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STANDARDSBy Mónica V. Avalos Jiménez
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Contenido
Introducción
Definición de Calidad de la Potencia
Importancia del Estudio de la Calidad de la Potencia
Normatividad sobre Calidad de la Potencia
Beneficios de la normalización
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Introducción
El concepto de calidad de la energía eléctrica se reporta desde fines de los años 60's
y con mayor énfasis en los años 80's, su desarrollo viene desde la instalación de las
primeras centrales eléctricas a fines del siglo XIX e inicios del XX.
Los primeros estudios de armónicos en sistemas de potencia se remontan al año de
1890, cuando se identificaron a los transformadores y motores como los principales
elementos que distorsionaban las formas de onda de tensión y corriente en las redes
eléctricas.
El concepto Calidad de Energía Eléctrica es un tema esencial el cual ha
evolucionado en la última década a escala mundial, está relacionada con las
perturbaciones eléctricas que pueden afectar a las condiciones eléctricas de
suministro y ocasionar el mal funcionamiento o daño de equipos y procesos.
3
Definición de Calidad de la Potencia
(Energía)
El Comité Electrotécnico Internacional (IEC, por sus siglas en inglés) define a la Calidad
de la Potencia (Power Quality), como las características de la energía eléctrica
(tensión, corriente y sus relaciones) en función del tiempo y de la frecuencia en un
punto dado del sistema eléctrico de potencia (típicamente en el punto de
acoplamiento común) que se evalúan contra un conjunto de parámetros técnicos de
referencia.
Nota: en algunos casos estos parámetros pueden relacionarse con la
compatibilidad que existe entre la energía eléctrica suministrada sobre una red y
las cargas que se conectan a ésta.
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Importancia del estudio de la Calidad de
la Potencia
El uso ascendente de dispositivos
electrónicos y equipos digitales en
aplicaciones domésticas e industriales se ha
incrementado dramáticamente en los
últimos años, y toda vez que el uso va ligado
con la utilización de la energía eléctrica, se
ha visto degradado el sistema eléctrico.
Debido a que el suministro de energía
eléctrica es uno de los principales servicios
que recibe la sociedad, de la calidad de
este servicio depende la actividad
comercial, industrial y social de los países.
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Normatividad sobre Calidad de la Potencia
La calidad de la potencia depende de características clave de las fuentes de
electricidad, que incluyen la frecuencia, tensión y variaciones de tensión; las
características críticas que sirven como referencia para clasificar las perturbaciones
de acuerdo a su impacto en la calidad de la potencia:
• Variaciones de frecuencia y tensión
• Cambios rápidos de tensión
• Severidad de parpadeos (Flicker)
• Huecos de tensión (Dips)
• Interrupciones cortas y prolongadas de tensión
• Transitorios por sobretensión
• Desequilibrio de tensión
• Tensión armónica e inter-armónica
Para estudiarlos y reducirlos se toma en cuenta la normatividad nacional e internacional
en las que se da un marco de referencia y recomendaciones.
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Normatividad sobre Calidad de la Potencia
¿Por qué necesitamos normas de Calidad de la Potencia?
Proteger la integridad y seguridad de la red pública de suministro
Asegurar que los equipos de los usuarios funcionen adecuadamente
Evitar que los equipos se degraden y disminuya su ciclo de vida útil
UN NIVEL ACEPTABLE DE CALIDAD DE POTENCIA PARA TODOS
(SUMINISTRADORES Y USUARIOS)
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Normas técnicas de Calidad de la Potencia
Organismos que desarrollan normas de Calidad de la Potencia
INTERNACIONAL
• IEC (Comité Electrotécnico Internacional)
TC 77 (IEC 61000-X-X, SC 77A)
• Extranjeras
EUA - ANSI (IEEE-519)
• España
AENOR (CT 208)
• Regionales
Unión Europea
CENELEC (CT 110) EN 50160
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Normas técnicas de Calidad de la Potencia
NACIONALES
• CRE (Código de RED)
• CFE (CFE L0000-45, L00070) entre otras.
• ANCE (CT 77A y GT 77A)
NMX-J-610-3-2, 4-7, 4-30, entre otras.
NORMATIVA CON MAYOR INFLUENCIA PARA DESARROLLO A NIVEL REGIONAL Y NACIONAL
• Normas de IEC del TC 77 (Fenómeno de baja frecuencia)
• Normas de EN (EN 50160, EN 61000-3-X)
• Normas IEEE (ANSI) – IEEE 518, 519 y 1531.
La mayoría de las normas regionales como las de CENELEC y CANENA toman como base la normativa de IEC así como las de IEEE (ANSI).
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Normas técnicas de Calidad de la Potencia
(IEC 61000 – Normas Internacionales)
2-2. Niveles de compatibilidad para las perturbaciones conducidas de baja frecuencia y la transmisión de señales en las redes de suministro público en baja tensión.
