FACULTAD POLITÉCNICA INGENIERIA ELÉCTRICA Calidad de la Energía Prof. Ing. Pablo Prieto Efectos de los huecos de tensión en los motores de inducción INTEGRANTES DEL GRUPO: 1. 2. Martínez Mariela. Espínola Clara. Décimo Semestre – Mayo de 2015 Introducción En el pasado, las inversiones en las redes eléctricas (transporte y distribución) se adoptaban casi exclusivamente con el objetivo prioritario de asegurar la continuidad de suministro. La creciente aparición de elementos electrónicos cada vez más sensibles y el uso generalizado de ordenadores en el ámbito industrial ha hecho necesario redefinir las pautas de actuación por parte de empresas eléctricas y consumidores, y así empezar a hablar de calidad del servicio, calidad de onda o calidad del producto. La calidad del servicio se define como el conjunto de características, técnicas y comerciales, exigible al suministro eléctrico por parte de consumidores Dentro de toda la gama de posibles faltas, la que más reportes causa son los huecos de tensión. Incidencias en el suministro que provocan una caída de tensión durante un corto espacio de tiempo, produciendo pequeños picos de intensidad o deformaciones de la onda de tensión capaces de parar procesos industriales o borrar memorias de maquinaria especializada. Estas incidencias surgen por faltas en la red, por cortocircuitos aleatorios producidos por flora y fauna, por causas meteorológicas, por un mantenimiento incorrecto de la aparamenta, o por operaciones en el lado de los clientes, por ejemplo, con la conexión de grandes motores. Constituye un componente aleatorio, inherente al servicio, que hace que no sea posible prever, o evitar, su aparición por completo. Estas perturbaciones conllevan pérdidas económicas en el cliente, siendo especialmente cuantiosas en el sector industrial. HUECOS DE TENSIÓN Los huecos de tensión son disminuciones momentáneas del valor eficaz de la tensión de alimentación a frecuencia industrial de una o más fases por debajo del rango de variación normal de la tensión valido en cada instalación, recuperándose al cabo de un tiempo que oscila desde un medio ciclo a unos pocos segundos (IEEE Std 1159). Las causas típicas de los Huecos de Tensión son los rayos, las maniobras en alta tensión, las variaciones bruscas de cargas (arranque de grandes motores) y los cortocircuitos EFECTOS DE LOS HUECOS DE TENSIÓN Perdida de información en sistemas informáticos Alteración de funcionamiento de controladores electrónicos de procesos en tiempo real o interrupción de procesos Los efectos transitorios de los huecos de tensión sobre los motores de inducción trifásicos se reflejan principalmente en picos de intensidad, picos de par y pérdida de velocidad En el caso de huecos simétricos, estos efectos dependen de la profundidad y duración del hueco, mientras que para los huecos asimétricos, dependen también del punto de onda inicial. Los efectos que los huecos de tensión producen en los motores eléctricos están relacionados con transitorios de corriente, de cupla y de velocidad. La magnitud y forma de esos efectos depende no solo de los parámetros del hueco de tensión, sino también de la potencia de cortocircuito de la red, de la carga mecánica acoplada al eje del motor y de los parámetros del propio motor. En general, las interrupciones, ya sean de corta o larga duración se producen en las redes de suministro locales. En cambio los huecos de tensión pueden ser originados por un cortocircuito en una red a varios kilómetros de distancia, lo cual lo convierte en un fenómeno más global que la interrupción y por ende más difícil de prevenir. CARACTERIZACIÓN Los huecos de tensión pueden caracterizarse por su magnitud, duración, tipología y fase inicial. De acuerdo a esto el hueco podrá expresarse como: V(h, Δt, ψi,q) Donde h: magnitud del hueco, Δt: duración del hueco, ψi: fase inicial y q: tipología. Magnitud del hueco de tensión: Es la tensión eficaz existente durante el hueco de tensión en por unidad (p.u.) con respecto a la tensión pre-hueco (UH). (En caso de huecos no rectangulares, esta magnitud es función del tiempo). Caída de tensión: Es la diferencia entre la tensión eficaz pre-hueco y la tensión eficaz durante el hueco (ΔU). (En caso de huecos no rectangulares, también es función del tiempo). Duración del hueco de tensión: Tiempo durante el cual la tensión eficaz es inferior al 0,9 p.u. y superior 0,1 p.u. de la tensión nominal (Δt). Tipología: Si la caída de tensión es la misma para las tres fases y además los ángulos entre las mismas permanecen constantes y de 120° se dice que el hueco es simétrico. En general las fallas en los sistemas eléctricos tienen características asimétricas, dando origen a huecos de tensión también asimétricos, donde la tensión remanente durante la falla no es igual en las tres fases. Los huecos asimétricos son estudiados con ayuda de la teoría de las componentes simétricas, obteniéndose para distintos tipos de falla y distintas configuraciones de carga una clasificación [2] y [3] que se resume en la tabla 1: Tabla 1. Fase inicial: Considerando la perturbación perfectamente rectangular, todo hueco de tensión posee un instante inicial t(2) Para el instante inicial del hueco (3)i, donde se produce la caída de tensión y un instante final tf, donde se restituye la tensión. El punto inicial se corresponde con un punto de la onda de tensión de fase (ψi). Si se considera que el hueco de tensión comienza en ti = 0 la fase inicial del hueco coincide con la fase inicial de la tensión. UH: Magnitud de la tensión del hueco ΔU: Caída de tensión del hueco Δt: Duración del hueco Punto de inicio del hueco: Ángulo de fase de la tensión fundamental en el momento en que se inicia el hueco (θi). Corresponde al ángulo de fase en el instante que ocurre una falla. Punto de recuperación del hueco: Ángulo de fase de la tensión fundamental en el momento en que se recupera la tensión (θr). Corresponde al ángulo de fase en el instante que se elimina la falla. Hueco no rectangular: Un hueco de tensión en el cual la magnitud del hueco no es constante con el tiempo. equipos susceptibles a los huecos BAJA POTENCIA Computadores PLCs Controladores de tensión Controladores de robótica ALTA POTENCIA Motores Iluminación Equipo de robótica Contactores CONCLUSIÓN En el trabajo realizado pudimos ver que al producirse el hueco de tensión aparecen picos en las corrientes de línea. Los valores máximos de corriente dentro y fuera del hueco dependen de la profundidad, destacándose la independencia del pico inicial con la duración del hueco. Los huecos de tensión afectan considerablemente los picos de voltaje y corriente, y generan pérdida de velocidad.
