Estudio de Calidad de Energía SECOVI

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1 Estudio de Calidad de Energía SECOVI Arnecom Planta Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Agosto del 2006

2 Estudio de Calidad de Energía SECOVI PAG. I. Introducción II. TR-1 (Transformador de 500 KVA) III. Tablero TF-3 (Tablero de Corte) IV. Máquina Komax # V. Máquina Komax # VI. Máquina Komax # VII. Máquina Yak # VIII. Estudio de Tierras IX. Conclusiones y Recomendaciones X. Propuesta Técnica XI. Referencias Técnicas XII. Propuesta Comercial

3 Introducción 1 Se realiza el presente Estudio de Calidad de Energía en ARNECOM (Planta Tuxtla Gutiérrez) con la finalidad de conocer el comportamiento actual del Sistema Eléctrico y recomendar soluciones a los problemas de calidad de energía. Se realizan y analizan monitoreos de parámetros de estado estable (perfil de voltaje, corriente, potencia, factor de potencia, distorsión armónica en voltaje y distorsión armónica en corriente), encontrándose comportamientos diferentes para las mediciones consideradas, debido principalmente al tipo de carga instalada. El reporte muestra las conclusiones sobre violaciones a la norma, instalación eléctrica, y sobre cada uno de los disturbios de calidad de energía registrados, recomendando el sistema de protección más adecuado para la solución de los problemas. Los puntos considerados para el monitoreo, los cuales forman una parte del total de la carga instalada en la planta, son: Transformador de TR KVA, 13.8 KV/220 V Tablero TF-3, Tablero de Corte Maquina Komax # 6 Maquina Komax # 10 Maquina Komax # 13 Maquina Yak Y7-06

4 Estudio de Calidad de Energía SECOVI ARNECOM Planta TUXTLA (Tuxtla Gutiérrez, Chiapas). TRA-1 Agosto del 2006

5 TRA Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700 con sensores de corriente de una capacidad de 3,000 amperes. El equipo fue conectado en las terminales de entrada del interruptor principal del transformador, tomando así el total de la carga conectada durante el período de medición. El período de medición fue de 72 horas continuas en cada transformador, tomado muestras cada 10 segundos. Esto representa un muestreo total de 25,920 muestras para cada parámetro eléctrico registrado. Las 25,920 muestras registradas se almacenan en memoria y se procesan para obtener los perfiles de operación de cada parámetro eléctrico. De estos parámetros eléctricos se obtienen los valores máximos, mínimos y promedios para establecer los límites de operación del sistema eléctrico y son comparados con lo que recomiendan los estándares internacionales. Además se programó el equipo para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 20% de voltaje pico, esto con la finalidad de evaluar si los arranques de cargas internas impactan en el voltaje de suministro, o en su defecto registrar los eventos que son generados externamente y son reflejados hacia este nodo.

6 TRA Diagrama Esquemático Actual Driescher 13,200V SIMBOLOGIA Conductor de fase Conductor de neutro Conductor de tierra Barra de Neutros TRA-I 13,200//220/127 VOLTS Barra de tierras Electrodo 3X1600 A TABLERO DE DISTRIBUCION " TD - 1" LISTA DE CARGAS 3X150 A 1 2 3X125 A 3 3X225 A 3X400 A 3X225 A 3X225 A 3X150 A X100 A 3X20 A 3X400 A 3X150 A 3X225 A X225 A 14 3X125 A 3X150 A Capacitor 40 KVAR 1.- TF-7 CONVEYORS 2.- SIN CARGA 3.- TF-11 EXTRACTORES 4.- TF-9 COMPRESORES 5.- TF-2 CORTE 6.- TF-12 BONDER 7.- TF-5 ELECTRODUCTO 8.- TF-6 TABLERO DE FUERZA 9.- SIN CARGA 10.- TF-10 SISTEMA C/ TF-4 ELECTRODUCTO 12.- TF-1 CORTE 13.- TF-3 CORTE 14.- SIN CARGA

