo en la potencia de los motores• Desincronización de procesos• Fluctuación luminosa de ciertas tecnologías

• Soluciones• Ninguna a nivel local• Conmutación a fuente secundaria

Perturbaciones asociadas a SFV

Perturbaciones asociadas a un SFV

Regulación de tensión

• El SFV no debe causar que la tensión nominal de su punto de conexión salga de su rango de operación definido

• El SFV debe desconectarse de la red cuando detecte que la tensión se acerca a uno de los límites (superior o inferior) y no debe contribuir a la regulación de tensión

IEEE 1547

Sobretensiones transitorias

• Los SFV tienen estructuras metálicas expuestas al impacto de rayo y se conectan directamente a importantes equipos electrónicos delicados

• Norma IEC 62305-4: Sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras

• Las puestas a tierra deben diseñarse de manera rigurosa y probarse adecuadamente (pueden ser grandes puestas a tierra)• Resistencia de puesta a tierra

• Equipotencialidad

Sobretensiones transitorias

Fluctuación de tensión

• Durante la sincronización el SFV no debe producir cambios en la tensión más allá del 5% del valor actual prevalente

• No debe energizar la red cuando ésta se encuentre desenergizada

• Los SFV deben contar con un sistema de temporización de reconexión post falla después de restablecimiento del sistema

• Los SFV no deben introducir un nivel de flicker que supere el límite definido

Distorsiones de forma de onda

• El SFV no debe inyectar corriente dc mayor al 0,5% de la corriente nominal en el PCC

• El SFV no debe inyectar al sistema armónicos superiores a los mostrados en la siguiente tabla:

IEEE 1547

Preguntas?

andres.insuasty@gers.com.co