Especificaciones CFE-G0100-04

Universidad Nacional Autónoma de México
Centro de Investigación en Energía
Curso de Especialización
Centro de Investigación en Energía, UNAM
Sistemas
16 a 20 de enero de 2012,
Oaxtepec, Morelos
ESPECIFICACIÓN CFE G0100-04
Interconexión a la red eléctrica de baja tensión de
sistemas fotovoltaicos con capacidad hasta 30 kW
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Contenido de la Especificación
1.- Objetivo
2.- Campo de aplicación
3.- Normas que aplican
4.- Definiciones
5.- Simbología y abreviaturas
6.- Especificaciones técnicas
7.- Condiciones de Operación
8.- Condiciones de seguridad industrial
9.- Marcado
10.- Control de Calidad
11.- Información técnica
12.- Bibliografía
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OBJETIVO
 Definir los Requerimientos para el diseño e
instalación
de
sistemas
fotovoltaicos
interconectados con la red eléctrica (SFV-IR).
 Garantizar la calidad de la energía en la red.
 Garantizar la integridad física y operacional de la
red eléctrica y de los SFV-IR.
 Garantizar la seguridad del personal.
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CAMPO DE APLICACIÓN
Interconexión a la red eléctrica de baja tensión de
SFV con capacidad hasta 30 kW, los cuales pueden
estar instalados en viviendas individuales, inmuebles
comerciales, escuelas y edificios públicos.
La especificación considera únicamente SFV-IR que
utilizan inversores estáticos (estado sólido) para la
conversión de corriente directa (CD) a corriente
alterna (CA)
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Normas que aplican
 NOM-001-SEDE-2005: Instalaciones
Eléctricas (utilización).
 NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de
Unidades de Medida.
 IEC 61173-1992 Overvoltage Protection
for Photovoltaic (PV) Power Generating
Systems – Guide.
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Definiciones a considerar
Celda FV o
celda solar
Módulo FV
Conexión de Celdas FV’s
+
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_
Conexión de la celda
Cables y conexiones eléctricas,
dispositivos de protección
(diodos de bloqueo, fusibles,
interruptores, desconectores,
varistores, dispositivos contra
fallas a tierra, etc), sistema de
tierra,:
Todos ellos diseñados y elegidos
de acuerdo a la NOM 001SEDE 2005.
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Diagrama a bloques de un SFV-IR
Configuración Eléctrica para el GFV
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Sistema aterrizado (negativo a tierra)
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Configuración Eléctrica para el GFV
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Sistema no aterrizado (en flotación)
Mismos Dispositivos
de protección que en
la línea (+).
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Tensión de Interconexión
La conexión eléctrica del SFV-IR se debe realizar en la
red de distribución de baja tensión, dependiendo de la
tensión de servicio.
Las tensiones de distribución para servicio doméstico de
la CFE son:
 127 V para sistemas monofásicos a 2 hilos;
 120 V/240 V para sistemas monofásicos a 3 hilos, y
 220 V/127 V para sistemas trifásicos de 4 hilos.
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Número de fases
El número de fases en la salida del INVERSOR del SFV-IR depende de las
características de la carga del usuario y por consecuencia, del servicio que
proporcione la CFE al usuario, el cual lo clasifica de acuerdo a la potencia
contratada.
 Servicio monofásico a 2 hilos a consumidores no mayores de 5 kW;
 Servicio monofásico a 3 hilos o bifásico a 3 hilos a consumidores entre
los 5 kW y 10 kW, y
 Servicio trifásico a consumidores mayores de 10 kW.
Con base en dichos criterios se debe emplear:
 INVERSOR monofásico si la potencia nominal del SFV-IR no excede de
10 kWp
 INVERSOR trifásico si la potencia nominal del SFV-IR es superior a 10
kWp.
La interconexión de SFV-IR monofásicos menores a 10 kW en instalaciones
eléctricas trifásicas (ya sea entre fases o de fase a neutro) es factible
siempre y cuando se cumplan satisfactoriamente los requisitos eléctricos
establecidos en este documento
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Generador fotovoltaico (GFV)
Unidad generadora capaz de convertir la radiación
solar incidente directamente en energía eléctrica en
forma de corriente directa.
Está constituido por la integración eléctrica y
mecánica de los siguientes componentes:
a) Módulos fotovoltaicos
b) Cajas de conexión
c) Cables y conexiones eléctricas
d) Dispositivos de protección
e) Sistema de tierras
f) Estructuras de montaje
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Subsistema de acondicionamiento
de potencia: Inversor
Dispositivo electrónico que convierte la energía de CD del
GFV en energía de CA para sincronizarse a la red.
El subsistema puede estar constituido por uno o más
inversores. Además de la conversión de energía, en este
subsistema se pueden incluir funciones de:
• Protecciones
• Filtros para armónicos
• Compensación de Factor de Potencia
• Aislamiento
• Debe tener comportamiento antiisla
• Transformador de aislamiento (galvánico).