7 TRA Perfil de Voltaje Máximo de Línea a Línea Vll ab high Vll bc high Vll ca high Volts, máximo VLL(Volts) Volts, promedio Volts, mínimo /23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48 08/25/06 09:36 Time En la gráfica se muestra el perfil del voltaje máximo en un período de 72 hrs. El comportamiento del voltaje promedio es de Volts, valor que se encuentra 0.74 % arriba del valor nominal de 220 Volts del Transformador TRA- 1 de 500 kva, La ventana de variación presenta un máximo de Volts (4.50% arriba del valor nominal). Los valores máximos se presentaron de manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra DENTRO del rango recomendado por el estándar IEEE tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.

8 TRA-1 5 Perfil de Voltaje Mínimo de Línea a Línea Vll ab low Vll bc low Vll ca low Volts, máximo instantáneo VLL(Volts) Volts, promedio Volts, sag registrado /23/06 09:36 08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48 Time En la gráfica se muestra el perfil del voltaje mínimo en un período de 72 hrs. El comportamiento del voltaje promedio es de Volts, valor que se encuentra 0.74 % arriba del valor nominal de 220 Volts del Transformador TRA 1 de 500 kva, La ventana de variación presenta un mínimo de Volts (-2.65% abajo del valor nominal). Los valores mínimos se presentaron de manera instantánea, sin embargo estos valores se encuentra DENTRO del rango recomendado por el estándar IEEE tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.

9 TRA Formas de Onda Voltaje y Corriente V1 I , ,00 500,00 0,00-500, , Formas de onda de voltaje y corriente. Se observa BAJA distorsión armónica en corriente, y el registro de V2 I2 un evento transitorio en las 3 fases con su efecto en la señal de corriente , V3 I En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase), donde se observa BAJA distorsión armónica y un evento transitorio de voltaje registrado en las 3 fases. Este tipo de evento es el más destructivo para cargas electrónicas. En la siguiente página se muestran los eventos más dañinos registrados. En las 72 horas se registraron 36 eventos

10 TRA Eventos Transitorios de Voltaje V1 V2 V3 V1 V2 V V L-N (26 mseg) V L-L (26 mseg) V1 V2 V3 En los gráficos se muestran los eventos transitorios más altos registrados. La máxima magnitud fue de Volts, con una duración de 39 mseg., lo cual representa un 71% arriba del valor nominal de 220 Volts. Este tipo de evento se clasifica como IMPULSO y es generado de manera externa, o interna por cargas instaladas en la planta V1 V2 V V L-N (26 mseg) V L-L (26 mseg) Formas de onda de voltaje y corriente registradas por el Transformador TRA-1, donde se registraron varios eventos transitorios durante el monitoreo V L-N (39 mseg) V L-L (39 mseg) V L-N (26 mseg) V L-L (26 mseg)

11 TRA Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv) 5 THD V1 THD V2 THD V3 4 % THDv %, 5ª Armónica y 0.68%, 7ª Armónica Componentes Armónicas Individuales En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) del Transformador TRA-1 de 500 kva. Se presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD El valor total de THDv es de 1.87%, con una contribución individual principalmente de 5ª y 7ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

12 TRA Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi) THD I1 THD I2 THD I3 % THDi % de 3ª armónica y 4.95% de 5ª armónica Componentes Armónicas Individuales En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) del Transformador TRA-1 de 500 kva. Se presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD El valor total de THDi es de 5.67%, con una contribución individual principalmente de 3ª y 5ª Armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

13 TRA Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv) V1 THD high V2 THD high V3 THD high 2 1,8 1,6 1.87%, máximo 1,4 % THDv 1,2 1 0,8 1.26%, promedio 0,6 0,4 0.49%, mínimo 0,2 0 06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36 06/08/25 14:24 Time En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica en voltaje (THDv) en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje promedio de 1.26% y un valor máximo de 1.87%, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado por el STD IEEE

