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

Transcripción

1 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 2

2 Hornos de fundición de arco eléctrico Magnitudes de corriente muy grandes 3

3 Procesos de laminación con motores de CD Procesos con variadores de velocidad 4

4 5

5 6

6 7

7 8

8 9

9 10

10 11

11 Hz Ohm DIgSILENT Hz Ohm Hz Ohm Respuesta del bus de acometida Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm

12 Hz Ohm DIgSILENT Respuesta del bus principal de la planta Hz Ohm Hz Ohm

13 DIgSILENT Hz Ohm Respuesta del bus del tablero del horno de fundición (EBT) Hz Ohm

14 Volts Formas de Onda Amps :06: :06: :06: :06: :06: :06: CHA Volts CHA Amps Waveform Snapshot at 20/07/ :05:59 15

15 DIgSILENT [s] Carga: Positive Sequence Current in A 0.05 Forma de onda conteniendo armonicas pares Carga Date: 9/20/2005 Annex: /2 16

16 17

17 % of FND 5 Formas de Onda Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35 CHA Amps Total RMS: Amps DC Level : Amps Fundamental(H1) RMS: Amps Total Harmonic Distortion (H02-H50): Even contribution (H02-H50): Odd contribution (H03-H49): 4.94 % of FND 0.98 % of FND 4.84 % of FND 18

18 19

19 Hz Ohm DIgSILENT Comparación de la respuesta del bus de acometida con y sin filtros Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm

20 Hz Ohm DIgSILENT Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Hz Ohm Comparación de la respuesta del bus principal de la planta con y sin filtros Hz Ohm Acometida CFE: Network Impedance Magnitude in Ohm

21 22

22 Porcentaje de la fundamental Componentes armónicos 23

23 Gráficas de Tiempo Vrmsavg Voltaje y corriente registradas en un ciclo de operación del horno Irmsavg :16 21:18 21:20 21:22 21:24 21:26 21:28 21:30 21:32 CHA Vrmsavg CHA Irmsavg 24

24 % of FND 6 Formas de Onda 5 4 En fusión inicial Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35 CHA Amps Total RMS: Amps DC Level : Amps Fundamental(H1) RMS: Amps Total Harmonic Distortion (H02-H50): Even contribution (H02-H50): Odd contribution (H03-H49): 5.67 % of FND 3.33 % of FND 4.59 % of FND 25

25 40000 Volts Formas de Onda Amps :23: :23: :23: :23: :23: :23: CHA Volts CHA Amps 26

26 % of FND 9 Formas de Onda 8 7 En fusión final Thd H05 H10 H15 H20 H25 H30 H35 CHA Amps Total RMS: Amps DC Level : Amps Fundamental(H1) RMS: Amps Total Harmonic Distortion (H02-H50): Even contribution (H02-H50): Odd contribution (H03-H49): 8.81 % of FND 4.82 % of FND 7.38 % of FND 27

27 2da componente (frecuencia 111 Hz) 3ra componente (frecuencia 172 Hz) 28

28 29

29 DIgSILENT Hz Ohm Hz Ohm Respuesta del tablero del horno EBT con los filtros propuestos Hz Ohm Hz Ohm

30 31

31 Componentes individuales de corriente en diferentes tableros DIgSILENT

32 Distorsión total de voltaje calculada* THD THD factor de Tablero calculado recomendado potencia % % Acometida Tablero Hornos Tablero horno EBT 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 % 33

33 50000 Volts Formas de Onda :07: :07: :07: :07: :07: :07: :07: :07:09.17 CHA Volts CHB Volts Waveforms (1.0 sec.) at 22/07/ :07:09 34

34 35

35 s p.u. DIgSILENT s p.u s p.u

36 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 37

37 38

38 39

39 Mes Cargo kwh Cargo Demanda FP Bonificación Enero $ 1,249, $ 76, $ Febrero $ 1,184, $ 75, $ 2, Marzo $ 1,240, $ 74, $ 1, Abril $ 1,217, $ 71, $ 2, Mayo $ 906, $ 73, $ 2, Junio $ 1,169, $ 76, $ Julio $ 1,224, $ 76, $ Agosto $ 1,017, $ 75, $ 2, Septiembre $ 1,156, $ 74, $ 1, Octubre $ 1,132, $ 71, $ 2, Noviembre $ 1,121, $ 73, $ 3, Diciembre $ 1,120, $ 76, $ TOTAL $ 21, Bonificación con equipos actuales Con montos expresados en dólares americanos 40

40 Mes Cargo kwh Cargo Demanda FP Bonificación Enero $ 1,249, $ 76, $ 23, Febrero $ 1,184, $ 75, $ 22, Marzo $ 1,240, $ 74, $ 22, Abril $ 1,217, $ 71, $ 21, Mayo $ 906, $ 73, $ 16, Junio $ 1,169, $ 76, $ 21, Julio $ 1,224, $ 76, $ 22, Agosto $ 1,017, $ 75, $ 18, Septiembre $ 1,156, $ 74, $ 20, Octubre $ 1,132, $ 71, $ 20, Noviembre $ 1,121, $ 73, $ 20, Diciembre $ 1,120, $ 76, $ 20, TOTAL $ 250, Diferencia $ 228,

41 Beneficio económico con equipos propuestos y sin considerar: ahorros en mantenimiento eficiencia en el horno reducción de pérdidas eléctricas, etc... 42

42 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 Formas los de Onda problemas encontrados Amps CHA Amps CHB Amps :07: :07: :07: :07: :07:09.4 Waveforms (1.0 sec.) at 22/07/ :07:09

43 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 44