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Interfaz con la red
La interfaz interconecta a la salida del inversor con la carga
local de CA del inmueble y con el sistema eléctrico de
distribución, permite al SFV operar en paralelo con la red,
para que la energía pueda fluir en uno u otro sentido entre la
red y la interfaz. Puede tener las siguientes funciones:

Distribución de la CA que fluye entre el sistema de
condicionamiento de potencia, la carga local y la red.
 Medios de desconexión para seguridad y mantenimiento.
 Medición de flujos de energía entre el sistema, la carga local y
la red.
 Protecciones para el sistema de CA que no sean proporcionadas
por el inversor.
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Subsistema de control y monitoreo
Lo conforman los circuitos lógicos y de control que
supervisan la operación general del SFVI, y controlan
la interacción entre sus subsistemas.
Tiene el mayor orden jerárquico de control, debe
asegurar la correcta operación del SFVI en modo
automático y manual.
Estas funciones de control y monitoreo comprenden:
a) Arranque y paro automático
b) Funciones de protección
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Interruptores de seguridad
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Interruptor a la salida del inversor
El interruptor a la salida del inversor (INT 1) debe ser
termomagnético o de cuchillas con fusibles que permita la
desconexión del SFV de la red y la carga local. La calibración del
dispositivo de sobrecorriente (fusible o termomagnético) se
determina en función de la potencia máxima de salida del inversor.
Interruptor general de servicio del inmueble
Interruptor de servicio (de cuchillas con fusibles) para la
acometida eléctrica en el inmueble (INT 2). propiedad del usuario,
debe estar accesible al personal de la CFE. El disposiivo de sobre
corriente se determina en función de la potencia máxima
contratada.
Interruptor a la salida del GFV
Puede ser un desconector de cuchillas o un interruptor
termomagnético. Su ampacidad se determina como 1.56 veces la
corriente de corto circuito (NOCT) del AFV.
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Punto de interconexión, PI
El SFV-IR debe conectarse del lado de la carga,
preferentemente al interruptor general de servicio del
inmueble INT2 o en el tablero de distribución de las
cargas, después del INT2.
El interruptor proporciona un medio manual de
desconexión accesible al personal de la CFE.
Es indispensable contar con medios que permitan
seccionar el sistema, para desenergizar los equipos que
lo conforman (existencia de INT1 y INT DC) y para
evitar energizar la red de CFE cuando exista un
comportamiento isla no intencional.
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Punto de Interconexión
Es posible conectar la salida del SFV-IR en otro punto del sistema
eléctrico del inmueble cuando el SFV se encuentre a una distancia
considerable del interruptor general de servicio, siempre y cuando
se cumpla lo siguiente:
a) La suma de las capacidades de los dispositivos de
sobrecorriente de los circuitos que alimenta un bus o
conductor no debe exceder de 120 % la capacidad de
transporte de corriente del bus o conductor.
b) Todos los interruptores que van a ser alimentados con
corriente en ambos sentidos dentro del sistema eléctrico deben
estar especificados para operación bidireccional.
c) Las condiciones de mantenimiento y supervisión deben ser
garantizadas para que solamente personal calificado opere y
proporcione mantenimiento a las instalaciones.
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ESPECIFICACIÓN CFE G0100-04
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Calidad de la energía
La CFE verificará periódicamente la calidad de la energía
eléctrica en la acometida del inmueble para corroborar
que los límites de operación de la red indicados en esta
especificación no se vean superados; esto con la finalidad
de garantizar la calidad del suministro eléctrico.
En caso de identificar desviaciones en la calidad de la
energía, la CFE determinará su origen y en consecuencia
tomará las medidas correctivas que procedan.
Asimismo, es responsabilidad del propietario del SFV-IR
mantener las desviaciones originadas por el sistema de
generación fotovoltaica dentro de los límites establecidos
Calidad de la energía
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Sistemas con una tensión menor o igual a 1.0 kV
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Tensión nomial en un rango +5% a -10%.
Frecuencia en el rango de 59.3 a 60.5 Hz
Componente armónico individual en la tensión: 6%
Distorsión armónica total en la tensión: 8%
Desbalance máximo en la tensión: 3%
Desbalance máximo en la corriente: 5%
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CONCLUSIONES
La especificación permite disponer de un documento
normativo vigente:
 Actualizado
con
a
los
requerimientos
para
el
aprovechamiento de las energías renovables FV.
 Con las características eléctricas disponibles de la
tecnología actual, que evitará confusión al recurrir para su
consulta a diferentes fuentes de información y facilitar la
solicitud del producto, por parte de los usuarios.
 Para uniformizar los criterios en la designación del
producto, tanto para los usuarios como para los
fabricantes.
 Para mejorar la calidad del producto.
 Para mejorar la inspección de los productos y sistemas.
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Es importante señalar la participación del
personal del Instituto de Investigaciones
Eléctricas (IIE) en la elaboración de la
especificación.
Gracias
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