14 TRA Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (THDi) I1 THD high I2 THD high I3 THD high %, pico máximo instantáneo en condiciones de baja carga 7 6 % THDi %, máximo, en condiciones normales de operación %, promedio, en condiciones normales de operación 0 06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36 06/08/25 14:24 Time En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica en corriente (THDi) en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje máximo de 5.67% y un valor promedio de 3.96%, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado por el STD. IEEE

15 TRA Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (Componente Individual) (THDv) V1 HD 1 V1 HD 2 V1 HD 3 V1 HD 4 V1 HD 5 V1 HD 6 V1 HD 7 V1 HD 8 V1 HD 9 V1 HD 10 V1 HD 11 V1 HD ,5 5ª- 1.77% THDv(Volts) 1 0,5 7ª- 0.68% 0 06/08/24 12:00 06/08/24 14:24 06/08/24 16:48 06/08/24 19:12 06/08/24 21:36 06/08/25 00:00 06/08/25 02:24 06/08/25 04:48 06/08/25 07:12 06/08/25 09:36 06/08/25 12:00 Time En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica individual en voltaje en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje máximo de 1.77% de 5ª armónica y un valor máximo de 0.68% de 7ª armónica, los cuales se encuentran DENTRO del porcentaje recomendado por el STD IEEE

16 TRA Perfil de Distorsión Armónica en Corriente (Componente Individual) (THDi) I1 HD 1 I1 HD 2 I1 HD 3 I1 HD 4 I1 HD 5 I1 HD 6 I1 HD 7 I1 HD 8 I1 HD 9 I1 HD 10 I1 HD 11 I1 HD THDi(%) 6 4 5ª- 4.95% 3ª- 5.56% /08/24 12:00 06/08/24 14:24 06/08/24 16:48 06/08/24 19:12 06/08/24 21:36 06/08/25 00:00 06/08/25 02:24 06/08/25 04:48 06/08/25 07:12 06/08/25 09:36 06/08/25 12:00 Time En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica individual en corriente en un período de 72 hrs. Se registró un porcentaje máximo de 5.56% de 3ª armónica y un valor máximo de 4.95% de 7ª armónica, las cuales se encuentran DENTRO del porcentaje recomendado por el STD IEEE

17 TRA Perfil de Corriente Máxima de Línea 1000 I a high I b high I c high Amp., máximo I (Amp) Amp., promedio en condiciones normales Amp., mínimo 0 08/23/06 09:36 08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48 Time En la gráfica se muestra el perfil de corriente en un período de 72 hrs. El valor de corriente promedio durante el período normal de operación fue de Amp., registrando un valor máximo en corriente de Amp. En el período completo de monitoreo se registró una corriente mínima de Amp.

18 TRA Perfil de Potencia Real (kw) kw tot high kw, máximo Potencia Real (KW) kw, promedio kw, mínimo /23/06 09:36 08/23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 08/25/06 04:48 En la gráfica se puede observar la demanda de potencia real en kw durante el período de monitoreo de 72 hrs. El valor de potencia real promedio durante el período de operación normal fue de kw, registrando un valor máximo de kw. En el ciclo completo de operación se registró una potencia real mínima de kw.

19 TRA Perfil de Potencia Reactiva (kvar) kvar tot high kvar, pico máximo instantáneo Potencia Reactiva (KVAR) kvar, promedio kvar, mínimo En la gráfica se puede observar la demanda de potencia reactiva en kvar durante el período de monitoreo de 72 hrs. 0 06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 Time El valor de potencia reactiva promedio durante el período de operación normal fue de kvar, registrando un valor máximo de kvar. En el ciclo completo de operación se registró una potencia reactiva mínima de kvar.

20 TRA Perfil de Potencia Aparente (kva) kva tot high kva, máximo Potencia Aparente (KVA) kva, promedio kva, mínimo 0 06/08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 Time En la gráfica se puede observar la demanda de potencia aparente en kva durante el período de monitoreo de 72 hrs. El valor de potencia aparente promedio durante el período de operación normal fue de kva, registrando un valor máximo de kva. En el ciclo completo de operación se registró una potencia aparente mínima de kva.