2-4. Niveles de compatibilidad para las perturbaciones conducidas de baja frecuencia en instalaciones industriales.
3-2. Armónicas (<16A), equipo residencial.
3-4. Armónicas (>16A) , equipo industrial.
3-6. Límites de perturbación en MT/AT.
3-12. Armónicas (>16A y <75 A), equipo comercial.
Instrumentos de medición
4-7. Especificaciones del medidor de armónicas.
4-13. Inmunidad a corrientes armónicas
4-30. Métodos de medición de calidad de la energía
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Normas técnicas de Calidad de la Potencia
(IEEE – Normas Extranjeras
IEEE 519 - Practicas recomendadas y requisitos para controlar armónicas en sistemas
eléctricos de potencia.
IEEE 518 – Guía para la instalación de equipo eléctrico y para minimizar el ruido
proveniente de fuentes externas en la entrada de controladores.
IEEE 1531 – Guía para la aplicación y especificaciones de filtros de armónicas.
Equipo electrotécnico (utilización)conectado a la red pública de suministro
Sin normas técnicas.
Instrumentos de medición
IEEE-1159:Guía para la medición de la calidad de la energía eléctrica.
IEEE-1453: Prácticas recomendadas para la medición y límites de parpadeo (flicker)
en sistemas de corriente eléctrica.
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Normatividad Mexicana
(NMX-J-550-ANCE / NMX-J-610-ANCE)
-2-2: Entorno-Niveles de compatibilidad para las perturbaciones conducidas de baja frecuencia y transmisión deseñales en las redes públicas de baja tensión (guía para establecer límites).
-2-4: Entorno-Niveles de compatibilidad para las perturbaciones conducidas de baja frecuencia en instalacionesindustriales (guía para establecer límites).
-2-8: Entorno-Caídas e interrupciones de corta duración de tensión en las redes públicas de suministro (guía paraestablecer límites).
-3-6: Evaluación de límites de distorsión armónica para la conexión de instalaciones eléctricas a sistemas eléctricos enMT,AT y EAT (guía para establecer límites).
-3-7: Guía para evaluación de límites de parpadeo para la conexión de instalaciones eléctricas a sistemas eléctricosen MT, AT y EAT(guía para establecer límites).
-3-2: Límites para las emisiones de corriente armónica de aparatos con corriente de entrada <= 16A por fase.
-3-3: Límites para los cambios de tensión, fluctuaciones de tensión y parpadeo que provocan los equipos con unacorriente asignada <= 16A por fase que no se someten a conexión condicional.
-3-4: Límites de las emisiones de corrientes armónicas en los sistemas de suministro de baja tensión para equipos concorriente nominal > 16A por fase.
-3-12: Límites para las corrientes armónicas producidas por los equipos conectados a redes públicas de baja tensión decorriente de entrada >16A y <= 75A por fase.
-4-7: Guía general de instrumentación y medición para armónicas e inter-armónicas en sistemas de suministro deenergía eléctrica y equipo conectado a estos.
-4-15: Medidor de parpadeo –Especificaciones de funcionamiento y diseño.
-4-30: Métodos de medición y estudio de calidad de la energía eléctrica.
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Normatividad Mexicana13
Normas técnicas de Calidad de la PotenciaCT 77 Otros CT
NMX-J-610/3-2-ANCE-2010
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) PARTE 3-2: LÍMITES -
LÍMITES PARA LAS EMISIONES DE CORRIENTE ARMÓNICA DE APARATOS CON CORRIENTE DE ENTRADA ≥ 16 A POR
FASE.
NMX-J-610/3-3-ANCE-2011
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) - PARTE 3-3: LÍMITES - LÍMITES PARA LOS CAMBIOS DE TENSIÓN,
FLUCTUACIONES DE TENSIÓN Y PARPADEO QUE PROVOCAN LOS EQUIPOS CON UNA CORRIENTE ASIGNADA < 16 A
POR FASE Y QUE NO SE SOMETEN A CONEXIÓN ADICIONAL.
NMX-J-610/2-8-ANCE-2011
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) – PARTE 2-8:
AMBIENTE ELECTROMAGNÉTICO – GUÍA PARA DECREMENTOS
REPENTINOS E INTERRUPCIONES DE TENSIÓN DE CORTA DURACIÓN EN SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA.
NMX-J-610/3-6-ANCE-2009
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) - PARTE 3-6:
EVALUACIÓN DE LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA PARA LA CONEXIÓN DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS A
SISTEMAS ELÉCTRICOS EN MT, AT Y EAT.
NMX-J-610/3-7-ANCE-2012
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) - PARTE 3-7: LÍMITES - GUÍA PARA EVALUACIÓN DE LÍMITES DE
PARPADEO PARA LA CONEXIÓN DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS A SISTEMAS ELÉCTRICOS EN MT, AT Y EAT.
