2
• De la evaluación de armónicos en un sistema eléctrico que es “un gran generador” de ellas.
• De los aspectos a considerar en el planteamiento del problema y sus soluciones posibles
• La aplicación del software DIgSILENT PowerFactory en la obtención de resultados
3
– Hornos de fundición de arco eléctrico– Magnitudes de corriente muy grandes
4
– Procesos de “laminación” con motores de CD
– Procesos con variadores de velocidad
5
6
7
8
9
10
11
121000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..
192.76
153.18
113.60
74.025
34.447
-5.1297
385.800 Hz183.692 Ohm
406.700 Hz25.671 Ohm
166.000 Hz36.419 Ohm
173.100 Hz29.925 Ohm
250.000 Hz33.672 Ohm
247.000 Hz67.644 Ohm
DIg
SIL
EN
T
Respuesta del bus de acometida
131000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..
195.31
154.43
113.56
72.687
31.813
-9.0613
388.500 Hz185.988 Ohm
178.700 Hz 1.885 Ohm
167.600 Hz10.460 Ohm
DIg
SIL
EN
T
Respuesta del bus principal de la planta
141000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..
211.55
167.29
123.02
78.764
34.503
-9.7581
T bl EBT N k I d M i d i Oh
169.000 Hz12.257 Ohm
388.200 Hz201.313 Ohm
DIg
SIL
EN
T
Respuesta del bus del tablero del horno de fundición (EBT)
15
Formas de Onda
Waveform Snapshot at 20/07/2006 22:05:59
CHA Volts CHA Amps
22:06:00.009 22:06:00.015 22:06:00.020 22:06:00.025 22:06:00.030 22:06:00.035
Volts
-400000
-300000
-200000
-100000
0
100000
200000
300000
400000
Amps
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
16
0.050.040.030.020.01-0.00 [s]
1500.00
1000.00
500.00
0.00
-500.00
-1000.00
-1500.00
Carga: Positive Sequence Current in A
Forma de onda conteniendo armonicas pares Carga Date: 9/20/2005
Annex: /2
DIg
SIL
EN
T
17
18
Formas de Onda
Total RMS: 1500.80 AmpsDC Level : 34.80 Amps
Fundamental(H1) RMS: 1495.37 AmpsTotal Harmonic Distortion (H02-H50): 4.94 % of FNDEven contribution (H02-H50): 0.98 % of FNDOdd contribution (H03-H49): 4.84 % of FND
CHA Amps
Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35
% of FND
0
1
2
3
4
5
19
201000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..
211.55
167.26
122.97
78.685
34.398
-9.8890
O
173.600 Hz 0.227 Ohm
181.300 Hz 1.856 Ohm119.500 Hz 0.556 Ohm
113.600 Hz 9.604 Ohm
158.100 Hz20.035 Ohm
167.800 Hz13.587 Ohm
388.400 Hz201.480 Ohm
DIg
SIL
EN
T
Comparación de la respuesta del bus de acometida con y sin filtros
21
1000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..
193.46
153.73
114.01
74.285
34.561
-5.1631
Acometida CFE: Network Impedance Magnitude in Ohm
386.200 Hz183.702 Ohm
115.700 Hz16.924 Ohm
160.600 Hz19.183 Ohm
244.400 Hz30.681 Ohm
250.200 Hz33.773 Ohm172.800 Hz
29.926 Ohm
166.000 Hz36.419 Ohm
157.200 Hz42.932 Ohm
112.700 Hz27.567 Ohm
240.900 Hz61.273 Ohm
247.100 Hz67.668 Ohm
406.700 Hz25.671 Ohm
DIg
SIL
EN
T
Comparación de la respuesta del bus principal de la planta con y sin filtros
22
23
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Componentes armónicos
Porcentaje de lafundamental
24
Gráficas de Tiempo
CHA Vrmsavg CHA Irmsavg
Vrm
savg
Ir
msa
vg
21:16 21:18 21:20 21:22 21:24 21:26 21:28 21:30 21:32
19000
20000
21000
22000
23000
24000
25000
26000
0
500
1000
1500
2000
2500
Voltaje y corriente registradas en un ciclo de operación del horno
25
Formas de Onda
Total RMS: 1280.30 AmpsDC Level : 42.65 Amps
Fundamental(H1) RMS: 1141.34 AmpsTotal Harmonic Distortion (H02-H50): 5.67 % of FNDEven contribution (H02-H50): 3.33 % of FNDOdd contribution (H03-H49): 4.59 % of FND
CHA Amps
Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35
% of FND
0
1
2
3
4
5
6
En fusión inicial
26
Formas de Onda
CHA Volts CHA Amps
21:23:00.009 21:23:00.015 21:23:00.020 21:23:00.025 21:23:00.030 21:23:00.035
Volts
-40000
-30000
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
Amps
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
4000
27
Formas de Onda
Total RMS: 897.20 AmpsDC Level : 16.20 Amps
Fundamental(H1) RMS: 873.87 AmpsTotal Harmonic Distortion (H02-H50): 8.81 % of FNDEven contribution (H02-H50): 4.82 % of FNDOdd contribution (H03-H49): 7.38 % of FND
CHA Amps
Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35
% of FND
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
En fusión final
28
– 2da componente (frecuencia 111 Hz)– 3ra componente (frecuencia 172 Hz)
29
301000.0802.00604.00406.00208.0010.000 ..