21 TRA Perfil de Factor de Potencia (%) PF lag high PF lead high %, máximo Factor de Potencia (%) %, mínimo 81.85%, promedio en condiciones normales de operación /08/23 09:36 06/08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 Time En la gráfica se muestra el comportamiento del factor de potencia durante el período de monitoreo de 72 hrs. El valor del factor de potencia promedio durante el período de operación normal fue de 81.85% (inductivo), registrando un valor máximo instantáneo de 96.2% (inductivo). En el ciclo completo de operación se registró una factor de potencia mínimo de 68.07%.

22 TRA Parámetros de Calidad de la Energía Se realizó el monitoreo en el Transformador TRA- 1 de 500 kva durante un período de 72 hrs., con el objetivo de analizar los parámetros de calidad de energía provenientes de la compañía suministradora: Voltaje nominal: 220/127 Volts (Valores Máximos) Voltaje Máximo Promedio Mínimo % de variación Máximo Mínimo Std. IEEE V A-B Si cumple V B-C Si cumple V C-A Si cumple Voltaje nominal: 220/127 Volts (Valores Mínimos) Voltaje Máximo Promedio Mínimo % de variación Máximo Mínimo Std. IEEE V A-B Si cumple V B-C Si cumple V C-A Si cumple Se puede observar que el voltaje promedio es de un valor de Volts, el cual se encuentra 0.74 % arriba del valor nominal de 220 Volts de la subestación. La ventana de variación presenta un máximo de Volts (4.50% arriba del valor nominal) y un mínimo de Volts (- 2.65% abajo del valor nominal), quedando DENTRO del rango recomendado por el estándar IEEE tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal). Este estándar está enfocado a la operación de equipo electrónico crítico.

23 TRA Parámetros de Calidad de la Energía El transformador se encuentra conectado al TAP 3 con una relación de transformación de 60.0 correspondiente a 13,200 Volts 220 Volts, por lo tanto se observa un voltaje promedio de media tensión de 13,229.4 Volts y un voltaje máximo registrado de 13,749.6 Volts. La demanda en corriente promedio fue de Amp. durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en demanda máxima de corriente de Amp. (Fase B), de forma instantánea. Este comportamiento se presentó en el monitoreo, registrándose una diferencia máxima entre fases de Amp. (Fase A). La demanda en Potencia Real promedio fue de kw durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en demanda máxima de kw, de forma instantánea. La demanda en Potencia Reactiva promedio fue de kvar durante el período del monitoreo realizado, registrando un valor en demanda máxima de kvar, de forma instantánea. La demanda en Potencia Aparente promedio fue de kva en condiciones normales de operación, registrando un valor en demanda máxima promedio de kva. Este comportamiento se presentó en varias ocasiones durante el monitoreo y se observaron picos máximos de demanda instantánea. Por lo tanto, el porcentaje máximo de utilización fue de 66.81% y el promedio de 42.33%.

24 TRA Parámetros de Calidad de la Energía A continuación se muestran los valores obtenidos de Distorsión Armónica (THD) de las señales de voltaje y corriente en sus porcentajes en forma individual y total, reflejo del tipo de carga instalada en el Transformador TRA-1. Se comparan estos valores con los valores de operación recomendados por el Std. IEEE sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución. Las formas de onda y espectro armónico característico de voltaje corresponden a: THD Voltaje Armónicas % THD VOLTAJE TOTAL Std. IEEE 3 th 5 th 7 th Máximo Promedio % 1.77% 0.68% 1.87% 1.26% Si cumple La armónica de voltaje de mayor importancia es la QUINTA con un valor del 1.77%, la cual se encuentra DENTRO de lo recomendado por el estándar como límite máximo de distorsión por componente armónica individual de voltaje (3% para este nivel de voltaje sobre la base de la tabla 11.1 Std IEEE ), y registra un THD V total de 1.87%, lo cual también se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado como límite máximo de distorsión total de voltaje (5% para este nivel de voltaje). La Relación de Corto Circuito SCR (Short Circuit Ratio) se define como la relación de la máxima corriente de cortocircuito con la corriente máxima promedio consumida por el transformador. Basándose en esta relación, se toman los criterios de límites permitidos en armónicas individuales, como también en su porcentaje límite total. Para este transformador la corriente de cortocircuito (I S ) es igual a 42, Amp. Y la corriente máxima promedio consumida por el transformador (I L ) es de Amp. Lo que nos da una Relación de Cortocircuito de