NMX-J-610/3-12-ANCE-2010
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) – PARTE 3-12:
LÍMITES – LÍMITES PARA LAS CORRIENTES ARMÓNICAS PRODUCIDAS POR LOS EQUIPOS CONECTADOS A LAS REDES
PÚBLICAS DE BAJA TENSIÓN CON CORRIENTE DE ENTRADA > 16 A Y ≤ 75 A POR FASE.
NMX-J-610/4-7-ANCE-2013
COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) - PARTE 4-7:
TÉCNICAS DE PRUEBA Y MEDICIÓN – GUÍA GENERAL DE
INSTRUMENTACIÓN Y MEDICIÓN PARA ARMÓNICAS E INTERARMÓNICAS, EN SISTEMAS DE SUMINISTRO DE ENERGÍA
ELÉCTRICA Y EQUIPO QUE SE CONECTA A ÉSTOS.
NMX-J-724-ANCE-2016 (consulta pública)
Evaluación de la calidad de la potencia – características de la
electricidad suministrada por las redes públicas.
Esta Norma Mexicana especifica las características
esperadas de la electricidad en las terminales de suministro
de las redes públicas en baja tensión, en media tensión y en
alta tensión, a 60 Hz.
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Normas y regulaciones extranjeras (Centro y
Sudamérica)
1999
1997
2001
1993
Colombia Comité 129 Calidad de energía eléctrica.
Documento CREG-017
Documento CREG-032, Propuesta de regulación de la CP en el
sistema interconectado nacional
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Normas y regulaciones extranjeras (Centro y
Sudamérica)
Perú, En octubre de 1997, se promulgó la norma técnica de calidad de los servicios
eléctricos-ntcse (decreto supremo 020-97-em), donde se fijaron los estándares y
compensaciones a cumplirse en los aspectos de calidad del suministro, calidad
del producto y alumbrado público.
El salvador, Normas de Calidad del Servicio de los Sistemas de Distribución (Acuerdo SIGET
No. 192-E-2004, Diciembre 2004)- Calidad del suministro o servicio.
Guatemala Normas técnicas del servicio de distribución – ntsd resolución CNEEN NA.- 09-99
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Parámetros de Calidad de la Potencia 17
Parámetros de la Calidad de la Potencia
Parámetros de calidad de la potencia Métodos de medición
Frecuencia del sistema NMX-J-610-4-30
Amplitud de la tensión del suministro eléctrico NMX-J-610-4-30
Abatimiento (dip) o incremento (swell) NMX-J-610-4-30
Interrupciones de tensión NMX-J-610-4-30
Transitorios de tensión NMX-J-610-4-30
Desbalance de suministro de tensión NMX-J-610-4-30
Señalización en el suministro de tensión NMX-J-610-4-30
Cambios abruptos de tensión NMX-J-610-4-30
Desviación por arriba/abajo NMX-J-610-4-30
Armónicas de tensión NMX-J-610-4-7
Inter armónicas de tensión (señal < 3 kHz) NMX-J-610-4-7
Parpadeo de la tensión (flicker) NMX-J-550-4-15
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Normas Oficiales Mexicanas (NOMs)
NOM-001-SEDE –Instalaciones eléctricas
Tiene como principal objetivo establecer especificaciones para que en las instalaciones eléctricas se minimice el riesgo de alguna falla o corto circuito que se pudiera generar.
NOM 007 CRE
Tiene como principal objetivo establecer las especificaciones y métodos de prueba de los instrumentos metrológicos de un sistema de medición de energía eléctrica.
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Actores en el tema de Calidad de la Potencia
CFE
CRE, Comisión
Reguladora
de Energía
USUARIO
• Generación
• Transmisión
• Distribución
• Industrial
• Comercio
• Doméstico
• Cogenerador
S
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Beneficios de la Normalización
La normalización en materia de PQ beneficia a:
• consumidores de equipos
• equipos confiables y robustos contra perturbaciones, bajo consumo deenergía y menos propensos a contaminar, se traduce en ahorro por conceptode penalizaciones y reducción de riesgos.
• fabricantes de equipos,
• Ofrecen un mejor producto (determinante en licitaciones), tienenoportunidad de competir en mercados extranjeros, evitan y se protegencontra la competencia desleal así como tener una mejor confiabilidad en susprocesos de producción.
• suministradores:
• energía eléctrica
• Mejoran y protegen la calidad de la energía eléctrica, ofrecen un mejorservicio determínate para empresas que lo demandan, gastan menos porconcepto de robustecer su sistema y además tienen la opción de utilizar susredes para otros propósitos.
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Fin de la presentación
Preguntas
Sugerencias
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