15.270
12.118
8.9668
5.8152
2.6636
-0.4881
160.900 Hz14.524 Ohm
104.500 Hz 8.268 Ohm
171.300 Hz 0.313 Ohm
111.700 Hz 0.388 Ohm
DIg
SIL
EN
T
Respuesta del tablero del horno EBT con los filtros propuestos
31
322.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.02.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.02.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 ..
5.0000
4.0000
3.0000
2.0000
1.0000
0.000
DIg
SIL
EN
T
Componentesindividuales de
corriente en diferentes tableros
33
THD THD factor deTablero calculado recomendado potencia
% %
Acometida 0.29 1.5 0.974Tablero Hornos 2.13 5 0.99Tablero horno EBT 2.5 5 0.82
Asimismo, conforme al IEEE se determinó la distorsión total de la demanda que en el punto de acometida fue de 1.08 % mientras que el límite recomendado es de 3.75 %
Distorsión total de voltaje calculada*
34
Formas de Onda
Waveforms (1.0 sec.) at 22/07/2006 10:07:09
CHA Volts CHB Volts
10:07:09.10 10:07:09.11 10:07:09.12 10:07:09.13 10:07:09.14 10:07:09.15 10:07:09.16 10:07:09.17
Volts
-50000
-40000
-30000
-20000
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
35
36 0.250 0.180 0.110 0.040-0.0300-0.1000 ..
2.1696
1.1828
0.196
-0.7907
-1.7775
-2.7643
0.109 s-2.539 p.u.
0.109 s-1.872 p.u.
0.104 s 1.945 p.u. D
IgS
ILE
NT
37
• Con las evaluaciones de sobretensiones se determinaron los apartarrayos para los filtros.
• Asimismo, en estado estable las tensiones no exceden mas del 1.02 p.u. en condiciones de baja carga
38
39
40
Mes Cargo kWh Cargo Demanda FP Bonificación
Enero 1,249,145.71$ 76,993.10$ 90.10 346.60$Febrero 1,184,197.26$ 75,146.11$ 90.90 2,931.18$Marzo 1,240,799.89$ 74,598.18$ 90.50 1,713.81$Abril 1,217,671.72$ 71,978.28$ 90.80 2,682.10$Mayo 906,228.55$ 73,734.56$ 91.00 2,489.64$Junio 1,169,006.03$ 76,557.66$ 90.20 648.01$Julio 1,224,162.79$ 76,993.10$ 90.10 339.67$Agosto 1,017,035.24$ 75,146.11$ 90.90 2,517.41$Septiembre 1,156,788.13$ 74,598.18$ 90.50 1,597.77$Octubre 1,132,434.70$ 71,978.28$ 90.80 2,494.35$Noviembre 1,121,110.35$ 73,734.56$ 91.00 3,079.97$Diciembre 1,120,257.98$ 76,557.66$ 90.20 620.99$
TOTAL 21,461.50$
Bonificación con equipos actuales
Con montos expresados en dólares americanos
41
Mes Cargo kWh Cargo Demanda FP Bonificación
Enero 1,249,145.71$ 76,993.10$ 97.40 23,726.07$Febrero 1,184,197.26$ 75,146.11$ 97.40 22,492.45$Marzo 1,240,799.89$ 74,598.18$ 97.00 22,385.57$Abril 1,217,671.72$ 71,978.28$ 97.00 21,968.30$Mayo 906,228.55$ 73,734.56$ 97.00 16,349.48$Junio 1,169,006.03$ 76,557.66$ 97.00 21,090.31$Julio 1,224,162.79$ 76,993.10$ 97.00 22,085.41$Agosto 1,017,035.24$ 75,146.11$ 97.00 18,348.57$Septiembre 1,156,788.13$ 74,598.18$ 97.00 20,869.89$Octubre 1,132,434.70$ 71,978.28$ 97.00 20,430.52$Noviembre 1,121,110.35$ 73,734.56$ 97.00 20,226.22$Diciembre 1,120,257.98$ 76,557.66$ 97.00 20,210.84$
TOTAL 250,183.65$
Diferencia 228,722.15$
42
Beneficio económico con equipos propuestos y sin considerar:
• ahorros en mantenimiento
• eficiencia en el horno
• reducción de pérdidas eléctricas, etc. . .
43
• Se ha presentado una evaluación de armónicos detallada de un sistema eléctrico “tipo siderúrgica”
• Se mostraron algunos de los aspectos importantes en la identificación de los problemas encontrados
Formas de Onda
Waveforms (1.0 sec.) at 22/07/2006 10:07:09
CHA Amps CHB Amps
10:07:09.0 10:07:09.1 10:07:09.2 10:07:09.3 10:07:09.4
Amps
-1000
-500
0
500
1000
1500
44
• Se mostró la metodología seguida para la solución de los problemas, la solución “matemática” fue realizada empleando el software DIgSILENT PowerFactory.
• Se verificó el cumplimiento de las recomendaciones del IEEE
• Se presentó una evaluación acerca de los beneficios económicos que tiene un filtro bien diseñado
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