25 TRA Análisis Armónico Las formas de onda y espectro armónico característico de corriente corresponden a: THD I SCR=I S /I L h<11 Std. IEEE % THD CORRIENTE TOTAL Std. IEEE 2 th 3 th 5 th 7 th Máximo Promedio % 5.56% 4.95% 2.07% Si cumple 5.67% 3.96% Si cumple La componente armónica de mayor contribución fue la TERCERA, con un valor del 5.56% con respecto a la fundamental, por lo que se encuentra DENTRO de lo recomendado por el estándar (7% sobre la base de la SCR calculada en referencia a la tabla 10.3 Std IEEE ). De igual manera, se registró un THD I total de 5.67%, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado por el estándar (8% sobre la base de la SCR calculada). Transitorios de Voltaje Durante el monitoreo se detectaron varios eventos transitorios, con un valor máximo de Volts de línea-línea. Efecto: Pueden llegar a afectar la operación de la máquina, provocando errores de operación hasta dañar los componentes electrónicos de las tarjetas de control, o en su defecto se reduce la vida útil de los componentes al encontrarse constantemente expuestos a estos eventos. Solución: Ya que este tablero es de distribución, se recomienda la instalación de un supresor de transitorios CLASE C en este tablero, para eliminar los posibles transitorios de voltaje.

26 TRA Factor de Potencia Caso propuesto: Se registró un valor promedio de 81.85%, con un valor mínimo de 68.07%. Para corregir el factor de potencia a un porcentaje de 100% se requiere una compensación de potencia reactiva de 200 kvar. Cabe mencionar que el banco de capacitores actual se encuentra aportando 40 kvar. CALCULO DE POTENCIA REACTIVA REQUERIDOS PARA LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA ID Datos Formulas kwa FPA kvaa kvara FPd ANGA ANGd kvad kvard kvarcap TRA Cap. del Banco El principal problema que se puede tener al instalar un banco de capacitores en circuitos que alimentan cargas no lineales con el fin de compensar el factor de potencia, es la resonancia (serie ó paralelo) con el transformador, ocasionando así un incremento en el tamaño de las armónicas, que traerán como consecuencia pérdidas dieléctricas, calentamiento y sobrevoltajes. De acuerdo a cálculos, la frecuencia de resonancia del transformador es 477 Hz, correspondiente a la 8 armónica, por lo que para corregir el factor de potencia y evitar la ocurrencia del problema de resonancia en paralelo se recomiendan las siguientes acciones concretas: Instalación de un banco de capacitores automático de 200 kvar en 240 Volts para corregir el factor de potencia a 100%.

27 TRA Diagrama Esquemático Propuesto Alimentacion Principal 220 Volts SIMBOLOGIA Conductor de fase Conductor de neutro Conductor de tierra Instalacion Propuesta Barra de Neutros Transformador 220//230 VOLTS Barra de tierras Electrodo TABLERO DE DISTRIBUCION " TD - 1" LISTA DE CARGAS TF-7 CONVEYORS 2.- SIN CARGA 3.- TF-11 EXTRACTORES 4.- TF-9 COMPRESORES 5.- TF-2 CORTE 6.- TF-12 BONDER 7.- TF-5 ELECTRODUCTO 8.- TF-6 TABLERO DE FUERZA 9.- SIN CARGA 10.- TF-10 SISTEMA C/ TF-4 ELECTRODUCTO 12.- TF-1 CORTE 13.- TF-3 CORTE 14.- SIN CARGA

