Medición de calidad de tensión en el Sistema de Transmisión Nacional

Herney Dario Tiusaba Zambrano [email protected] / [email protected]

Fernando Augusto Herrera León [email protected]

DISTASA- UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Bogotá -2017 1

Contenido 1. Planteamiento de la necesidad 2. Marco Normativo y Regulatorio 3. Factibilidad Técnica 4. Conclusiones 2

1. Planteamiento de la Necesidad 1. Medición de calidad de tensión en el STN según el Código de Redes 2. Estándares normativos de calidad de tensión utilizados en redes de transmisión de energía. 3. Exigencias de otros países (Noruega, Australia, Rumania, Brasil, Estados Unidos, Gran Bretaña, Chile y Colombia) 4. Factibilidad técnica de equipos con las características apropiadas para el cumplimiento de lineamientos regulatorios. 3

1. Planteamiento de la Necesidad

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2. Estándares Normativos Referente

Recomendación

Observaciones

IEEE 1159 . Equipos de supervisión y registro

Los instrumentos de medida dependerán de los objetivos de la medición

Limitaciones en ancho de banda de Transformadores capacitivos

IEC 61000-4-30. Métodos de medición, equipos e interpretación de resultados

Niveles de la señal a medir y Transformadores capacitivos la respuesta en frecuencia de con ancho de banda limitado los transductores. a cientos de Hz

IEC 61000-4-7. Instrumentos de registro

IEC61000-4-30

Ninguna

EN50160. Calidad de la potencia entre 1kV y 35kV

Ninguna

Ninguna

5

2. Estándares Normativos Referente

Recomendación

Observaciones

NTC5000. Calidad de la potencia eléctrica (CPE)

Ninguna

Ninguna

Las mediciones convencionales requieren bajo ancho de banda. Para mediciones de armónicos los anchos de banda deben ser de kHz

Transformadores capacitivos no deben ser usados para medición de armónicos.

Ninguna

Ninguna

Divisores Resistivos – Capacitivos

Aplicable a transformadores de instrumentación en Alta Tensión.

IEEE 519 (1992). Métodos de análisis, medición y recomendaciones para el diseño

IEEE 519 (2014). Modificación a medición de armónicos y referencia a IEC 61000-4-7 y IEC 610004-30 IEC 61869-103. Guía para el uso de transformadores de instrumentación en mediciones de calidad de potencia

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2. Estándares Normativos Anchos de banda de transformadores de potencial Tipo

Ancho de Banda

Transformadores Capacitivos

60Hz

Divisores Resistivos

Entre los 0Hz y 200 Hz

Divisores inductivos

Entre los 15Hz y 20kHz

Ópticos

Entre los 0Hz y 2 MHz

Divisores Resistivos compensados

Entre los 15Hz y 1MHz

Divisores Capacitivos Puros

Entre los 15Hz y 2MHz

Adaptado de IEC TR 61869-103 (2012) Technical report instrument Transformers the use for power quality p. 14. 7

2. Estándares Normativos Vp

C1

Inductancia de compensación

Circuito ferroresonante

C2

Transformador

Carga 8

2. Estándares Normativos (Respuesta en frecuencia Transformadores)

Adaptado de: Influence of Instrument Transformers on Harmonic Distortion Assessment (2012, p.2)

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3. Exigencias de otros países País

Nivel de Tensión [kV]

Límite de Distorsión armónica

Referente Normativo regulación

Tipo de Transformador de Tensión No especifica

Noruega

245

2%

IEC y CENELEC (EN50160)

Australia

230

3%

IEC 61000-4-3

No Especifica

Rumania y Brasil

220 / 230

3%

EN50160

No Especifica

Estados Unidos, Chile y Colombia

220/ 230

1,5%

IEE519

No Especifica

Gran Bretaña

275

0,5%

EN50160

Especifica (R-C) 10

4. Factibilidad Técnica

Existencia y disponibilidad de equipos en el mercado para dar cumplimiento a los requisitos regulatorios

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4. Factibilidad Técnica Impacto de los transformadores divisores resistivo-compensado en calidad de la potencia

Parámetro

Impacto en la medición

Frecuencia Magnitud de la tensión Flicker Hundimientos

No hay impacto No hay impacto No hay impacto No hay impacto

Desbalance

No hay impacto

Armónicos e Interarmónicos

No hay impacto

Fluctuaciones rápidas de tensión

No hay impacto

Interrupciones de alimentación

No hay impacto

Transitorios de tensión

No hay impacto

Adaptado de IEC TR 61869-103 (2012) Technical report instrument Transformers the use for power quality p. 52. 12

4. Factibilidad Técnica

Relación de transformación vs Frecuencia. Resistive Capacitive Voltage Dividers for Gas Insulated Switchgear Trench [21] 13

4. Transformador Divisor ResistivoCompensado

Fabricado bajo norma IEC 60358 (2012). Adaptado de http://www.pfiffner-group.com/ench/about/pfiffner-switzerland/references/ 14

4. PQ- Sensor • Instalación en transformadores de potencial en servicio y en fabrica. • Para frecuencias mayores a 12.8kHz presenta atenuaciones de -3dB

Adaptado de PQSensor™ MkIII Installation & Commissioning Manual”. Por BVM Systems Limited.

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5. Conclusiones Existen en el mercado equipos para el cumplimiento de los lineamientos regulatorios para la medición de la calidad de tensión exigidos en las resoluciones CREG 025 de 1995 y CREG 011 de 2009. (Transformadores Resistivo-compensado y PQ-Sensor), Por medio de la IEEE 1159 (2009), IEC 61000-4-30 (2015), IEEE 519 (1992) y el reporte técnico IEC 61869-103 (2012) se puede concluir que por su limitado ancho de banda los transformadores de potencial tipo divisores capacitivos no son aptos para realizar mediciones de calidad de tensión.

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5. Conclusiones Para precisar los lineamientos regulatorios, es necesario especificar las características técnicas de los traductores de medición y supervisión de la calidad de forma de onda.

Se recomienda incluir como referencias los estándares, IEEE 519 (2014), IEC60358 (2012) y el reporte técnico IEC 61869-103 (2012) en las norma NTC 5000 (2013) y NTC 5001 (2008).

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5. Conclusiones Realizar aclaraciones en el código de redes y en las normas NTC sobre la respuesta en frecuencia de los transformadores de potencial para la medición y supervisión de la calidad de tensión

Se recomienda en los diseños de bahías de conexión contemplar espacios de reserva para los transformadores de potencial aptos para la medición de calidad de tensión.

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GRACIAS [email protected]/ [email protected]

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¿PREGUNTAS?

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