28 TRA ELEVAR EL FACTOR DE POTENCIA GENERAL DE LA PLANTA (CASO 100%) TABLA DE RESUMEN AHORRO EN COSTO MENSUAL $ 5,840 PORCENTAJE DE AHORRO EN FACTURACION MENSUAL DE C.F.E. 2.5% INVERSION ESTIMADA $ 146,160 RETORNO DE LA INVERSIÓN 25 Meses Mediante la implementación de esta oportunidad de ahorro, se pretende elevar el factor de potencia general de la planta del promedio actual de 90% a 100%. Con la implementación del banco de capacitores propuesto se evitará su futuro daño y se prolongará su vida útil hasta los 7 años que tienen de diseño. * Fotografía de banco de capacitores instalado en el transformador 1.

29 Estudio de Calidad de Energía SECOVI ARNECOM Planta TUXTLA (Tuxtla Gutiérrez, Chiapas) TABLERO TF-3 Agosto del 2006

30 TABLERO TF-3 26 Metodología para Monitoreo Para la realización del presente estudio, se hizo uso de un equipo trifásico marca POWER MEASUREMENT MODELO 7700 con sensores de corriente de una capacidad de 3,000 Amperes. El equipo fue conectado en las terminales de entrada del Tablero TF-3, tomando así el total de la carga conectada durante el período de medición. El período de medición fue de 39 horas continuas en cada transformador, tomado muestras cada 4 segundos, esto representa un muestreo total de 35,100 muestras para cada parámetro eléctrico registrado. Las 35,100 muestras registradas se almacenan en memoria y se procesan para obtener los perfiles de operación de cada parámetro eléctrico. De cada parámetro eléctrico se obtienen los valores máximos, mínimos y promedios para establecer los límites de operación del sistema eléctrico y ser comparados con lo que recomiendan los estándares internacionales. Por último, se programaron los equipos para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones por encima del 10% de voltaje pico, con la finalidad de evaluar si los arranques de cargas internas impactan en el voltaje de suministro, o en su defecto, registrar los eventos que son generados externamente y son reflejados hacia este nodo.

31 TABLERO TF-3 27 Diagrama Esquemático Actual SIMBOLOGIA ALIMENTACION DE SUBESTACION Conductor de fase Conductor de neutro Conductor de tierra 3F 1CXF 250KCM 1CXT 2 AWG 1CXN 2 AWG Barra de Neutros Barra de tierras Electrodo 3X225 A LISTA DE CARGAS 1 3X50 A 2 3X50 A 3 2X40 A 3X50 A 3X40 A X15 A 7 1X15 A 1X15 A 8 9 1X15 A 10 1X15 A 11 TABLERO DE DISTRIBUCION " TF-3 CORTE" 1X15 A 12 1X15 A 13 1X15 A 14 1X15 A 15 1X15 A 2X30 A 1.- CIRCUITO CIRCUITO CIRCUITO CIRCUITO CIRCUITO LIBRE 7.- LIBRE 8.- LIBRE 9.- LIBRE 10.- LIBRE 11.- LIBRE 12.- LIBRE 13.- LIBRE 14.- LIBRE LIBRE 16.- LIBRE

32 TABLERO TF-3 28 Perfil de Voltaje Máximo de Línea a Línea 230 Vll ab high Vll bc high Vll ca high Volts, Máximo VLL(Volts) Volts, Promedio Volts, Mínimo /23/06 14:24 08/23/06 19:12 08/24/06 00:00 08/24/06 04:48 08/24/06 09:36 08/24/06 14:24 08/24/06 19:12 08/25/06 00:00 Time En la gráfica se muestra el perfil del voltaje en un período de 39 hrs. El comportamiento del voltaje promedio es de Volts, valor que se encuentra 0.12% arriba del valor nominal de 220 Volts del Tablero TF-3. La ventana de variación presenta un máximo de Volts (4.32% arriba del valor nominal) y un mínimo de Volts (2.81% abajo del valor nominal). Los valores máximos se presentaron de manera instantánea y se encuentran DENTRO del rango recomendado por el Std. IEEE tabla 4-3 (variación no mayor al 5% del valor nominal), el cual esta enfocado a la operación de equipo electrónico crítico. Es importante comentar que el voltaje nominal de las máquinas Komax es 208 Volts, y durante varios meses se mantuvo una alimentación de 200 Volts a estas máquinas, por lo que el aislamiento de los componentes de las tarjetas electrónicas seguramente se encuentra degradado. Para evitar este tipo de problema es muy importante cumplir con los requerimientos básicos de alimentación de las máquinas.

33 Formas de Onda Voltaje y Corriente V1 I1 TABLERO TF V2 I V3 I3 Durante el monitoreo al Tablero TF-3 se registró una distorsión armónica en la señal de corriente En los gráficos se muestran las formas de onda individuales (por fase), donde se observa una ALTA distorsión armónica en la señal de corriente. Este efecto en la corriente puede causar problemas de operación en cargas electrónicas sensibles. (Ver análisis completo en Conclusiones y Recomendaciones).

34 TABLERO TF-3 30 Eventos Transitorios de Voltaje V1 V2 V3 V1 V2 V V L-N (26 mseg) V L-L (26 mseg) V1 V2 V3 En los gráficos se muestran los eventos transitorios más altos registrados. La máxima magnitud fue de Volts, con una duración de 39 mseg., lo cual representa un 69% arriba del valor nominal de 220 Volts. Este tipo de evento se clasifica como IMPULSO y es generado de manera externa, o interna por cargas instaladas en la planta V1 V2 V V L-N (26 mseg) V L-L (26 mseg) Formas de onda de voltaje y corriente registradas por el Tablero TF-3, donde se muestran varios eventos transitorios durante el monitoreo V L-N (39 mseg) V L-L (39 mseg) V L-N (26 mseg) V L-L (26 mseg)

35 TABLERO TF-3 31 Forma de Onda de Corriente en Barra de Tierras La corriente por tierra se incrementa hasta en 3.6 Amp. En la grafica se observa una señal de corriente por la barra de tierra en el Tablero TF-3, con un valor de hasta 3.6 Amp. Se recomienda revisar el cableado e identificar cada una de las cargas.

36 TABLERO TF-3 32 Espectro Armónico en la Señal de Voltaje (THDv) 3 THD V1 THD V2 THD V3 2 % THDv %, 5ª Armónica y 0.76%, 7ª Armónica Componentes Armónicas Individuales En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en voltaje (THDv) en el Tablero TF-3. Se presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las componentes más significativas del sistema, y validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD El valor total de THDv es de 1.11%, con una contribución individual principalmente de 5ª y 7ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

37 TABLERO TF-3 33 Espectro Armónico en la Señal de Corriente (THDi) 30 THD I1 THD I2 THD I % de 5ª, 16.88% de 3ª y 16.74% de 7ª Armónica % THDi Componentes Armónicas Individuales En la gráfica se muestra el espectro armónico de la señal en corriente (THDi) en el Tablero TF-3. Se presenta el porcentaje por componente individual armónica con la finalidad de observar las más significativas del sistema, y validar que sus porcentajes individuales se encuentren dentro de los niveles recomendados por el STD El valor total de THDi es de 14.25%, con una contribución individual principalmente de 3ª, 5ª y 7ª armónicas. (Ver en el resumen el análisis armónico).

38 TABLERO TF-3 34 Perfil de Distorsión Armónica en Voltaje (THDv) 2 V1 THD high V2 THD high V3 THD high %, Máximo 1.6 % THDv %, Promedio /08/23 14:24 06/08/23 19:12 06/08/24 00:00 06/08/24 04:48 06/08/24 09:36 06/08/24 14:24 06/08/24 19:12 06/08/25 00:00 06/08/25 04:48 06/08/25 09:36 Time En la gráfica se muestra el perfil de distorsión armónica en voltaje (THDv) en un período de 39 hrs. Se registró un porcentaje promedio de 1.11% y un valor máximo de 1.81%, lo cual se encuentra DENTRO del porcentaje recomendado por el STD IEEE

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